Informe de Morfologia Fluvial

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA GEOGRAFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL

MORFOLOGIA FLUVIAL

PROFESOR: ING. WALTER GOMEZ LORA

ALUMNA:

CARMEN ARBILDO MONTEZA

2012

MORFOLOGIA FLUVIAL

Contenido

1.- INTRODUCCION: ................................................................................................................. ................................................................................................................ 2 2.- OBJETIVOS: .............................................................. ......................................................................................................................... ........................................................... 2 2.1.- Objetivo General: ........................................................................................................... .......................................................................................................... 2 2.2.- Obetivos especificos: especificos: .................................................................................................... .................................................................................................... 2 3.- RESULTADOS: ..................................................................................................................... .................................................................................................................... 2 3.1.- Morfologia fluvial: ........................................................................................................... .......................................................................................................... 2 3.1.2.- Patrón de alineamiento del cauce: ...................................................................... 3 3.1.2.1.- Cauces rectos: ....................................................... ................................................................................................... ............................................ 8 3.1.2.2.- Cauces trenzados: .............................................................................................. ............................................................................................. 9 3.1.2.3.- Cauces meandriformes o serpenteantes: serpenteantes: ..................................................... 11 3.1.3.- Perfil longitudinal longitudinal del rio: ..................................................................................... 15 3.1.4.- Sección transversal t ransversal:: ............................................................... ............................................................................................ ............................. 18 3.2.- Clasificación de canales: ............................................................................................ ........................................................................................... 19 3.2.1.- Canales semirectos: ............................................................................................ 20 3.2.2.- Canales sinuosos: ................................................................................................ ............................................................................................... 20 3.2.3.- Canales trenzados: .............................................................................................. 21 3.2.4.- Canales anaramificados: anaramificados: ........................................................... .................................................................................... ......................... 21 3.2.5.-Corrientes de alta montaña (torrentes): ............................................................. ............................................................ 21 3.2.6.- Deltas: .................................................................................................................... ................................................................................................................... 22 3.2.7.- Canales meándricos: ........................................................................................... ........................................................................................... 22 3.3.- Erosión de rios: ............................................................................................................ ........................................................................................................... 23 3.3.1.- Etapas de un rio: .................................................................................................. 23 3.3.1.1.- Etapa de formación o de niñez: ...................................................................... ...................................................................... 24 3.3.1.2. Etapa de juventud: ............................................................................................. 25 3.3.1.3.- Etapa de madurez: ............................................................. ........................................................................................... .............................. 25 3.3.1.4.- Etapa de vejez: ......................................................... .................................................................................................. ......................................... 26 3.3.2.-Resistencia a la erosión: ...................................................................................... 26 4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: ................................................................ 27 4.1.- Conclusiones: Conclusiones: .................................................................. ............................................................................................................... ............................................. 27 4.2.- Recomendaciones: Recomendaciones: ......................................................... ..................................................................................................... ............................................ 28 5.- BIBLIOGRAFIA: ............................................................ .................................................................................................................. ...................................................... 28

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1.- INTRODUCCION:

El paisaje natural esta compuesto por muchos elementos que le brindan carateristicas diferentes en el tiempo y en el espacio; por ejemplo tenemos a las diversas formas, comportamientos y estructuras de rios que tienen presencia importante para los diversos paisajes, los cuales van variando en el transcurso de los años. En el presente informe se dara a conocer las diferentes formas de los rios y que procesos son los responsables de dichas formas; teniendo entre los principales a la erosión y a la sedimentación (deposición) de los materiales que lo conforman. 2.- OBJETIVOS: 2.1.- Objetivo General: •

Conocer las diferentes formas que presentan los rios.

2.2.2.2.- Obetivos especif icos : •

Conocer qué procesos influyen en las formas de los rios.

•

Conocer los tipos de erosión en un cauce.

3.- RESULTADOS: 3.1.- Morfologia fluvial:

La morfologia fluvial o fluviomorfologia es el estudio cientifico de la forma de los rios (en ingles se llama channel patterns ) y estructura de la geografía fisica de los rios, que implica los cambios que experimenta un rio, tanto en su recorrido (perfil longitudinal), como en su sección transversal (lecho y márgenes). Pero no solo le interesa el estudio de las formas actuales que tiene un rio, sino fundamentalmente la explicación y manera de cómo el rio ha llegado a su forma presente. La morfología de los ríos es un resultado de la erosión, transporte y sedimentación de partículas de suelo de la cuenca y los valles que transita. La

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forma de los canales depende de las características hidrológicas y geológicas de la cuenca y de las propiedades de los sedimentos. Para el mejor entendimiento de la morfología fluvial, esta se facilita mediante el estudio del alineamiento del cauce en planta, perfil longitudinal y de sus secciones transversales.

3.1.2.- Patrón de alineamiento del cauce:

Representa la forma del canal en el plano horizontal (como sería una vista aérea del canal). El patrón de alineamiento está íntimamente relacionado con los procesos de erosión y transporte de sedimentos en la corriente y por ende con la estabilidad lateral de la misma. Depende de la composición litológica y de las estructuras geológicas (fallas, diaclasas, contactos litológicos) puesto que en algunas oportunidades ofrecen control al alineamiento del canal. Se presentan tres patrones de canal, dependiendo de su sinuosidad: recto, trenzado y meándrico o serpenteado. Antes de describir los diferentes patrones que existen mencionaremos las propiedades morfologicas de los rios: a) Sinuosidad:

Para describir y cuantificar la sinuosidad de un río se establece la relación entre la longitud del talweg y la longitud del valle. A esa relación se le llama Índice de Sinuosidad o, simplemente, sinuosidad. Es el concepto usado por Leopold y Wolman.

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Figura Nº 1: Representación esquemática del concepto de sinuosidad y de sus

grados

Fuente :

Rocha felices, Arturo. La morfologia fluvial y su incidencia en la estabilidad de las obras viales.

b) Thalweg:

El thalweg es la línea central de la corriente en la cual el cauce es más profundo y el flujo posee una mayor velocidad. Todas las corrientes naturales poseen un thalweg. El thalweg generalmente tiene una tendencia a divagar de un lado al otro del cauce y trata de tomar la línea exterior del cauce en las curvas. c) Barras:

Las barras son depósitos de sedimentos junto a la orilla o dentro del cauce del río. El ancho de la barra tiende a aumentar a medida que aumenta la rata de erosión en la orilla opuesta, tratando de formarse una curva, la cual al aumentar de tamaño puede convertirse en un meandro. A continuación tenemos los diferentes tipos de barras: •

Barras laterales: En cauces semirectos o sinuosos se forman barras junto a la orilla, estas barras pueden moverse a lo largo del cauce y migrar. Las barras


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laterales alternadas en los cauces semirectos pueden ser precursoras de procesos de meanderización.

Figura Nº 2: Barras laterales de arena de un rio

Fuente:

•

Suarez, Jaime. Control de erosión en zonas tropicales

Barras de punto: Estas barras se forman en la parte interna de las curvas bien desarrolladas. Generalmente, aumentan de tamaño a medida que la curva se hace más fuerte. Figura Nº 3: Barras de punto de arena de un rio

Fuente:

•

Suarez, Jaime. Control de erosión en zonas tropicales.

Barras en las uniones de corrientes: Cuando un tributario se une a un río de menor tamaño se forman barras tanto aguas abajo como aguas arriba de la unión.


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Figura Nº 4: Barras en la unión de corrientes

Fuente :

•


Barras de mitad de canal: Estas barras se forman en cauces relativamente anchos y pueden permanecer en su sitio durante muchos años, convirtiéndose en islas.

Figura Nº 5: Barras en la unión de corrientes

Fuente :

•


Barras en forma de diamante: Son barras de mitad de canal de gran tamaño que generan una anaramificación del cauce. Figura Nº 6: Barras de diamante

Fuente :



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•

Barras diagonales: Son barras que se localizan diagonalmente debido a la presencia de una corriente diagonal en el cauce. Estas barras generalmente ocurren en canales con fondo de grava. Figura Nº 7: Barras diagonales

Fuente :

•


Barras en forma de olas: Estas barras tienen un perfil como de una duna y tratan de ser alargadas en la dirección transversal del canal. Figura Nº 8: Barras en forma de olas o dunas

Fuente :


d) Rápido s y pozos:

Los cauces naturales pueden presentar caídas y pozos cuando las pendientes del cauce son muy altas. Los coeficientes n de Manning son altos, con valores de aproximadamente 0.035.


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Figura Nº 9: Posición de thalweg, barras, rápidos y pozos

Fuente :


3.1.2.1.- Cauces rectos:

En la naturaleza prácticamente no existen ríos rectos, se les suele considerar como un estado transitorio al meándrico. Son aquellos que presentan una sinuosidad menor de 1.5 en un cauce único, sólo se observan en tramos relativamente cortos de las corrientes, excepto cuando discurren por una falla geológica. En estos casos el valle es estrecho y la estabilidad lateral del canal es alta debido al control geológico ante los procesos de migración lateral. También se encuentran tramos rectos uniendo las curvas de un canal sinuoso. En inglés a los ríos rectos se les llama “ straight rivers”. Hay ríos que tienen pequeños tramos rectos, o casi rectos (se les llama semirrectos), cuya longitud podría ser, referencialmente, tan solo del orden de 10 veces el ancho del río.


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Figura Nº 10: Configuración recta del rio

Fuente: Gracia

Sánchez, Jesús & Maza Álvarez, José Antonio. Morfología de ríos.

Imagen Nº 1: se observa un pequeño tramo recto (AB)

Fuente: Guevara

Álvarez, María Elvira. Curso de obras de control fluvial.

3.1.2.2.- Cauces tr enzados:

Los ríos entrelazados reciben varios nombres. Se les llama también entrelazados. Una variante de ellos está constituida por los ríos anastomosados, cuyas características se presentan más adelante. En inglés se les llama “braided rivers”, a los primeros, y “anastomosing rivers”, a los segundos. Estos cauces presentan múltiples canales de flujo separados por barras transversales (por esta razón no es posible asignar una sinuosidad); el cauce está conformado por material no cohesivo (gravas). La pendiente es generalmente alta, la sección transversal es ancha y la profundidad baja.


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Lane planteó la existencia de dos causas que, juntas o independientemente, podrían dar lugar a la formación de un río entrelazado: •

Exceso de sedimentos que el río no puede transportar en su totalidad lo que trae como consecuencia que una parte de ellos deposite en el cauce y dé lugar a la formación de bancos (islas).

•

Pendiente grande, lo que origina pequeños tirantes.

La primera causa señalada por Lane se presenta, como ya se dijo antes, cuando la Capacidad de Transporte de la corriente es insuficiente para transportar las cantidades de sólidos de fondo que se presenta n en el río como producto de la erosión de la cuenca. Se denomina Capacidad de Transporte a la máxima cantidad de material sólido de fondo, de una cierta granulometría, que una corriente puede transportar con un gasto dado. Figura Nº 11: Configuración trenzada del rio

Fuente: Gracia

Sánchez, Jesús & Maza Álvarez, José Antonio. Morfología de ríos. Imagen Nº 2: Rio entrelazado

Fuente: Guevara

Álvarez, María Elvira. Curso de obras de control fluvial.


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Una variante de los ríos entrelazados está constituida por los ríos anastomosados, los que se presentan cuando del curso principal se separan brazos que regresan, luego de un cierto recorrido, al cauce principal. La isla que se forma tiene un carácter más o menos permanente, a diferencia de lo que ocurre con un río trenzado en el que las islas (en realidad, bancos) son variables, inestables y transitorios.

Figura Nº 12: Configuración anastomosado de un rio

Fuente :


3.1.2.3.- Cauces meandriformes o serpenteantes:

La característica principal de un río serpenteante es la presencia de una serie de curvas de sentido contrario conectadas por tramos rectos, que forman pozos en la parte externa de los curvas y zonas de cruce localizadas entre éstas; El cauce está conformado por un único canal de flujo con una sinuosidad superior a 1.5; las pendientes del canal son más bajas que en los ríos trenzados y la carga de sedimentos está compuesta de material fino, principalmente arenas. Usualmente en los ríos serpenteantes el valle es muy amplio.


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Figura Nº 13: Configuración en meandros de un rio

Fuente :


En cauces meándricos, el thalweg se mueve transversalmente y origina la formación de curvaturas en forma de S, las que en general, se deben a procesos de erosión y de sedimentación ( Imagen Nº 3). Al dirigirse la corriente hacia una banca, ésta sufre erosión, la corriente es deflectada y se va a atacar la banca opuesta en un sitio aguas abajo. La fuerza centrífuga en la curvatura causa una pendiente transversal en la superficie del agua, formándose muchas veces flujo helicoidal que remueve partículas de la parte externa de la curva y las transporta al lado opuesto en donde se depositan (ver Figura Nº 14). Las velocidades son más bajas en la parte interna de las curvas dando lugar a sedimentación o formación de barras. Los procesos de erosión de bancas en la curva exterior y depositación en la curva interior hacen que el canal divague en su llanura de inundación.


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Imagen Nº 3: Erosión y sedimentación en ríos meándricos

Fuente:

Lopéz Cadenas de Llano, Filiberto. Restauración hidrológico forestal de cuencas y control de la erosión.

Figura Nº 14: Flujo helicoidal en ríos meándricos

Fuente:

Lopéz Cadenas de Llano, Filiberto. Restauración hidrológico forestal de cuencas y control de la erosión.


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Imagen Nº 4: Vista aérea del rio Utcubamba

Fuente:


Figura Nº 16: Evolución de un cauce originalmente rectilíneo

En la Figura Nº 16 se observa el desarrollo descrito, según las investigaciones de Friedkin en el Waterway Experimental Station, en Vicksburg, U.S.A. (1945), presentadas por Leliavsky.


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Tabla Nº 1: Principales características de los cauces según su patrón de

alineamiento. RECTOS

TRENZADOS

MEANDRICOS

•

Sinuosidad < 1,5

•

Difícil medir la sinuosidad.

•

Sinuosidad >1,5

•

Escasos (excepto

•

Múltiples canales de flujo.

•

Sucesión de curvas

fallas geológicas)

•

Barras intermedias.

unidas por tramos

Thalweg presenta

•

Pendiente usualmente alta.

rectos.

sinuosidad.

•

Material del lecho: grava.

•

•

•

Valles amplios.

Transitorio al

•

Pendientes bajos.

meándrico.

•

Material transportado: arena.

Elaboración propia 3.1.3.- Perfil l ongi tudi nal del rio:

El perfil longitudinal de un río muestra como este pierde cota a lo largo de su recorrido. Generalmente, la pendiente es muy alta en su nacimiento y va disminuyendo río abajo (ver figura Nº 17). El perfil longitudinal de la corriente usualmente presenta una forma cóncava, disminuyendo desde las zonas de máxima erosión en la parte alta del río a las de depositación en la parte baja. Figura Nº 17: Perfil longitudinal de un rio

Fuente :



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A medida que se avanza aguas abajo y la pendiente de la corriente cambia, el tamaño de los sedimentos se va clasificando a partículas de menor tamaño, debido a que la velocidad y capacidad de arrastre de la corriente van disminuyendo. Las características geológicas del substrato del río tienen gran influencia, tanto en el perfil longitudinal como en la morfología en planta del río. En términos generales la pendiente de los ríos tiende a ser mayor en tramos de rocas duras y es más suave en tramos de suelos más erosionables. El tamaño de los sedimentos también tiene gran influencia en la pendiente del cauce. Al disminuir el tamaño de los sedimentos la pendiente también trata de disminuir. Los cambios bruscos de pendiente pueden obedecer a varios factores: •

Cambios geológicos , Cuando el río pasa de un tipo de roca a otra, o

atraviesa fallas geológicas. •

Confluencia de ríos , Los caudales cambian bruscamente y también la

mezcla de sedimentos. •

Erosión o sedimentación remontante por efecto de la intervención antrópica del cauce, Explotación de materiales, puentes, represas,

modificación del alineamiento del cauce, canalización, etc. A partir del análisis del perfil de la corriente también se podrá determinar la localización de abanicos aluviales, conos de deyección y deltas ya que su principal característica está asociada a un cambio brusco en la pendiente. Los procesos de erosión, transporte y depositación están directamente asociados con la concavidad del perfil. En un río de montaña la pendiente del canal es alta; los principales procesos que se presentan son de erosión y transporte, el material del lecho es grueso granular y la sección transversal usualmente se encuentra encañonada. Contrariamente, los ríos de planicie presentan un perfil transversal con una pendiente más suave, el material del lecho está conformado principalmente por material fino granular, la depositación es el proceso dominante y la sección transversal presenta una llanura de inundación amplia. UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

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Figura Nº 18: Relación entre el perfil, carga de sedimentos y diferentes

formas de lecho.

Fuente:

Universidad de Cauca. Geomorfología fluvial.

A lo largo del avance de la corriente se pueden caracterizar diversos patrones o características predominantes que inciden en el comportamiento hidráulico y geomorfológico de la corriente. La zona de montaña o de altas pendientes corresponde a la divisoria de aguas; las formaciones con huecos tienen el lecho rocoso. La zona coluvial está formada por material proveniente del desprendimiento de las laderas. Las cascadas presentan en su lecho grandes piedras, de más de 2 m de diámetro; las zonas con saltos y pozos tienen piedras grandes y cantos. El lecho plano está formado por gravas y cantos. Los pozos y cruces se presentan en gravas y sus cauces suelen ser meándricos con pozos en la parte externa de las curvas y cruces entre ellas; la zona de régimen se caracteriza por tener dunas y rizos formados en materiales como arena, limo y arcilla.


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3.1.4.- Sección transvers al:

La forma de la sección transversal de una corriente depende del sitio del canal, de su geometría en planta, del tipo del canal y de las características de los sedimentos. La sección transversal en una curva es más profunda en el lado exterior o cóncavo del canal con un talud lateral prácticamente vertical y es poco profundo en la barra de punto que se forma en el lado convexo o interior de la curva. En los sectores rectos el canal tiende a ser un poco más trapezoidal o rectangular aunque generalmente siempre existe un sitio de mayor profundidad correspondiente a la localización del thalweg. Figura Nº 19: Cortes de secciones transversales de diferentes cauces

según el patrón de alineamiento.

Fuente :


La forma de la sección transversal puede describirse con los valores del ancho, área de la sección y máxima profundidad. Sin embargo, es importante conocer los parámetros siguientes: •

Área (A)

•

Ancho (w)

•

Relación ancho – profundidad (w/d)

•

Profundidad promedio (d)

•

Perímetro mojado (longitud total del perímetro por debajo del nivel de agua)


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•

Radio hidráulico (R). (área/perímetro mojado)

•

Capacidad del canal (AR2/3)

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3.2.- Clasifi cación de canales:

Se han desarrollado diversos sistemas de clasificación de los canales. En la tabl a Nº 3 se presenta la clasificación general de los canales. Tabla Nº3: Clasificación general de corrientes de agua

PROPIEDAD

CLASIFICACION

Libertad para moverse

Aluvial

CARACTERISTICAS Cambia de tamaño y forma de acuerdo al caudal y a los sedimentos.

No Aluvial

Fondo en roca. No puede moverse

Continuidad del flujo en el

Perenne

Flujo permanente todo el tiempo

tiempo

Intermitente

En

temporadas

secas

el

flujo

desaparece. Efímero

Sólo tiene flujo en el momento de las lluvias.

Relación entre erosión y En degradación

El cauce se está profundizando por

sedimentación

erosión. En agradación

El cauce se está levantando por sedimentación.

Forma del cauce

Semirecto

Sinuosidad menor a 1.1

Sinuoso

Sinuosidad de 1.1 a 1.5

Trenzado

Se

forman

trenzas

e

islas

de

depósitos dentro del cauce Anaramificado

Se

forman

varios

canales

independientes Torrente

Ríos de alta montaña.

Delta

Se forman canales dentro de los depósitos en la desembocadura.

Meándrico Fuente :

La sinuosidad es mayor de 1.5



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A continuación mencionaremos la clasificación según el cauce: 3.2.1.- Canales semirectos:

Los cauces completamente rectos son raros en la naturaleza. Aun cuando las orillas son paralelas la una a la otra, el thalweg oscila de uno a otro lado del canal. La corriente en la realidad trata de divagar pero las pendientes altas y los controles topográficos y geológicos obligan a mantener un cauce relativamente recto con algunas curvas, producto muchas veces de accidentes de la topografía más que por efectos hidráulicos de la corriente. 3.2.2.- Canales sinuosos:

Los ríos sinuosos se pueden clasificar en tres categorías principales: a) Ríos sinuosos en forma de canal: Estos ríos tienden a ser angostos y con espesor importante de corriente. Su sinuosidad es alta y las ratas de erosión lateral son bajas. Generalmente estos ríos son controlados en su totalidad por afloramientos de materiales muy resistentes a la erosión y no poseen valles de divagación. En los ríos sinuosos aparecen barras laterales pero estas son alargadas y de ancho más o menos uniforme. b) Ríos sinuosos con barras laterales: El ancho de las barras aumenta con el aumento de erosión en la orilla opuesta y tienen salientes prominentes que son visibles en caudales normales. Las barras son generalmente espirales, aunque la prominencia de estas espirales varía mucho de un río a otro. c) Ríos sinuosos trenzados: El aumento de la erosión lateral con exceso de sedimentación genera fenómenos de trenzado o formación de islas en el río sinuoso. En estos ríos permanecen las barras laterales, pero al mismo tiempo se forman depósitos dentro del cauce. A medida que aumenta la cantidad de carga UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

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de sedimentos el río se hace cada vez menos sinuoso y más trenzado, desapareciendo las barras laterales en las orillas. 3.2.3.- Canales tr enzados :

Un cauce trenzado consiste en una serie de canales múltiples interconectados. El trenzado se forma por la sedimentación de una gran cantidad de carga que la corriente no es capaz de transportar. Esa porción de la carga que excede la capacidad de transporte del río se deposita en el canal, aumentándose por lo tanto la pendiente hacia aguas abajo. El incremento de velocidad permite el desarrollo de canales múltiples, cuando el agua trata de abrirse paso por las barras de sedimentos. Esto a su vez hace que el río se amplíe lateralmente, generando erosión. 3.2.4.- Canales anaramificados:

El cauce anaramificado se diferencia del trenzado porque el flujo está divido por islas relativamente grandes y algunas veces por barras que son largas con relación al ancho del cauce. Cada canal es distinto y algo permanente con sus riberas independientes; en cambio en los cauces trenzados, las trenzas se mueven y las riberas son los bordes del cauce ancho. 3.2.5.-Corr ientes d e alta mo ntaña (tor rentes):

En las zonas montañosas de los ambientes tropicales las quebradas o corrientes de agua poseen cauces de muy alta pendiente, alta rugosidad del fondo y gran capacidad de transporte de sedimentos. Los materiales del fondo son generalmente partículas gruesas, grandes bloques o cantos de roca, gravas y arenas. Los caudales de estos torrentes son generalmente muy variables, con un caudal mínimo muy pequeño o inexistente, pero con avenidas ocasionales de caudal muy alto y tiempo de duración relativamente corto. En el momento de las grandes avenidas desarrollan grandes velocidades y turbulencia de fondo con capacidad para transportar materiales de gran diámetro. Los cauces en forma de V, comúnmente están en proceso de profundización permanente.


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a) Abanicos aluviales: Al disminuir bruscamente la pendiente en una corriente de montaña, se produce una depositación acelerada de sedimentos formándose un cono o abanico de material depositado. En los abanicos los cauces tienden a ser trenzados o a formar cauces semiparalelos similares a los de los deltas. 3.2.6.- Deltas:

Los deltas son formados por depósito de material aluvial en la entrega de un río al mar o a otro río. En los deltas se forman varios canales en forma similar a un cauce trenzado. Los deltas se forman porque la velocidad y la turbulencia disminuyen, obligando a la carga a sedimentarse. A medida que el material se deposita se va formando un delta desde el canal de la corriente hasta el nuevo cuerpo de agua. La longitud del canal se aumenta, y se reduce la pendiente y la velocidad. 3.2.7.- Canales meándricos:

Los cauces meándricos pueden ser de varias clases así: a) Regulares: Se repite el patrón de meandro en forma homogénea. El ángulo entre el canal y el eje del valle es de menos de 90 grados. b) Irregulares: No se presenta repetición del patrón de meandro y los diversos meandros son irregulares. c) Tortuosos: Se repite aproximadamente un patrón de meandro con ángulos de más de 90 grados entre el eje del canal y la tendencia del valle. Este sistema es tal vez el más común en los ríos tropicales.


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3.3.- Erosió n de rio s:

El movimiento del agua que circula por el cauce de una corriente de agua produce el desprendimiento y transporte de los materiales que conforman su perímetro mojado. En una cañada o río pueden ocurrir dos tipos de erosión general que afectan el cauce: a. Erosión lateral que amplía su ancho, aumentando la altura de los taludes. b. Profundización del cauce. La erosión en ambos casos depende de las características geotécnicas de materiales del fondo y los taludes, su geometría, pendiente y características del flujo de agua. La estabilidad del talud en sí depende de los parámetros de resistencia (c’. φ’), el peso unitario, la altura, pendiente y la presencia y

características de discontinuidades geológicas. A lo largo de una corriente de agua se presentan etapas fácilmente diferenciables y que se requiere identificar para poder evaluar su comportamiento erosivo. El proceso de erosión es complejo y se pueden desarrollar modelos que permiten predecir las cantidades de erosión, incorporando factores geotécnicos e hidráulicos. Estos modelos son generalmente válidos para ríos de pendientes bajas, pero no son aplicables a los torrentes y ríos en áreas montañosas. Existen, sin embargo, algunos criterios e orden general que pueden emplearse para poder predecir los fenómenos en forma cualitativa. 3.3.1.- Etapas de un ri o:

Adaptando las clasificaciones clásicas de morfología fluvial y para efectos de la interpretación de los fenómenos de erosión, se deben tomar en cuenta las siguientes etapas: Niñez - Juventud - Madurez y vejez.


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Figura Nº 20: Representación esquemática de las etapas de un rio.

Fuente :


En este esquema se le ha dado importancia a la etapa de formación o niñez, la cual es básica en el estudio del proceso erosivo. 3.3.1.1.- Etapa de formación o de niñez:

En zonas de alta montaña cada corriente posee una hoya o cuenca de drenaje en forma de embudo con laderas de pendiente muy alta (más del 6%). Esta cuenca en la cual se está formando la corriente principal de agua, está integrada por varias quebradas o pequeñas cuencas de flujo continuo o intermitente. Generalmente las corrientes generadoras de la corriente principal solo se forman durante las lluvias. En ésta etapa de la corriente se produce procesos de erosión laminar, en surcos y en cárcavas. La mayor cantidad de sedimentos producto de la erosión proviene de ésta área. Las lluvias producen corrientes en los “cauces” y estos se profundizan a ratas importantes. La erosión a su vez produce inestabilidad general en las laderas.


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Las talas de bosques y quemas aceleran los procesos de erosión presentándose casos de cárcavas de talud vertical. Los pequeños cauces son semi-rectos con cambios bruscos de pendiente y dirección, presentándose comúnmente, el caso del cauce en V con taludes laterales muy fuertes. 3.3.1.2. Etapa de juventud:

Una corriente de agua joven tiene como característica pendientes medianas y grandes velocidades del agua. El cauce en razón de la erosión de su fondo tiende a profundizarse en un proceso que se denomina «Corrasión». Si el agua transporta partículas grandes tales como arena, gravas y cantos la abrasión del fondo del cauce es más rápida y se pueden desarrollar cañones o gargantas angostas de taludes semiverticales. En este tramo aparecen valles de gravas, arenas y cantos provenientes de la zona de formación o niñez. Al profundizarse el cauce, se producen deslizamientos y flujos laterales. Es común la presencia de coluviones que al socavarse en su pie se mueven, represando el río y produciendo posteriormente avalancha de lodo y detritos o turbiones a lo largo del cauce. El cauce se profundiza muy rápidamente por efectos de la erosión regresiva y ocurren fenómenos de inestabilidad lateral de las laderas por reptación, flujo y erosión. En la planta de la corriente se observa un curso en zig zag. Con el paso del tiempo geológico, el valle se va ampliando formándose una V ancha. 3.3.1.3.- Etapa de madurez:

En corrientes maduras la erosión de fondo del cauce durante una avenida es sólo momentánea pues al disminuir la velocidad del agua, recupera nuevamente los sedimentos, al contrario de las corrientes jóvenes que presentan un proceso acumulativo de erosión. Estos procesos repetitivos de socavación, transporte y resedimentación controlan en buena parte el comportamiento del río. La corriente trata de


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ampliar su cauce y la energía la utiliza en procesos de erosión lateral presentado divagación, trenzamientos y desarrollando meandros. El proceso de formación y destrucción de meandros o el trenzamiento es generalmente continuo, dentro de un ancho de divagación del río. Durante las avenidas los canales no son suficientes y el río se desborda buscando nuevos cauces o recobrando los antiguos (madres viejas), los cuales se profundizan de abajo hacia arriba. En ocasiones los desbordes encuentran un suelo con cobertura vegetal capaz de resistir las fuerzas erosivas. De todas formas el proceso erosivo es irregular y de continuidad heterogénea y no se presenta el caso de que se genere un canal permanente. 3.3.1.4.- Etapa de vejez:

Cuando la corriente de agua va a entregar su caudal al mar, la pendiente del río es prácticamente cero y se forman deltas al dividirse en cauces menores. No hay erosión vertical pero se presenta un movimiento lateral de los cauces debido a los procesos de sedimentación e inundación. La sedimentación es mucho más importante que la erosión. 3.3.2.-Resistencia a la erosión:

Características propias del material y cubrimiento permiten grados diferenciales de respuesta a la acción erosiva del agua en los canales; así, la erosión en ellos depende de las características geotécnicas de los materiales del fondo y los taludes, de su geometría, pendiente y características del flujo de agua (Suárez, 1992). Por la vía del ejemplo, terrenos aledaños a corrientes de agua de naturaleza arenosa o con proporciones grandes de materiales gruesos como grava y cascajo, ofrecen poca resistencia a la capacidad abrasiva y de arrastre de la corriente, situación agravada cuando la presencia de vegetación es escasa (Suárez, 1980); de acuerdo con esto, para cada tipo de suelo se tienen diferentes velocidades a las cuales se produce arrastre, lo cual puede apreciarse en la Tabla Nº 2. Con respecto al movimiento del agua en los canales y su comportamiento en términos erosivos frente a las características UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

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MORFOLOGIA FLUVIAL

de resistencia impartidas por los materiales que conforman su sección, el modelo de degradación de un canal desarrollado por Thorne ilustra bien el fenómeno; en él se demuestra cómo al colocarse una limitante lateral -muro de ribera- el agua tiende a profundizar el cauce, y por el contrario, al ser controlado el fondo, tiende ésta a ampliarse lateralmente afectando las orillas. Tabla Nº 2: Velocidades a los cuales se produce erosión.

Tipo de material

Velocidad en agua

Velocidad en agua con

limpia (m3/s)

sedimentos (m3/s)

Arena fina

0,45

0,76

Suelo arenoso

0,53

0,76

0,60

1,06

Ceniza volcánica Arcilla dura Lutitas Grava fina

0,76 1,14 1,82 0,76

1,06 1,52 1,82 1,52

Grava gruesa

1,22

1,82

cantos

1,52

1,67

Limo aluvial

Fuente :


4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 4.1.- Conclus ion es:

Se concluye que los ríos no son estático, sino ellos están en constante movimiento, a prueba de ello tenemos las diferentes formas que nos presentan al transcurrir de los años, que gracias a la Fluviomorfología podemos llegar a conocer las diferentes formas de ríos que se presentan. Además, se concluye que las formas de ríos son el resultado de los diferentes procesos fluviales (erosión, transporte y sedimentación), pero que también están influenciados por la geología, la variabilidad temporal de las descargas, las características del transporte de sólidos y por la presencia de vegetación.


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MORFOLOGIA FLUVIAL

4.2.- Recomendaciones:

Se recomienda que para la construcción de obras en ríos es importante realizar el estudio de las formas de estos, y cómo influye la erosión; De esta manera nos permite prevenir los daños que la erosión puede ocasionar en las obras. 5.- BIBLIOGRAFIA:

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Cadenas de Llano López, Filiberto. Restauración hidrológica forestal de cuencas y control de la erosión. Editorial Castello. 2º edición. Madrid.1998.

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Colegio Federado de Ingenieros y Arquitectos de Costa Rica. Comisión sobre la problemática de inundaciones de la vertiente Atlántica. 2004.

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Comisión Nacional del agua. Manual de ingeniería de ríos-Erosión de ríos. México. 1996.

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Curso taller sobre Obras de control fluvial. Universidad de Cauca. 2003.

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Elliot, Simón. El rio y la forma, Introducción a la geomorfología fluvial. Santiago RIL editores. Chile. 2010.

 Gracia

Sánchez, Jesús & Maza Álvarez, José Antonio. Morfología de

ríos. 2000. 

Linsley, Ray & Kohler, Max. Hidrología para ingenieros. Editorial McGraw-Hill.2º edición. 1977.

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Martin, Juan. Ingeniería Fluvial. Ediciones UPC. España. 1997.

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Monsalve, German. Hidrología en la Ingeniería. Editorial Alfaomega. Bogotá-Colombia. 1999.


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Informe de Morfologia Fluvial

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