Geometra de Cauces
G. Belizario Q.
HIDRAULICA FLUVIAL
QUE ES EL RO?
El ro es un elemento natural que recoge las aguas de una cuenca y las
transporta en lmina libre hasta su
desembocadura.
Lo que tienen en comn los ros es transportar agua en lmina libre, el
recorrido o la planta del cauce de u n
ro no es fijo, puede cambiar de forma
aguda en sucesos extraordinarios o de
manera lenta y gradual a lo largo del
tiempo.
El ro transporta el agua sobre el material del valle, acarreado por el
propio ro. Este material puede ser
movido y arrastrado por el agua.
DEPSITOS FLUVIALES
Sedimentos acumulados por actividad de ros y deslizamientos por gravedad.
Gnesis actual bajo diversas condiciones climticas (desrticas, glaciales)
Depsitos son funcin de:
* Sedimentos transportados (tamao)
* Energa y velocidad del ro
* Forma y curvatura del ro y su lecho
parmetros de Sinuosidad y de Braiding
PARMETRO DE SINUOSIDAD SI1.5
meandriforme
SI = talveg/long valle
PARAMETRO DE BRAIDING
EVOLUCIN DE UN RO Los ros sufren variaciones en su caudal, que aumenta en
las estaciones lluviosas o de deshielo y disminuye en las
secas. Las crecidas pueden ser graduales o muy bruscas,
dando lugar a inundaciones catastrficas.
La clasificacin de los ros por su edad:
-Ros Jvenes; corresponden a un estado inicial de loso
ros. Cuando el agua forma su curso inicial, ste tiene una
seccin en forma de V. son muy irregulares, consisten de
materiales fracturados (Torrentes de montaa). Los ros
jvenes presentan variaciones importantes en los niveles
del lecho, y por lo tanto en los niveles del agua, como
parte de los procesos de agradacin y degradacin que les
son propios.
- Ro Maduros; Cuando el ro se convierte en maduro, se
amplia su seccin transversal. El valle es ms ancho.
Disminuye la pendiente. El ro est en equilibrio y
prximo a l.
-
LA PENDIENTE Y LA ENERGA DEL RO SON SUFICIENTES PARA
TRANSPORTAR EL APORTE SLIDO QUE LLEGA A L. EN EL RO MADURO
HAY PEQUEAS PLANICIES DE INUNDACIN Y ALGUNOS MEANDROS.
- ROS VIEJOS; LOS ROS VIEJOS CORRESPONDEN A UN ESTADO MS
AVANZADO DE DESARROLLO. LA PENDIENTE DEL RO SIGUE
DISMINUYENDO, SU ANCHO AUMENTA.
Profundo y Angosto
alta velocidad
Poco profundo y ancho
baja velocidad (friccin)
Alta friccin
velocidad baja, fondo con gravas gruesas
Mayor velocidad
EROSIN
Menor velocidad
DEPOSITACIN
Forma y rugosidad del lecho
influencia en velocidad de
corriente.
Cambio en curvatura
Aumento gradiente y velocidad.
Alta energa para transporte
de sedimentos muy finos por
cohesin.
Ros Trenzados
BARRAS LONGITUDINALES.
En parte media de los canales con eje ppal paralelo a corriente
Sedimentos gruesos (gravas y arenas) + prdida de competencia en transporte
Grano decreciente corriente abajo (hacia arriba de la barra)
Estructura interna: estratificacin masiva, aunque pueden presentarse capas con una estratificacin horizontal pobremente desarrollada.
BARRAS TRANSVERSALES.
Transversal al flujo al de corriente
Cuando hay mayor carga de detritos tamao arena.
Formas rmbicas, rizaduras por inclinacin caracterstica de las capas.
BARRAS LATERALES.
Muy largas
Areas de energa relativamente baja a lo largo
de las porciones laterales de la corriente
principal.
CARACTERSTICAS DE LOS SEDIMENTOS
seleccin moderada, redondez moderada
(variable), clastos de muchos tamaos
Miall (1977) trabajo clsicos sobre sedimentacin en los sistemas fluviales
Presentacin y codificacin de caractersticas
de distribucin de facies y estructuras
sedimentarias primarias que caracterizan los
depsitos de sistemas trenzados.
TIPO SCOTT
Mas importantes son gravas (>59%)
Como depsitos de barras interestratificados con estratos
lenticulares de arena (depositacin en
canales abandonados o en los lmites
de las barras.
TIPO DONJEK
Flujos no tan constantes arcilla y lodo pueden ser depositados sobre estas
porciones (gravas vara del 10 al 70%).
Estratificacin cruzada plana y cncava (estudio de caracterstica de horizontes
arenosos).
SECUENCIAS DISTALES
Planicies distantes (en ros trenzados)corrientes distribuidas por canales muy someros, gradientes en la
pendiente y competencia en el transporte ms bajas que en
porcin proximal arena producto caracterstico de sedimentacin.
TIPO PLATTE
Horizontes de arena con estratificacin cruzada plana (sedimentos ms
abundantes)
Pueden llegar a desarrollarse horizontes de gravas por formacin de barras
longitudinales, o bien, depsitos finos de
desbordamiento de canal.
TIPO BIJOU CREEK
Planicies distantes
Canalizacin muy incipiente y canales muy someros
Depsitos de arenas muy finas con laminacin horizontal.
ROS
MEANDRIFORMES
CARACTERSTICAS GENERALES
Confinados a un canal principal que presenta una sinuosidad mayor a 1.5
Gradiente de la pendiente es mucho menor que en los ros trenzados
Sedimentos involucrados en la carga de las corrientes son ms finos *
Ocurren como sistemas independientes, o como un cambio gradual corriente debajo de los ros trenzados
FORMACIN DE UN MEANDRO
TIPOS DE DEPSITOS
Depsitos de canal
Depsitos de barras de punta
Depsitos de diques (levees)
Depsitos de llanura de inundacin
Depsitos de crevasse-splay
Rellenos de canal abandonado
DEPSITOS
DEPSITOS DE CANAL
Compuestos generalmente de material grueso que los ros pueden mover o transportar durante los perodos de mxima
competencia de las corrientes.
Material incluye gravas, troncos u otro material vegetal de grandes dimensiones.
Tienden a ser depsitos de forma lenticular, en donde lo ms caracterstico es la imbricacin de clastos que presentan.
DEPSITOS DE BARRAS DE PUNTA
Se generan en las partes interiores de las curvas del canal.
Se caracterizan por una disminucin gradual de la granulometra y por una sucesin ideal de facies del tipo: (de
base a techo).
1. Conglomerados de fondo de canal
2. Estratificacin cruzada por migracin de dunas
3. Laminacin cruzada (ripple)
4. Lutitas de decantacin
DEPSITOS DE DIQUES (LEVEES)
Se originan a partir de los sedimentos de mayor granulometra de la carga en suspensin.
Alternancia de arenas, limos y arcillas (oscilaciones del nivel de energa).
Pueden estar cubiertas por vegetacin.
DEPSITOS DE LLANURAS DE INUNDACIN
Se encuentran en las zonas ms alejadas del cauce
Formados por sedimentos de grano fino, que han sido transportados en suspensin
Tienden a desarrollar poco espesor
Comnmente contienen grandes cantidades de material vegetal y presentan una bioturbacin moderada
DEPSITOS DE CREVASSE-SPLAY
Producidos por la rotura de los levees durante las crecidas y la posterior depositacin en estas grietas.
Presenta lentes de arena, intercalados con arcillas y limos de la llanura de inundacin
DEPSITOS DE CANAL ABANDONADO
Acortamiento: relleno gradual, primero carga tractiva y luego arcillas y limos cuando se cierra el canal.
Estrangulamiento: abandono brusco del canal, se crea un lago de meandro, con sedimento fino transportado en suspensin
RESUMEN Y SECUENCIA VERTICAL
ALGUNOS CRITERIOS DE ANLISIS
El tramo del ro corresponde a una determinada capacidad de transporte del material de fondo, el que depende de las
condiciones hidrulicas de contorno y de las propiedades del
fondo del ro (mFe = f (Q)).
Pero ya al inicio del tramo del ro posee una cierta historia, que se expresa en un determinado ingreso del material del fondo de
arrastrado. Este ingreso de arrastre de fondo es independiente
de las condiciones de contorno del tramo considerado, pues
depende de las condiciones de contorno aguas arriba, las
cuales pueden ser diferentes. Este ingreso de arrastre de fondo
tambin depende en cualquier caso del caudal (mFa = f (Q)).
BALANCE DE MAGNITUDES ARRASTRE DE FONDO
El ingreso de arrastre de fondo mFa y la capacidad de arrastre de fondo mFe.
mFa = mFe: Estado de equilibrio o estado de persistencia.
mFa > mFe: Estado de deposicin o acumulacin.
mFa < mFe: Estado de erosin.
Estados de arrastre de fondo
mFa = mFe: Estado de equilibrio o estado de persistencia. El ingreso de material de fondo arrastrado, es aproximadamente de la misma magnitud que
la capacidad de transporte correspondiente a las condiciones de contorno
hidrulicas. El fondo del ro pertenece en nivel constante a pesar del activo
movimiento de arrastre de fondo, as la demanda de arrastre de fondo del
correspondiente caudal se cubre mediante el ingreso de material desde
aguas arriba.
mFa > mFe: Estado de deposicin o acumulacin. El ingreso de arrastre de fondo es mayor que la capacidad de transporte. Es decir, ingresa ms
material del que se puede transportar, por lo que el exceso se deposita. La
geometra de los tramos en los estados de deposicin y de equilibrio es ms
o menos similar, por lo que a ambos se les denomina tramos de acumulacin.
mFa < mFe: Estado de erosin. El ingreso de arrastre de fondo es menor que la capacidad de transporte. Para cubrir el dficit, se extrae material adicional
del fondo, lo que causa que el fondo del ro se profundice.
ESTADO DE EROSIN
LATENTE
Este caso especial esta caracterizado por que a pesar
del desbalance de arrastre de
fondo, no se produce ninguna
erosin en el lecho del ro,
debido a que sus propiedades
no se lo permiten, porque el
fondo a sido erosionado tantas
veces que se ha lavado el
material fino, permaneciendo
solo el grueso.
Ros Anastomosados
CARACTERSTICAS GENERALES
Schumm (1968) los define como canales que se separan y coalescen, interconectndose entre s.
Rust (1978) usa el trmino para referirse a canales mltiples de alta sinuosidad.
Se desarrollan en reas de pendientes muy bajas.
Se asocian a llanuras aluviales, en regiones hmedas y con alta presencia de vegetacin.
Flanqueados por diques naturales prominentes.
TIPOS DE DEPSITOS
Depsitos de canal
Depsitos de crevasse-splay
Depsitos de levees
Depsitos de marismas y cinagas
DEPSITOS
DEPSITOS
Los de canal compuestos por arena y gravas finas, con una relacin anchura-espesor baja.
Los de levees flanquean a los canales (impiden su migracin lateral), compuestos por limos y arenas.
Las marismas y cinagas separan cada sistema canal-levee. Compuestos por lutitas ricas en materia orgnica.
Los de crevasse-splay son originados por la rotura de los levees, y son compuestos por lentejones arenosos.
REFERENCIAS
H. E. Reineck, I.B. Singh, 1980. Depositional Sedimentary Environments.
Alfredo Arche, coordinador.- Madrid: Consejo Superior de Investigaciones Cientficas, 1989. Sedimentologa.
http://gaia.geologia.uson.mx/academicos/grijalva/ambientesfluviales/