Estudios y diseños de las obras de ingeniería para la
protección contra la erosión lateral causada por el río Sinú
en Tierralta – Córdoba
CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DE LOS VALLES
DEL SINU Y DEL SAN JORGE
IDEHA
INSTITUTO DE ESTUDIOS HIDRÁULICOS Y AMBIENTALES
DE LA UNIVERSIDAD DEL NORTE
Grupo de Investigación
Categoría “A” de COLCIENCIAS
CARACTERIZACIÓN DE RIOSCONOCIMIENTO DE LA NATURALEZA
•TIEMPO
•GEOLOGICAS INDEPENDIENTES
•CLIMATICAS
•GEOMORFOLOGICAS
•HIDROLOGICAS
•HIDRAULICAS DEPENDIENTES
•SEDIMENTOS
•ACTIVIDADES HUMANAS
VARIABLES DEL SISTEMA FLUVIAL
LOCALIZACION
ANTECEDENTES
Es muy probable que la población de Tierralta fundada en 1905, hubiera sido conformada sobre la terraza aluvial, a orillas del río Sinú. Como el río presenta una alta movilidad lateral frente a la población, su cauce activo ha estado al borde o distante de ella.
1945 1967
1988
20051999
1994
PROCESOS HIDROSEDIMENTOLOGICOS
• LA NATURAL: La población se ubica sobre el deposito aluvial ubicado inmediatamente aguas abajo del encauzamiento que trae elrío Sinú en la montaña, donde se presenta un fuerte cambio de la pendiente del terreno donde es tapioca la movilidad lateral. De hecho la población ha sido bordeada en varias ocasiones por cauces temporales del río.
• LA ANTROPICA: Debido a la construcción de la represa de Urra, localizada a 45 Km aguas arriba de la población. La construcción se inicio el 15 de enero de 1996 y entro en operación el 15 de febrero de 2000. Por la presa se retuvieron los sedimentos que trae el río en el embalse y se inició la regulación de los caudales. Bajo esta nueva condición, el río está en busca de un equilibrio morfológico, bajo las nuevas características hidrosedimentolóicas.
CARACTERISTICAS CLIMATICAS
CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DEL RIO SINU
Curva de Calibración de Caudales Líquidos
y = 0,0051x0,9757
R2 = 0,9881
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0 100 200 300 400 500 600 700
Caudal (m³/s)
Lect
ura
mira
(m
)
Fuente: Tomado de Consorcio Monitoreo del Sinú – 2004. Febrero 2005.Curva de Calibración Estación Tierralta
CURVA DE REMANSOURRA 1 - TIERRALTA
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
0 10 20 30 40
ABSCISAS (km)
CO
TA
S (m
.s.n
.m)
100 200 300
400 500 600
700 800 900
1000
UR
RA
1 -
Pue
nte
Pac
heco
Est
ació
n S
anta
Ana
Est
ació
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asac
abal
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Est
ació
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ola
Est
ació
n T
ierr
alta
CAUDALES m3/s
Curva de Remanso Urra 1 - Tierralta
CAUDALES DESCARGADOS POR URRA (2000 A 2004)
Caudales Descargados Urra 1Valores Anuales
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
2000 2001 2002 2003 2004
Años
Cau
dal m
3/s
Q prom (m3/s)
Q máx (m3/s)
Q mín (m3/s)
Caudales Medio Diario Descargados Urra 1entre Enero de 2000 a Enero de 2005
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 360 720 1080 1440 1800
Dias
Cau
dale
s (m
3/s)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% DE TIEMPO EN EL QUE EL CAUDAL ES IGUALADO O EXCEDIDO
CAUDAL
(m³/s)
1960-1995
1999-2004
CENTRAL HIDROELECTRICA URRA IRIO SINU CURVA DE DURACION DE CAUDALES MEDIOS DIARI OS
PERIODOS 1960 - 1995 Y 1999- 2004
Tomado de Consorcio Monitoreo del Sinú – 2004. Febrero 2005.
CARACTERISTICAS SEDIMENTOS DEL LECHO
Variación del material de fondo entre la Represa y Tierralta
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Abcsisas
Dia
met
ros
(mm
)
D10 (mm) D50 (mm)
D90 (mm)
Variación tamaño del material de fondo entre presa de Urra y Tierralta (Uninorte)
CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGICAS
El río Sinú es un cauce sinúoso de alta dinámica fluvial que se evidencia por la variedad de geoformas asociadas a su cauce
zona del lecho de divagación reciente. Aguas abajo de Tierralta
El lecho activo del río representa el cuerpo de agua en un espacio y tiempo determinado.
Vista panorámica del lecho activo del río Sinú
DINAMICA FLUVIAL DEL RIO SINÚEl río Sinú es un cauce de una alta dinámica fluvial evidenciada por su sistema sinuoso o meándrico en el cual se presentan varios procesos dinámicos del cauce así: a) Frentes de sedimentación y erosión, b) desplazamiento lateral, c) desplazamiento frontal, d) cierre de meandros y e) Formación de meandros opuestos.
CIERRE Y ABANDONO DE MEANDROS
Movilidad del río Sinú entre 1945 y 1994
Dinámica del río Sinú entre 1999 y 2005
1999 - 2005
1945 – 1994
ZONIFICACIÓN DE LA MOVILIDAD DEL RÍO SINÚ EN EL SECT OR DE TIERRALTA
GRADO DE RESISTENCIA A LA EROSION FLUVIAL
BARRIO LIBARDO LOPEZ
BARRIO EL PRADO
LEVANTAMIENTO BATIMETRICO
ESTUDIO DE SUELOS
PERFORACION No 2 Pag 1 de 1PROPIETARIO: ARQUITECTO/INGENIERO:
MUNICIPIO DE TIERRA ALTA MANUEL ALVARADOLUGAR: RIVERA DEL RIO SINU PROYECTO:
TIERRA ALTA, CORDOBA PROTECCION CAUCE DEL RIO SINUMUESTRA ENSAYOS
GR
AF
ICO
PR
OF
UN
DID
AD
(M
)
CLA
SIF
ICA
CIO
N (
US
C)
NU
ME
RO
TIP
O
RE
CU
PE
RA
CIO
N (
%)
No
DE
GO
LPE
S P
OR
PIE
Hum
edad
(%
)
PE
SO
SE
CO
(T
/M3 )
CO
MP
RE
SIO
N S
PLE
(T
/M
ARCILLA LIMOSA CON VESTIGIO DE ARENA, 1 PBde Consistencia Media a Resistente, Parda CL 2 TP 8 24.3 1.57 9Amarilla con Vetas Grises 1 CL 3 TP 9 24.6 1.57 11 LL=48
Pasa 200 Localización CL 4 TP 14 23.7 1.58 15 IP=2394.7 18 383,006 E 2 CL 5 TP 9 24.1 1.57 10
49 904,720 N CL 6 TP 9 24.1 1.57 11LIMO ARCILLO-ARENOSO, de Consistencia 3 ML 7 TP 12 23.9 1.61 8Media a Resistente, Pardo Amarillo con Vetas ML 8 TP 18 23.4 1.62 12 LL=34Grises 4 ML 9 TP 21 22.9 1.63 14 IP=10
Pasa 200 Cohes. (T/M2) φ º63 5 24 5 ML 10 TP 16 23.7 1.62 9
ARENA CON GRAVA, Media Densa a Densa, 6 SP 11 TP 20Gris
7 SP 12 TP 27
8 SP 13 TP 22
9 SP 14 TP 6258
FIN DE LA PERFORACIÓN 10
11
12
13
14
15
Penetrómetro de Bolsillo *NIVELES DE AGUA INICIADA: Mayo 17 de 2005
NA 1 M TP ALVARO IGNACIO COVO T. TERMINADA: Mayo 17 de 2005NA INGENIERO CIVIL, Ph.D. EQUIPO: PL SUPERVISO COGNA APROBO: AIC TRAB. NO 2005099
Descripción:Descripción:
MODELACION MATEMATICAMIKE 21C
Transporte de sedimentos. Caudal 600 m3/s.Velocidades en planta. caudal 800 m3/s.
R I O S I N U - T I E R R A L T A . SO C A V A C I Ó N M A X I M A E N C U R V A S
3 7 . 5
3 8
3 8 . 5
3 9
3 9 . 5
4 0
4 0 . 5
4 1
4 1. 5
4 2
4 2 . 5
4 3
4 3 . 5
4 4
4 4 . 5
4 5
4 5 . 5
4 6
0 2 0 4 0 6 0 8 0 10 0 12 0 14 0 16 0 18 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0
R A D I O D E C U R V A T U R A ( m)
Per f il de socavació n ( A=12 )
Per f il deSocavació n ( A=10 )
T I E R R A L T A
RIO SINU - TIERRALTA. SOCAVACIÓN MAXIMA EN CURVAS
39,5
40
40,5
41
41,5
42
42,5
43
43,5
44
44,5
45
45,5
46
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
RADIO DE CURVATURA (m)
CO
TA
MÁ
XIM
A E
SP
ER
AD
A(m
snm
)
Perf il de socavación (A=10)
Perf il deSocavación (A=12)
TIERRALTA
CÁLCULO DE SOCAVACIÓN MÁXIMA DE CURVAS
2R
h
D
Ro ih 1.5
∆= α
dR
dh
∆=
o
oo
o R
1 -
R
1
D
R i 1.5
h
1 -
1 αh
FUENTES DE MATERIALES
ALTERNATIVAS DE SOLUCION-- CORTE DEL MEANDRO FRENTE A TIERRALTA CORTE DEL MEANDRO FRENTE A TIERRALTA -- REUBICACION DE LA POBLACION REUBICACION DE LA POBLACION
1994 - 2005
ANALISIS DE ALTERNATIVAS
� Alternativa A1 . Protección longitudinal flexible en roca suelta
� Alternativa A2 . Protección longitudinal flexible en colchoneta rellena con piedra (Gavión Anfibio)
� Alternativa A3 . Defensa longitudinal con geotubo
OBRAS DE PROTECCIÓN LONGITUDINAL
ALTERNATIVA 1PROTECCION LONGITUDINAL CON ROCA SUELTA
ALTERNATIVA 1PROTECCION LONGITUDINAL CON ROCA SUELTA
ALTERNATIVA 2PROTECCION EN COLCHONETA RELLENO EN ROCA
(GAVION ANFIBIO)
ALTERNATIVA 2PROTECCION EN COLCHONETA RELLENO EN ROCA
(GAVION ANFIBIO)
ALTERNATIVA 3PROTECCION LONGITUDINAL CON GEOTUBO
ALTERNATIVA 3PROTECCION LONGITUDINAL CON GEOTUBO
ANALISIS DE ALTERNATIVASOBRAS DE PROTECCIÓN TRANSVERSAL
�Alternativa B1 . Campo de Espolones en el sector
erosionado, a base de pilotes metálicos y bolsacreto.
�Alternativa B2 . Campo de espolones en bolsacretos
�Alternativa B3 . Campo de espolones conformados
en roca.
ANÁLISIS MULTICRITERIO
16,0014,0012,0015,0016,0020,00Total
222222Factores Humanos
321123Mantenimiento
222333Ambiente
331213Construcción
222223Durabilidad
323233Flexibilidad
111333Efecto Obra
B3B2B1A3A2A1
AlternativaCriterio
1,590,240,000Campo de espolones conformados en RocaB3
2,080,800,000Campo de espolones en BolsacretosB2
2,193,930,000Campo de Espolones con Pilotes y BolsacretoB1
1,836,929,440Defensa Longitudinal en GeotuboA3
3,087,645,000Protección Longitudinal en colchoneta rellena con piedra (Gavión Anfibio)
A2
1,635,765,000Protección Longitudinal en Roca SueltaA1
Vr. Total ($)DescripciónAlternativa
RESUMEN DE COSTOS DE LAS ALTERNATIVAS
DISEÑO
Espolón propuesto
MODELO MIKE 21C
EFECTO
COSTOS PROTECCIÓN LONGITUDINALEN ROCA SUELTA
No se incluye AIU
1,640,265,000Costo Total:
2,500,000500,0005UnidAlquiler de patios para zona de acopio
8
1,000,001,000,0001UnidControl de erosión en Tubería de aguas pluviales
7
500,000500,0001UnidDemolición Estructura en concreto volcada al río
6
1,500,000500,0003unidDemoliciones Espolones Existente en Bolsacretos
5
225,000,00030,0007,500m3Excavación madre vieja4
63,900,0004,50014,200m2Suministro y colocación Geotextil No Tejido NT 3000
3
874,380,00076,00011,505m3Suministro y colocación Roca Coraza (cantera Gallo Crudo) Incluye conformación espolón
2
472,485,00032,50014,538m3Suministro y colocación Material de Relleno (Gravilla isla frente a Tierralta)
1
Vr. Total ($)Vr. Unitario ($)CantidadUnidadDescripciónItem
Primer caso se planteo una infinidad de obras o estructuras, generalmente muy costosas que modifiquen o hagan resistencia a los procesos naturalesdel río , obligándolo a ceder temporalmente en su acción erosiva o de sedimentación, trasladando el problema a otro lugar, pero sin soluciones permanentes. (Esto se evidencia con la presencia de estructuras de desviación o contención ya abandonadas y sobre el lecho activo del río)
OTRAS ALTERNATIVAS (NO ESTRUCTURALES)
ALTERNATIVAS DE MITIGACIÓN
La segunda alternativa es dejar al río en su ambiente natural sin tratar de modificarlo, contemplando la posibilidad de liberar de construcciones las zonas que están dentro del lecho mayor del río, orientando su desarrollo y planificación urbana con la reubicación de sus pobladores allí asentados hacia la parte oriental del municipio y rehabilitar estas zonas en parques o malecones que hagan del municipio un lugar de alta atracción turística, dado el bello paisaje que nos da el río con sus aguas claras y llanuras verdes.
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