mi clase 13 rios

Rio Mira. Nariño 2009

Colombia gracias a su topografía, entorno natural y posición geográfica es uno

de los territorios mas afectados frente a los cambios climáticos presentando un

gran número de desastres naturales, de afectados y un alto impacto sobre el

presupuesto nacional. Según lo informan las evaluaciones realizadas por el

Programa para el Desarrollo de las Naciones Unidas (PNUD) y el Ideam.

Año 1931 1,000,000 a 4,000,000 muertes, y es considerado como el

desastre natural más devastador que se haya registrado en toda la

historia.

Estas inundaciones se producen entre los meses de julio a noviembre

y ya han matado a tanta gente que el río es llamado también como “el

pesar de China”, porque millones de personas han muerto ahogadas

allí.

MARTHA LUCIA JARAMILLO L.

El agua

es el elemento

mas importante

para la vida

en el planeta

El ciclo hidrológico Ilustra la circulación del suministro de agua

terrestre

Sol principal energía del ciclo

Procesos que involucra el ciclo

• Precipitación

• Evaporación

• Escorrentía

• Infiltración

• Transpiración

El ciclo hidrológico

Ciclo Hidrológico

El flujo de agua a través del sistema terrestre, potenciado por la gravedad y la energía fluvial

1. Precipitación 2. Evaporación 3. Evapotranspiración 4. Condensación 5. Escorrentía 6. Infiltración 7. Flujo del subsuelo 8. Aguas subterráneas

Precipitación

1. Lluvia

2. Nieve

3. Agua-nieve

4. Granizo

Las gotas de agua (o cristales de hielo) se

vuelven muy grandes para permanecer

suspendidos en el aire, caen como

precipitación

Evaporación

La evaporación es el proceso por el

cual el agua de los océanos y de la

tierra se convierte en vapor de agua y

penetra en la atmósfera en forma de

gas. La evaporación de las plantas se

denomina transpiración. La tasa de

evaporación se incrementa con la

temperatura, la intensidad de la luz

solar, la velocidad del viento, la

vegetación y la humedad del suelo, y

se reduce a medida que aumenta la

humedad del aire.

Condensación

El vapor de agua se enfría a medida

que se eleva, condensándose en

gotas de agua para formar las nubes.

Las precipitaciones caen de las nubes

y el agua vuelve la tierra, continuando

así el ciclo hidrológico. Casi toda el

agua de la tierra ha pasado por este

ciclo infinitas veces.

Escorrentía

El agua que fluye en las corrientes y

ríos se denomina escorrentía

superficial. Cada día se descargan

unos 100 kilómetros cúbicos del agua

de los ríos del mundo en los mares. La

escorrentía no es constante; se reduce

durante periodos de sequía y durante

las estaciones secas y aumenta

durante las estaciones lluviosas, las

tormentas y los periodos de fundido

rápido del hielo y la nieve.

Infiltración

El agua de las precipitaciones se

almacena en la tierra en formas

líquidas y sólidas. De los 1400

kilómetros cúbicos de agua de la

tierra, un poco más del 97% la

contienen los océanos en forma de

agua salada. El agua dulce se

encuentra en los glaciares, las capas

de hielo, los largos y los ríos. También

se encuentra en el agua subterránea

de suelos y rocas.

Cuenca

“Área de tierra que es drenada por agua, sedimentos, y material disuelto que pueden ser almacenados a lo largo de un canal de una corriente.

Dunne and Leopold, 1978

La forma de una cuenca depende de:

1. Clima

2. Geología y Suelo

3. Geomorfología fluvial

4. Vegetación

5. Uso del Suelo

Administración de una unidad de Tierra esta definida, tal que la calidad de agua producida pueda ser manejada a través de la planeación, conservación, restauración y regulación.

1

1

2

3

1

1

2

3

4

1 1 2

Cuenca Fluvial

Tributarios

Canal Principal

Divisoria de

aguas

Funciones de la Cuenca:

Transporta y almacena:

1. Agua

2. Sedimentos

3. Disuelve materiales

Habita:

1. Animales

2. Plantas

3. Hombres

E>>T>D

Cabecera T>>E>>D

Transferencia D>>T>E

Depositación

Transporte de la corriente

Transporte

El transporte del material es llamado carga de la corriente

Se tienen los siguientes tipos de carga

Disuelta

Suspensión

Lecho

Solución (químicos)

Transporte carga de

lecho

Carga en suspensión

Carga de lecho

Carga total de sedimentos

Sedimentos en suspensión + Carga de lecho

Carga de lecho: Material rodante, salta, desliza, impacta a lo largo del fondo del canal

Capacidad: máxima carga que puede transportar una corriente

Competencia: tamaño de partícula máxima que puede transportar una corriente

Transporte de sedimentos

• Transporte por ríos es llamado transporte fluvial

y sus depósitos son llamados aluviones

Depositación

Se da cuando la velocidad decrece

La competencia se reduce

Se inicia la sedimentación del material grueso

Sedimentos de la corriente

Conocidos como aluvión

Depósitos varia la selección dependiendo del

lugar de la acumulación

Transporte fluvial

Nota:1) Río amazonas es el de mayor V/T, metros cúbicos por segundo.

Flujo de corriente • Factores que determinan la velocidad

Gradiente o pendiente

Características del canal

Forma

Tamaño

Rugosidad

Descarga – volumen de agua que fluye en la corriente (generalmente expresada en m3/seg)

Perfiles

de

Velocidad

Cambios de la corriente arriba - abajo

• Perfil es una curva suave de forma cóncava desde la cabecera hacia la desembocadura

El gradiente decrece desde la cabecera hacia la desembocadura

Perfil longitudinal de una corriente

Nivel base • Punto mas bajo en la corriente

donde eroda

• Dos tipos

Temporal o local

Ultimo – nivel del mar

La depositación o erosión pueden causar un reajuste en la corriente

Ajuste del nivel base por cambio de condiciones

Cambios de la corriente arriba - abajo • Perfil

Factores que incrementa aguas abajo Tamaño del canal Velocidad(?) Descarga

Factores que decrecen aguas abajo Gradiente o pendiente Rugosidad del canal

Fuente de sedimentos 1. Uso del suelo 2. Erosión del canal 3. Transporte de carga de

lecho

Características producidas por la depositación

Deltas – en lagos y mares

Diques naturales - forman paralelo al canal de la corriente

Área al lado de los diques pueden presentar pantanos

FORMAS DE DELTAS MODERNOS: A-B FLUVIAL,, C. OLAS, D. MAREAS

Nilo Missisipi

Rhòne

Ganges

@ ⇛

¥

Delta del Nilo tomado por el satélite Meris

@

Delta Missisipi –“pata de pájaro” crecimiento en los últimos 5,000 años

Magdalena Colombia

Formación de un dique por repetidas inundaciones

Sección Transversal de un dique natural

Cuenca de drenaje y el patrón

La cuenca de drenaje puede presentar diferentes

patrones controlados por el tipo de roca y la historia

geológica del área

• Patrones de drenaje

Dendrítico

Radial

Rectangular

rastrillo

Dendrítico Tributarios irregulares

(como una rama) en muchas direcciones.

Es común en rocas masivas y rocas estratificadas horizontales

Debido a la resistencia de las rocas desarrollo en la cabeceras y los valles son escasos

Paralelo Común en terrenos con

rocas homogéneas estratificadas.

Desarrolla de surcos paralelos o cárcavas de canales estrechos es común verlos en superficies de pendientes suaves

Radial

Corrientes radiales desde un alto topográfico

Común en terrenos volcánicos

Rectangular Canales marcados

por ángulo recto

Común en rocas diaclasadas y fracturadas de R.I o R.M.

El trazado general de las corrientes fluviales: geometría y dinámica Teniendo encuentra su morfología en planta, es

posible definir tipologías de corrientes, que son la base para el estudio morfodinámico y sedimentológico de los procesos fluviales.

Rectilíneos Cauce y canal

únicos, con índice de sinuosidad muy bajo.

Son corrientes con alta energía, propias de zonas con pendientes longitudinales elevadas, y gran capacidad para el arranque y arrastre de material.

Trenzados

Corrientes trenzadas Forma

numerosos canales y barras

Múltiples canales.

Meándricos

Ríos meandricos

Depósitos de inundaciòn

Llanuras de inundaciòn

El lodo se deposita cuando la corriente se desborda – mayor flujo

Pantanos

Lagos media luna

Carga de lecho

Llanuras de inundaciòn

Forma del canal

Múltiples canales

Depósitos

La Cuenca Como resultado de la

precipitación se produce un flujo superficial hacia una gran cantidad de corrientes tributarias, las cuales al unirse van formando quebradas y ríos.

El área total que drenan hacia el río principal y sus tributarios se le denomina cuenca de drenaje

Propiedades principales de la cuenca Área de drenaje Longitud de la cuenca Pendiente de la cuenca La altitud Forma de la cuenca Forma del sistema de drenaje Densidad y estructura del sistema de drenaje Cobertura vegetal y uso de la tierra Rugosidad de la superficie Geología y tipos de suelo Configuración de los canales y geometría Hidrología Historia de inundaciones y eventos extraordinarios

Área de drenaje La escorrentía es proporcional al área drenada.

Se puede obtener por medio de planos topográficos, medición en fotografías aéreas o directamente.

En todo diseño o análisis es importante delimitar el área de la cuenca, la cual esta circunscrita principalmente por líneas de división de aguas.

Longitud de la cuenca distancia medida a lo largo del canal principal de

drenaje desde la divisoria de aguas en el extremo superior de la cuenca hasta la desembocadura.

El canal principal es la línea de mayores caudales.

La longitud de la cuenca va a determinar un parámetro tiempo, que es la medida del tiempo de transporte del agua desde la divisoria de aguas hasta la salida de la cuenca.

Pendiente de la cuenca Es esencial para el análisis, que se describan las diferentes

pendientes y no se resuma la información en un solo dato de la

pendiente del canal principal.

En ocasiones se divide la cuenca en subcuencas y se calculan las

pendientes de cada subcuenca.

Las cuencas de mayor pendiente tienen una respuesta más

rápida que las de menor pendiente.

La altitud Diferencias de elevación tienen gran influencia sobre

los niveles de precipitación e intensidad de las lluvias,

así como sobre la temperatura y la disponibilidad de

agua.

Forma de la cuenca Afecta la velocidad a la cual el agua llega al canal

principal.

Para el análisis conceptual de problemas de erosión o avalanchas es muy importante analizar la forma de la cuenca.

La forma de la cuenca influye en buena parte en la determinación de la magnitud de los problemas de avalancha, socavación y erosión.

Forma del sistema de drenaje Las cuencas pueden tener diferentes formas,

estructura y densidad de los patrones de drenaje, de acuerdo a las características topográficas y geológicas.

La mayoría de las cuencas de drenaje pueden agruparse en tres categorías generales con relación a la forma del sistema:

1. alargado

2. ancho

3. abanico

Densidad y estructura del sistema de drenaje Número de corrientes que hay en un sistema de drenaje y la

forma interna de esta red se le llama estructura de drenaje.

Las cuencas con suelos impermeables o arcillosos poseen una

mayor densidad de estructuras de drenaje que los suelos

permeables o arenosos.

La estructura de drenaje influye en los procesos hidrológicos y

erosión.

Cobertura vegetal y uso de la tierra El tipo y % de la cobertura vegetal, las zonas de cultivos, las

zonas de potreros, las zonas urbanas o áreas pavimentadas determinan la magnitud y características de los caudales y la forma del hidrograma de las crecientes.

Los efectos del urbanismo sobre los caudales máximos dependen del porcentaje de área impermeabilizada, los cambios realizados al sistema natural de drenaje, la instalación de alcantarillados, y la modificación de los canales de las corrientes.

La urbanización generalmente aumenta los valores de los caudales máximos y la rapidez de la respuesta a la precipitación.

Respuesta hidrológica al urbanismo

1. Incrementa la descarga

2. Incrementa el pico de la descarga

3. Incrementa la velocidad

4. Incrementa las inundaciones

5. Menor la recarga de aguas subterráneas.

Rugosidad de la superficie La rugosidad va a determinar la velocidad del agua en

la superficie del terreno y esta a su vez tiene importancia fundamental sobre los caudales.

Geología y tipos de suelo Las características geológicas y el suelo tienen un gran efecto

en la infiltración.

Las propiedades del subsuelo y otros factores geotécnicos que

pueden ser significativos como la posibilidad de

deslizamientos, los cuales a su vez afectan la ocurrencia de

caudales extraordinarios, flujos hiperconcentrados y

avalanchas.

Configuración de los canales y geometría Transversal Los canales en forma de U presentan velocidades

menores que los canales en forma de V y la presencia de zonas de inundación junto al canal permiten la sedimentación en las inundaciones, disminuyendo la carga de materiales en la corriente.

La sinuosidad afecta la capacidad de acumulación de agua y los caudales.

Forma de una valle en V

Erosión y depositación continua amplían el valle

El resultado ampliación del valle de la corriente es caracterizado por un meandro en una llanura de inundación desarrollada

Hidrología La experiencia ha demostrado que para el correcto diseño de

las obras de Ingeniería se debe tener una información hidrológica adecuada.

El Ingeniero debe estar familiarizado con los muchos factores que afectan el régimen hidráulico de quebradas y ríos.

Debe realizarse una investigación completa, en la cuenca afectada y en toda el área de características climáticas y ambientales similares.

Cuando no existe información de lluvias, generalmente se recurre a zonas similares lo más cercanas posible, pero se corre el riesgo de imprecisiones y por esta razón se recomienda para el diseño de obras del control de erosión ser generosos en la apreciación de caudales para evitar posteriores fallas en las estructuras.

Historia de inundaciones y eventos extraordinarios Los eventos históricos que ocurrieron antes de que se

tuviera instrumentación de una corriente, representan una información muy valiosa para la toma de decisiones sobre obras de control.

Definir no solamente la fecha de ocurrencia sino también su magnitud y las consecuencias del evento.

Existen otros eventos que aunque no se tenga información histórica, sí pueden encontrarse evidencias morfológicas o estratigráficas. La información de los periódicos antiguos es muy valiosa.

Estos paleoeventos pueden servir como guía para analizar la posibilidad de ocurrencia de eventos extraordinarios, los cuales no es posible predecir con base en las informaciones recogidas solo las épocas más recientes.

Perfil transversal de la corriente

Sección transversal de la corriente

Migración de la corriente - termino largo

Llanura de inundación

Thalweg Banco

derecho

Banco Izquierdo

Aguas abajo

Terraza

Lecho de la corriente