2013 maciel a escobar

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE LA SANTÍSIMA CONCEPCIÓN Facultad de Ingeniería Ingeniería Civil

CUANTIFICACIÓN DE LA EROSIÓN LOCAL EN EL RÍO BIOBÍO DEBIDO AL

NUEVO ESCENARIO VIAL

MACIEL ESCOBAR GONZÁLEZ

INFORME DE PROYECTO DE TÍTULO PARA OPTAR AL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

Profesor Guía:

Diego Caamaño A.

Profesor Informante:

Enrique Muñoz O.

Concepción, Junio 2013

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RESUMEN

El proyecto consiste en la identificación de las zonas de erosión, cuantificación de los volúmenes y dimensionamiento de las profundidades de sedimento removido desde el lecho del río Biobío debido a las modificaciones geométricas asociadas al escenario vial proyectado para la intercomuna Concepción-Chiguayante. Se considera que la modificación del cauce, en la etapa de operación del proyecto vial, cambiará las condiciones hidráulicas locales en la ribera norte del río y consecuentemente produciría un cambio en los procesos erosivos. Las actividades del proyecto consideraron la utilización de un modelo numérico morfodinámico bidimensional calibrado con datos obtenidos en terreno para diferentes escenarios de caudal. Los resultados del análisis hidráulico y de sedimentación presentaron directa relación, es decir que, al aumentar el número de Froude, el flujo siente el fondo, generando un cambio en el perfil de velocidades, produciendo una variación en la superficie del agua y a su vez variación en la línea de energía indicando las zonas de erosión y depositación. Se utilizaron celdas de 30 m x 30 m para obtener los resultados de los cambios del proceso erosivo, conociéndose de esta manera el cambio local que se genera en la sección de estudio entre las comunas Concepción y Chiguayante. Para interpretar este cambio se realizaron distintos análisis, entre ellos granulométrico, hidráulico y mecánico fluvial. Para un caudal de 5 años de período de retorno (10.170 m3/s), se observó, en la celda adyacente a la ribera ubicada aguas arriba de la zona en estudio, un aumento de erosión en la mayoría de los casos superior al 100% y una consecuente reducción en la depositación. Para un caudal de 100 años de período de retorno (15.560 m3/s), aguas abajo de la zona en estudio se presentó erosión donde actualmente hay una depositación de sedimentos. Gracias al financiamiento otorgado por INNOVA a través del apoyo al desarrollo de tesis de pregrado, los resultados de este proyecto podrán ser utilizados para el diseño de las obras de protección fluvial y para la cuantificación de los volúmenes de sedimentos transportado que luego son extraídos por varias areneras ubicadas aguas abajo. De este modo generaría información para apoyar y elaborar normas que controlen la extracción de sedientos.



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ABSTRACT This project aims to estimate changes in local erosion rates on the Biobío River due to geometric changes within the river’s north bank. These modifications will be produced by the construction and future operation of a new road that will be connecting the cities of Concepción and Chiguayante. It is considered that these changes will alter the local hydraulic conditions on the north bank of the river and consequently produce a change in the erosive processes. The project consists in identifying areas of erosion, quantification of erosion volumes and estimation of the removed sediment depths from the riverbed. Project activities considered using a two-dimensional morphodynamic numerical model calibrated with field data for different flow scenarios. All hydraulic results are directly related to sedimentation. Increasing the Froude number causes, changes in the velocity profile, which in turn generate a variation in the water surface slope suggesting erosion and deposition areas. Main results indicate that distributed erosion process are well captured by cells by the 2D model when using cells of 30 m x 30 m changes on each individual cell are quantify and assessed to estimate local erosion. To interpret this change was necessary to make various analyzes, including grain size distribution, hydraulic variations and sediment transport equations. For flows of 5 years return period (10.170 m3/ s) was observed in the cell adjacent to the bank located upstream, erosion increased in most cases more than 100%. For higher discharges (15.560 m3/s, T=100 years) results indicated that downstream the study area erosion would be occurring on places where deposition is currently happing. Thanks to funding provided by INNOVA through the undergraduate thesis support, the results of this study would help understand the physical processes occurring under the future scenario. It will also be a good approximation to quantify the volumes of sediment that are transported before and after the modifications take place.



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AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a Dios por haberme permitido llegar hasta aquí y haberme dado su infinita bondad. Agradezco a mis Padres, que siempre hicieron todo por mí, por su apoyo incondicional, por los valores que me entregaron, y por su inmenso amor; gracias por hacerme una buena persona. Agradezco a mis hermanos y hermana, por todo el cariño entregado, porque el amor de hermanos no tiene reemplazo, nos conocemos tal como somos, porque nos aceptamos a pesar de las faltas y siempre estamos ahí a pesar de todo. Agradezco a Franco Zuñiga, quien me acompañó en estos años de carrera y de vida, apoyándome de manera incondicional, de buenos consejos y de inmenso amor; gracias por hacerme una persona feliz. Agradezco a la familia Zuñiga Paredes por hacerme parte de su familia, por los consejos entregados y buenos momentos compartidos. Agradezco a mis amigos Marco Quiroz, Gabriel Ortiz, Erick Vega, Carol Riffo, Mauricio Sandoval, quienes me dieron alegrías y compañía en mi estadía en la Universidad. Agradezco a mis profesores, por los conocimientos entregados, especialmente al profesor Diego Caamaño quien fue un gran profesor guía y al Profesor Enrique Muñoz quien siempre tuvo un tiempo para aclarar mis dudas y ayudarme oportunamente. A los proyectos que apoyaron la realización de esta tesis, INNOVA BIOBIO Nº 12.394 “Cuntificación de erosión en el río Biobío debido al nuevo escenario vial” y Fondecyt Nº11100399 “Sustainability of morphology features in alluvial rivers and coastal systems in Chile: The Biobio as study”. Mi corazón está plenamente agradecido por haber sido bendecido de la presencia de todos ustedes.



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INDICE DE CONTENIDOS CAPITULO 1: INTRODUCCION ..................................................................................... 1

1.1.-MOTIVACIÓN ....................................................................................................... 1

1.2 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 2

1.3.- OBJETIVOS .......................................................................................................... 3

1.3.1.- Objetivo General ............................................................................................. 3

1.3.2.- Objetivos específicos ....................................................................................... 3

1.4.- ZONA DE ESTUDIO. ........................................................................................... 4

1.4.1.- Descripción zona de estudio. ........................................................................... 4

1.4.2.- Morfología ...................................................................................................... 6

1.4.3.- Estaciones disponibles. ................................................................................... 7

CAPITULO 2: FUNDAMENTOS TEORICOS.................................................................. 9

2.1.- MARCO TEORICO ............................................................................................... 9

2.1.1.- Iniciación del movimiento. .............................................................................. 9

2.1.2.- Transporte de sedimento. ............................................................................... 10

2.1.3.- Formas del fondo ........................................................................................... 12

2.1.4.- Erosión .......................................................................................................... 13

2.1.5.-Modelo FaSTMECH ...................................................................................... 14

2.1.6.-Conservación de masa y momentum en FaSTMECH ...................................... 15

2.1.7.-Supuesto hidrostático...................................................................................... 15

2.1.8.-Transporte de sedimento de fondo. ................................................................. 16

2.1.9.- Erosión de fondo. .......................................................................................... 17

CAPITULO 3: METODOS .............................................................................................. 20

3.1.-BATIMETRIA ...................................................................................................... 20

3.2.- PARAMETRO HIDROLOGICO. ........................................................................ 20

3.3.- PARAMETRO GRANULOMETRICO ............................................................... 23

3.4.- PARAMETROS HIDRAULICOS........................................................................ 23

3.4.1.- Pendiente de la línea de energía. .................................................................... 23

3.4.2.- Calibración hidráulica. .................................................................................. 24

3.5.- CONDICION DE BORDE ................................................................................... 25



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3.6.- CONDICION INICIAL ........................................................................................ 25

3.7.- FaSTMECH. ....................................................................................................... 26

3.8.- ANALISIS DE SENSIBILIDAD ......................................................................... 27

CAPITULO 4: DATOS Y PARAMETROS REQUERIDOS. ........................................... 28

4.1.- Batimetría ............................................................................................................ 28

4.2.- Análisis hidrológico ............................................................................................ 30

4.2.1.- Caudales máximos instantáneos. .................................................................... 30

4.2.2.- Evento de una tormenta. ................................................................................ 32

4.3- Análisis granulométrico ........................................................................................ 34

4.4.- Análisis hidráulico ............................................................................................... 35

4.4.1.- Pendiente de la línea de energía ..................................................................... 35

4.4.2.- Parámetro de Manning................................................................................... 37

4.4.3.- Número de Froude. ........................................................................................ 38

4.4.4.- Análisis mecánico fluvial .............................................................................. 38

4.4.4.1.- Método de Vanoni. ................................................................................. 38

4.4.4.2.- Formas de fondo - método de Van Rijn. .................................................. 39

CAPITULO 5: RESULTADOS ....................................................................................... 40

5.1.- ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD. ....................................................................... 40

5.1.1.- Modificación de altura del agua – aguas abajo ............................................... 40

5.1.2.- Resolución de la grilla .................................................................................. 43

5.2.- Análisis granulométrico. ...................................................................................... 46

5.3.- Análisis hidráulico. .............................................................................................. 47

5.3.1.- Parámetro de Manning................................................................................... 47

5.3.2.- Velocidad. ..................................................................................................... 48

5.3.3.- Número de Froude. ........................................................................................ 52

5.3.4.- Tensión de corte. ........................................................................................... 56

5.4.- Análisis mecánico fluvial. .................................................................................... 60

5.5.- Tasa de transporte. ............................................................................................... 63

CAPITULO 6: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES .......................................................... 82

CAPITULO 7: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 86

CAPITULO 8: ANEXOS ................................................................................................. 89



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ANEXO A: Perfiles transversales de la zona de estudio................................................ 90

ANEXO B: Error relativo con número de manning 0,03 a 0,037 para 10 eventos ocurridos entre el año 2011-2012 ............................................................................... 111

ANEXO C: Tasa de erosión local en sector próximo a la ribera norte en coordenadas utm............................................................................................................................. 119

ANEXO D: Tasa de erosión local de celdas cercanas a la ribera norte ........................ 123

INDICE DE TABLAS

Tabla 3.1 Parámetros de Kolmogorov- Smirnov ............................................................... 22

Tabla 3.2 Cota de elevación de la superficie del agua, aguas abajo ................................... 24

Tabla 3.3 Caudal y altura del agua, aguas abajo ............................................................... 25

Tabla 4.1 Caudales máximos instantáneos. ....................................................................... 30

Tabla 4.2 Media y distribución estándar de las funciones de distribución. ........................ 30

Tabla 4.3 Caudales máximos instantáneos de las funciones de distribución normal, log-normal y Gumbel; para distintos periodos de retorno. ....................................................... 31

Tabla 4.4 Caudales instantáneos de evento ocurrido en agosto año 2011. ......................... 33

Tabla 4.5 Granulometría de sedimento en el río Biobío. ................................................... 34

Tabla 4.6 Eventos ocurridos entre el año 2011 y 2012. ..................................................... 37

Tabla 5.1 Diámetro característico de la muestra. .............................................................. 46

Tabla 5.2 Elevación de la superficie de agua para números de Manning 0,03 a 0,037. ...... 47

Tabla 5.3 Error relativo para números de Manning 0,03 a 0,037 con respecto a los eventos medidos por la estación fluviométrica. ............................................................................. 47

Tabla 5.4 Celdas que sufrieron un aumento de la tasa de erosión. Q=10.170 m3/s ............ 68

Tabla 5.5 Celdas que sufrieron una reducción de la tasa de erosión. Q=10.170 m3/s ......... 68

Tabla 5.6 Celdas que sufrieron un aumento de la tasa de erosión. Q = 15.560 m3/s .......... 74

Tabla 5.7 Celdas que sufrieron una reducción de la tasa de erosión. Q=15.560 m3/s ......... 74

Tabla 8.1 Error relativo n:0,030 ..................................................................................... 111







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Tabla 8.9.a Tasa de erosión. Caudal 10.170 m3/s ........................................................... 119

Tabla 8.9.b Tasa de erosión. Caudal 10.170 m3/s ........................................................... 120

Tabla 8.10.a Tasa de erosión. Caudal 15.560 m3/s ......................................................... 121

Tabla 8.10.b Tasa de erosión. Caudal 15.560 m3/s ......................................................... 122

Tabla 8.11. Descripción paleta de colores....................................................................... 123

Tabla 8.12.a Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 123

Tabla 8.12.b Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 124

Tabla 8.12.c Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 125

Tabla 8.12.d Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 126

Tabla 8.12.e Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 127

Tabla 8.12.f Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 128

Tabla 8.12.g Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 129

Tabla 8.12.h Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s ............................ 130



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INDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Zona de intervención en el río por el proyecto costanera norte (MOP, 2011). .... 2

Figura 1.2 Área de influencia directa en el río Biobío, producto del proyecto costanera norte (MOP, 2011). ..................................................................................................................... 2

Figura 1.3 Cuenca hidrográfica del río Biobío (De Fraja et. al, 1992). ................................ 4

Figura 1.4 Delimitación zona de estudio en el río Biobío. ................................................... 5

Figura 1.5 Unidad geomorfológica del río Biobío ............................................................... 7

Figura 1.6 Estación Fluviométrica río Biobío en desembocadura ........................................ 7

Figura 1.7 Regla de medición superficie del agua. .............................................................. 8

Figura 2.1 Iniciación del movimiento actual para lecho plano (Shields, 1936) .................. 10

Figura 2.2 Tipos de transporte de sedimentos. .................................................................. 11

Figura 2.3 Formas de fondo (Simons y Richardson, 1966). .............................................. 13

Figura 2.4 Situación actual de la ribera norte- río Biobío (MOP, 2011). ........................... 18

Figura 2.5 Detalle zona de interés río Biobío (MOP, 2011). ............................................. 19

Figura 2.6 Situación proyectada ribera norte- río Biobío (MOP, 2011). ............................ 19

Figura 3.1 Estructura de archivo para batimetría y topografía. .......................................... 20

Figura 3.2 Perfil longitudinal de tramo en estudio del río Biobío ...................................... 24

Figura 3.3 Procesos generados en la plataforma IRIC módulo FaSTMECH. ..................... 26

Figura 4.1 Batimetría de la zona en estudio. A) Batimetría actual. B) Batimetría proyectada. ........................................................................................................................................ 28

Figura 4.2 Batimetría interpolada mediante proceso Template. ........................................ 29

Figura 4.3 Función de distribución acumulada con la función de distribución normal, log-normal y Gumbel. ............................................................................................................ 31

Figura 4.4 Hidrograma de caudales del mes de agosto año 2011....................................... 32

Figura 4.5 Tormenta seleccionada mes de agosto año 2011. ............................................. 33

Figura 4.6 Trazado de perfiles transversales. .................................................................... 35

Figura 4.7 Perfil longitudinal del río Biobío con un caudal de 10.170 m3/s. ...................... 36

Figura 4.8 Perfil longitudinal del río Biobío con un caudal de 15.560 m3/s. ...................... 36

Figura 4.9 Diagrama para identificación de rizos y dunas en régimen inferior .................. 38

(Vanoni, 1974). ................................................................................................................ 38

Figura 4.10 Clasificación de formas de fondo según Van Rijn (Van Rijn, 1984)............... 39



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Figura 5.1 Condición inicial con cota de elevación de la superficie del agua, aguas abajo:5,07 m.s.n.m. A) cota de elevación de la superficie del agua. B) velocidad. ............ 40

Figura 5.2 Elevación de la superficie del agua y velocidad situación actual (cota de elevación de la superficie del agua: 5,1 m.s.n.m.) ............................................................. 41

Figura 5.3 Elevación de la superficie del agua y velocidad situación actual (cota de elevación de la superficie del agua: 5,15 m.s.n.m.) ........................................................... 42

Figura 5.4 Batimetría generada con celdas 10 m x 10 m. .................................................. 43

Figura 5.5 Batimetría generada con celdas 30 m x 30 m. .................................................. 44

Figura 5.6 Batimetría generada con celda 50 m x 50 m..................................................... 44

Figura 5.7 Batimetría generada con celda 80 m x 80 m..................................................... 45

Figura 5.8 Curva granulométrica de sedimento en el río Biobío. ...................................... 46

Figura 5.9 Velocidad para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ...................................................................................................... 48

Figura 5.10 Variación de velocidad entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 10.170 m3/s. ..................................................................................................... 49

Figura 5.11 Velocidad para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ...................................................................................................... 50

Figura 5.12 Variación de velocidad entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s. ..................................................................................................... 51

Figura 5.13 Número de Froude para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada................................................................................................ 52

Figura 5.14 Variación de número de Froude entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 10.170 m3/s. ......................................................................................... 53

Figura 5.15 Número de Froude para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada................................................................................................ 54

Figura 5.16 Zona con números de Froude superiores a uno para un caudal 15.560 m3/s. ... 55

Figura 5.17 Variación de número de Froude entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s. ......................................................................................... 55

Figura 5.18 Tensión de corte (N/m2) para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ............................................................................... 56

Figura 5.19 Variación de la tensión de corte entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 10.170 m3/s. ......................................................................................... 57

Figura 5.20 Tensión de corte (N/m2) para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ............................................................................... 58



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Figura 5.21 Variación de la tensión de corte entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s. ......................................................................................... 59

Figura 5.22 Líneas de corriente de caudales simulados y caudal de estiaje. ...................... 60

Figura 5.23 Resultado del diagrama de Vanoni (Vanoni, 1974). ....................................... 61

Figura 5.24 Resultado del método de Van Rijn................................................................. 62

Figura 5.25 Tasa de transporte (m/s) para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ............................................................................... 63

Figura 5.26 Tasa de erosión condición actual Q: 10.170 m3/s ........................................... 64

Figura 5.27 Tasa de erosión condición proyectada Q: 10.170 m3/s ................................... 65

Figura 5.28 Variación de la tasa de erosión para un caudal de 10.170 m3/s. ...................... 66

Figura 5.29 Zona de transporte de sedimento de situación proyectada con respecto a la situación actual en ribera norte para Q=10.170 m3/s ......................................................... 67

Figura 5.30 Tasa de transporte (N/m2) para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada. ............................................................................... 69

Figura 5.31 Tasa de erosión condición actual Q: 15.560 m3/s ........................................... 70

Figura 5.32 Tasa de erosión condición proyectada Q: 15.560 m3/s ................................... 71

Figura 5.33 Variación de la tasa de erosión para un caudal de 15.560 m3/s. ...................... 72

Figura 5.34 Zona de transporte de sedimento de situación proyectada con respecto a la situación actual en ribera norte para Q=15.560 m3/s ......................................................... 73

Figura 5.35.a Tasa de transporte actual del evento de una tormenta A) Para un caudal de 3.461 m3/s. B) Para un caudal de 3.605 m3/s. C) Para un caudal de 3.754 m3/s ................. 76

Figura 5.35.b Tasa de transporte actual del evento de una tormenta. D) Para un caudal de 3.815 m3/s. E) Para un caudal de 3.845 m3/s. F) Para un caudal de 3.785 m3/s .................. 77

Figura 5.35.c Tasa de transporte actual del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.664 m3/s. H) Para un caudal de 3.518 m3/s. I) Para un caudal de 3.404 m3/s .................. 78

Figura 5.36.a Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.461 m3/s. H) Para un caudal de 3.605 m3/s. I) Para un caudal de 3.754 m3/s .............. 79

Figura 5.36.b Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. D) Para un caudal de 3.815 m3/s. E) Para un caudal de 3.845 m3/s. F) Para un caudal de 3.785 m3/s ........... 80

Figura 5.36.c Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.664 m3/s. H) Para un caudal de 3.518 m3/s. I) Para un caudal de 3.404 m3/s .............. 81

Figura 6.1 secuencia de aumento del número de Froude ................................................... 84

Figura 8.1 Perfil transversal 1(0 km). .............................................................................. 90

Figura 8.2 Perfil transversal 2 (76,8 km). ......................................................................... 90



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Figura 8.3 Perfil transversal 3(393,9 km). ....................................................................... 91

Figura 8.4 Perfil transversal 4 (678.8 km)........................................................................ 91

Figura 8.5 Perfil transversal 5 (1.011.5 km). .................................................................... 92

Figura 8.6 Perfil transversal 6 (1.307,7 km). .................................................................... 92

Figura 8.7 Perfil transversal 7 (1.340.3 km). .................................................................... 93

Figura 8.8 Perfil transversal 8 (1.619,2 km). .................................................................... 93

Figura 8.9 Perfil transversal 9 (1.920 km). ....................................................................... 94

Figura 8.10 Perfil transversal 10 (1.990,7 km). ................................................................. 94

Figura 8.11 Perfil transversal 11 (2.285.5 km). ................................................................. 95






Figura 8.17 Perfil transversal 17 (3.192 km). ................................................................... 98




Figura 8.21 Perfil transversal 21 (4.426,7 km). ............................................................... 100


Figura 8.23 Perfil transversal 23 (5.003,9 km). .............................................................. 101













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Figura 8.37 Perfil transversal 37 (9.446,9 km). .............................................................. 108


Figura 8.39 Perfil transversal 39 (10.074,7 km): ............................................................. 109

Figura 8.40 Perfil transversal 40 (10.389 km). ................................................................ 109

Figura 8.41 Perfil transversal 41 (10.703 km). ................................................................ 110

Figura 8.42 Relación cota de elevación de la superficie del agua real y obtenido n:0,030 111










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CAPITULO 1: INTRODUCCION El estudio que se presenta en este documento se realizó en el río Biobío, uno de los principales cursos fluviales del país, que cuenta con una longitud de 380 km y ancho promedio de 1 km, siendo el más ancho de Chile y el segundo en largo y caudal. Este estudio consiste en cuantificar los cambios en la tasa de transporte de sedimento de fondo en la parte inferior del río Biobío producto de las alteraciones locales de forma directa en el cauce. Se desarrolló mediante un modelo numérico morfodinámico bidimensional calibrado con datos registrados en terreno, donde se obtuvieron como resultado las zonas de erosión local, cambios en el fondo y la tasa de transporte. Los resultados podrán ser utilizados para el diseño de la protección fluvial en la ribera norte del río y contribuirá con la regulación de extracción de sedimento desde el lecho del río. 1.1.-MOTIVACIÓN El hombre en busca del desarrollo ha intervenido el curso de los ríos donde se han alterado los regímenes hidrológicos naturales cambiando el funcionamiento de los cursos fluviales, afectando la frecuencia de caudales y morfología del cauce, siendo ambos principales factores para caracterizar el arrastre de sedimentos en el lecho del río. Se entiende por sedimento aluvial a todas las partículas de suelo y roca de una cuenca que son arrastradas por una corriente de agua y, según su comportamiento se diferencia en transporte de fondo y de suspensión. Teniendo presente que la interacción entre el sedimento y el agua es compleja, se debe considerar que la velocidad del agua podría arrastrar el sedimento según sean las condiciones de la interacción flujo-sedimento y la rugosidad del lecho (que depende del tamaño del sedimento, las formas del fondo, vegetación, obstrucciones) se opone al movimiento del agua, condicionando la obtención de turbulencia y el perfil de velocidades.



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1.2 JUSTIFICACIÓN El propósito de la investigación se genera debido al potencial cambio de las condiciones hidráulicas locales en la ribera norte del Río Biobío producto de los cambios morfológicos asociados al escenario vial proyectado para la intercomuna Concepción-Chiguayante. La zona de intervención se observa en la Figura 1.1.

Figura 1.1 Zona de intervención en el río por el proyecto costanera norte (MOP, 2011).

El proyecto costanera norte, consiste en la construcción de una pista desde el puente Chacabuco hasta La leonera, Hualqui. Donde parte del proyecto costanera norte intervendrá el curso del flujo del río, provocando un cambio en la sección transversal. Se realizará con la finalidad de mejorar el transito vial debido a la saturación de las pistas existentes, optimizando el acceso entre las inter-comunas. En la Figura 1.2 se observa el área de influencia directa del proyecto costanera norte en el río Biobío.

Figura 1.2 Área de influencia directa en el río Biobío, producto del proyecto costanera norte

(MOP, 2011).



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1.3.- OBJETIVOS 1.3.1.- Objetivo General -Cuantificar los cambios en las tasas de erosión local en el río Biobío considerando el futuro escenario vial proyectado para la intercomuna Concepción-Chiguayante. 1.3.2.- Objetivos específicos -Identificar las zonas de erosión de sedimento local. -Cuantificar los volúmenes de sedimento removido desde el lecho del río en las zonas anteriormente definidas. -Dimensionar las profundidades de sedimento removido desde el lecho del río en estas mismas zonas.



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1.4.- ZONA DE ESTUDIO. 1.4.1.- Descripción zona de estudio.

El río Biobío se ubica en la octava región, posee una de las cuencas más extensas del país con 24.262 km2 alcanzando su cauce una longitud de 380 km (Figura 1.3). La zona de estudio está ubicada a 36°82’-36°92’ latitud sur y 73°03’-73°09’ longitud oeste, conectando las comunas de Concepción y Chiguayante.

Figura 1.3 Cuenca hidrográfica del río Biobío (De Fraja et. al, 1992).



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El estudio se realizó en el curso inferior del río Biobío entre las comunas de Concepción, San Pedro de la Paz y Chiguayante (Figura 1.4). El tramo en estudio tiene una longitud de 10,7 km con sección transversal variable entre 1,33 – 2,17 km de ancho y con un ancho promedio de 1,75 km.

Figura 1.4 Delimitación zona de estudio en el río Biobío.

Aguas abajo el río Biobío recibe los aportes de caudal provenientes del río Laja, su mayor afluente. En el curso inferior, desde la ciudad de Concepción, el río cambia de dirección para desembocar en el mar al sur de los cerros de la comuna de Hualpén. Hoy en día las aguas del río Biobío son utilizadas intensamente en los procesos industriales de la zona y con fines energéticos, a través de las represas Pangue y Ralco. Hay una serie de represas planificadas en la zona superior del curso del río, conocido como Alto Biobío.



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1.4.2.- Morfología La morfología de la región del Biobío presenta cuatro accidentes geográficos las cuales tienen las siguientes características: - La Cordillera de los Andes, donde pocas cumbres sobrepasan los 3.000 m.s.n.m. - La Depresión Intermedia, se ha rellenado con materiales fluviales y una combinación de materiales fluvioglaciares y fluviovolcánicos conformando una gran llanura aluvial de hasta 100 km de ancho. Desde el Río Biobío toma forma de planicie ondulada de origen probablemente morrénicos con suaves lomajes de hasta 400 m a 500 m de altitud (Castro N., 2010). - La Cordillera de la Costa, donde continúa bajando su altura respecto al norte; al sur del río Itata se transforma en una meseta erosionada, con una altura que no supera los 500 m.; más al sur va haciéndose casi imperceptible, hasta llegar al río Biobío, pasado este río, reaparece en la llamada Cordillera de Nahuelbuta, que alcanza alturas cercanas a los 1.400 m.s.n.m, y que se prolonga hasta las cercanías del río Imperial, en la Novena Región. - Las Planicies litorales, las cuales hasta la desembocadura del río Andalién presentan un escaso desarrollo, en especial en la llanura de Cañete y Arauco, donde el ancho medio de las terrazas marinas alcanza hasta los 25 km. La unidad geomorfológica de la ribera norte corresponde a la terraza superior del río Biobío. Las terrazas fluviales constituyen pequeñas plataformas sedimentarias construidas en un valle fluvial por los propios sedimentos del río que se depositan a los lados del cauce en los lugares donde la pendiente del mismo se hace menor, con lo que su capacidad de arrastre también disminuye. Estas son debido a los diferentes periodos de mayor o menor actividad erosiva del río en el curso medio. Cuando esta actividad se acrecienta, por ejemplo, después de un período glaciar cuando el río lleva gran cantidad de agua, éste excava el valle en artesa originando las terrazas fluviales (MOP, 2011). Esta zona de límite entre las comunas de Concepción y Chiguayante es plana formada por un paleocanal del Biobío, modelado por dunas, las cuales obturan el drenaje y anegan áreas que son las urbanizadas. La unidad geomorfológica presente en la ribera sur (específicamente entre el puente Juan Pablo II y puente Chacabuco) corresponde a una terraza litoral, la cual se caracteriza por ser un área de andén costero, con alturas de 0-80 m.s.n.m. y formados primordialmente por procesos de degradación que han evolucionado a partir de materiales fluviales y marinos originando formas como las cubetas, terrazas y playones (CRA, 2006). La unidad geomorfológica del río Biobío se observa en la Figura 1.5.



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Figura 1.5 Unidad geomorfológica del río Biobío (Mardones, 1978).

1.4.3.- Estaciones disponibles. Para el área de estudio se utilizan datos provenientes de la estación fluviométrica “Río Biobío en Desembocadura” como se observa en la Figura 1.6 y en mayor detalle en la Figura 1.7, donde se aprecia la regla y tubería del sensor de medición de caudal y superficie del agua. Esta estación fue instalada por ENDESA en el año 1962 y operada por dicha empresa hasta el año 1970, año en la cual fue traspasada a la Dirección General de Aguas (DGA). La ubicación de medición de la estación se localiza en 36°50'16.10" latitud sur 73° 3'42.29" longitud oeste, controlando un área de 21.217 km2 (Código BNA: 08394001-8).

Figura 1.6 Estación Fluviométrica río Biobío en desembocadura



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Figura 1.7 Regla de medición superficie del agua.

La zona de estudio, presenta un caudal medio anual cercano a los 1.000 m3/s con caudales medios mensuales máximos en julio y mínimos en febrero; registrándose en el año 2006 la crecida máxima histórica con un caudal de 16.000 m3/s y un caudal mínimo histórico de estiaje de 121 m3/s en el año 1979. Para los cálculos se utilizaron las series de datos correspondientes a caudales anuales instantáneos máximos y caudales horarios asociados a un evento de tormenta.



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CAPITULO 2: FUNDAMENTOS TEORICOS 2.1.- MARCO TEORICO 2.1.1.- Iniciación del movimiento. Una partícula está sujeta a empujes que pueden provocar el movimiento de ésta que descansa en el lecho; los empujes que desarrollan el movimiento son la tensión de corte en el lecho y la fuerza de sustentación; por el contrario; las fuerzas que se oponen al desplazamiento de las partículas son el peso sumergido del grano y la fricción entre el grano y el lecho (Elliott, 2010). Del balance entre estas fuerzas de traslación, sustentación y fricción, dependerá si el grano permanece en su posición o se desplaza y también el modo en que lo realiza (Elliott, 2010). El transporte de sedimento comienza cuando la tensión de corte efectiva supera la tensión de corte crítica, por ende el movimiento de una partícula es función de las condiciones instantáneas del flujo y de su resistencia a moverse. La iniciación del movimiento se aprecia gráficamente con el parámetro de Shields tal como se presenta en la Ecuación 2.1 y gráficamente en la Figura 2.1. Parámetro crítico de Shields:

휃 =휏 ,

[(휌 − 휌) ∙ 푔 ∙ 푑 ] [2.1]

Dónde: θ cr= Parámetro crítico de Shields (adimensional). 휏 , = Tensióndecortecrítico (N/m2). ρs = Densidad de la partícula (kg/m3). ρ = Densidad del fluido (kg/m3). g = Aceleración de gravedad (m/s2). d50 = diámetro de la partícula (m).



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Figura 2.1 Iniciación del movimiento actual para lecho plano (Shields, 1936)

El parámetro de Shields representa un parámetro de movilidad en función de la tensión de corte crítica. En la Figura 2.1, se observa el diagrama de Shields, que relaciona el parámetro adimensional descrito en la Ecuación 2.1 y el número de Reynolds del grano, el cual refleja el grado de turbulencia. Al aumentar el Reynolds del grano, el movimiento es más turbulento alrededor de la partícula y la curva de Shields tiende a ser asintóticamente horizontal. Por debajo de la curva existe reposo de la partícula, en cambio los puntos por encima de ésta corresponde al movimiento desarrollado. 2.1.2.- Transporte de sedimento. El transporte sólido asociado al material movilizado del lecho, depende de las características del sedimento constitutivo de la sección de escurrimiento (cauce o lecho), de las propiedades físicas del agua y de la capacidad de transporte de la corriente producido por la interacción entre el fluido, el flujo y el lecho (MOP, 2012).



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El gasto sólido puede visualizarse integrado por dos componentes; en suspensión y en el fondo. (MOP, 2012): A) El transporte de fondo se caracteriza por efectuarse en las partículas que están en

contacto con el lecho granular. Se da en general para los granos de mayor tamaño, en las que el peso de las partículas sobrepasa a las fuerzas del escurrimiento. El movimiento se efectúa por la acción de fuerzas de arrastre, que son preferentemente en la dirección del escurrimiento, el que se caracteriza por ser intermitente, es decir, que las partículas se mueven y se detienen continuamente (i.e. producto de la turbulencia propia del flujo). Los períodos de reposo son en general mucho mayores que los de movimiento. Sin embargo, a medida que aumenta la capacidad de arrastre del flujo, estos períodos de reposo se van haciendo cada vez menores, tendiendo paulatinamente hacia una uniformación del arrastre sólido.

B) El transporte en suspensión en cambio, se caracteriza por formar parte del flujo líquido,

y suspendido en éste a partir de cierto nivel por encima del lecho activo hasta la superficie libre. (García, 2009). Los distintos tipos de transporte de sedimentos se aprecia en la siguiente Figura.

Figura 2.2 Tipos de transporte de sedimentos.



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2.1.3.- Formas del fondo Las formas de fondo son características del relieve causadas por las oscilaciones del fluido generadas aguas abajo de pequeños obstáculos locales a través de un fondo formado por materiales de sedimentos móviles (Van Rijn, 1993). Éstas ocurren en lechos de arena, como el del río Biobío, mientras que en ríos de grava o de materiales gruesos y de granulometría extendida se presentan en forma limitada o no se producen. Por ende, las principales fuentes de rugosidad en la zona de estudio son las formas del fondo y el tamaño de los granos. Para velocidades pequeñas, las partículas sólidas no se mueven, por eso el lecho permanece plano, pero a medida que aumenta la velocidad y sobrepasando un umbral de transporte, algunas partículas comienzan a moverse, produciendo una deformación del lecho. En lechos finos (arenas finas y medias) esta deformación da origen a los rizos, los cuales se caracterizan por tener una forma aproximadamente triangular con una pendiente mayor en el sentido contrario al escurrimiento. La longitud de onda típica de éstas, es pequeña, normalmente inferior a 0,3 m y su amplitud alcanza a unos pocos centímetros (MOP, 2012). Si la velocidad sigue aumentando, se forman dunas. Estas ondas tienen la misma forma triangular de los rizos pero sus dimensiones son considerablemente mayores. En canales abiertos sus longitudes de onda y amplitudes son aproximadamente proporcionales a la altura media del escurrimiento (MOP, 2012). Aumentando la velocidad de la corriente, las dunas se alargan hasta ser barridas, quedando el lecho plano (i.e. número de Froude cercano a uno). Con número de Froude mayor a 1 (i.e. régimen supercrítico), el lecho se ondula en forma asimétrica formando lo que se denomina antiduna, cuya forma puede migrar hacia aguas arriba a pesar de verificarse un fuerte transporte de sedimentos aguas abajo. La superficie libre presenta una fuerte ondulación en correspondencia con el fondo, lo que indica que el régimen hidráulico es rápido. La evolución de este régimen conduce a la aparición de crestas de espuma y finalmente resaltos hidráulicos. En ocasiones, se añade una clasificación denominada rápidos y pozos, que es el punto final de la evolución que se producen en ríos de gran pendiente. Este hecho sugiere que el régimen no ocurra en forma estable y prolongada, dado que el fondo es deformable y móvil. La secuencia de las formas de fondo se muestra en la Figura 2.3 propuesta por Simons y Richardson (extraído de Van Rijn, 1993).



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Figura 2.3 Formas de fondo (Simons y Richardson, 1966).

2.1.4.- Erosión La erosión puede ser definida de forma amplia, como un proceso de arrastre del suelo por acción del agua o del viento; o como un proceso de desprendimiento y arrastre acelerado de las partículas de suelo causado por el agua y el viento (Suárez, 1980). Este proceso natural que puede agravarse por la acción del hombre, es decir, que puede pasar de una erosión normal o natural a una erosión inducida. Un río está continuamente seleccionando las partículas que erosiona y que sedimenta (siempre y cuando haya sedimento disponible) presentando una capacidad de transporte variable, esto indica que no es un proceso continuo sino intermitente donde el material es transportado por la corriente hasta un cierto punto donde se deposita, que puede eventualmente ser asentado en las terrazas o áreas de inundación. En cierto momento, para un determinado caudal, el material depositado es parcialmente erosionado y transportado hasta otro lugar, donde a su vez sedimenta (extraído de “introducción a la hidráulica fluvial”, A. Rocha, 1998).



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2.1.5.-Modelo FaSTMECH La cuantificación y zonas de erosión se realizan a través de la plataforma International River Interface Cooperative (IRIC) y el módulo de cálculo Flow and Sediment Transport with Morphological Evolution of Channels (FaSTMECH), desarrollado por el doctor Jonathan Nelson del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). IRIC combina la funcionalidad de Multi-Dimensional Surface Water Modeling System (MD_SWMS), desarrollado por el USGS. El modelo asume que el flujo es incompresible, hidrostático y cuasi-estacionario, lo que indica que la componente dinámica de las variaciones de descarga puede despreciarse en las ecuaciones de conservación del momentum. Por lo tanto, el flujo debido a un hidrograma es aproximado por una secuencia de soluciones con caudales estacionarios. FaSTMECH es cuasi-tridimensional, lo que implica que el modelo resuelve las ecuaciones promediadas verticalmente que expresan la conservación de masa y momentum, y luego utiliza esa solución junto a la estructura vertical a lo largo de las líneas de corriente (Nelson, et al. 2010). Además, el modelo calcula las componentes secundarias de flujo asociadas con el canal y simplifica la curvatura perpendicular a las líneas de corriente. Las ecuaciones del modelo se resuelven en un sistema de coordenadas curvilíneas ortogonales (Nelson, et al. 2010). El modelo calcula el transporte de sedimentos, zonas de erosión y depositación en un punto del espacio, lo que se utiliza para determinar los cambios de la morfología del lecho. Predice el valor de la velocidad vertical promedio de aguas abajo y la tensión del lecho en muchos puntos a través del canal, esto quiere decir que pronostica las componentes de corrientes transversales en cada punto de la red computacional, lo que conlleva a que FaSTMECH puede controlar la dirección del flujo alrededor de la ribera e islas, además de realizar correcciones gravitacionales para tener en cuenta los efectos de las fronteras inclinadas sobre el movimiento de los sedimentos.



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2.1.6.-Conservación de masa y momentum en FaSTMECH El modelo utiliza dos ecuaciones fundamentales de la hidráulica que corresponden a la conservación de masa y momentum, para ello asume que es un flujo incompresible; esto quiere decir que la densidad permanece constante a lo largo de todo el espacio y tiempo (Nelson, et al. 2003); esta hipótesis es válida siempre y cuando la velocidad del flujo sea mucho menor que la velocidad del sonido (M<1). A continuación se presentan las ecuaciones de conservación de masa y momentum, las que permite cuantificar diferentes variables del flujo. Ecuaciones de conservación de masa y momentum: ∇ ∙ 푢⃗ = 0 [2.2] ⃗ + 푢⃗ ∙ ∇푢⃗ = − ∇푃 + 푔⃗ + 휐∇ 푢⃗ [2.3]

Dónde: u⃗ = vectordevelocidad (m/s) ρ = densidaddel luido (kg/m3). P = presión (Pa). υ = viscosidadcinemáticadel luido (m2/s). g = aceleracióndegravedad (m/s2) 2.1.7.-Supuesto hidrostático. Para velocidades verticales y aceleraciones verticales pequeñas (i.e. para pendientes de lecho relativamente pequeñas), la Ecuación de movimiento vertical [2.4] se puede aproximar con precisión al mantener solo el gradiente de presión y términos gravitacionales (Nelson, et al, 2003). Ecuación de movimiento vertical:

+ 푢 + 푣̅ + 푤 = − − 푔 + 푣∇ 푤 − − − [2.4]

Aproximación (Hipótesis hidrostática):

− 푔 = 0 [2.5]



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Esto significa que la presión es equivalente al peso superpuesto del fluido por unidad de área en cualquier punto. Luego, los gradientes de presión en las ecuaciones de movimiento horizontal pueden ser escritos en términos de elevación de la superficie del agua representadas en las Ecuaciones [2.6] y [2.7]. Estas relaciones simplifican la solución de las ecuaciones debido a que reducen la determinación de la presión en cada (x, y, z) en el flujo para determinar la elevación de la superficie del agua en cada horizontal (x,y).

= −푔 [2.6]

= −푔 [2.7]

2.1.8.-Transporte de sedimento de fondo. El movimiento del sedimento es causado esencialmente por acción de las fuerzas hidrodinámicas, la gravedad y el proceso de interacción de las partículas con el lecho. En el transporte de fondo, las partículas se mantienen en la zona cercana al lecho y en frecuente roce con éste. El modelo dispone de tres ecuaciones para calcular el transporte de fondo, de las cuales la ecuación de Engelund y Hansen (1967) se ajusta mejor a las condiciones del cauce, por el tipo de sedimento que transporta y las formas de fondo presentes en el lecho del río Biobío. Esta ecuación calcula la carga total de sedimento, sin distinguir qué parte es arrastrada en el fondo y qué parte es transportado en suspensión. La ecuación se obtiene mediante el análisis de resultados de experimentos reportados por Guy en 1966, que fueron realizados en un canal de 2,44 m de ancho y 45,72 m de largo (Maza. et.al, 1996). Engelund y Hansen (1967) recomiendan que el método se aplique para arenas, siempre y cuando d50 sea mayor que 0,15 mm y la desviación estándar geométrica de los diámetros sea menor que 2, siendo válida además para ríos con presencia de dunas. A continuación se presenta la ecuación de Engelund y Hansen.

푔 = 0.05 ∙ 훾 ∙ 푉 ∙ 휏∗/ ∙

∆

/ 푘푔푠 ∙ 푚 [2.8]



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푠 = 0.05 ∙ 푉 ∙ 휏∗/ ∙

∆

/ 푚 푠 ∙ 푚 [2.9]

휏∗ =

( )∙=

∆ [2.10]

Para cauces anchos, B mayores a 40m, se tiene: 휏∗ =

∆ [2.11]

∆= [2.12]

휏 = 훾푅푆 [2.13] Dónde: gb= Transporte unitario total del fondo expresado en peso (kg/m·s). sb= Transporte unitario total del fondo expresado en volumen (m3/m·s) d50= Diámetro de las partículas de la mezcla, tal que el 50% en peso respectivamente son menores que esos valores (m). h= tirante o profundidad de la corriente (m). R= Radio hidráulico (m). S= Pendiente hidráulica (m/m). V= velocidad media del flujo (m/s). ∆= Densidad relativa de las partículas sumergidas (adimensional). τ0= Esfuerzo cortante que el flujo ejerce sobre el fondo (N/m2). τ*=Parámetro de Shields (adimensional). γs=Peso específico del sedimento (N/m3).

2.1.9.- Erosión de fondo. Para determinar la erosión o depositación local se aplica la conservación de masa del sedimento. La tasa de erosión en el lecho es dada por la ecuación de erosión.

= ∙ ∇ ∙ 푄⃗ + ∫ 푐 푑푧 [2.14]



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Dónde: 푄⃗ = Vector del flujo de sedimento local (kg/(m2∙s)) Cb= Concentración de sedimento en el lecho (alrededor de 0,65; es decir la unidad menos la porosidad) (kg/m3). Cs = Concentración del material suspendido (kg/m3). E= Elevación de la superficie del agua (m). La tasa de erosión se determinará para el escenario geométrico actual y proyectado con la finalidad de comparar el cambio y magnitud de los procesos erosivos. Condición actual. A continuación se presenta la situación actual del terreno en la Figura 2.4.

Figura 2.4 Situación actual de la ribera norte- río Biobío (MOP, 2011).

Condición Proyectada. Es aquella que varía parte de la sección transversal del río en el tramo Calle Esmeralda– sector Binimelis Lonco. Tiene una longitud 3,8 km, de los cuales en 2,7 km se modificará la sección transversal del río según se indica en las Figuras 2.5 y 2.6.



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Figura 2.5 Detalle zona de interés río Biobío (MOP, 2011).

Figura 2.6 Situación proyectada ribera norte- río Biobío (MOP, 2011).

La sección que intervendrá y modificará el ancho del río tiene una longitud de 2,7 km y un ancho de 70 m, quedando a una cota de 17 m.s.n.m; contando con un talud de 46,6% de inclinación.



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CAPITULO 3: METODOS

3.1.-BATIMETRIA La batimetría de la zona de estudio corresponde al hemisferio sur, zona 18, ésta debe ser ingresada en la plataforma IRIC en coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM) con el mismo sistema de referencia, en éste caso World Geodetic System 84 (WGS84) utilizado para Sudamérica. Los datos deben ser ingresados a la plataforma IRIC con extensión .tpo según indica la Figura 3.1.

Figura 3.1 Estructura de archivo para batimetría y topografía.

3.2.- PARAMETRO HIDROLOGICO. Se realizó la aplicación de funciones de distribución probabilista (i.e. Distribución Normal, Log-normal y Gumbel) y el test de bondad de ajuste de Kolmogorov- Smirnov a un conjunto de caudales máximos instantáneos anuales proporcionados por la DGA con la finalidad de obtener los caudales para distintos períodos de retorno, que se realizó mediante una rutina Matlab. Análisis de frecuencia Se realizó un análisis de frecuencia a la serie de datos disponibles, utilizando la función de distribución acumulada empírica. Esta distribución es un modelo matemático que se asigna a un conjunto de datos cuando se desconoce si pertenecen a un modelo de probabilidad específico.La función de distribución acumulada de una variable aleatoria continua X se puede definir en términos de su función de densidad de probabilidad ƒ como sigue: 푥 ∈ ℜ 푃(푋 ≤ 푥) = ∫ 푓(푥)푑푥 [3.1]



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La función de distribución describe el comportamiento probabilístico de una variable aleatoria X asociada a un experimento aleatorio. A continuación se presenta la forma matemática de las distribuciones utilizadas en el análisis. Distribución Normal:

La función de densidad de probabilidad para la distribución normal es la siguiente:

푓(푥) =√

푒

[3.2]

Dónde: x= caudal (m3/s). µ= media de x (m3/s). σ= varianza de x (m3/s).

Distribución Log-normal:

La función de densidad de probabilidad para la distribución log-normal es la siguiente:

푓(푥) =√

푒

[3.3]

Dónde: x= caudal (m3/s). µ= media de del logaritmo de la variable x (m3/s). σ= varianza del logaritmo de la variable x (m3/s). Distribución Gumbel:

La función de densidad de probabilidad para la distribución Gumbel es: 푓(푥) = 푒 [3.4]

푏 = [3.5] 푢 = 푥̅ − 0.5772훼 [3.6]



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훼 =.

[3.7]

Dónde: x= caudal (m3/s). 푥̅= media aritmética de la muestra (m3/s). Sx= desviación típica de la muestra (m3/s). Bondad de ajuste Se aplicó el test de bondad de ajuste de Kolmogorov- Smirnov (con un nivel de significancia α=0,05), con el objetivo de señalar y determinar si los datos estudiados o mediciones muéstrales provienen de una población que tiene una distribución teórica determinada, utilizando la probabilidad acumulada. La prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov- Smirnov consiste en comparar las diferencias existentes entre la probabilidad empírica de la muestra y la probabilidad teórica, tomando el valor máximo del valor absoluto de la diferencia entre el valor observado y el valor de la recta teórica del modelo, esto quiere decir que permite la medición del grado de concordancia existente entre la distribución de un conjunto de datos y una distribución teórica específica, bajo la hipótesis nula de que no existe diferencia significativa entre ellas (Villón, 2006). La prueba de bondad de ajuste viene dada por: ∆= 푚á푥|퐹(푥)− 푃(푥)| [3.8] Donde el estadístico ∆, tiene su función de distribución de probabilidades: Si ∆0 es un valor crítico para un nivel de significación α, se tiene que: 푃⌊푚á푥|퐹(푥)− 푃(푥)| ≥ ∆ ⌋ = 훼 [3.9] 푃(∆≥ ∆ ) = 훼 [3.10]

Tabla 3.1 Parámetros de Kolmogorov- Smirnov

∆

Estadístico de Kolmogorov- Smirnov, cuyo valor es igual a la diferencia máxima existente entre la probabilidad ajustada y la probabilidad empírica.

F(X) Probabilidad de la distribución teórica

P(X) Probabilidad experimental o empírica de los datos, denominada también frecuencia acumulada.



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Cabe destacar que la bondad de ajuste de Smirnov- Kolmogorov tiene ventajas y limitaciones, que son las siguientes:

- No requiere un conocimiento a priori de la función de distribución teórica. - Es aplicable a distribuciones de datos no agrupados, es decir, no se requiere hacer intervalos de clase. - Es aplicable a cualquier distribución teórica. - Se aplica en la función de distribución acumulada y no en la función de densidad. - Comparada con la prueba Chi- cuadrado, no se requiere que la frecuencia absoluta de cada clase sea igual o mayor que 5. - No es una prueba exacta, sino una prueba aproximada. 3.3.- PARAMETRO GRANULOMETRICO. A muestras tomadas en terreno, se realizó un tamizado para conocer el porcentaje que pasa por cada malla con la finalidad de conocer la curva granulométrica, los diámetros característicos que serán utilizados en el software IRIC y el coeficiente de uniformidad para validar la ecuación de transporte de sedimento escogida. 3.4.- PARAMETROS HIDRAULICOS.

3.4.1.- Pendiente de la línea de energía. La DGA dispone de caudales y alturas de agua medidos por la estación fluviométrica Biobío en desembocadura ubicada en la ribera norte del río a 1,7 km aproximadamente del límite del tramo en estudio (Puente Juan Pablo II). Para conocer las condiciones de borde aguas abajo se utilizó el software HEC-RAS donde se ingresaron 44 perfiles transversales equivalentes a 41 perfiles correspondientes a la zona de interés, 2 perfiles aguas abajo del puente Juan Pablo II (a 0,58 km aproximadamente) y un perfil adicional aguas arriba de la zona de estudio como se observa en la Figura 3.2. Esto se realizó con el propósito de equilibrar la pendiente de la línea de energía porque esta se desconoce. Al disponer de perfiles transversales, se conoce el eje hidráulico y a su vez la pendiente del lecho (0,3%) cuyo valor fue asumido el mismo para la pendiente de la línea de energía en el software para realizar los cálculos y conocer la altura del agua aguas abajo.



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Figura 3.2 Perfil longitudinal de tramo en estudio del río Biobío

3.4.2.- Calibración hidráulica. El procedimiento para calibrar la condición hidráulica y calcular el error relativo se realizó de la siguiente manera: Mediante el software HEC-RAS se obtuvo la altura del agua, aguas abajo de la sección estudiada para cada uno de los eventos, se utilizó para ello la variedad de valores de manning que se indican en la Tabla 3.2.

Tabla 3.2 Cota de elevación de la superficie del agua, aguas abajo CAUDAL cota aguas abajo para n=0,030-0,037

(m3/s) 0,030 0,031 0,032 0,033 0,034 0,035 0,036 0,037 584 2,21 2,23 2,24 2,26 2,28 2,29 2,31 2,32 660 2,28 2,30 2,31 2,33 2,35 2,37 2,39 2,41 884 2,47 2,49 2,51 2,53 2,54 2,57 2,59 2,61

1192 2,69 2,71 2,74 2,76 2,78 2,80 2,82 2,84 1250 2,73 2,75 2,77 2,80 2,82 2,84 2,86 2,88 1316 2,77 2,79 2,81 2,84 2,86 2,88 2,91 2,93 1495 2,87 2,9 2,93 2,95 2,98 3,00 3,03 3,05 1549 2,90 2,93 2,96 2,98 3,01 3,03 3,06 3,09 1604 2,94 2,96 2,99 3,02 3,04 3,07 3,10 3,13 1660 2,97 3,00 3,02 3,05 3,08 3,11 3,14 3,17

Posteriormente, se ingresaron los valores de Manning de manera individual (i.e un n-Manning a la vez) para cada evento en la plataforma IRIC módulo FaSTMECH en conjunto con otras variables (i.e. caudal, cota de elevación de la superficie del agua, coeficiente de viscosidad lateral de Eddy, diámetro característico de sedimento, entre otros). Después se ejecutó el modelo para obtener las soluciones hidráulicas (velocidad, número de Froude, cota de elevación de la superficie del agua). Luego, se buscó la cota de elevación de la superficie del agua obtenida correspondiente a la ubicación de la estación “Biobío en desembocadura” (coordenadas UTM), que son finalmente comparadas con los valores



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entregados por la DGA. Se calculó el error relativo entre los valores proporcionados por la DGA y los obtenidos en el modelo según la siguiente Ecuación.

푒푟푟표푟푟푒푙푎푡푖푣표(%) =퐶표푡푎. − 퐶표푡푎.

퐶표푡푎 ∙ 100[3.11]

3.5.- CONDICION DE BORDE Las condiciones de borde son aquellas variables conocidas y que condicionan la solución numérica en los contornos del dominio de modelación. Estas condiciones son variables y obedecen a los distintos escenarios planteados que se desea modelar. La condición de borde en el software FaSTMECH es la velocidad aguas arriba de la zona en estudio, ésta debe contener la información de distancia, magnitud y ángulo. En caso de no disponer de ella, se puede optar por ingresar el caudal y altura de la columna de agua (i.e. esto asume una distribución de velocidad homogénea en la sección de entrada). 3.6.- CONDICION INICIAL Las condiciones iniciales son las variables que definen las condiciones en el tiempo cero de cálculo y sobre las cuales el modelo comienza a iterar. En este trabajo se definió como condiciones iniciales el caudal y la altura de la columna de agua ubicada aguas abajo de la sección estudiada según se indica en la Tabla 3.3.

Tabla 3.3 Caudal y altura del agua, aguas abajo

Caudal (m3/s)

Cota de elevación de la superficie del agua

(m.s.n.m)

altura del agua, aguas

abajo (m) 10.170 5,07 4,98 15.560 5,70 5,61 3.461 3,90 3,81 3.605 3,94 3,85 3.754 3,99 3,90 3.815 4,01 3,92 3.845 4,02 3,93 3.785 3,99 3,90 3.664 3,96 3,87 3.518 3,92 3,83 3.404 3,88 3,79



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3.7.- FASTMECH. Para realizar los cálculos, la plataforma IRIC requiere de batimetría y topografía de la zona que se requiere estudiar. Una vez ingresados estos datos, se genera una grilla con celdas definidas por el usuario (es recomendable ingresar celdas cuadradas) para producir una solución para cada una de ellas que serán entregadas de acuerdo a su posición (enumeradas de aguas arriba hasta aguas abajo y de derecha a izquierda), es por ello que la sección en estudio debe contar con datos para cada celda, por ende la plataforma ofrece 2 métodos para interpolar la batimetría en secciones que se desconoce. El primer método se denomina TIN, que realiza primero una triangulación automática de los datos disponibles, y dentro de cada triángulo aproxima la elevación del terreno por un plano, ésta opción es ideal cuando se cuenta con abundante batimetría o secciones transversales a poca distancia para no sobreestimar los datos batimétricos. El segundo método se denomina Template, que consiste en interpolar mediante celdas cuya dimensión es definida por el usuario; éste método es utilizado cuando hay poca batimetría disponible o los perfiles transversales están distanciados (ya que la celda se puede definir según la distancia entre perfiles), finalmente se debe ingresar la granulometría, las condiciones de borde e iniciales para obtener los resultados. Los distintos procesos se observan en la siguiente Figura.

Figura 3.3 Procesos generados en la plataforma IRIC módulo FaSTMECH.



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3.8.- ANALISIS DE SENSIBILIDAD La finalidad del análisis de sensibilidad es visualizar las variables que tienen mayor efecto sobre los resultados en la zona de modificación de la sección transversal del río (ver Figura 2.5), esto se realizó modificando un dato a la vez, debido a que la sensibilidad es estática y no dinámica. Las variables modificadas fueron: - Altura del agua, aguas abajo en el límite de la zona en estudio. - Resolución de la grilla (i.e. tamaño de las celdas). - Modificación de altura del agua – aguas abajo Se consideró como condición inicial los resultados obtenidos para un caudal con período de retorno de 5 años (10.170 m3/s), posteriormente se varió la altura del agua, aguas abajo de la zona en estudio manteniendo sin modificaciones el caudal con el objetivo de visualizar la alteración en los resultados.

- Resolución de la grilla

La grilla es la generación de una malla cuya dimensión de celdas es modificable, la función de ésta, es distribuir los datos de entrada en la celda y asignar los datos en una planilla en forma ordenada. Esto quiere decir que, mientras más pequeña sea la celda, mayor será la cantidad de procesos y mayor detalle calculará el software. En este caso el análisis de sensibilidad consiste en modificar la dimensión de las celdas y visualizar la variación de la batimetría para los diferentes tamaños considerados.



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CAPITULO 4: DATOS Y PARAMETROS REQUERIDOS. 4.1.- BATIMETRÍA El área de estudio cuenta con 41 perfiles transversales realizados a lo largo del río proporcionados por el Ministerio de Obras Públicas (2010-2012) en el marco del proyecto INNOVA Nº12.245-EM.TES, además de topografía y batimetría en la zona baja del río Biobío obtenida del “Estudio preliminar sobre el efecto del cañón del Biobío en la propagación de tsunamis” expuesto en el XX Congreso Chileno de Ingeniería hidráulica (Aránguiz, 2011). Con la finalidad de estimar la tasa de erosión para la condición proyectada, se realizaron cambios de batimetría en la zona de intervención directa de acuerdo a las condiciones especificadas en las Figura 2.5. La comparación de las batimetrías que se utilizaron en este trabajo se indica en las Figuras 4.1 y 4.2.

Figura 4.1 Batimetría de la zona en estudio. A) Batimetría actual. B) Batimetría proyectada. En la Figura 4.1 se observan puntos batimétricos que trazan 41 perfiles transversales a lo largo de la zona de estudio, además de topografía en riberas y áreas aledaña al borde del río.



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En la Figura 4.2 se observa la batimetría interpolada a lo largo del río mediante el método template que consiste en interpolar los datos batimétricos reales en celdas de ancho y longitud especificados por el usuario; se debe señalar que la longitud de la sección a interpolar debe ser mayor a la longitud entre perfiles para no sobreestimar la batimetría.

Figura 4.2 Batimetría interpolada mediante proceso Template.



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4.2.- ANÁLISIS HIDROLÓGICO El estudio se realizará para distintos eventos de caudales correspondiendo estos a caudales máximos instantáneos y un evento de una tormenta que considere caudales horarios.

4.2.1.- Caudales máximos instantáneos. Se utilizaron 34 años de caudales máximos instantáneos proporcionados por la Dirección General de Agua, los cuales se presentan a continuación.

Tabla 4.1 Caudales máximos instantáneos. Año Q máx. Inst. (m3/s) Año Q máx. Inst. (m3/s) 1970 1.325,60 1991 12.391,26 1971 6.126,00 1992 8.411,78 1972 13.109,60 1993 8.567,60 1973 5.028,40 1994 8.465,00 1974 9.209,80 1995 5.886,00 1975 6.398,00 1996 2.938,06 1976 5.435,60 1997 8.773,67 1977 1.049,00 1998 1.997,43 1982 7.082,93 1999 4.147,21 1983 4.142,16 2000 9.058,07 1984 7.041,00 2001 10.661,26 1985 8.271,01 2002 11.124,11 1986 10.392,60 2003 12.041,13 1987 5.379,04 2004 3.587,79 1988 4.443,13 2005 8.336,02 1989 8.070,62 2006 16.261,28 1990 5.727,12 2007 1.012,88

Las funciones de distribución utilizadas tienen las siguientes medias y desviación estándar.

Tabla 4.2 Media y distribución estándar de las funciones de distribución. Distribución Media SD Test

Normal 7.114,5 3.630,2 0 Log-normal 5.948,4 1,9 1

Gumbel 8.945,9 3.727,3 0 El resultado del Test será 1 si rechaza la hipótesis nula y será 0 si no lo rechaza.



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Aplicando las distribuciones y bondad de ajuste en conjunto con los datos de caudales proporcionados por la DGA a una rutina Matlab, se obtuvieron los siguientes caudales máximos instantáneos para distintos períodos de retorno (ver Tabla 4.3).

Tabla 4.3 Caudales máximos instantáneos de las funciones de distribución normal, log-

normal y Gumbel; para distintos periodos de retorno.

Caudal máximo instantáneo (m3/s)

Período de retorno

Probabilidad de ocurrencia

(no excedencia)

Probabilidad de excedencia

Distribución normal

Distribución log-normal

Distribución Gumbel

2 0,5 0,5 7.114 5.948 7.580 5 0,8 0,2 10.170 10.635 10.720

10 0,9 0,1 11.767 14.410 12.055 25 0,96 0,04 13.470 19.922 13.303 50 0,98 0,02 14.570 24.558 14.030 100 0,99 0,01 15.560 29.644 14.638 200 0,995 0,005 16.465 35.216 15.161

A continuación se presenta la función de distribución acumulada con las funciones de probabilidad en estudio.

Figura 4.3 Función de distribución acumulada con la función de distribución normal, log-

normal y Gumbel.



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Si bien el caudal con mayor período de retorno, transporta más sedimentos y, por ende, produce una mayor erosión, el caudal con un período de retorno menor es más probable que ocurra, en consecuencia, el estudio se realizó con caudales de período de retorno de 5 y 100 años, los cuales tienen una probabilidad de ocurrencia (i.e. no excedencia) de 80% y 99 % respectivamente; siendo la función de distribución normal la que se ajusta de mejor forma a los datos, según la Figura 4.3. 4.2.2.- Evento de una tormenta. Para el evento de una tormenta, se trabajó con caudales horarios del mes de agosto del año 2011donde ocurre la mayor crecida registrada en dicho año. Los caudales son proporcionados por la DGA, del cual se obtuvo el siguiente hidrograma de caudales.

Figura 4.4 Hidrograma de caudales del mes de agosto año 2011



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Del hidrograma de caudales del mes de agosto (año 2011) se escogió la tormenta que ocurrió en dicho período como se puede observar en la Figura 4.5.

Figura 4.5 Tormenta seleccionada mes de agosto año 2011.

Se trabajó con 9 eventos con frecuencia de 2 horas (señalados en color gris) indicados en la tabla 4.4.

Tabla 4.4 Caudales instantáneos de evento ocurrido en agosto año 2011.

Día Caudal (m3/s)

Altura (m) Hora Día

Caudal (m3/s)

Altura (m) Hora

12 3.461 2,46 20:00 13 3.785 2,57 5:00 12 3.547 2,49 21:00 13 3.785 2,57 6:00 12 3.605 2,51 22:00 13 3.724 2,55 7:00 12 3.694 2,54 23:00 13 3.664 2,53 8:00 13 3.754 2,56 0:00 13 3.576 2,5 9:00 13 3.785 2,57 1:00 13 3.518 2,48 10:00 13 3.815 2,58 2:00 13 3.461 2,46 11:00 13 3.845 2,59 3:00 13 3.404 2,44 12:00 13 3.845 2,59 4:00 13 3.321 2,41 13:00



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4.3- ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO El río Biobío presenta sedimentación fluvial que corresponde a arenas negras, originadas por la actividad volcánica del sistema Antuco. El sedimento presente en la zona de estudio corresponde a una arena bien graduada, media a gruesa con baja presencia de gravas y nula presencia de bolones y finos. Los datos de la muestra y tamizado (ver Tabla 4.5) fueron extraídos como parte de las actividades del segundo año del proyecto Fondecyt n° 11100399, denominado “Sustainability of morphology features in alluvial rivers and coastal systems in Chile: The Biobío River as study case” que tiene como investigador responsable al profesor guía de esta tesis. Lugar de medición: Río Biobío frente estación DGA en Desembocadura.

Tabla 4.5 Granulometría de sedimento en el río Biobío.

Malla ASTM

Abertura (mm)

% que pasa en peso

3/8" 9,51 100 Nº 4 4,76 99

Nº 10 2 88 Nº 20 0,85 43 Nº 40 0,42 2 Nº 60 0,25 0 Nº 200 0,08 0

Para escoger una ecuación de transporte de sedimento, se debe calcular el coeficiente de uniformidad, que se presenta en la Ecuación 4.1.

휎 = [4.1]



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4.4.- ANÁLISIS HIDRÁULICO 4.4.1.- Pendiente de la línea de energía Considerando la disponibilidad de la batimetría en la zona de estudio y el conocimiento de las condiciones hidráulicas del río se hizo un trazado de 41 perfiles transversales en la zona de estudio, abarcando una longitud de 10,7 km aproximadamente (ver Figura 4.6) y en mayor detalle en el Anexo A.

Figura 4.6 Trazado de perfiles transversales.



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En las Figuras 4.7 y 4.8 se presenta el perfil longitudinal de la zona en estudio, observándose la pendiente de la línea de energía (0,1%), la pendiente del lecho (0,3%) y la altura de escurrimiento para un caudal de 10.170 m3/s y 15.560 m3/s correspondientes al caudal de un período de retorno de 5 y 100 años respectivamente. Cabe destacar que el cambio en la pendiente del fondo equivale a una modificación de los procesos de erosión y sedimentación, además el tamaño del sedimento tiene influencia en ésta, es decir, al disminuir el tamaño del sedimento, la pendiente también tiende de disminuir.

Figura 4.7 Perfil longitudinal del río Biobío con un caudal de 10.170 m3/s.

Figura 4.8 Perfil longitudinal del río Biobío con un caudal de 15.560 m3/s.

En el transporte de sedimentos la pendiente de la línea de energía es relevante, porque está directamente relacionada con la tensión de corte. A medida que se avanza aguas abajo y la pendiente de la línea de energía 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.



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4.4.2.- Parámetro de Manning. Uno de los métodos para obtener el coeficiente de Manning es a través de imágenes (Barner 1967, Coon 1998) y/o tablas (Chow, 1959). Diferentes trabajos realizados en el río Biobío han cuantificado coeficientes de Manning para la parte baja del curso fluvial. López et. al (1995) indica que para el tramo entre Hualqui y la desembocadura el Manning varía entre 0,036 y 0,037, otros trabajos plantean valores menores y del orden de 0,032 (DSS, 2009). Las fuentes de rugosidad del río Biobío cambian, o son susceptibles a cambios interanuales (e.g. vegetación, sedimentos, formas del fondo, formas del cauce, etc.), lo que produce un cambio en el número de Manning. Se consideró un rango de valores n entre 0,030 a 0,037 con la finalidad de calibrar la condición hidráulica. Calibración de condición Hidráulica. Se realizó un estudio a 10 eventos ocurridos entre el año 2011-2012 (ver Tabla 4.6), con la finalidad de obtener el error relativo de la cota de la superficie del agua entre los valores calculados y los registrados por la Dirección General de Aguas en la estación Río Biobío-Desembocadura.

Tabla 4.6 Eventos ocurridos entre el año 2011 y 2012.

6Caudal Estación Biobío-desembocadura

(m3/s) altura (m) cota

(m.s.n.m.) 584 0,96 4,27 660 1,03 4,34 884 1,19 4,50

1.192 1,40 4,71 1.250 1,43 4,74 1.316 1,47 4,78 1.495 1,58 4,89 1.549 1,61 4,92 1.604 1,64 4,95 1.660 1,67 4,98



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4.4.3.- Número de Froude. Es un buen indicador para este tipo de proyectos, porque a mayor número de Froude, mayor será la capacidad de transporte. Si aumenta el número de Froude, la velocidad aumenta, generando una mayor turbulencia, y modificando las formas del fondo, de acuerdo a lo indicado en el acápite 2.1.3.

4.4.4.- Análisis mecánico fluvial Ondas sedimentarias Las ondas sedimentarias, conocidas como formas de fondo, juegan un papel importante en el transporte de sedimentos, puesto que, la presencia de éstas cambian la resistencia al flujo. Es por ello que se debe determinar la existencia de rizos o dunas en el área de estudio con los caudales simulados.

4.4.4.1.- Método de Vanoni. Para determinar la presencia y tipo de formas de fondo, el manual de carreteras, volumen número tres, en la unidad 3.707.3 (MOP, 2012), propone el método de Vanoni (1974), para identificar ondas sedimentarias, basado en un conjunto abundante de observaciones de laboratorio y de terreno, generando un diagrama en función al número de Reynolds de la partícula y el número de Froude como se observa en la Figura 4.9.

Figura 4.9 Diagrama para identificación de rizos y dunas en régimen inferior

(Vanoni, 1974).



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El número de Reynolds de la partícula se obtiene mediante la siguiente ecuación:

푅푒 = ∙ [4.2] Dónde: Reg = Número de Reynolds del grano basado en el diámetro mediano de las partículas (adimensional). d50= Diámetro medio de las partículas (m). g= Aceleración de gravedad (m/s2). υ = viscosidad cinemática del agua (m2/s).

4.4.4.2.- Formas de fondo - método de Van Rijn. Van Rijn utiliza dos parámetros para clasificar las formas de fondo para los tres regímenes de transporte. El parámetro D*, correspondiente al diámetro de la partícula.

퐷∗ = 푑 (푠 − 1) ∙푔푣

/[4.3]

Dónde: d50= diámetro de la partícula (m). s= Densidad relativa (adimensional). υ= Viscosidad cinemática (m2/s). El parámetro T correspondiente al esfuerzo de corte en el lecho

푇 =휏 , − 휏 .

휏 ,[4.4]

Dónde: τ , = Tensióndecorterelacionadoconelgranodellecho (N/m2). 휏 , = Tensióndecortecrítico (N/m2). Las formas de fondo de acuerdo a Van Rijn se aprecia en la Figura 4.10.

Figura 4.10 Clasificación de formas de fondo según Van Rijn (Van Rijn, 1984).



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CAPITULO 5: RESULTADOS A continuación se presentarán los resultados para caudales con período de retorno 5, 100 años y para el evento de una tormenta. Esto se hará comparando la condición actual de cada caso y posteriormente la condición proyectada con la finalidad de examinar los cambios producidos al alterar la sección transversal del río Biobío. 5.1.- ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD. 5.1.1.- Modificación de altura del agua – aguas abajo Condición inicial: Cota de elevación de la superficie del agua: 5,07 m.s.n.m.

Figura 5.1 Condición inicial con cota de elevación de la superficie del agua, aguas abajo:5,07 m.s.n.m. A) cota de elevación de la superficie del agua. B) velocidad.



41

Aumentando la cota de elevación de la superficie del agua aguas abajo 0,03 m. Cota de elevación de la superficie del agua: 5,1 m.s.n.m.

Figura 5.2 Elevación de la superficie del agua y velocidad situación actual (cota de

elevación de la superficie del agua: 5,1 m.s.n.m.)



42

Aumentando el cota de elevación de la superficie del agua aguas abajo 0,08 m. Cota de elevación de la superficie del agua: 5,15 m.s.n.m.

Figura 5.3 Elevación de la superficie del agua y velocidad situación actual (cota de

elevación de la superficie del agua: 5,15 m.s.n.m.) La modificación de la altura del agua, aguas abajo, no varía la solución en la zona de interés, producto de una gran distancia (6,4 kilómetros aproximadamente) entre ambas; por lo tanto la solución no es sensible a esta variable.



43

5.1.2.- Resolución de la grilla Celda: 10 m x 10 m.

Figura 5.4 Batimetría generada con celdas 10 m x 10 m.



44

Celda 30 m x 30 m.

Figura 5.5 Batimetría generada con celdas 30 m x 30 m.

Celda 50 m x 50 m.

Figura 5.6 Batimetría generada con celda 50 m x 50 m.



45

Celda 80 m x 80 m.

Figura 5.7 Batimetría generada con celda 80 m x 80 m.

Al comparar la Figura 5.4 con respecto a la condición inicial mostrada en la Figura 5.5, se aprecia que no ocurre una mayor variación de la batimetría en la zona de estudio, lo que quiere decir que la celda 30 m x 30 m es óptima ya que utiliza menos recursos del software para generar una solución similar a celdas de menor dimensión. En la Figura 5.6 y Figura 5.7 se observa una grilla con celdas 50 m x 50 m y celdas de 80 m x 80 m respectivamente. En ellas se aprecia una variación en batimetría aguas arriba y ribera lo que difiere a la condición inicial, produciendo diferencias en la batimetría, que representa la condición de entrada para los cálculos, provocando una variación en los resultados; la generación de la grilla con la dimensión de celdas apropiadas genera resultados cercanos a la realidad, que es lo que se desea encontrar. Por ello los resultados son sensibles a la variación de la grilla hasta que se encuentra la condición óptima; celdas más pequeñas tienen una diferencia menos abrupta respecto a la celda siguiente, abarca áreas de menor tamaño facilitando visualizar puntos locales y originando soluciones similares a la condición óptima, pero se debe señalar que utilizan mayor cantidad de recursos en el software.



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5.2.- ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO. El análisis granulométrico se realizó para conocer los diámetros característicos a través de la curva granulométrica que se indica en la Figura 5.8

Figura 5.8 Curva granulométrica de sedimento en el río Biobío.

Diámetros característicos de la muestra de sedimento.

Tabla 5.1 Diámetro característico de la muestra. Diámetro

característico (mm) d16 0,57 d50 1,03 d84 1,9

Coeficiente de uniformidad.

휎 =푑푑 = 1,82 < 2푅푒푞푢푖푠푖푡표푑푒푒푐푢푎푐푖ó푛퐸푛푔푒푙푢푛푑푦퐻푎푛푠푒푛.

El coeficiente de uniformidad es de 1,82; por lo tanto, se considera una muestra uniforme. Este coeficiente es conocido como la desviación estándar geométrica basada en una distribución log-normal de tamaños de grano.



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5.3.- ANÁLISIS HIDRÁULICO. 5.3.1.- Parámetro de Manning. Calibración hidráulica.

Tabla 5.2 Elevación de la superficie de agua para números de Manning 0,03 a 0,037.

Caudal Estación Biobío-desembocadura

Elevación de la superficie del agua (m.s.n.m) para n-Manning 0,03-0,037

(m3/s) altura (m)

cota (m.s.n.m) 0,030 0,031 0,032 0,033 0,034 0,035 0,036 0,037

584 0,968 4,27 4,31 4,32 4,32 4,34 4,34 4,36 4,37 4,39 660 1,03 4,34 4,37 4,38 4,39 4,41 4,40 4,42 4,42 4,43 884 1,198 4,50 4,51 4,49 4,54 4,55 4,57 4,57 4,60 4,60

1.192 1,402 4,71 4,68 4,71 4,73 4,73 4,75 4,77 4,78 4,80 1.250 1,43 4,735 4,72 4,74 4,75 4,76 4,78 4,80 4,82 4,84 1.316 1,477 4,78 4,75 4,77 4,78 4,80 4,77 4,80 4,82 4,84 1.495 1,58 4,89 4,79 4,81 4,88 4,90 4,92 4,97 4,96 4,97 1.549 1,61 4,92 4,84 4,84 4,91 4,93 4,95 4,97 5,00 5,00 1.604 1,64 4,95 4,87 4,91 4,93 4,95 4,97 4,99 5,01 5,03 1.660 1,67 4,98 4,91 4,94 4,95 4,98 4,99 5,02 5,04 5,06

Tabla 5.3 Error relativo para números de Manning 0,03 a 0,037 con respecto a los eventos

medidos por la estación fluviométrica.

Caudal Estación Biobío-desembocadura Error relativo (%) para n-Manning 0,03-0,037

(m3/s) altura (m)

cota (m.s.n.m) 0,03 0,031 0,032 0,033 0,034 0,035 0,036 0,037

584 0,968 4,27 0,94 1,12 1,19 1,54 1,64 2,13 2,36 2,71 660 1,03 4,34 0,78 1,06 1,29 1,68 1,59 1,89 1,87 2,17 884 1,198 4,50 0,22 -0,31 0,87 1,09 1,53 1,53 2,24 2,13

1.192 1,402 4,71 -0,59 0,00 0,45 0,53 0,89 1,27 1,61 2,00 1.250 1,43 4,735 -0,30 0,11 0,25 0,61 0,97 1,35 1,77 2,13 1.316 1,477 4,78 -0,77 -0,23 0,02 0,38 -0,17 0,29 0,71 1,13 1.495 1,58 4,89 -1,97 -1,47 -0,20 0,29 0,66 1,82 1,47 1,80 1.549 1,61 4,92 -1,46 -1,49 -0,20 0,24 0,67 1,04 1,81 1,79 1.604 1,64 4,95 -1,50 -0,77 -0,24 0,14 0,51 0,87 1,29 1,70 1.660 1,67 4,98 -1,27 -0,80 -0,44 0,00 0,38 0,80 1,25 1,73



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El número de Manning que tiene un menor error relativo con respecto al valor real medido por el sensor de la estación Biobío en desembocadura es 0,032; que no supera el 1,3% para los eventos analizados. Los resultados se presentan en mayor detalle en el Anexo B. 5.3.2.- Velocidad. A continuación se presenta la velocidad a lo largo del tramo en estudio para un caudal de 10.170 m3/s y 15.560 m3/s, equivalente a un evento para 5 y 100 años de período de retorno. Caudal : 10.170 m3/s

Figura 5.9 Velocidad para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para

condición proyectada.



49

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de velocidad para un caudal de 10.170 m3/s. Solo en puntos locales, señalados en color verde no presenta una variación de velocidad producto del cambio de la sección transversal.

Figura 5.10 Variación de velocidad entre condición actual y condición proyectada para un

caudal de 10.170 m3/s.



50

Caudal: 15.560 m3/s

Figura 5.11 Velocidad para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para

condición proyectada.



51

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de velocidad para un caudal de 15.560 m3/s. Aumentando ésta principalmente en la zona de intervención.

Figura 5.12 Variación de velocidad entre condición actual y condición proyectada para un

caudal de 15.560 m3/s.



52

5.3.3.- Número de Froude. A continuación se presenta el número de Froude a lo largo de la sección en estudio para un caudal de 5 y 100 años de período de retorno, con la finalidad de conocer las formas del fondo a través del método de Vanoni y validar el régimen de río. Caudal: 10.170 m3/s.

Figura 5.13 Número de Froude para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B)

Para condición proyectada.



53

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación del número de Froude para un caudal de 10.170 m3/s. Aumentando ésta principalmente en la zona de intervención, solo en puntos locales señalados en color verde no presenta una variación producto del cambio de la sección transversal.

Figura 5.14 Variación de número de Froude entre condición actual y condición proyectada

para un caudal de 10.170 m3/s.



54

Caudal: 15.560 m3/s.

Figura 5.15 Número de Froude para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada.



55

Figura 5.16 Zona con números de Froude superiores a uno para un caudal 15.560 m3/s.

Figura 5.17 Variación de número de Froude entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s.

.



56

5.3.4.- Tensión de corte. A continuación se presenta la tensión de corte para los eventos de 5 y 100 años de período de retorno y la variación entre la condición actual y proyectada. Caudal: 10.170 m3/s

Figura 5.18 Tensión de corte (N/m2) para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición actual. B) Para condición proyectada.



57

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de la tensión de corte para un caudal de 10.170 m3/s.

Figura 5.19 Variación de la tensión de corte entre condición actual y condición proyectada

para un caudal de 10.170 m3/s.



58

Caudal: 15.560 m3/s

Figura 5.20 Tensión de corte (N/m2) para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición

actual. B) Para condición proyectada.



59

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de velocidad para un caudal de 15.560 m3/s. Aumentando ésta principalmente en la zona de intervención.

Figura 5.21 Variación de la tensión de corte entre condición actual y condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s.

En las Figuras 5.18 y 5.20 se aprecia la tensión de corte a lo largo de la sección estudiada. En los angostamientos (aguas abajo y aguas arriba de la zona en estudio cuyo color es amarillo y anaranjado), se aprecia la presencia de dunas (Froude mayor a 0,3, en base a lo propuesto en el diagrama de Vanoni), por ello en este caso las tensiones de corte en el fondo son producto de la contribución de la fricción generada por y sobre el sedimento; el arrastre producido por los campos de presión asociados al flujo sobre las formas de fondo y el transporte de sedimento provocado por la transferencia de momento del flujo al sedimento movilizado. En esta sección se aprecian velocidades altas donde predomina el momento ante la fricción. En la sección restante, siendo de mayor interés, puesto que corresponde a la zona de intervención, no hay presencia de formas del fondo con los caudales simulados, por lo tanto se puede considerar un lecho plano, en el cual la tensión de corte es debido a la fricción entre el fluido y el fondo, ya que solo ésta actúa directamente sobre el grano. No obstante, el flujo ejerce una fuerza de arrastre sobre la partícula, siendo constituida por la fricción de arrastre, teniendo su origen en la proyección de la fuerza de fricción en la dirección del flujo; y la fricción de la forma geométrica, que tiene su origen en la proyección de la presión ejercida por el flujo sobre las formas geométricas del cuerpo.



60

5.4.- ANÁLISIS MECÁNICO FLUVIAL. Ondas sedimentarias. En la Figura 5.22 se aprecian las líneas de corriente para los caudales de 5 y 100 años de período de retorno, además de un caudal de estiaje. Éstas sirven para visualizar la dirección del flujo, zonas de inundación, presencia de islas y formas de fondo.

Figura 5.22 Líneas de corriente de caudales simulados y caudal de estiaje.

Se observa un cambio de las líneas de corriente para los caudales expuestos, se aprecian formas de fondo para un caudal de 1.660 m3/s, donde la barrera de sedimento aguas abajo en la ribera sur del río permanece seca, en cambio para caudales de 5 y 100 años de periodo de retorno, ésta es inundada. Las líneas de corriente para eventos sobre 10.000 m3/s son relativamente rectas, lo que indica que las formas de fondo desaparecen producto del caudal transportado.



61

Diagrama de Vanoni. El diagrama de Vanoni relaciona el número de Froude con el Reynolds de la partícula para saber y conocer las formas del fondo presente en el lecho del río. El número de Froude se aprecia en las Figuras 5.13 y 5.15; el número de Reynolds de la partícula se obtiene mediante la ecuación [4.2] cuyo resultado es el siguiente:

푅푒 =, ∙ , ∙ ,

= 103

Figura 5.23 Resultado del diagrama de Vanoni (Vanoni, 1974).



62

Método de Van Rijn. La zona de estudio es de régimen inferior, por ende se obtiene el valor del parámetro D* para conocer las formas de fondo que presenta el río.

퐷∗ = 푑 (푠 − 1) ∙푔푣

/= 26,05

Figura 5.24 Resultado del método de Van Rijn.

El parámetro D* al ser mayor a 10, las formas de fondo son independientes del parámetro T para un régimen inferior. Por ende el fondo está conformado por dunas.



63

5.5.- TASA DE TRANSPORTE. A continuación se presenta la tasa de transporte para la condición actual y la condición proyectada. Caudal :10.170 m3/s

Figura 5.25 Tasa de transporte (m/s) para un caudal de 10.170 m3/s. A) Para condición




64

En las Figuras 5.26 y 5.27 se presenta la tasa de erosión para la condición actual y condición proyectada respectivamente.

Figura 5.26 Tasa de erosión condición actual Q: 10.170 m3/s



65

Condición proyectada con un caudal de 10.170 m3/s

Figura 5.27 Tasa de erosión condición proyectada Q: 10.170 m3/s



66

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de la tasa de erosión para un caudal de 10.170 m3/s.

Figura 5.28 Variación de la tasa de erosión para un caudal de 10.170 m3/s.



67

A continuación se presenta la clasificación de transporte de sedimento de la situación proyectada con respecto a la situación actual en la zona adyacente al proyecto costanera norte. La magnitud de transporte de sedimento para un caudal de 10.170 m3/s se aprecia en el Anexo D.

Figura 5.29 Zona de transporte de sedimento de situación proyectada con respecto a la

situación actual en ribera norte para Q=10.170 m3/s



68

A continuación se presentan las tasas y porcentajes de erosión y depositación de situación proyectada con respecto a la situación actual en el sector adyacente a la ribera norte modificada. Se enumeraron las celdas de aguas abajo a aguas arriba. Los resultados se pueden visualizar en el Anexo D y en coordenadas UTM en el Anexo C.

Tabla 5.4 Celdas que sufrieron un aumento de la tasa de erosión. Q=10.170 m3/s

Número área celda Tasa erosión (m/s) % Volumen de erosión

por unidad de tiempo (m3/s)

celda (m2) Actual Proyectado Aumento Actual Proyectado 68 935,06 0,000174 0,000216 24,14 0,163 0,202 75 928,02 0,000221 0,00049 121,72 0,205 0,455 76 926,93 0,000231 0,000316 36,80 0,214 0,293 97 905,18 0,000916 0,004073 344,65 0,829 3,687 98 904,20 0,000945 0,004251 349,84 0,854 3,844 103 898,86 0,000244 0,000542 122,13 0,219 0,487 104 898,47 0,000131 0,000419 219,85 0,118 0,376 107 899,25 0,000103 0,001145 1011,65 0,093 1,030 108 899,60 0,000607 0,001627 168,04 0,546 1,464 112 900,60 0,000165 0,000616 273,33 0,149 0,555 117 902,14 0,000908 0,001348 48,46 0,819 1,216

Tabla 5.5 Celdas que sufrieron una reducción de la tasa de erosión. Q=10.170 m3/s

Número área celda Tasa erosión (m/s) % Volumen de erosión

por unidad de tiempo (m3/s)

celda (m2) Actual Proyectado Reducción Actual Proyectado 54 949,03 0,00061 0,000283 -53,61 0,579 0,269 55 948,08 0,000486 0,000191 -60,7 0,461 0,181 56 947,02 0,000247 0,000178 -27,94 0,234 0,169 64 938,92 0,000021 0,00012 471,43 0,020 0,113 66 936,84 0,000263 0,000102 -61,22 0,246 0,096 67 935,96 0,000584 0,000167 -71,4 0,547 0,156 91 911,68 0,001188 0,000047 -96,04 1,083 0,043 99 903,23 0,000719 0,00037 -48,54 0,649 0,334 109 899,69 0,000959 0,000585 -39 0,863 0,526 111 900,34 0,000644 0,000057 -91,15 0,580 0,051 118 902,25 0,001416 0,001229 -13,21 1,278 1,109

Caudal : 15.560 m3/s



69

Figura 5.30 Tasa de transporte (N/m2) para un caudal de 15.560 m3/s. A) Para condición




70

A continuación se presentan en las Figura 5.31 y 5.32 la tasa de erosión para la condición proyectada con un caudal de 15.560 m3/s.

Figura 5.31 Tasa de erosión condición actual Q: 15.560 m3/s



71

Condición proyectada para un caudal de 15.560 m3/s.

Figura 5.32 Tasa de erosión condición proyectada Q: 15.560 m3/s



72

En la siguiente Figura se indican las zonas donde se presenta una variación de velocidad para un caudal de 15.560 m3/s.

Figura 5.33 Variación de la tasa de erosión para un caudal de 15.560 m3/s.



73

A continuación se presenta la clasificación de transporte de sedimento de la situación proyectada con respecto a la situación actual en la zona adyacente al proyecto costanera norte para una caudal de 15.560 m3/s. observándose en detalle en el Anexo D.

Figura 5.34 Zona de transporte de sedimento de situación proyectada con respecto a la

situación actual en ribera norte para Q=15.560 m3/s



74

A continuación se presentan las tasas y porcentajes de erosión y depositación de situación proyectada con respecto a la situación actual en el sector adyacente a la ribera norte modificada. Se enumeraron las celdas de aguas abajo a aguas arriba.

Tabla 5.6 Celdas que sufrieron un aumento de la tasa de erosión. Q = 15.560 m3/s

Número área celda TASA EROSION T=100 AÑOS %

Volumen de erosión por unidad de tiempo

(m3/s)

celda (m2) Actual Proyectado Aumento Actual Proyectado 1 933,956 0,002008 0,002117 5,43 1,875 1,977 2 935,153 0,001975 0,002285 15,7 1,847 2,137 3 936,128 0,001865 0,002227 19,41 1,746 2,085 4 937,293 0,001711 0,002127 24,31 1,604 1,994 5 938,276 0,001507 1,78E-03 18,05 1,414 1,670

118 902,253 0,000296 0,001179 298,31 0,267 1,064

Tabla 5.7 Celdas que sufrieron una reducción de la tasa de erosión. Q=15.560 m3/s

Número área celda TASA EROSION T=100 AÑOS %

Volumen de erosión por unidad de tiempo

(m3/s)

celda (m2) Actual Proyectado Reducción Actual Proyectado 57 944,52 0,00163 0,000656 -59,75 1,540 0,620 58 943,44 0,001312 0,000444 -66,16 1,238 0,419 59 942,4 0,001492 0,000188 -87,4 1,406 0,177 67 935,96 0,001484 0,000115 -92,25 1,389 0,108 74 928,87 0,000898 0,000591 -34,19 0,834 0,549 75 928,02 0,001097 0,000914 -16,68 1,018 0,848 76 926,93 0,001153 0,000266 -76,93 1,069 0,247 98 904,2 0,001777 0,001182 -33,48 1,607 1,069



75

Evento de una tormenta, agosto año 2011.

Tabla 5.8 Caudales instantáneos seleccionados mes Agosto año 2011.

Día Caudal (m3/s)

Altura Estación DGA (m)

Hora

12 3.461 2,46 20:00 12 3.605 2,51 22:00 13 3.754 2,56 0:00 13 3.815 2,58 2:00 13 3.845 2,59 4:00 13 3.785 2,57 6:00 13 3.664 2,53 8:00 13 3.518 2,48 10:00 13 3.404 2,44 12:00



76

Evento de la tormenta de agosto año 2011. Condición actual.

Figura 5.35.a Tasa de transporte actual del evento de una tormenta A) Para un caudal de 3.461 m3/s. B) Para un caudal de 3.605 m3/s.

C) Para un caudal de 3.754 m3/s



77

Figura 5.35.b Tasa de transporte actual del evento de una tormenta. D) Para un caudal de 3.815 m3/s. E) Para un caudal de 3.845 m3/s.

F) Para un caudal de 3.785 m3/s



78

Figura 5.35.c Tasa de transporte actual del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.664 m3/s. H) Para un caudal de 3.518 m3/s.

I) Para un caudal de 3.404 m3/s



79

Condición proyectada.

Figura 5.36.a Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.461 m3/s. H) Para un caudal de 3.605

m3/s. I) Para un caudal de 3.754 m3/s



80

Figura 5.36.b Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. D) Para un caudal de 3.815 m3/s. E) Para un caudal de 3.845

m3/s. F) Para un caudal de 3.785 m3/s



81

Figura 5.36.c Tasa de transporte proyectada del evento de una tormenta. G) Para un caudal de 3.664 m3/s. H) Para un caudal de 3.518

m3/s. I) Para un caudal de 3.404 m3/s



82

CAPITULO 6: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES La plataforma IRIC, módulo FaSTMECH, es buena alternativa como herramienta para realizar estudios de hidráulica fluvial, ya que cuenta con diversas alternativas de solución que ofrecen flexibilidad al usuario para seleccionar la que mejor se ajusta a los eventos que se desean modelar. Entre todas las variables consideradas en el análisis se determina que la batimetría es la componente de información que mayor afecta los resultados, y es muy recomendable invertir una cantidad de tiempo significativa en el proceso de ésta. Para este estudio se utilizó la batimetría levantada entre los años 2010-2012. Razón por la que los resultados de erosión local obtenidos en este estudio no son directamente comparables con los que se puedan haber obtenido en estudios anteriores. El análisis de sensibilidad realizado indicó que las modificaciones de la condición de borde aguas abajo (i.e. para un caudal de 10.170 m3/s y considerando un rango entre 0,03 m.s.n.m y 0,08 m.s.n.m) presentó cambios de la cota de elevación de la superficie del agua y velocidad hasta 1,5 km aguas arriba del borde, y por lo tanto no genera un cambio significativo en la zona que será intervenida por el proyecto costanera norte. De esta manera, se concluye que para los escenarios estudiados la solución no es sensible a esta condición puesto que la zona de interés se encuentra a 6,4 km del límite del dominio de aguas abajo. Por otra parte, el tamaño de las celdas de la grilla de cálculo, que se indican en el acápite 5.1.2, sugiere un tiempo de computación mucho menor para celdas de grandes dimensiones (i.e. 50 m x 50 m y superiores), sin embargo, los resultados presentan un costo importante en la precisión de los datos, presentando éstos errores significativos (i.e. superior al 10%). Una grilla de 30 m x 30 m utiliza un poco más de recursos pero entrega una solución muy similar que al utilizar una grilla de 10 m x 10 m, presentando una solución óptima para el sistema en cuestión. Esto se debe a las condiciones regulares del lecho en la zona de estudio, el fondo es aproximadamente plano con la presencia de dunas y compuesto por un hecho no homogéneo permitiendo aproximar correctamente las macroformas presentes por celdas de 30 m. El análisis granulométrico contribuye a la determinación de la ecuación de transporte de fondo que se utilizó en el estudio correspondiendo ésta la ecuación de Engelund y Hansen La ecuación de Engelund y Hansen se ajusta bien a las condiciones del río, esto quiere decir que la ecuación es válida para lecho de arena, canales anchos y largos, que presenten coeficientes de uniformidad menores a 2, y d50 superior a 0,15 mm, tal como se concluye para la zona de estudio.



83

Fue necesario realizar una calibración hidráulica para predecir el comportamiento del cauce para caudales de 5 y 100 años de período de retorno; para ello, se escogieron 10 eventos ocurridos entre el año 2011-2012, con la finalidad de obtener un coeficiente de Manning que se ajusta a éstos. Los números de Manning entre 0,03 a 0,037 no superan un 3% de error relativo, se optó por el parámetro (i.e. n=0,032) asociado el menor error relativo (i.e. inferior al 1,3%). Una vez realizado los análisis de sensibilidad y calibrado del modelo, se calculan los resultados. Se obtienen las velocidades del flujo para caudales de 5 y 100 años de período de retorno en la condición actual y proyectada, y se observa un aumento de velocidad en la zona de intervención (color anaranjado indicado en las Figuras 5.9 y 5.11 ). Con respecto a las Figuras 5.9 y 5.11 la velocidad del flujo regula la tasa de transporte, a mayor velocidad mayor será la erosión producto de ésta. Para ambos casos, las velocidades altas se presentan en la misma zona, ubicadas en el angostamiento aguas arriba de la zona en estudio y en el angostamiento aguas abajo donde se encuentra la barrera de sedimento en la ribera sur. En estas secciones predomina el momentum ante la fricción, teniendo directa relación con la tensión de corte (la evaluación de la tensión de corte es importante para los cálculos del transporte de sedimento, ya que representa la fuerza inducida por el flujo sobre las partículas de arena del fondo). Se debe señalar que la sección de estudio del río es de régimen subcrítico, puesto presenta números de Froude inferiores a la unidad. En la Figura 5.13., el número de Froude para un caudal 10.170 m3/s a lo largo del tramo del río alcanza un valor de 0,65 presente en las zonas de angostamientos, esto se debe a la directa relación con la velocidad media del flujo que aumenta en dichas secciones, además presenta un Froude 0,89 en zonas puntuales en la ribera. En la Figura 5.15 se observa el número de Froude para un evento 15.560 m3/s, superando el límite para flujo subcrítico en un punto local de la ribera sur como se aprecia vectorialmente en la Figura 5.16, esto se debe al impacto con la ribera, produciendo un peralte del flujo y una consecuente aceleración al retornar al curso principal. Estos números de Froude elevados no influencian los resultados en la zona de interés de la ribera norte, los cuales presenta un número de Froude inferior a 0,6.



84

Todos los resultados del análisis hidráulico y de sedimentación tienen directa relación como se indica a continuación.

Figura 6.1 secuencia de aumento del número de Froude

Al comparar los números de Froude para los eventos de 5 y 100 años de período de retorno, el de menor flujo presenta mayores números de Froude, esto es producto que a mayor caudal aumenta el área mojada de la sección transversal, inundándose sectores que no ocurren para un caudal de 5 años de período de retorno, aumentando además la altura del agua. Con respecto al análisis mecánico fluvial, se utilizaron dos métodos para conocer la presencia de las formas del fondo, esté análisis fue necesario, ya que las formas de fondo juegan un papel importante en el transporte de sedimentos. El diagrama de Vanoni (Figura 5.23), indica la presencia de dunas en los angostamientos (ubicado aguas arriba y a la altura del puente Mecano) asociados a números de Froude entre 0,4- 0,8 (para un caudal de 10.170 m3/s) y número de Reynolds 103. El área de estudio restante, la cual es de mayor interés, puesto que es la zona de intervención; posee números de Froude entre 0,2- 0,4, y por lo tanto; no se puede predecir las formas de fondo con este diagrama ya que es representativo sólo para números de Froude superiores a 0,3. Por otro lado Van Rijn clasifica las formas del fondo en base al tipo de régimen, diámetro característico de la partícula y el parámetro T equivalente al esfuerzo de corte en el lecho. De acuerdo a la Figura 5.24 para el diámetro característico superior a 10 y régimen subcrítico hay presencia de dunas, independiente del parámetro T, que es la condición que se satisface en la zona de estudio. Las propuestas de Vanoni y Van Rijn, son representativas para caudales bajos (i.e. fase inferior del transporte), pero no para eventos de 5 y 100 años de período de retorno, puesto que dichos eventos modificaran las formas del fondo condiciendo a un lecho plano. En la Figura 5.29 se aprecia el cambio de transporte que sufrió la ribera norte producto de la intervención de la sección transversal para un caudal de 10.170 m3/s. En la celda adyacente a la ribera ubicada aguas arribas, se observa un aumento de erosión y reducción de depositación (Tabla 5.5), sufriendo un mayor impacto y superando un 100% de aumento de acuerdo a lo registrado en la Tabla 5.4. En la sección media no se genera transporte de sedimento, porque la tensión de corte crítica es mayor a la tensión de corte efectiva.

Si aumenta el número de

Froude

El flujo siente el fondo

genera cambios en el

perfíl de velocidades

Produce una variación en la superficie

del agua

variación en la línea de

energía

Indican las zonas de erosión y

depositación



85

Aguas abajo se origina un aumento de depositación. En promedio se presentó en las celdas adyacentes a la ribera un 8% de reducción de la erosión. En La Figura 5.34, muestran las celdas adyacentes a la ribera, ubicada aguas arriba en la zona que será intervenida en que se produce depositación donde actualmente hay erosión. En la sección media no se produce transporte de sedimento (Figura 5.29). Aguas abajo se proyecta erosión donde actualmente hay una depositación de sedimentos. A partir de la segunda celda desde la ribera, se obtiene un mayor movimiento de las partículas provocando una reducción de la depositación y un aumento en las tasas de erosión. Las celdas ubicadas aguas abajo, indican un aumento de erosión inferior al 25%. En promedio, las celdas que presentaron un aumento de erosión incrementaron su valor en un 63%, y las zonas de reducción de depositación disminuyeron un 58% con respecto a la condición actual.



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CAPITULO 7: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Aparicio, F.(1992). “ Fundamentos de hidrología de superficie”. Editorial Limusa, primera edición. Aránguiz, R. (2011). “Estudio preliminar sobre el efecto del cañón del Biobío en la propagación de tsunamis”. De Fraja, E., Munari, S., Vismara, R., Zampaglione, D., Blanco, H., López, A., Malpei, F., Ragazzi, M. (1992). “Saneamiento de la cuenca hidrográfica del río Biobío y del área costera adyacente”, estudio de pre factibilidad. Dirección General de Aguas, Gobierno de Chile. (2004). “Cuenca del río Biobío. Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según objetivo de calidad”. Elliott, M. (2010). “El río y la forma” Introducción a la geomorfología fluvial, primera edición. García, F. (2009). “Modelo de transporte de sedimentos de carga de fondo en cauces fluviales”. Instituto de investigaciones tecnológicas tecnociencia Bolivia. Griffith, R., Topping, D., McDonald, R., Sabol, T. (2010). “The use of the multi-dimensional surface-water modeling system (md_swms) in calculating discharge and sediment transport in remote ephemeral streams”. 2nd Joint Federal Interagency Conference, Las Vegas, NV. Jara, P. (2011). “Propuesta de planificación territorial para las comunas de Talcahuano, Hualpén y San Pedro de la Paz en base de un análisis de riesgos naturales”. Tesis Universidad de Concepción. Lisle, T., Nelson, J., Pitlick, J., Madej, M., Barkett, B. (2000). “Variability of bed mobility in natural, gravel-bed channels and adjustments to sediment load at local and reach scales”. water resources research, vol. 36, no. 12, pages 3743–3755.



87

López, A., Nardini, A., Ruiz, R., Quijada, S. (1995). “Un modelo matemático para la predicción de crecidas en tiempo real”. Maza, J., García, M. (1996). “Transporte de sedimentos”. Manual de ingeniería de río, Instituto de ingeniería UNAM, México. Martin Vide, J. (2003). “ Ingeniería de ríos”. Editorial Alfaomega, primera edición. McDonald, R., Nelson, J., Bennett, J. “ Multi-Dimensional Surface-Water Modeling System User's Guide: U.S. Geological Survey Techniques and Methods”, book 6, chap.B2, 156 p. Castro, N. (2010). “Geomorfología de Chile. Sintesis de su formación estructural”. Ministerio de Obras Públicas - Dirección General de Obras Públicas. (2011). “Construcción Costanera Ribera Norte del Río Biobío: Concepción – Chiguayante” DECLARACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL. Anexo 4 Descripción del Área de Influencia Directa. Ministerio de Obras Públicas - Dirección General de Obras Públicas. (2011). “Construcción Costanera Ribera Sur del Río Biobío: San Pedro de la Paz” DECLARACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL. Anexo 4 Descripción del Área de Influencia Directa. Ministerio de Obras Públicas - Dirección de vialidad. (2012). Manual de carreteras volumen nº3: Instrucciones y criterios de diseño. Nelson, J., Shimizu, Y., Takebayashi, H., McDonald, R. (2010). “The international river interface cooperative: public domain software for river modeling”. 2nd Joint Federal Interagency Conference, Las Vegas, NV.



88

Nelson, J., McDonald, R., Kinzel, P. (2006). “Morphologic evolution in the USGS surface-water modeling system”. Proceedings of the Eighth Federal Interagency Sedimentation Conference (8thFISC), April2-6, Reno, NV, USA. Nelson, J., Bennett, J., Wiele, S. (2003). “ Flow and sediment- transport modeling”. Tools in fluvial geomorphology. Editorial Wiley. Capítulo 6, pag. 539-576. Niño, Y. (2004). “Hidráulica fluvial y transporte de sedimentos”. Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile. Peña F. (1995). “Geomorfología de la ribera del río Biobío en su curso inferior. Limitaciones y potencialidades del área”. Revista de Geografía Norte Grande, 22: 27-33. Rocha, A. (1998). “Introducción a la hidráulica fluvial”, primera edición. Valdovinos, C., Parra, O. (2006). “La cuenca del río Biobío. Historia natural de un ecosistema de uso múltiple”. Centro de Ciencias Ambientales EULA. Universidad de Concepción. Van Rijn, L. (1993). “Principles of sediment transport in rivers, estuaries, and coastal seas”. Editorial Aqua Publications. Primera edición. Villón Bejar, M. (2006). “Hidrología Estadística”. Editorial Tecnológica de Costa Rica, primera edición.



89

CAPITULO 8: ANEXOS

A continuación se presentan 4 anexos que presentan la siguiente información:

Anexo A. Perfiles transversales de la zona de estudio

Anexo B. Error relativo a 10 eventos entre el año 2011-2012 con n-Manning 0,03 a 0,037.

Anexo C. Tasa de erosión local en sector próximo a la ribera norte en coordenadas UTM.

Anexo D. Tasa de erosión local de celdas cercanas a la ribera norte.



90

ANEXO A: PERFILES TRANSVERSALES DE LA ZONA DE ESTUDIO. Caudal: 10.170 m3/s

Figura 8.1 Perfil transversal 1(0 km).

Figura 8.2 Perfil transversal 2 (76,8 km).



91

Figura 8.3 Perfil transversal 3(393,9 km).

Figura 8.4 Perfil transversal 4 (678.8 km).



92

Figura 8.5 Perfil transversal 5 (1.011.5 km).

Figura 8.6 Perfil transversal 6 (1.307,7 km).



93





94





95





96





97





98





99





100





101





102





103





104





105





106





107





108





109

Figura 8.39 Perfil transversal 39 (10.074,7 km):




110




111

ANEXO B: ERROR RELATIVO CON NÚMERO DE MANNING 0,03 A 0,037 PARA 10 EVENTOS OCURRIDOS ENTRE EL AÑO 2011-2012. Número de Manning= 0,030

Tabla 8.1 Error relativo n:0,030

Caudal Estación Biobío- desembocadura cota(m.s.n.m) Error

relativo ∆

m3/s altura (m) cota

(m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,3131 0,94 0,04 660 1,030 4,335 4,369 0,78 0,03 884 1,198 4,503 4,513 0,22 0,01

1192 1,402 4,707 4,679 -0,59 -0,03 1250 1,430 4,735 4,721 -0,30 -0,01 1316 1,477 4,782 4,745 -0,77 -0,04 1495 1,580 4,885 4,789 -1,97 -0,10 1549 1,610 4,915 4,843 -1,46 -0,07 1604 1,640 4,945 4,871 -1,50 -0,07 1660 1,670 4,975 4,912 -1,27 -0,06

Figura 8.42 Relación cota de elevación de la superficie del agua real y obtenido n:0,030

4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)

Relación cota de elevación de la superficie del agua real y obtenido n=0,03

cota Estación Biobío-desembocadura

cota Obtenida



112

Número de Manning=0,031



relativo ∆ m3/s altura (m) cota (m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,3207 1,116 0,05 660 1,030 4,335 4,381 1,061 0,05 884 1,198 4,503 4,489 -0,311 -0,01

1192 1,402 4,707 4,707 0,000 0,00 1250 1,430 4,735 4,740 0,106 0,00 1316 1,477 4,782 4,771 -0,230 -0,01 1495 1,580 4,885 4,813 -1,474 -0,07 1549 1,610 4,915 4,842 -1,485 -0,07 1604 1,640 4,945 4,907 -0,768 -0,04 1660 1,670 4,975 4,935 -0,804 -0,04


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



113



Caudal Estación Biobío- desembocadura Cota(m.s.n.m) Error

relativo ∆


(m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,324 1,194 0,05 660 1,03 4,335 4,391 1,292 0,06 884 1,198 4,503 4,542 0,866 0,04

1192 1,402 4,707 4,728 0,446 0,02 1250 1,430 4,735 4,747 0,253 0,01 1316 1,477 4,782 4,783 0,021 0,00 1495 1,580 4,885 4,875 -0,205 -0,01 1549 1,610 4,915 4,905 -0,203 -0,01 1604 1,640 4,945 4,933 -0,243 -0,01 1660 1,670 4,975 4,953 -0,442 -0,02


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



114




relativo ∆ m3/s altura (m) cota (m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,339 1,54 0,07 660 1,030 4,335 4,408 1,68 0,07 884 1,198 4,503 4,552 1,09 0,05

1192 1,402 4,707 4,732 0,53 0,03 1250 1,430 4,735 4,764 0,61 0,03 1316 1,477 4,782 4,800 0,38 0,02 1495 1,580 4,885 4,899 0,29 0,01 1549 1,610 4,915 4,927 0,24 0,01 1604 1,640 4,945 4,952 0,14 0,01 1660 1,670 4,975 4,975 0,00 0,00


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



115





1192 1,402 4,707 4,749 0,892 0,042 1250 1,430 4,735 4,781 0,971 0,046 1316 1,477 4,782 4,774 -0,167 -0,008 1495 1,580 4,885 4,917 0,655 0,032 1549 1,610 4,915 4,948 0,671 0,033 1604 1,640 4,945 4,970 0,506 0,025 1660 1,670 4,975 4,994 0,382 0,019


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)

Relación cota de elevación de la superficie del agua real y obtenida n=0,034


cota Obtenida



116



Caudal Estación Biobío- desembocadura cota(m.s.n.m)

Error relativo ∆

m3/s altura (m) cota (m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,364 2,13 0,09 660 1,030 4,335 4,417 1,89 0,08 884 1,198 4,503 4,572 1,53 0,07

1192 1,402 4,707 4,767 1,27 0,06 1250 1,430 4,735 4,799 1,35 0,06 1316 1,477 4,782 4,796 0,29 0,01 1495 1,580 4,885 4,974 1,82 0,09 1549 1,610 4,915 4,966 1,04 0,05 1604 1,640 4,945 4,988 0,87 0,04 1660 1,670 4,975 5,015 0,80 0,04


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



117





1192 1,402 4,707 4,783 1,61 0,076 1250 1,430 4,735 4,819 1,77 0,084 1316 1,477 4,782 4,816 0,71 0,034 1495 1,580 4,885 4,957 1,47 0,072 1549 1,610 4,915 5,004 1,81 0,089 1604 1,640 4,945 5,009 1,29 0,064 1660 1,670 4,975 5,037 1,25 0,062


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



118




relativo ∆


(m.s.n.m) Obtenido (%) (m) 584 0,968 4,273 4,389 2,715 0,12 660 1,030 4,335 4,429 2,168 0,09 884 1,198 4,503 4,599 2,132 0,10

1192 1,402 4,707 4,801 1,997 0,09 1250 1,430 4,735 4,836 2,133 0,10 1316 1,477 4,782 4,836 1,129 0,05 1495 1,580 4,885 4,973 1,801 0,09 1549 1,610 4,915 5,003 1,790 0,09 1604 1,640 4,945 5,029 1,699 0,08 1660 1,670 4,975 5,061 1,729 0,09


4

4.2

4.4

4.6

4.8

5

5.2

cota

(ms.

n.m

)

Caudal (m3/s)



cota Obtenida



119

ANEXO C: TASA DE EROSIÓN LOCAL EN SECTOR PRÓXIMO A LA RIBERA NORTE EN COORDENADAS UTM.

CAUDAL: 10.170 m3/s

Tabla 8.9.a Tasa de erosión. Caudal 10.170 m3/s COORDENADA UTM TASA EROSIÓN (m/s)

COORDENADA UTM TASA EROSIÓN (m/s)

X Y ACTUAL PROYECTADA


674839,273 5914732,39 0,0011 0,0004

674757,528 5915328,93 0,0013 0,0013 674843,347 5914702,66 0,0005 -0,0002

674761,699 5915298,84 0,0006 0,0006

674847,422 5914672,91 -0,0001 -0,0009

674730,964 5915727,36 0,0000 0,0011 674851,499 5914643,16 -0,0009 -0,0019

674735,458 5915696,84 -0,0003 0,0008

674855,577 5914613,4 -0,0021 -0,0034

674739,921 5915666,35 -0,0005 0,0005 674859,654 5914583,63 -0,0020 -0,0035

674744,353 5915635,9 -0,0004 0,0004

674863,731 5914553,85 -0,0001 -0,0013

674748,754 5915605,47 -0,0004 0,0002 674867,809 5914524,05 0,0012 0,0002

674753,128 5915575,08 -0,0005 -0,0001

674871,885 5914494,26 0,0012 0,0001

674757,475 5915544,71 -0,0009 -0,0010 674875,961 5914464,44 0,0007 -0,0003

674761,796 5915514,38 -0,0014 -0,0019

674802,715 5914999,7 -0,0002 -0,0003

674766,092 5915484,08 -0,0011 -0,0020 674806,773 5914969,97 0,0000 -0,0002

674770,365 5915453,81 -0,0010 -0,0022

674810,826 5914940,28 0,0002 -0,0002

674774,615 5915423,57 -0,0013 -0,0030 674814,879 5914910,61 0,0000 -0,0007

674778,844 5915393,36 -0,0010 -0,0030

674818,937 5914880,92 -0,0004 -0,0014

674783,053 5915363,19 0,0005 -0,0015 674822,998 5914851,24 -0,0001 -0,0013

674664,062 5915967,9 -0,0006 0,0001

674827,063 5914821,54 0,0002 -0,0010

674668,853 5915937,19 -0,0007 0,0000 674831,131 5914791,83 0,0007 -0,0004

674673,602 5915906,51 -0,0006 0,0000

674835,2 5914762,12 0,0014 0,0005

674678,309 5915875,85 -0,0004 0,0003 674765,854 5915268,77 -0,0004 -0,0004

674682,979 5915845,22 -0,0001 0,0006

674769,995 5915238,74 -0,0003 -0,0003

674687,609 5915814,62 0,0000 0,0007 674774,122 5915208,74 0,0001 0,0000

674692,203 5915784,05 0,0000 0,0008

674778,235 5915178,78 0,0006 0,0004

674696,76 5915753,5 0,0001 0,0009 674782,338 5915148,84 0,0011 0,0009

674602,816 5916338,39 -0,0004 0,0010

674786,429 5915118,95 0,0012 0,0011

674608,214 5916307,38 -0,0004 0,0011 674790,512 5915089,08 0,0012 0,0013

674613,553 5916276,4 -0,0003 0,0013

674794,586 5915059,25 0,0007 0,0008

674618,838 5916245,43 -0,0003 0,0014 674798,653 5915029,46 -0,0001 0,0000

674624,065 5916214,5 -0,0002 0,0014



120

Tabla 8.9.b Tasa de erosión. Caudal 10.170 m3/s COORDENADA UTM TASA EROSIÓN (m/s)




674629,24 5916183,58 -0,0001 0,0014

674480,521 5917229,22 -1,4388 -3,6288 674634,361 5916152,7 0,0000 0,0014

674488,184 5917197,48 -1,4388 -3,6288

674639,432 5916121,83 -0,0001 0,0011

674495,744 5917165,78 -1,4388 -3,6288 674644,453 5916090,99 -0,0001 0,0010

674503,205 5917134,08 -1,4388 -3,6288

674649,424 5916060,18 0,0005 0,0017

674510,567 5917102,41 -1,4388 -3,6288 674654,349 5916029,4 0,0007 0,0018

674517,833 5917070,76 -1,4388 -3,6288

674659,228 5915998,63 -0,0001 0,0007

674395,231 5917443,15 -0,0005 -0,0014 674574,779 5916655,42 0,0012 -0,0007

674403,494 5917411,76 -0,0007 -0,0014

674580,848 5916624,13 0,0012 -0,0004

674411,68 5917380,31 -0,0014 -0,0018 674586,845 5916592,86 0,0012 -0,0003

674419,79 5917348,78 -0,0014 -0,0020

674592,769 5916561,62 0,0011 -0,0001

674427,82 5917317,18 0,0012 0,0001 674598,624 5916530,39 0,0011 0,0000

674242,356 5917767,08 0,0001 0,0000

674604,411 5916499,19 0,0009 -0,0001

674251,279 5917736,56 0,0006 0,0001 674610,131 5916468,01 0,0007 -0,0001

674260,149 5917705,98 -0,0003 -0,0004

674615,785 5916436,86 0,0005 -0,0002

674268,963 5917675,33 -0,0005 -0,0010 674621,376 5916405,72 0,0004 -0,0003

674277,718 5917644,62 0,0005 -0,0002

674626,904 5916374,62 0,0000 -0,0007

674286,412 5917613,85 0,0007 0,0009 674525,004 5917039,12 -1,4388 -3,6288

674295,044 5917583,01 0,0003 0,0008

674532,081 5917007,51 -1,4388 -3,6288

674303,613 5917552,12 0,0000 -0,0001 674539,068 5916975,91 -1,4388 -3,6288

674312,116 5917521,15 -0,0002 -0,0026

674545,963 5916944,34 -1,4388 -3,6288

674320,551 5917490,12 -0,0001 -0,0013 674552,77 5916912,78 -1,4388 -3,6288

674328,915 5917459,03 -0,0001 0,0005

674559,491 5916881,25 -1,4388 -3,6288

674139,565 5917901,39 -0,0003 -0,0025 674566,126 5916849,74 0,0003 0,0001

674148,701 5917871,27 -0,0003 -0,0028

674572,676 5916818,25 -0,0004 -0,0019

674186,532 5917849,7 -1,4388 -3,6288 674579,146 5916786,78 -0,0004 -0,0032

674195,593 5917819,41 -1,4388 -3,6288

674585,534 5916755,34 -0,0004 -0,0037

674204,603 5917789,07 -1,4388 0,0017 674591,844 5916723,91 -0,0003 -0,0033

674035,987 5918033,26 -0,0003 0,0039

674598,075 5916692,51 0,0001 -0,0025

674045,299 5918003,5 -0,0002 0,0036 674464,887 5917292,72 -1,4388 -3,6288

674054,574 5917973,69 -0,0001 0,0032

674472,757 5917260,96 -1,4388 -3,6288

674063,807 5917943,84 0,0000 0,0028

674073 5917913,93 0,0001 0,0026



121

CAUDAL: 15.560 m3/s

Tabla 8.10.a Tasa de erosión. Caudal 15.560 m3/s COORDENADA UTM TASA EROSIÓN (m/s)




674839,273 5914732,39 -0,0008 -0,0045 674757,528 5915328,93 -0,0004 -0,0033 674843,347 5914702,66 0,0002 0,0014 674761,699 5915298,84 0,0006 -0,0036 674847,422 5914672,91 0,0007 0,0010 674730,964 5915727,36 -1,4384 0,0000 674851,499 5914643,16 0,0008 0,0005 674735,458 5915696,84 -1,4384 -3,6134 674855,577 5914613,4 0,0005 0,0004 674739,921 5915666,35 -1,4384 -3,6134 674859,654 5914583,63 0,0004 0,0004 674744,353 5915635,9 -1,4384 -3,6134 674863,731 5914553,85 0,0007 0,0011 674748,754 5915605,47 -1,4384 -3,6134 674867,809 5914524,05 0,0010 0,0020 674753,128 5915575,08 -1,4384 -3,6134 674871,885 5914494,26 0,0006 0,0007 674757,475 5915544,71 -1,4384 -3,6134 674875,961 5914464,44 -0,0004 -0,0024 674761,796 5915514,38 -1,4384 -3,6134 674802,715 5914999,7 -0,0023 -0,0027 674766,092 5915484,08 -1,4384 -3,6134 674806,773 5914969,97 -0,0007 -0,0020 674770,365 5915453,81 -1,4384 -3,6134 674810,826 5914940,28 -0,0005 -0,0020 674774,615 5915423,57 -1,4384 -3,6134 674814,879 5914910,61 -0,0008 -0,0025 674778,844 5915393,36 -1,4384 -3,6134 674818,937 5914880,92 -0,0010 -0,0034 674783,053 5915363,19 -1,4384 -0,0003 674822,998 5914851,24 -0,0003 -0,0030 674664,062 5915967,9 0,0004 -0,0008 674827,063 5914821,54 0,0015 -0,0001 674668,853 5915937,19 0,0000 -0,0010 674831,131 5914791,83 0,0013 -0,0027 674673,602 5915906,51 -0,0009 -0,0023

674835,2 5914762,12 -0,0008 -0,0090 674678,309 5915875,85 -0,0018 -0,0015 674765,854 5915268,77 0,0006 -0,0037 674682,979 5915845,22 -0,0011 0,0006 674769,995 5915238,74 0,0004 -0,0042 674687,609 5915814,62 0,0007 0,0018 674774,122 5915208,74 0,0002 -0,0055 674692,203 5915784,05 0,0013 0,0019 674778,235 5915178,78 -0,0047 -0,0099 674696,76 5915753,5 0,0000 -0,0006 674782,338 5915148,84 -0,0020 -0,0056 674602,816 5916338,39 0,0003 -0,0006 674786,429 5915118,95 0,0037 0,0014 674608,214 5916307,38 0,0002 -0,0009 674790,512 5915089,08 0,0002 -0,0005 674613,553 5916276,4 0,0002 -0,0013 674794,586 5915059,25 -0,0027 -0,0024 674618,838 5916245,43 0,0002 -0,0005 674798,653 5915029,46 -0,0036 -0,0030 674624,065 5916214,5 0,0002 -0,0002



122

Tabla 8.10.b Tasa de erosión. Caudal 15.560 m3/s COORDENADA UTM TASA EROSIÓN (m/s)




674629,24 5916183,58 0,0003 -0,0008 674480,521 5917229,22 -1,4384 -3,6134 674634,361 5916152,7 0,0003 -0,0007 674488,184 5917197,48 -1,4384 -3,6134 674639,432 5916121,83 0,0002 -0,0006 674495,744 5917165,78 -1,4384 -3,6134 674644,453 5916090,99 0,0001 -0,0004 674503,205 5917134,08 -1,4384 -3,6134 674649,424 5916060,18 0,0003 0,0006 674510,567 5917102,41 -1,4384 -3,6134 674654,349 5916029,4 0,0004 0,0005 674517,833 5917070,76 -1,4384 -3,6134 674659,228 5915998,63 0,0004 -0,0006 674395,231 5917443,15 -1,4384 -3,6134 674574,779 5916655,42 -1,4384 -3,6134 674403,494 5917411,76 -1,4384 -3,6134 674580,848 5916624,13 -1,4384 -3,6134 674411,68 5917380,31 -1,4384 -3,6134 674586,845 5916592,86 -1,4384 -3,6134 674419,79 5917348,78 -1,4384 -3,6134 674592,769 5916561,62 -1,4384 -3,6134 674427,82 5917317,18 -1,4384 -3,6134 674598,624 5916530,39 -1,4384 -3,6134 674242,356 5917767,08 -1,4384 -3,6134 674604,411 5916499,19 -1,4384 -0,0006 674251,279 5917736,56 -1,4384 -3,6134 674610,131 5916468,01 -1,4384 -0,0005 674260,149 5917705,98 -1,4384 -3,6134 674615,785 5916436,86 -1,4384 -0,0005 674268,963 5917675,33 -1,4384 -3,6134 674621,376 5916405,72 -1,4384 -0,0005 674277,718 5917644,62 -1,4384 -3,6134 674626,904 5916374,62 0,0002 -0,0005 674286,412 5917613,85 -1,4384 -3,6134 674525,004 5917039,12 -1,4384 -3,6134 674295,044 5917583,01 -1,4384 -3,6134 674532,081 5917007,51 -1,4384 -3,6134 674303,613 5917552,12 -1,4384 -3,6134 674539,068 5916975,91 -1,4384 -3,6134 674312,116 5917521,15 -1,4384 -3,6134 674545,963 5916944,34 -1,4384 -3,6134 674320,551 5917490,12 -1,4384 -3,6134 674552,77 5916912,78 -1,4384 -3,6134 674328,915 5917459,03 -1,4384 -3,6134

674559,491 5916881,25 -1,4384 -3,6134 674139,565 5917901,39 -1,4384 -3,6134 674566,126 5916849,74 -1,4384 -3,6134 674148,701 5917871,27 -1,4384 -3,6134 674572,676 5916818,25 -1,4384 -3,6134 674186,532 5917849,7 -1,4384 -3,6134 674579,146 5916786,78 -1,4384 -3,6134 674195,593 5917819,41 -1,4384 -3,6134 674585,534 5916755,34 -1,4384 -3,6134 674204,603 5917789,07 -1,4384 -3,6134 674591,844 5916723,91 -1,4384 -3,6134 674035,987 5918033,26 -0,0004 0,0045 674598,075 5916692,51 -1,4384 -3,6134 674045,299 5918003,5 -0,0003 0,0044 674464,887 5917292,72 -1,4384 -3,6134 674054,574 5917973,69 -0,0002 0,0041 674472,757 5917260,96 -1,4384 -3,6134 674063,807 5917943,84 -0,0002 0,0030

674073 5917913,93 -0,0001 0,0024



123

ANEXO D: TASA DE EROSIÓN LOCAL DE CELDAS CERCANAS A LA RIBERA NORTE. CAUDAL: 10.170 m3/s

Tabla 8.11. Descripción paleta de colores

Depositación a erosión erosión a depositación aumento de erosión Reducción de erosión Aumento de depositación Reducción de depositación

depositación o erosión a no generar transporte de sedimento

Tabla 8.12.a Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 4891 902,25 0,0014 0,0012 5294 900,80 -0,0011 -0,0005 4892 902,18 0,0014 0,0017 5371 900,60 0,0002 0,0006 4893 902,10 0,0006 0,0015 5372 900,59 -0,0001 0,0005 4894 902,03 -0,0003 0,0005 5373 900,59 -0,0004 0,0002 4971 902,14 0,0009 0,0013 5374 900,58 -0,0008 -0,0003 4972 902,07 0,0011 0,0019 5451 900,34 0,0006 0,0001 4973 902,00 0,0007 0,0017 5452 900,35 0,0002 0,0003 4974 901,94 -0,0001 0,0008 5453 900,36 -0,0003 -0,0001 5051 901,61 -0,0005 0,0008 5454 900,37 -0,0011 -0,0010 5052 901,57 0,0001 0,0011 5531 900,20 0,0010 -0,0002 5053 901,51 0,0000 0,0011 5532 900,21 0,0006 0,0004 5054 901,47 -0,0004 0,0005 5533 900,22 0,0000 0,0001 5131 901,42 -0,0017 0,0002 5534 900,24 -0,0009 -0,0011 5132 901,38 -0,0012 0,0000 5611 899,69 0,0010 0,0006 5133 901,34 -0,0012 -0,0003 5612 899,73 0,0007 0,0009 5134 901,31 -0,0014 -0,0007 5613 899,76 0,0005 0,0008 5211 901,32 -0,0014 0,0003 5614 899,79 0,0004 0,0006 5212 901,28 -0,0014 -0,0003 5691 899,60 0,0006 0,0016 5213 901,24 -0,0015 -0,0007 5692 899,63 0,0006 0,0016 5214 901,21 -0,0017 -0,0012 5693 899,68 0,0007 0,0016 5291 900,85 -0,0005 0,0007 5694 899,72 0,0013 0,0022 5292 900,83 -0,0006 0,0003 5771 899,25 0,0001 0,0011 5293 900,82 -0,0008 -0,0001 5772 899,31 0,0001 0,0015



124

Tabla 8.12.b Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 5773 899,36 0,0002 0,0013 6412 903,16 0,0003 0,0022 5774 899,41 0,0006 0,0015 6413 903,09 -0,0003 0,0015 5851 899,01 -0,0005 -0,0002 6414 903,02 -0,0005 0,0005 5852 899,07 -0,0009 0,0002 6491 904,20 0,0009 0,0043 5853 899,13 -0,0008 0,0001 6492 904,11 0,0004 0,0054 5854 899,20 -0,0006 -0,0002 6493 904,00 -0,0001 0,0029 5931 898,87 -0,0005 -0,0003 6494 903,90 -0,0003 0,0010 5932 898,95 -0,0009 0,0001 6571 905,18 0,0009 0,0041 5933 899,01 -0,0010 -0,0003 6572 905,04 0,0005 0,0056 5934 899,08 -0,0010 -0,0008 6573 904,91 0,0001 0,0029 6011 898,47 0,0001 0,0004 6574 904,78 0,0001 0,0014 6012 898,56 -0,0001 0,0012 6651 906,40 0,0006 -0,0007 6013 898,65 -0,0004 0,0006 6652 906,23 0,0001 0,0015 6014 898,73 -0,0006 -0,0002 6653 906,06 -0,0004 0,0002 6091 898,86 0,0002 0,0005 6654 905,89 -0,0007 -0,0008 6092 898,94 0,0002 0,0015 6731 907,12 0,0001 -0,0020 6093 899,02 0,0000 0,0010 6732 906,91 -0,0007 -0,0023 6094 899,10 -0,0002 0,0002 6733 906,70 -0,0017 -0,0036 6171 900,21 0,0000 -0,0004 6734 906,51 -0,0025 -0,0050 6172 900,24 0,0001 0,0008 6811 908,38 -0,0003 -0,0009 6173 900,27 0,0001 0,0009 6812 908,14 -0,0010 -0,0028 6174 900,30 0,0000 0,0004 6813 907,90 -0,0019 -0,0045 6251 901,10 0,0000 -0,0017 6814 907,65 -0,0027 -0,0059 6252 901,10 0,0000 0,0000 6891 909,38 -0,0006 -0,0009 6253 901,10 0,0000 0,0007 6892 909,12 -0,0007 -0,0020 6254 901,10 0,0001 0,0005 6893 908,84 -0,0010 -0,0029 6331 902,04 0,0003 -0,0019 6894 908,56 -0,0015 -0,0039 6332 902,01 0,0001 0,0002 6971 910,29 -0,0001 -0,0007 6333 901,99 -0,0001 0,0007 6972 909,98 -0,0003 -0,0019 6334 901,96 -0,0002 0,0004 6973 909,67 -0,0008 -0,0024 6411 903,23 0,0007 0,0004 6974 909,36 -0,0010 -0,0029



125

Tabla 8.12.c Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 7050 911,68 0,0012 0,0000 7613 917,17 -0,0012 -0,0014 7051 911,33 0,0007 -0,0011 7690 919,90 -0,0008 0,0000 7052 910,98 -0,0003 -0,0026 7691 919,28 -0,0008 0,0000 7053 910,65 -0,0008 -0,0027 7692 918,66 -0,0008 -0,0003 7130 912,72 0,0010 -0,0002 7693 918,03 -0,0006 -0,0004 7131 912,33 0,0006 -0,0017 7770 920,97 -0,0005 -0,0001 7132 911,95 -0,0001 -0,0027 7771 920,30 -0,0005 0,0001 7133 911,57 -0,0002 -0,0018 7772 919,64 -0,0006 0,0001 7210 913,79 -0,0003 0,0001 7773 918,99 -0,0004 -0,0001 7211 913,38 -0,0002 -0,0010 7850 921,84 -0,0005 -0,0004 7212 912,97 0,0002 -0,0014 7851 921,15 -0,0005 -0,0003 7213 912,55 0,0006 -0,0003 7852 920,46 -0,0006 -0,0001 7290 914,75 -0,0010 0,0005 7853 919,77 -0,0006 -0,0005 7291 914,30 -0,0006 0,0001 7930 922,89 -0,0005 -0,0002 7292 913,86 0,0000 -0,0003 7931 922,16 -0,0005 -0,0003 7293 913,42 0,0006 0,0002 7932 921,43 -0,0006 -0,0005 7370 915,76 -0,0010 0,0003 7933 920,71 -0,0007 -0,0009 7371 915,28 -0,0006 0,0001 8010 924,05 -0,0004 -0,0006 7372 914,80 -0,0004 -0,0003 8011 923,28 -0,0005 -0,0012 7373 914,32 0,0000 -0,0002 8012 922,51 -0,0006 -0,0012 7450 916,90 -0,0009 -0,0004 8013 921,74 -0,0005 -0,0010 7451 916,39 -0,0008 -0,0009 8090 924,91 -0,0002 -0,0012 7452 915,86 -0,0009 -0,0010 8091 924,12 -0,0004 -0,0024 7453 915,34 -0,0006 -0,0009 8092 923,32 -0,0006 -0,0021 7530 917,80 -0,0012 -0,0007 8093 922,52 -0,0004 -0,0013 7531 917,25 -0,0012 -0,0015 8170 925,95 0,0001 -0,0006 7532 916,70 -0,0013 -0,0016 8171 925,12 -0,0001 -0,0017 7533 916,15 -0,0012 -0,0016 8172 924,28 -0,0003 -0,0017 7610 918,96 -0,0012 -0,0004 8173 923,44 -0,0004 -0,0014 7611 918,37 -0,0012 -0,0010 8250 926,93 0,0002 0,0003 7612 917,77 -0,0013 -0,0012 8251 926,05 0,0000 0,0000



126

Tabla 8.12.d Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 8252 925,18 0,0001 -0,0005 8891 933,90 0,0002 0,0002 8253 924,32 -0,0004 -0,0011 8892 932,74 -0,0002 -0,0003 8330 928,02 0,0002 0,0005 8893 931,57 -0,0003 -0,0003 8331 927,12 0,0000 0,0006 8970 935,96 0,0006 0,0002 8332 926,21 0,0001 0,0000 8971 934,76 0,0004 0,0001 8333 925,30 -0,0003 -0,0007 8972 933,57 -0,0002 -0,0004 8410 928,87 0,0001 -0,0001 8973 932,37 -0,0003 -0,0004 8411 927,93 0,0000 -0,0002 9050 936,84 0,0003 0,0001 8412 926,99 -0,0001 -0,0004 9051 935,62 0,0001 0,0000 8413 926,06 -0,0002 -0,0006 9052 934,40 -0,0003 -0,0003 8490 930,07 -0,0002 -0,0007 9053 933,16 -0,0004 -0,0005 8491 929,09 -0,0002 -0,0012 9130 938,05 0,0000 0,0001 8492 928,11 -0,0003 -0,0010 9131 936,77 -0,0002 0,0001 8493 927,13 -0,0003 -0,0008 9132 935,50 -0,0003 -0,0001 8570 930,88 -0,0005 -0,0007 9133 934,24 -0,0004 -0,0004 8571 929,85 -0,0004 -0,0013 9210 938,92 0,0000 0,0001 8572 928,85 -0,0006 -0,0012 9211 937,62 -0,0001 0,0001 8573 927,84 -0,0005 -0,0009 9212 936,32 -0,0003 -0,0001 8650 931,95 -0,0007 -0,0002 9213 935,02 -0,0002 -0,0002 8651 930,90 -0,0005 -0,0006 9289 941,29 0,0000 0,0000 8652 929,86 -0,0006 -0,0009 9290 939,95 0,0000 0,0001 8653 928,81 -0,0005 -0,0009 9291 938,61 -0,0002 0,0001 8730 933,03 -0,0007 0,0001 9292 937,28 -0,0003 0,0000 8731 931,94 -0,0004 0,0001 9370 941,04 -0,0002 0,0001 8732 930,85 -0,0004 -0,0003 9371 939,66 -0,0003 0,0001 8733 929,77 -0,0004 -0,0006 9372 938,28 -0,0003 -0,0001 8810 933,87 -0,0005 0,0002 9373 936,91 -0,0003 -0,0002 8811 932,75 -0,0002 0,0002 9450 941,84 -0,0002 0,0001 8812 931,63 -0,0002 -0,0001 9451 940,43 -0,0003 0,0001 8813 930,51 -0,0002 -0,0003 9452 939,02 -0,0003 -0,0001 8890 935,06 0,0002 0,0002 9453 937,61 -0,0002 -0,0002



127

Tabla 8.12.e Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 9530 943,13 -0,0003 0,0001 10172 947,64 0,0008 0,0004 9531 941,68 -0,0004 0,0001 10249 954,00 0,0009 0,0000 9532 940,22 -0,0004 -0,0001 10250 952,21 0,0012 0,0004 9533 938,77 -0,0002 -0,0001 10251 950,43 0,0014 0,0008 9611 942,40 -0,0005 0,0000 10252 948,64 0,0010 0,0005 9612 940,92 -0,0005 -0,0001 10329 954,92 0,0009 0,0000 9613 939,43 -0,0003 -0,0001 10330 953,10 0,0013 0,0004 9614 937,95 -0,0001 0,0000 10331 951,28 0,0014 0,0007 9691 943,44 -0,0006 0,0000 10332 949,46 0,0008 0,0002 9692 941,92 -0,0006 -0,0002 10409 956,22 0,0009 0,0000 9693 940,40 -0,0002 -0,0001 10410 954,35 0,0013 0,0004 9694 938,87 0,0000 0,0002 10411 952,48 0,0009 0,0004 9771 944,52 -0,0003 0,0001 10412 950,62 -0,0001 -0,0004 9772 942,96 -0,0002 -0,0001 10489 957,17 0,0009 0,0000 9773 941,40 0,0000 -0,0001 10490 955,27 0,0012 0,0004 9774 939,83 0,0000 0,0000 10491 953,37 0,0006 0,0002 9850 947,02 0,0002 0,0002 10492 951,47 -0,0004 -0,0006 9851 945,42 0,0003 0,0003 10569 958,31 0,0005 0,0000 9852 943,82 0,0005 0,0004 10570 956,37 0,0009 0,0003 9853 942,22 0,0003 0,0001 10571 954,43 0,0009 0,0004 9930 948,08 0,0005 0,0002 10572 952,49 0,0006 0,0000 9931 946,45 0,0005 0,0005 10649 959,28 -0,0002 0,0000 9932 944,81 0,0006 0,0006 10650 957,31 0,0000 0,0001 9933 943,17 0,0003 0,0000 10651 955,35 0,0002 -0,0001

10010 949,03 0,0006 0,0003 10652 953,37 -0,0001 -0,0007 10011 947,36 0,0006 0,0005 10729 960,58 -0,0006 0,0000 10012 945,69 0,0005 0,0003 10730 958,55 -0,0009 -0,0002 10013 944,02 0,0003 -0,0001 10731 956,53 -0,0020 -0,0016 10169 952,88 0,0009 0,0000 10732 954,52 -0,0031 -0,0027 10170 951,14 0,0010 0,0004 10809 961,56 -0,0007 0,0000 10171 949,40 0,0011 0,0007 10810 959,51 -0,0010 -0,0003



128

Tabla 8.12.f Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 10811 957,45 -0,0020 -0,0017 11449 970,73 0,0004 0,0000 10812 955,40 -0,0025 -0,0023 11450 968,37 0,0010 0,0000 10889 962,83 -0,0004 0,0000 11451 966,00 0,0015 0,0000 10890 960,73 0,0000 -0,0002 11528 974,33 0,0000 0,0000 10891 958,62 0,0002 -0,0006 11529 971,91 0,0003 0,0000 10892 956,53 0,0000 -0,0005 11530 969,51 0,0005 0,0000 10968 965,88 0,0000 0,0000 11531 967,10 0,0003 0,0000 10969 963,74 0,0006 0,0000 11608 975,51 0,0000 0,0000 10970 961,61 0,0016 0,0000 11609 973,06 0,0001 0,0000 10971 959,49 0,0010 -0,0002 11610 970,61 -0,0007 0,0000 11048 967,14 0,0001 0,0000 11611 968,16 -0,0034 0,0000 11049 964,96 0,0010 0,0000 11688 976,78 0,0000 0,0000 11050 962,79 0,0019 0,0000 11689 974,29 0,0000 0,0000 11051 960,63 0,0014 0,0001 11690 971,80 -0,0011 0,0000 11128 968,37 0,0000 0,0000 11691 969,31 -0,0033 0,0000 11129 966,16 0,0002 0,0000 11768 978,07 0,0000 0,0000 11130 963,94 0,0008 0,0000 11769 975,53 0,0002 0,0000 11131 961,73 0,0015 0,0003 11770 973,01 0,0001 0,0000 11208 969,51 0,0000 0,0000 11771 970,48 0,0005 0,0000 11209 967,26 0,0000 0,0000 11848 979,16 0,0000 0,0000 11210 965,00 0,0003 0,0000 11849 976,59 0,0006 0,0000 11211 962,75 0,0004 -0,0001 11850 974,02 0,0014 0,0000 11288 970,66 0,0000 0,0000 11851 971,45 0,0018 0,0000 11289 968,37 0,0002 0,0000 11928 980,65 0,0000 0,0000 11290 966,08 0,0003 0,0000 11929 978,04 0,0004 0,0000 11291 963,79 -0,0005 0,0000 11930 975,42 0,0009 0,0000 11368 971,94 0,0000 0,0000 11931 972,81 -0,0003 0,0000 11369 969,62 0,0003 0,0000 12008 981,75 0,0000 0,0000 11370 967,29 0,0006 0,0000 12009 979,11 -0,0002 0,0000 11371 964,95 0,0000 0,0000 12010 976,46 -0,0006 0,0000 11448 973,10 0,0000 0,0000 12011 973,82 -0,0018 0,0000



129

Tabla 8.12.g Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 12089 980,38 0,0002 0,0000 12653 962,27 -0,0032 0,0000 12090 977,68 0,0003 0,0000 12731 965,81 -0,0005 0,0000 12091 974,99 -0,0007 0,0000 12732 963,45 -0,0016 0,0000 12092 972,31 -0,0009 0,0000 12733 961,09 -0,0042 0,0000 12169 980,97 0,0007 0,0000 12734 958,73 -0,0063 0,0000 12170 978,26 0,0023 0,0000 12811 964,48 -0,0002 0,0000 12171 975,55 0,0028 0,0000 12812 962,17 -0,0009 0,0000 12172 972,84 0,0024 0,0000 12813 959,86 -0,0023 0,0000 12249 979,45 -0,0001 0,0000 12814 957,55 -0,0031 0,0000 12250 976,79 0,0012 0,0000 12891 963,02 0,0001 0,0000 12251 974,13 0,0033 0,0000 12892 960,76 0,0000 0,0000 12252 971,47 0,0038 0,0000 12893 958,50 -0,0001 0,0000 12329 977,98 -0,0007 0,0000 12894 956,25 -0,0001 0,0000 12330 975,37 -0,0011 0,0000 12971 961,72 0,0004 0,0000 12331 972,76 -0,0007 0,0000 12972 959,51 0,0004 0,0000 12332 970,15 0,0012 0,0000 12973 957,30 0,0009 0,0000 12410 973,78 -0,0016 0,0000 12974 955,09 0,0010 0,0000 12411 971,22 -0,0021 0,0000 13051 960,30 0,0004 0,0000 12412 968,67 -0,0006 0,0000 13052 958,14 0,0004 0,0000 12413 966,11 0,0012 0,0000 13053 955,98 0,0020 0,0000 12490 972,56 -0,0012 0,0000 13054 953,82 0,0019 0,0000 12491 970,05 -0,0013 0,0000 13131 959,04 0,0002 0,0000 12492 967,53 -0,0012 0,0000 13132 956,93 0,0001 0,0000 12493 965,02 0,0000 0,0000 13133 954,82 0,0019 0,0000 12570 971,06 -0,0011 0,0000 13134 952,71 0,0018 0,0000 12571 968,60 -0,0009 0,0000 13211 957,76 0,0001 0,0000 12572 966,14 -0,0016 0,0000 13212 955,69 -0,0002 0,0000 12573 963,68 -0,0012 0,0000 13213 953,63 -0,0001 0,0000 12650 969,48 -0,0011 0,0000 13214 951,57 -0,0001 0,0000 12651 967,07 -0,0006 0,0000 13292 954,38 0,0001 0,0000 12652 964,67 -0,0016 0,0000 13293 952,36 -0,0009 0,0000



130

Tabla 8.12.h Tasa de erosión cercana a la ribera. Caudal 10.170 m3/s Número área celda Tasa erosión (m/s) Número área celda Tasa erosión (m/s)

celda (m2) Actual Proyectado celda (m2) Actual Proyectado 13294 950,35 -0,0009 0,0000 13935 939,51 0,0000 -0,0001 13295 948,34 0,0001 -0,0001 13936 937,89 0,0001 0,0002 13372 952,98 0,0002 0,0000 13937 936,27 0,0020 0,0016 13373 951,02 -0,0007 0,0000 14015 938,28 0,0000 -0,0001 13374 949,07 -0,0007 0,0000 14016 936,70 0,0004 0,0009 13375 947,11 0,0001 0,0000 14017 935,14 0,0021 0,0023 13452 951,85 -0,0001 0,0000 14018 933,57 0,0034 0,0024 13453 949,93 -0,0011 0,0000 14095 937,29 -0,0001 -0,0001 13454 948,02 -0,0011 0,0000 14096 935,77 0,0003 0,0010 13455 946,11 0,0000 -0,0001 14097 934,24 0,0019 0,0025 13532 950,54 -0,0003 0,0000 14098 932,72 0,0032 0,0025 13533 948,68 -0,0010 0,0000 14175 936,13 -0,0001 -0,0002 13534 946,81 -0,0010 0,0000 14176 934,66 0,0002 0,0007 13535 944,95 0,0001 -0,0001 14177 933,18 0,0015 0,0020 13613 947,62 -0,0005 0,0000 14178 931,71 0,0032 0,0027 13614 945,80 -0,0005 0,0000 14255 935,15 -0,0002 -0,0002 13615 943,98 0,0002 0,0000 14256 933,72 0,0001 0,0005 13616 942,16 -0,0002 -0,0008 14257 932,29 0,0014 0,0020 13693 946,15 -0,0002 0,0000 14258 930,86 0,0028 0,0026 13694 944,40 -0,0002 0,0000 14335 933,96 -0,0002 -0,0003 13695 942,63 0,0002 0,0001 14336 932,58 0,0001 0,0005 13696 940,87 -0,0005 -0,0009 14337 931,19 0,0017 0,0025 13773 945,05 -0,0002 0,0000 14338 929,81 0,0019 0,0020 13774 943,33 -0,0002 0,0000 13775 941,61 0,0001 0,0000 13776 939,89 -0,0001 -0,0002 13854 942,25 -0,0001 0,0000 13855 940,58 0,0001 0,0000 13856 938,91 0,0000 -0,0002 13857 937,23 0,0019 0,0014 13934 941,14 -0,0001 0,0000



2013 maciel a escobar

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