DEFENSAS RIBEREÑAS

1. EL COMPORTAMIENTO DE LOS RÍOS

Los Ríos son tienen un comportamiento impredecible, adquieren un mecanismo de autoajuste de ancho, tirante y pendiente.En su recorrido, los ríos adoptan diferentes caminos:

Este comportamiento impredecible e inestable hace que los ríos signifiquen una amenaza al generar hechos como:

- Peligro ante el establecimiento de poblados cerca de los ríos- Deforestación- Pérdida de capacidad de retención de agua del suelo- Disminución del tc(tiempo de concentración)- Arrastre de sólidos en suspensión- Encauzamientos y correcciones del curso que provocan mayor velocidad del flujo. Como solución a este problema surge la utilización de defensas fluviales y protecciones costeras.

2. LAS DEFENSAS FLUVIALES

Es muy común el comportamiento de los ríos jóvenes, caracterizados por su gran dinamismo e inestabilidad, que trae como consecuencia que no tengan un cauce estable y definido. Esta circunstancia dificulta y encarece el aprovechamiento fluvial y el de sus áreas próximas. Los ríos viejos o maduros, como por ejemplo el Rin, tienen un sistema de defensas desarrollado durante muchísimas décadas, lo que permite el aprovechamiento del río para la navegación y para el establecimiento de asentamientos humanos e industriales en sus áreas próximas.

Una de las formas de defendernos de esos cambios fluviales, es decir, de controlarla inestabilidad fluvial y de manejar un río, es construir defensas ribereñas, las que eventualmente pueden constituir un encauzamiento.Existen numerosos tipos de defensas ribereñas que, como se verá más adelante, varían mucho según el objetivo específico que tengan. En cada tramo fluvial, encada región, en cada país se usa un determinado tipo de defensas ribereñas, cuya selección proviene de un análisis en el que hay que considerar aspectos técnicos y económicos. En determinados problemas del manejo de un río, como por ejemplo la protección de márgenes, se recurre a la construcción de obras de defensa como protecciones contra el progreso de la erosión

Imposición de límites a la migración de los meandros

3. LOS ESPIGONES

3.1 DEFINICIÓNLos espigones son elementos que arrancan de la orilla fluvial, a la que pueden estar empotrados o no, y penetran dentro de la corriente. Esto los hace bastante vulnerables a la fuerza del agua.Un espigón o escollera es una estructura no lineal construida con bloques de mármol dimensiones considerables, o de elementos prefabricados de tierra, llamados catrápodos, cuando la piedra se seca, son colocados dentro del agua, en ríos, arroyos o próximos a la costa marítima, con la intención de aumentar el flujo en varias direcciones determinada, aumentar el oleaje o evitar la decantación de arena.

3.2 PARTES DE UN ESPIGONUn espigón, en el que se distingue varias partes:

Esquema típico de un espigón- Una parte, a la que se llama de empotramiento o de anclaje, cuya longitud se designa como LE, que está dentro del terreno natural y sirve para evitar, o

disminuir la posibilidad, de que se establezca un flujo detrás del espigón. La longitud de anclaje permite que si durante el proceso constructivo, o durante el primer tiempo de funcionamiento de los espigones, ocurre una erosión adicional, el espigón no quede separado del terreno natural constituyente de la margen.- Otra parte, que está dentro del río, a la que se le llama efectiva o de trabajo cuy longitud se designa como LT, cuya magnitud es muy importante para el éxito del sistema. La longitud total del espigón es simplemente la suma de LE y LT.En ciertos espigones con el paso del tiempo, parte de la longitud que era originalmente de trabajo puede convertirse en longitud de empotramiento.- La “cabeza”, “punta” o “nariz”, que es el extremo del espigón y que está dentro del río. Puede ser robusta, o tener algún grado de protección, porque en sus alrededores se produce socavación. Su elevación sobre el lecho fluvial debe ser pequeña.- La cresta se desarrolla longitudinalmente, desde la orilla hasta la punta del espigón. Generalmente desciende hacia el eje del río. La cresta determina la altura del espigón, el que puede estar sumergido o no.- Fundación, en realidad es una transición entre el cuerpo del espigón (convenientemente profundizado en el fondo del río) y el lecho fluvial.

3.3 FUNCIONES GENERALES DE LOS ESPIGONESLas funciones de los espigones dependen del objetivo que se busque, pero en general pueden ser las siguientes:- Reducir la velocidad de la corriente cerca de la orilla.- Desviar, es decir, alejar, la corriente de la orilla- Prevenir la erosión de las márgenes- Establecer y mantener un ancho fijado para el río- Fijar las márgenes, es decir, estabilizar el cauce fluvial- Controlar la migración de meandros- Creación del efecto de curva en una bocatoma

3.4 FORMAS DE ESPIGONESDesde el punto de vista de su forma los espigones pueden ser:- Espigones rectos, o a un cierto ángulo con la orilla. La cabeza o punta del espigón es más robusta y tiene algún sistema de protección contra la socavación que se desarrolla en sus alrededores.- Espigones en forma de L, la que actúa como protección contra la socavación.- Espigones en forma de T, la que generalmente es a 90° con respecto al espigón.- De cabeza redondeada- De doble ángulo- Espigones curvados, tipo “Hockey”

Figura 3.4 Formas de espigones

3.5 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE USOLas ventajas generales que ofrece un sistema de defensas con espigones con respecto auna defensa continua son las siguientes:

- Facilidad de construcción, bajo costo, facilidad de reparación, posibilidad de usardiversidad de materiales, posibilidad de introducir mejoras, uso de la experiencia y lamano de obra locales, construcción por etapas y no se requiere mano de obra altamenteespecializada.

- Una desventaja manifiesta de los espigones es que constituyen elementos extrañosdentro de la corriente y, por lo tanto, causan diversas formas de erosión y sedimentaciónen el lecho fluvial. Una de las desventajas más importantes se refiere a la socavación quese produce en los alrededores de la punta de cada espigón como consecuencia de losvórtices y corrientes secundarias.

- Todo esto debe ser tenido en cuenta en el diseño. Sin embargo, el sistema tiene la ventaja

de ser flexible, de poderse reparar luego de una crecida y, eventualmente, ir perfeccionando su diseño. Además es más económico. En algunos proyectos, un sistema de protección con espigones tiene frente a una defensa continua la desventaja de disminuir el área hidráulica del cauce. La ventaja de una defensa continua es que puede considerarse una estructura definitiva, en cuanto algún sistema de defensas fluviales pueda considerarse definitivo

4. TIPOS DE ESPIGONES4.1 ESPIGONES PERMEABLESSon aquellos que permiten que el agua pase a través de ellos con pequeña velocidad, sonútiles cuando se desea favorecer la sedimentación y formación de playas entre losespigones. La “permeabilidad” es una medida de la proporción de vacíos que tiene elcuerpo del espigón en la dirección de la corriente y se puede expresar como un porcentaje.Estos espigones pueden ser de alta o de baja permeabilidad. Su función es la de retardar elflujo y disminuir la velocidad cerca de las márgenes. Se les llama “retardadores”.Generalmente están más espaciados que los impermeables. Los espigones permeables secaracterizan por lo siguiente:-El agua, cargada de sedimentos finos, debe pasar a través de ellos.-El espacio comprendido entre un espigón y otro debe irse rellenando con el depósito delos sedimentos finos en suspensión. Posteriormente, debe favorecerse el desarrollo de lavegetación.-Protegen y robustecen la orilla fluvial; en realidad contribuyen a la formación de una “orillavirtual” como consecuencia de lo señalado en los dos puntos anteriores.-Se pueden ir modificando y adaptando a las circunstancias que se presenten.-Los requerimientos de construcción son simples. Se usa los materiales existentes en el áreay debe buscarse siempre aprovechar la experiencia local

4.2 ESPIGONES IMPERMEABLESLos espigones impermeables se pueden considerar deflectores. Se usan preferentementecuando se trata de un río navegable en el que se trata de mantener un sección hidráulicacentral con un determinado calado. Se caracterizan por lo siguiente:- Su función esencial es alejar la corriente de la orilla.- Son fundamentalmente deflectores- Se busca un estrechamiento del cauce y un aumento del calado(profundización), lo que

implica un aumento de la velocidad de la corriente.- Los procedimientos constructivos son más complejos.- Se trata por lo general de “estructuras definitivas”.- Favorecen la navegación, pues con ellos se aumenta el calado. En general, con un sistemade espigones impermeables se busca aumentar la velocidad media de la corriente.

4.3 ELECCIÓN DE TIPO DE ESPIGONDentro de los factores que determinan la elección del tipo de espigón están lossiguientes:- El objetivo que tienen- La función que deben desempeñar- Las características generales del río- Las características hidráulicas y sedimentológicas del tramo fluvialcomprometido- La disponibilidad de materiales de construcción- Los costos involucrados- Las restricciones que pudiera haber en el mantenimiento- La experiencia local- El tiempo disponible

4.4 MATERIALES NECESARIOS-Roca-Madera o bambú-Gaviones-Concreto-Elementos prefabricados-Tetrápodos-Hexápodos-Geotubos rellenos de material-Acero(pilotes)-Fajina(“matress”)-Sacos de concreto-Sacos de mortero(bolsacreto)-Muchos otros ams

4.5 MANTENIMIENTOLos espigones requieren un mantenimiento continuo.Especialmente después de cada avenida grande y esto se va mejorando el diseño; la reparación y el mantenimiento se hace en la época de estiaje; cuando existan menor empotramiento de los espigones entonces estos requerirán mayores reparaciones y por ende más costo en este ámbito.

5. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL SISTEMA DE DEFENSA5.1 Concepción del sistema.

Debemos de tener mucho cuidado al explorar los resultados y tener en cuenta muchos aspectos( desde hidráulica fluvial y transporte de sedimentos hasta materiales de construcción). Debe de determinarse la longitud de márgenes aprotegerse y esta o debe de alterar demasiado el comportamiento fluvial de dicho medio; también se debe de conservar las curvas que existen en este cauce del rio, con estas concepciones anteriormente descritas uno debe de respetar las leyesde la hidráulica fluvial(blench). Luego de determinado el ancho nuevo del rio seleccionar cuidadosamente el tipo de espigón.

B: ancho del rio:R: radio de curvatura

a. Consideraciones:Longitud del tramo fluvial que requiere protección.Selección del tipo de espigónCaracterísticas de los espigones:MaterialesOrientación (ángulo)SocavaciónLongitudSeparación

b. Localización en plantaSi los espigones resultan muy próximos sería preferible una defensa continua, hay que determinar cuidadosamente la línea virtual.

c. Definición del Angulo de un espigónEs el ángulo alfa formado hacia aguas abajo por el eje del espigan y latangente a la margen en el punto de arranque del espigón.

d. Socavación.-El espigón es un cuerpo extraño dentro de la corriente, la cabeza (nariz) delespigón causa una perturbación local, remolinos y erosión.

La socavación depende del ángulo de la orientación del espigón.Contra la corriente inclinado hacia aguas arribaEn sentido de la corriente inclinado hacia aguas abajo la erosión producida poresta es más cerca de la orilla

e. Longitud de los espigonesLa longitud depende de varios factores como puede ser : la función del espigón, su tipo, ancho del rio, etc.Si:Entonces no aumenta la protecciónEntonces funciona satisfactoriamente

La longitud depende de la distancia entre la orilla existente y la orilla “virtual” o de diseño.Consideraciones:o No se debe de contruir espigones muy largos, es preferible construirlos gradualmente y es recomendable que cumpla con las siguientes características:

. Separación entre espigones

-Angulo de la corriente-Longitud del espigón de aguas arriba-Tramo fluvial (recto o curvo)-Angulo de expansión

g. Construcción por etapasA veces es preferible ahorrar en el empotramiento y efectuar las reparacionesque sean necesarias, después de las primeras crecidas.La separación se hace durante el estiaje: el espigón se une a la orillaerosionada.Etapas:-Primera etapa

-Segunda etapa

6. CONTROL DE LA MIGRACIÓN DE UN MEANDROFlujo en curva migración de un meandroDesde la perspectiva ingenieril resulta interesante poder reunir elementos cuantitativos deanálisis que permitan inferir estas tendencias de evolución morfológica a fin de poderplanificar con cierta racionalidad actividades humanas en el ambiente fluvial, tanto sobre el cauce como sobre la planicie de inundación.El interés por desarrollar nuevas técnicas y herramientas para el estudio de la migración de los ríos, surge por la necesidad de prever situaciones donde se ponga en riesgo la vida humana.La gran diferencia con la antigüedad, es que actualmente se cuenta con un sinfín de herramientas que permiten llegar a lugares que antes se consideraban inaccesibles, por su localización y morfología. Un ejemplo de esto son los sistemas de información geográfica, que por medio de software de imágenes satelitales hacen posible la recolección, edición y análisis de datos de cualquier lugar del mundo y para todo tipo de investigación, e incluso demostrar que la información recolectada por este medio posee un alto grado de confiabilidad.

LOS RECURSOS HÍDRICOS EN PERÚ

1. AGUA SUPERFICIALEl agua superficial en Perú descarga por los ríos, algunos localizados en la costa, otros en las montañas y en la cuenca Amazónica, con un promedio anual de 64,800 m3/s.Los ríos de la costa, que nacen entre los 4,000 y 6,000 msnm llegan al pacífico con pendientes de 1%, algunos se secan cada año, son cortos y normales a la línea costera del Océano Pacífico; los ríos en la montaña como en la Amazonía se orientan hacia el este.Los ríos transportan una gran carga de sedimentos y reciben contaminantes de poblaciones, de la práctica agrícola, de la explotación minera e industrial.

2. DISTRIBUCIÓN OROGRÁFICA

• La descarga promedio anual alcanza los 1,098 m3/s, que incluye 179 m3/s generados en Ecuador;en la cuenca oriental los ríos descargan 63,380 m3/s que incluyen 7,978 m3/s desde el territorio ecuatoriano y en la cuenca del Titicaca 323 m3/s que incluyen 58 m3/s desde territorio boliviano.• En la cuenca del pacífico con 279,689 km2, 21,7% del territorio, la mayor parte corresponde al Chira con 17,550 km2, 10,063 km2 de los cuales en Perú. Las mayores descargas por encima de los 100 m3/s corresponden al Santa, Tumbes y Chira.• La región amazónica cubre 956,751 km2, ó 74,5% del territorio• En las montañas, los ríos Mantaro, Cachi y Vilcanota contribuyen, el primero con la mayor generación hidroeléctrica de Perú, los dos últimos con importantes irrigaciones en Ayacucho y Cusco.• La cuenca del Titicaca en proceso de eutrophication lo forman 12 ríos algunos altamente contaminados por la explotación de oro como el Ramis, con descarga superior a los 100m3/s.• Otros ríos como el Mantaro, Rímac, y Madre de Dios están contaminados.

3. HIDROMETEOROLOGIA• De acuerdo con el SENAMHI, a 1999 se contaba con 2,063 estaciones hidrometeoro lógicas de las cuales sólo operaban 628 en un territorio de 1 285 215 km2, más de 2,000 km2 por estación, además de aquellas 31 operadas en los aeropuertos.• Ayacucho dispone en su territorio de 43,814 km2,de 54 estaciones hidrometeoro lógicas en funcionamiento. y 12 estaciones hidrométricas.• La distribución espacial de las lluvias se presentan en la figura de distribuciones anuales, lo mismo que la distribución temporal tanto de descargas como de precipitaciones en la figura .o

DISTRIBUCIÓN DE LAS PRECIPITACIONES

4. USO ANUAL PROMEDIO

5. AGUA DISPONIBILIDAD Y DEMANDA• La disponibilidad total de agua, para todo uso, por habitante de 72.500 m3 es muy alta, sin embargo, para los habitantes de la costa está en la categoría de muy baja al estar en el orden delos 2,000 m3. Se considera satisfactorio a partir de los 10,000 m3/hab-año. Sahiklomanov, UNESCO. Ayacucho siendo su territorio mayormente de ceja de selva cuenta con volúmenes de agua satisfactorio. Se incluye un cuadro de Población y Disponibilidad de Agua.• En lo que se refiere a la población urbana, debe señalarse que entre 83,6 % y 75,3% de la población urbana tiene acceso a agua potable y alcantarillado, SUNASS 2004.• 65 % y 32 % de la población rural tiene acceso a agua potable y alcantarillado.• La población actual en la costa de casi 20 millones con un consumo diario de 250 lt/hab requeriría anualmente un promedio de 1,825 milliones de m3.• En resumen, la disponibilidad de agua en la costa alcanzaría para satisfacer la demanda de 1’000,000 ha, aproximadamente una 815,000 ha en grandes proyectos y la diferencia en medianos y pequeños aprovechamientos pero aumentando la regulación de las descargas de avenidas.

5.1. POBLACIÓN Y DISPONIBILIDAD DE AGUA

5.2. PRINCIPALES PROYECTOS DE IRRIGACIÓN DE LA COSTA

6. USO MINERO

Cerca del 60% del agua en sus orígenes en las montañas corresponde a cerca de 48,000 concesiones mineras.Las operaciones mineras se ubican en las partes altas de las montañas en el período 2005 al 2010 aumentaron de 9’ 840, 415 ha a 22’740,696 ha.Los trabajos mineros afectan las zonas bajas de las cuencas y la calidad del agua.La demanda de agua aumentó. Una de las minas más importantes, Yanacocha, declaró el 2010 el uso de más de 500,000 m3 de agua superficial y a más de 9’000,000 m3 de agua subterránea.ANA

EE. INDIV.JJUUEPSSEE. I7. PROBLEMÁTICA DEL APROVECHAMIENTO

• Desigual distribución espacial y temporal del agua, escasa en la costa , limitada en la sierra yabundante en la Amazonía.• Limitada disponibilidad de suelos con aptitud para el riego como de agua en la costa, y extensasáreas y agua en la Amazonía pero limitado conocimiento de los impactos ambientales y, tierraslocalizadas con limitadas precipitaciones y vasos para regulación, condiciones climáticas extremasy necesidad de investigación de cultivos aprovechables en las partes altas de la sierra .• Concentración de la población, caminos e infraestructura de servicios en la costa.• Disputas entre la explotación minera y las necesidades e intereses locales.• Presión de los pobladores de la sierra por inversiones y distribución equitativa de los beneficios.• Regulaciones del gobierno para la formulación de proyectos hídricos, SNIP.• Necesidad de capacitación en planteamiento de proyectos y en diseños.• Estudios ambientales muy limitados en sus alcances, caso del arenamiento del cauce del río Piuraen su sector bajo, y exigencia de revisiones de diversas dependencias.

7.1. ALGUNOS CONFLICTOS POR INVERSIONES EN PROYECTOS DE IRRIGACIÓN• PROYECTO OLMOS, ALTO PIURA derivan agua de la cuenca amazónica compartiendo agua del ríoHuancabamba. Se traslapa en su territorio explotaciones mineras y explotación petrolera.• PROYECTO TINAJONES, demanda agua de la cuenca oriental, en disputa con las demandas de losproyectos locales de Cajamarca.• PROYECTOS CHAVIMOCHIC Y CHINECAS, comparten el agua del río Santa, que en estiajedisminuye sus descargas y está afectado por el deshielo de sus glaciares.• Valle de ICA y la Región HUANCAVELICA, la primera deriva agua para su aprovechamiento en lasegunda, la región más pobre de Perú.• MAJES y la Provincia de Espinar en Cusco, por el uso de las nacientes del río Apurímac.• PASTO GRANDE y la Región de PUNO.