Geometra de Cauces

G. Belizario Q.

HIDRAULICA FLUVIAL

QUE ES EL RO?

El ro es un elemento natural que recoge las aguas de una cuenca y las

transporta en lmina libre hasta su

desembocadura.

Lo que tienen en comn los ros es transportar agua en lmina libre, el

recorrido o la planta del cauce de u n

ro no es fijo, puede cambiar de forma

aguda en sucesos extraordinarios o de

manera lenta y gradual a lo largo del

tiempo.

El ro transporta el agua sobre el material del valle, acarreado por el

propio ro. Este material puede ser

movido y arrastrado por el agua.

DEPSITOS FLUVIALES

Sedimentos acumulados por actividad de ros y deslizamientos por gravedad.

Gnesis actual bajo diversas condiciones climticas (desrticas, glaciales)

Depsitos son funcin de:

* Sedimentos transportados (tamao)

* Energa y velocidad del ro

* Forma y curvatura del ro y su lecho

parmetros de Sinuosidad y de Braiding

PARMETRO DE SINUOSIDAD SI1.5

meandriforme

SI = talveg/long valle

PARAMETRO DE BRAIDING

EVOLUCIN DE UN RO Los ros sufren variaciones en su caudal, que aumenta en

las estaciones lluviosas o de deshielo y disminuye en las

secas. Las crecidas pueden ser graduales o muy bruscas,

dando lugar a inundaciones catastrficas.

La clasificacin de los ros por su edad:

-Ros Jvenes; corresponden a un estado inicial de loso

ros. Cuando el agua forma su curso inicial, ste tiene una

seccin en forma de V. son muy irregulares, consisten de

materiales fracturados (Torrentes de montaa). Los ros

jvenes presentan variaciones importantes en los niveles

del lecho, y por lo tanto en los niveles del agua, como

parte de los procesos de agradacin y degradacin que les

son propios.

- Ro Maduros; Cuando el ro se convierte en maduro, se

amplia su seccin transversal. El valle es ms ancho.

Disminuye la pendiente. El ro est en equilibrio y

prximo a l.

-

LA PENDIENTE Y LA ENERGA DEL RO SON SUFICIENTES PARA

TRANSPORTAR EL APORTE SLIDO QUE LLEGA A L. EN EL RO MADURO

HAY PEQUEAS PLANICIES DE INUNDACIN Y ALGUNOS MEANDROS.

- ROS VIEJOS; LOS ROS VIEJOS CORRESPONDEN A UN ESTADO MS

AVANZADO DE DESARROLLO. LA PENDIENTE DEL RO SIGUE

DISMINUYENDO, SU ANCHO AUMENTA.

Profundo y Angosto

alta velocidad

Poco profundo y ancho

baja velocidad (friccin)

Alta friccin

velocidad baja, fondo con gravas gruesas

Mayor velocidad

EROSIN

Menor velocidad

DEPOSITACIN

Forma y rugosidad del lecho

influencia en velocidad de

corriente.

Cambio en curvatura

Aumento gradiente y velocidad.

Alta energa para transporte

de sedimentos muy finos por

cohesin.

Ros Trenzados

1.1

BARRAS LONGITUDINALES.

En parte media de los canales con eje ppal paralelo a corriente

Sedimentos gruesos (gravas y arenas) + prdida de competencia en transporte

Grano decreciente corriente abajo (hacia arriba de la barra)

Estructura interna: estratificacin masiva, aunque pueden presentarse capas con una estratificacin horizontal pobremente desarrollada.

BARRAS TRANSVERSALES.

Transversal al flujo al de corriente

Cuando hay mayor carga de detritos tamao arena.

Formas rmbicas, rizaduras por inclinacin caracterstica de las capas.

BARRAS LATERALES.

Muy largas

Areas de energa relativamente baja a lo largo

de las porciones laterales de la corriente

principal.

CARACTERSTICAS DE LOS SEDIMENTOS

seleccin moderada, redondez moderada

(variable), clastos de muchos tamaos

Miall (1977) trabajo clsicos sobre sedimentacin en los sistemas fluviales

Presentacin y codificacin de caractersticas

de distribucin de facies y estructuras

sedimentarias primarias que caracterizan los

depsitos de sistemas trenzados.

TIPO SCOTT

Mas importantes son gravas (>59%)

Como depsitos de barras interestratificados con estratos

lenticulares de arena (depositacin en

canales abandonados o en los lmites

de las barras.

TIPO DONJEK

Flujos no tan constantes arcilla y lodo pueden ser depositados sobre estas

porciones (gravas vara del 10 al 70%).

Estratificacin cruzada plana y cncava (estudio de caracterstica de horizontes

arenosos).

SECUENCIAS DISTALES

Planicies distantes (en ros trenzados)corrientes distribuidas por canales muy someros, gradientes en la

pendiente y competencia en el transporte ms bajas que en

porcin proximal arena producto caracterstico de sedimentacin.

TIPO PLATTE

Horizontes de arena con estratificacin cruzada plana (sedimentos ms

abundantes)

Pueden llegar a desarrollarse horizontes de gravas por formacin de barras

longitudinales, o bien, depsitos finos de

desbordamiento de canal.

TIPO BIJOU CREEK

Planicies distantes

Canalizacin muy incipiente y canales muy someros

Depsitos de arenas muy finas con laminacin horizontal.

ROS

MEANDRIFORMES

CARACTERSTICAS GENERALES

Confinados a un canal principal que presenta una sinuosidad mayor a 1.5

Gradiente de la pendiente es mucho menor que en los ros trenzados

Sedimentos involucrados en la carga de las corrientes son ms finos *

Ocurren como sistemas independientes, o como un cambio gradual corriente debajo de los ros trenzados

FORMACIN DE UN MEANDRO

TIPOS DE DEPSITOS

Depsitos de canal

Depsitos de barras de punta

Depsitos de diques (levees)

Depsitos de llanura de inundacin

Depsitos de crevasse-splay

Rellenos de canal abandonado

DEPSITOS

DEPSITOS DE CANAL

Compuestos generalmente de material grueso que los ros pueden mover o transportar durante los perodos de mxima

competencia de las corrientes.

Material incluye gravas, troncos u otro material vegetal de grandes dimensiones.

Tienden a ser depsitos de forma lenticular, en donde lo ms caracterstico es la imbricacin de clastos que presentan.

DEPSITOS DE BARRAS DE PUNTA

Se generan en las partes interiores de las curvas del canal.

Se caracterizan por una disminucin gradual de la granulometra y por una sucesin ideal de facies del tipo: (de

base a techo).

1. Conglomerados de fondo de canal

2. Estratificacin cruzada por migracin de dunas

3. Laminacin cruzada (ripple)

4. Lutitas de decantacin

DEPSITOS DE DIQUES (LEVEES)

Se originan a partir de los sedimentos de mayor granulometra de la carga en suspensin.

Alternancia de arenas, limos y arcillas (oscilaciones del nivel de energa).

Pueden estar cubiertas por vegetacin.

DEPSITOS DE LLANURAS DE INUNDACIN

Se encuentran en las zonas ms alejadas del cauce

Formados por sedimentos de grano fino, que han sido transportados en suspensin

Tienden a desarrollar poco espesor

Comnmente contienen grandes cantidades de material vegetal y presentan una bioturbacin moderada

DEPSITOS DE CREVASSE-SPLAY

Producidos por la rotura de los levees durante las crecidas y la posterior depositacin en estas grietas.

Presenta lentes de arena, intercalados con arcillas y limos de la llanura de inundacin

DEPSITOS DE CANAL ABANDONADO

Acortamiento: relleno gradual, primero carga tractiva y luego arcillas y limos cuando se cierra el canal.

Estrangulamiento: abandono brusco del canal, se crea un lago de meandro, con sedimento fino transportado en suspensin

RESUMEN Y SECUENCIA VERTICAL

ALGUNOS CRITERIOS DE ANLISIS

El tramo del ro corresponde a una determinada capacidad de transporte del material de fondo, el que depende de las

condiciones hidrulicas de contorno y de las propiedades del

fondo del ro (mFe = f (Q)).

Pero ya al inicio del tramo del ro posee una cierta historia, que se expresa en un determinado ingreso del material del fondo de

arrastrado. Este ingreso de arrastre de fondo es independiente

de las condiciones de contorno del tramo considerado, pues

depende de las condiciones de contorno aguas arriba, las

cuales pueden ser diferentes. Este ingreso de arrastre de fondo

tambin depende en cualquier caso del caudal (mFa = f (Q)).

BALANCE DE MAGNITUDES ARRASTRE DE FONDO

El ingreso de arrastre de fondo mFa y la capacidad de arrastre de fondo mFe.

mFa = mFe: Estado de equilibrio o estado de persistencia.

mFa > mFe: Estado de deposicin o acumulacin.

mFa < mFe: Estado de erosin.

Estados de arrastre de fondo

mFa = mFe: Estado de equilibrio o estado de persistencia. El ingreso de material de fondo arrastrado, es aproximadamente de la misma magnitud que

la capacidad de transporte correspondiente a las condiciones de contorno

hidrulicas. El fondo del ro pertenece en nivel constante a pesar del activo

movimiento de arrastre de fondo, as la demanda de arrastre de fondo del

correspondiente caudal se cubre mediante el ingreso de material desde

aguas arriba.

mFa > mFe: Estado de deposicin o acumulacin. El ingreso de arrastre de fondo es mayor que la capacidad de transporte. Es decir, ingresa ms

material del que se puede transportar, por lo que el exceso se deposita. La

geometra de los tramos en los estados de deposicin y de equilibrio es ms

o menos similar, por lo que a ambos se les denomina tramos de acumulacin.

mFa < mFe: Estado de erosin. El ingreso de arrastre de fondo es menor que la capacidad de transporte. Para cubrir el dficit, se extrae material adicional

del fondo, lo que causa que el fondo del ro se profundice.

ESTADO DE EROSIN

LATENTE

Este caso especial esta caracterizado por que a pesar

del desbalance de arrastre de

fondo, no se produce ninguna

erosin en el lecho del ro,

debido a que sus propiedades

no se lo permiten, porque el

fondo a sido erosionado tantas

veces que se ha lavado el

material fino, permaneciendo

solo el grueso.

Ros Anastomosados

CARACTERSTICAS GENERALES

Schumm (1968) los define como canales que se separan y coalescen, interconectndose entre s.

Rust (1978) usa el trmino para referirse a canales mltiples de alta sinuosidad.

Se desarrollan en reas de pendientes muy bajas.

Se asocian a llanuras aluviales, en regiones hmedas y con alta presencia de vegetacin.

Flanqueados por diques naturales prominentes.

TIPOS DE DEPSITOS

Depsitos de canal

Depsitos de crevasse-splay

Depsitos de levees

Depsitos de marismas y cinagas

DEPSITOS

DEPSITOS

Los de canal compuestos por arena y gravas finas, con una relacin anchura-espesor baja.

Los de levees flanquean a los canales (impiden su migracin lateral), compuestos por limos y arenas.

Las marismas y cinagas separan cada sistema canal-levee. Compuestos por lutitas ricas en materia orgnica.

Los de crevasse-splay son originados por la rotura de los levees, y son compuestos por lentejones arenosos.

REFERENCIAS

H. E. Reineck, I.B. Singh, 1980. Depositional Sedimentary Environments.

Alfredo Arche, coordinador.- Madrid: Consejo Superior de Investigaciones Cientficas, 1989. Sedimentologa.

http://gaia.geologia.uson.mx/academicos/grijalva/ambientesfluviales/