PMC MAIPO-Cap5

DIAGNOSTICO PLAN MAESTRO RIO MAIPO Y SUS AFLUENTES, REGION METROPOLITANA – DIRECCIÓN DE OBRAS HIDRÁULICAS - MOP

5. ESTUDIOS BASICOS DE LOS CAUCES

En este capítulo se presentan los estudios básicos, los que tienen el objetivo principal de apoyar las definiciones de zonas vulnerables por problemas de erosión, inundación del punto de vista hidráulico, además de apoyar la definición de zonas aptas para faenas de extracción de áridos del punto de vista mecánico fluvial y finalmente dar un diagnóstico preliminar del estado de infraestructura existente en el río.

Estos estudios se refieren principalmente a determinar la hidrología del río Maipo, modelar el río a través del estudio del eje hidráulico en los sectores estudiados, realizar un estudio de socavaciones con el fin de determinar el estado de las obras existentes en el río y finalmente estudiar el trasporte de sedimento en el río, para caracterizarlo del punto de vista mecánico fluvial.

5.1 CARACTERIZACIÓN HIDROLOGICA

El análisis hidrológico se orientó en 3 puntos solicitados: Determinación de periodos de retorno para caudales máximos instantáneos en periodo nival y pluvial, determinación del régimen hidrológico en función de los caudales medios mensuales y determinación de curvas de duración.

Para la determinación de los caudales máximos instantáneos es necesario poseer una extensión suficiente de información la cual no necesariamente se encuentra en todos los puntos solicitados, por tal razón es necesario extender la estimación realizada para algunos puntos, esto será realizado en base a la distribución de caudales medios mensuales dado que de esta forma se asegura considerar la variación de regimenes que se produce a lo largo del río Maipo.

La determinación del régimen hídrico se realizó en base a los caudales medios mensuales, sin embargo, esta información tampoco se encuentra en periodos concurrentes para todas las estaciones fluviométrica por lo que una vez seleccionado el periodo en común a utilizar se hizo necesario estimar los caudales medios mensuales en lugares sin estaciones fluviométrica o en donde la estación disponible no coincidía con el periodo adoptado. Esta interpolación se realizó considerando una distribución lineal del rendimiento hídrico por unidad de precipitación en los puntos de control disponibles lo que permite representar adecuadamente la variación de regimenes hídricos. No obstante, esta método se realizó solo entre puntos de control distantes, ya que en el caso contrario se prefirió una transposición desde aguas abajo quitando los aportes de los distintos afluentes que en la parte baja del río Maipo se encuentra controladas fluviométricamente y lo suficientemente cercanas como para representar mejor los cambios en los regimenes.

Las curvas de duración se obtuvieron utilizando toda la información disponible de caudales medios diarios, los cual hace infactible el procesamiento de toda la información por superar los 15.000 días con información. Razón por lo cual se procedió a crear 100 intervalos de clase considerando el promedio del intervalo como representativo, de esta forma es posible determinar el análisis de frecuencia para determinar las curvas de duración.

a) Información disponible.

Los puntos de control solicitados y la información generada en cada lugar en este estudio se identifican en la Tabla 5.1.

Tabla 5.1 Puntos de Control en la Cuenca del río Maipo

Lugar Norte Este Caudal Crecida Pluvial

Caudal Crecida Nival

Caudalmedio Mensual

GastoSólido

Maipo en San Alfonso 6.267.054 379.479 x x x

AC INGENIEROS CONSULTORES LTDA. Cap. 5 Estudios Básicos de los Cauces

JOSE ANTONIO SOFFIA 2747 - OF. 011 - 012 - 013 - 014 - CODIGO POSTAL 6650363 – PROVIDENCIA, SANTIAGO, CHILETELEFONO (56-2) 335 2252 - FAX (56-2) 334 4142 – email: [email protected]

5-1


Maipo en Colorado 6.282.894 372.938 x x x

Colorado en desembocadura 6.282.221 372.746 x x x x

Maipo en el Manzano 6.281.932 369.796 x x x x

Mapocho en Los Almendros 6.278.533 363.740 x x x

Maipo en Puente San Ramón 6.276.449 354.116 x x x

Clarillo en desembocadura 6.276.161 348.986 x x x

Maipo en río Clarillo 6.264.072 348.889 x x x

Angostura en Angostura 6.254.581 339.687 x x x

Paine en Longitudinal 6.247.751 338.212 x x x

Maipo en Puente Lonquén 6.258.333 331.606 x x x

Mapocho en Rinconada de Maipú 6.258.012 330.966 x x x x

Maipo en Angostura 6.266.830 324.905 x x x

Angostura en desembocadura 6.268.209 324.873 x x x

Maipo en Puente Naltahua 6.269.780 322.564 x x x

Maipo en Mapocho 6.267.599 313.233 x x x

Maipo en Chiñigue 6.263.880 303.069 x x x

Puangue en Ruta 68 6.264.168 299.885 x x

Maipo en Puente Marambio 6.261.122 295.470 x x x

Maipo en Puangue 6.307.471 282.195 x x x

Puangue en desembocadura 6.291.690 281.586 x x

Maipo en Cabimbao 6.301.334 266.002 x x x x

Mapocho en desembocadura 6.267.953 312.680 x x x

En la Fig. 5.1 se muestran los puntos de control y las estaciones fluviométricas disponibles en la cuenca del río Maipo, cuyas principales características se presentan en la Tabla 5.2.



5-2


Tabla 5.2 Estaciones Fluviométricas Disponibles en la Cuenca del Río Maipo

Código DGA Estación Norte(m)

Este(m)

Elev.(msnm)

Año de Instalación

Fecha de Supresión

05701001-0 Río Maipo En Las Hualtatas 6.239.020 392.232 1.820 197905701002-9 Río Maipo En Las Melosas 6.255.617 388.958 1.527 1966 sup05702001-6 Río Volcán En Queltehues 6.259.314 388.915 1.365 196605702002-4 Río Volcán En Lo Valdez 6.257.617 402.820 1913 01-09-191405703001-1 Río Yeso En Piuquenes 6.279.898 413.418 2.550 1969 01-04-197205703002-K Río Yeso En Embalse El Yeso 6.274.218 399.560 2.475 1968 01-07-197805703003-8 Río Yeso Antes Junta Río Maipo 6.261.162 388.894 1.250 1913 30-08-195805703004-6 Río Yeso En Manzanito 6.264.893 391.938 1943 01-06-195105703006-2 Estero Glaciar Echaurren 6.283.408 394.823 3.000 197505704001-7 Río Maipo En El Ingenio 6.262.936 382.698 1966 sup05704002-5 Río Maipo En San Alfonso 6.266.594 379.564 1.108 194205705001-2 Río Colorado A. Junta Río Olivares 6.292.648 394.722 1.500 197705706001-8 Río Olivares A. Junta Río Colorado 6.294.496 394.702 1.500 199105707001-3 Río Colorado En Maitenes 6.288.809 382.381 1969 01-07-193605707002-1 Río Colorado Antes Junta Río Maipo 6.283.147 373.168 890 197005710001-K Río Maipo En El Manzano 6.283.106 370.074 850 194005710002-8 Río Maipo En El Canelo 6.284.911 366.955 1914 01-08-193105713001-6 Río Angostura En Angostura 6.247.521 339.726 450 1968 01-02-197205715001-7 Río Paine En Longitudinal 6.254.888 338.059 375 1968 01-06-198405716001-2 Río Angostura En Valdivia De Paine 6.258.395 327.195 350 198105716003-9 Estero Pintue En Puente Pintue 6.251.001 327.329 200305717002-6 Río Maipo En Isla De Maipo 6.258.310 322.565 1929 01-08-193005717003-4 Río Maipo En El Rosario 6.262.006 322.496 345 1966 01-02-197305717005-0 Río Maipo En Naltahua 6.265.674 320.883 300 1955 31-01-196005720001-4 Río Molina A. Junta San Francisco 6.305.324 372.876 1.150 1987 30-07-198705721001-K Est. Yerba Loca A. Junta Sn Francisco 6.309.020 372.827 1.300 197405722001-5 Estero Arrayán En La Montosa 6.308.871 361.970 880 198005722002-3 Río Mapocho En Los Almendros 6.307.045 363.547 1024 194805722003-1 Río Mapocho En Las Condes 6.307.067 365.098 1943 30-07-194805722004-K Río Mapocho En Puente Nilhue 6.307.067 365.098 1928 30-07-194005722006-6 Est. Arrayán En Desembocadura (Ca) 6.308.849 360.419 870 1942 31-12-194505730002-7 C. San Carlos En Príncipe De Gales 6.301.342 352.776 579 1979 01-09-198105730003-5 C. San Carlos En Desemb. Río Mapocho 6.301.318 351.226 580 1965 30-01-198205730004-3 Zanjón De La Aguada En Santa Rosa 6.295.726 348.214 1928 01-08-193905730005-1 Zanjón De La Aguada Pte Particular 6.295.601 340.469 450 1971 31-12-198705730006-K Zanjón De La Aguada En Pajaritos 6.295.601 340.469 430 1968 06-08-196905730008-6 Quebrada Ramón En Recinto Emos 6.295.867 357.508 710 199605730011-6 Río Mapocho En Pte Pudahuel 6.299.139 331.110 450 1928 31-08-193105734001-0 Estero Polpaico En Chicauma 6.322.999 321.370 500 196805735001-6 Canal Colina En Peldehue 6.327.094 344.614 860 198005735003-2 Río Colina Sección Las Huacas 6.323.245 335.352 1930 31-12-193905735004-0 Canal Colina En Sección Las Huacas 6.325.120 336.874 1930 01-01-193405737002-5 Río Mapocho Rinconada De Maipú 6.291.746 331.239 420 195905737005-K Río Mapocho En El Monte 6.271.161 317.689 1947 30-09-195205740001-3 Río Maipo En Chignigue (Juncal) 6.269.005 302.275 200 1968 01-07-197705740002-1 Canal Maipo En Chocalan 6.263.230 291.580 1929 30-06-193005741001-9 Estero Puangue En Boquerón 6.315.215 301.325 488 196805746001-6 Estero Puangue En Ruta 78 6.274.115 282.063 100 197205748001-7 Río Maipo En Cabimbao 6.258.924 265.420 35 1939

FIG. 5.1



5-3


A pesar de la gran cantidad de estaciones disponibles, Tabla 5.2, cabe comentar que sólo algunas cuentan con la cantidad de información necesaria para realizar un análisis de frecuencia satisfactorio, tal como sucede con la estación río Angostura en Angostura que a pesar de encontrarse dentro de los puntos de control solicitados su estadística desde 1968 a 1972 no es suficiente para realizar una extensión y análisis de frecuencia. Además, en general la ubicación de la mayoría de las estaciones no coincide con los puntos de control establecidos en el presente estudio. Por lo que las estaciones seleccionadas se encuentran en la Tabla 5.3.

Tabla 5.3 Estaciones Fluviométricas Seleccionadas

Código DGA Estación Norte(m)

Este(m)

Elev.(msnm)

Año de Instalación

Fecha de Supresión

05704002-5 Río Maipo En San Alfonso 6266594 379564 1108 1942 Vigente05707002-1 Río Colorado Antes Junta Río Maipo 6283147 373168 890 1940 Vigente05710001-K Río Maipo En El Manzano 6283106 370074 850 1946 Vigente05715001-7 Río Paine En Longitudinal 6254888 338059 375 1968 01-06-198405716001-2 Río Angostura En Valdivia De Paine 6258395 327195 350 1981 Vigente05722001-5 Estero Arrayán En La Montosa 6308871 361970 880 1980 Vigente05722002-3 Río Mapocho En Los Almendros 6307045 363547 1024 1948 Vigente05737002-5 Río Mapocho Rinconada De Maipú 6291746 331239 420 1959 Vigente05741001-9 Estero Puangue En Boquerón 6315215 301325 488 1960 Vigente05746001-6 Estero Puangue En Ruta 78 6274115 282063 100 1986 Vigente05748001-7 Río Maipo En Cabimbao 6258924 265420 35 1939 Vigente

No obstante, la selección anterior se hizo necesario realizar un relleno de la estadística producto de los meses sin información en las series, Tabla 5.4, para lo cual se rellenaron los caudales medios mensuales mediante una transposición de caudales con estaciones cercanas con una ponderación de la precipitación media anual. En el caso de los caudales máximos instantáneos, el relleno se realizó en base a correlaciones con las estaciones cercanas, cuyo detalle se encuentra en el punto siguiente.

Como se aprecia en la Tabla 5.4, la cantidad de meses que fueron rellenados es pequeña por lo que no debiera modificar los regimenes ni la frecuencia de los datos de la estación.



5-4


Tabla 5.4 Detalle de calidad de información en las estaciones seleccionadas

Caudales medios mensualesNombre Estación 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06

Angostura En Desembocadura 7 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okColorado En Desembocadura ok 9 ok ok ok 8 ok ok 5 6 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok 11 ok ok ok ok ok 11 11 ok ok ok ok ok 11 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okMaipo En Cabimbao 9 ok 11 ok ok 3 9 ok ok ok ok ok ok 10 8 7 9 10 11 7 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 11 ok ok ok ok okMaipo En El Manzano 2 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok ok 11 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 8 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okMaipo En San Alfonso ok ok ok ok ok 7 11 ok ok ok ok ok 11 ok ok ok 11 ok 10 9 ok ok 9 8 11 ok 11 9 5 5 ok ok ok 11 11 ok 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 6 ok ok ok ok ok ok ok ok okMapocho En Los Almendros 5 ok ok 11 ok ok ok 9 11 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 1 ok 9 ok ok 4 9 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okMapocho En Rinconada De Maipú 3 ok ok ok ok 11 10 ok ok ok ok 11 ok ok 10 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okPuangue En Ruta 78 3 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okPuangue En Boquerón ok ok ok 11 11 11 ok ok ok ok ok ok 11 ok ok 7 4 6 8 8 ok 11 ok ok ok ok 11 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok 10 ok ok ok ok ok ok ok 9Estero Arrayán En La Montosa 11 ok ok 11 ok ok ok ok ok ok ok 5 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok okRío Paine En Longitudinal 1 ok ok ok ok ok ok ok ok ok 9 10 5 ok ok ok ok ok ok ok ok ok

Caudales máximos InstantáneosNombre Estación 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06

Angostura En Desembocadura 7 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 10Colorado En Desembocadura 2 8 ok ok 6 6 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok 11 ok ok ok ok ok 11 11 ok ok ok ok ok 11 10 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okMaipo En Cabimbao 1 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 11 ok ok ok ok okMaipo En El Manzano 2 8 11 11 11 ok ok 10 ok 8 ok ok 11 ok ok 10 ok 10 ok 11 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 8 ok 11 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok okMaipo En San Alfonso 4 7 11 ok ok ok ok ok 11 ok ok ok 11 ok 10 9 ok ok 9 8 11 ok 11 9 5 5 ok ok ok 11 11 ok 10 11 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 6 ok ok ok ok ok 10 ok ok okMapocho En Los Almendros 3 10 11 ok 9 11 10 ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok 8 7 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 11 ok ok ok 8Mapocho En Rinconada De Maipú 3 ok ok ok ok 11 10 ok ok ok ok 11 ok ok 10 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 10 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 7 ok ok 10Puangue En Ruta 78 7 ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok ok 9Puangue En Boquerón 10 6 5 ok 11 ok 11 7 4 6 8 7 ok 11 ok ok ok ok 2 7 ok ok 11 11 ok 11 ok ok ok 10 ok ok ok ok ok ok ok 9

ok : Mes Completonº : Mes Incompleto. Nº: número de meses con información



5-5


b) Relleno de series de caudales máximos instantáneos

Como toda serie de datos, las estaciones seleccionadas poseen vacíos de información que son necesarios de rellenar. El relleno se realizó considerando una correlación con la estación más cercana y de régimen hídrico similar, para los caudales máximos en la misma fecha, sin embargo, dada la inexistencia de la serie de datos de caudales máximos instantáneos diarios en frecuencia diaria, se utilizó como base la serie de caudales medios diarios. Posteriormente, se obtuvo las correlaciones entre el caudal máximo y el medio para cada estación considerando fechas coincidentes y solo los caudales de crecidas.

Se consideraron correlaciones diferentes para cada régimen hidrológico pluvial y nival, a modo de obtener una mejor representación y mejores estadígrafos.

En la Tabla 5.5 y 5.6 se presentan las correlaciones y factores de correlación estimados entre las estaciones. El detalle de las series de caudales utilizados se encuentra en el Anexo 7.2.

Tabla 5.5 Correlaciones entre estaciones para caudales máximos instantáneosy medios diarios Régimen Nival

Caudales Nivales R2

Estación Maipo San Alfonso / Estación Colorado en desembocaduraQMáx – Colorado = 1,251 Qmedio – Colorado 0,49

Qmedio – Colorado = 2,217(Qmedio – San Alfonso)^0,7834 0,68

QMáx – San Alfonso = 1,145 Qmedio – San Alfonso 0,85

Estación Maipo Manzano / Estación Maipo San AlfonsoQMáx – Manzano = 1,157 Qmedio – Manzano 0,97

Qmedio – Manzano = 1,438 Qmedio – San Alfonso 0,87QMáx – San Alfonso = 1,145 Qmedio – San Alfonso 0,85

Estación Angostura Paine / Estación Maipo Rinconada de Maipú

QMáx - V. de Paine = 1,243 QMedio - V. de Paine 0,69

QMedio - V. de Paine = 0,666 QMedio - R. de Maipú 0,54

QMáx - R. de Maipú = 1,584 QMedio - R. de Maipú 0,76

Estación Mapocho Los Almendros / Estación Arrayán en la Montosa

QMáx - Mapocho en los A. = 1,296 QMedio - Mapocho en los A. 0,95

QMedio - Mapocho en los A. = 3,562 QMedio - Arrayán en la M. 0,68

QMáx - Arrayán en la M. = 1,185 QMedio - Arrayán en la M. 0,98

Tabla 5.6 Correlaciones entre estaciones para caudales máximos instantáneosy medios diarios en Régimen Pluvial



5-6


Caudales Pluviales R2

Estación Colorado en desembocadura / Estación Maipo San AlfonsoQMáx - Colorado = 1,543 QMedio - Colorado 0,85

QMedio - Colorado = 0,507 QMedio - San Alfonso 0,51

QMáx - San Alfonso = 1,368 QMedio - San Alfonso 0,98

Estación Maipo Manzano / Estación Maipo ManzanoQMáx - Manzano = 1,635 QMedio - Manzano 0,84

QMedio - Manzano = 2,060 QMedio - San Alfonso 0,54

QMáx - San Alfonso = 1,368 QMedio - San Alfonso 0,96

Estación Angostura Paine / Estación Maipo Rinconada de MaipúQMáx - V. de Paine = 1,210 QMedio - V. de Paine 0,95

QMedio - V. de Paine = 0,653 QMedio - R. de Maipú 0,76

QMáx - R. de Maipú = 1,254 QMedio - R. de Maipú 0,83

Estación Mapocho Los Almendros / Estación Arrayán en la MontosaQMáx - Mapocho en los A. = 1,798 QMedio - Mapocho en los A. 0,92

QMedio - Mapocho en los A. = 3,517 QMedio - Arrayán en la M. 0,42

QMáx - Arrayán en la M. = 1,789 QMedio - Arrayán en la M. 0,89

Estación Maipo Cabimbao / Estación Puangue Ruta 78QMáx - Maipo en C. = 1,159 QMedio - Maipo en C. 0,96

QMedio - Maipo en C. = 5,804 QMedio - Puangue en Des. 0,77

QMáx - Puangue en Des. = 1,237 QMedio - Puangue en Des. 0,94

Estación Puangue en Boquerón / Estación Puangue Ruta 78QMax - Puangue en Boquerón = 1,159 QMedio - Puangue en Boquerón 0,80

QMedio - Puangue en Boquerón = 5,804 QMedio - Puangue en Ruta 78 0,77

QMáx - Puangue en Ruta 78 = 1,237 QMedio - Puangue en Ruta 78 0,94

Algunas estaciones presentaron bajas correlaciones producto de situaciones puntuales. En el caso de Colorado en desembocadura en régimen Nival, se tiene que la serie de datos entre caudales medios y máximos para valores importantes siguen una constante aproximada de 1,2, en cambio para valores bajos esta constantes aumenta a valores superiores a 1,8 lo cual puede deberse a la influencia de crecidas momentáneas en los caudales producto de tormentas de corta duración en la alta cordillera que afectan más notoriamente cuando los caudales precedentes eran bajos. Además, en general los coeficientes de correlación cuadráticos R2 entre caudales medios de distintas estaciones presentas valores bajos producto de la dispersión existente a causa de múltiples factores como: distintas distribuciones espaciales de la precipitación ante eventos diferentes, posibles desbordes entre estaciones que amortigua y desplaza los valores peak, etc.

Las correlaciones de las tablas 5.5 y 5.6 se utilizaron para rellenar valores faltantes entre ambas estaciones en cada caso, es decir, si la estación A tiene información en la fecha en que B no lo tiene se realiza la estimación correspondiente, lo mismo ocurre en el caso contrario.

Las series rellenadas de caudales máximos instantáneos se consideraron como patrón para los restantes puntos de control de la cuenca.



5-7


c) Caudales Medios Mensuales

b.1) Río MaipoPara la generación de caudales medios mensuales en los puntos sin control fluviométrico se

procedió a dividir la cuenca del río Maipo en función del régimen hídrico predominante, de forma de realizar una estimación considerando zonas homogéneas.

El límite entre zonas se consideró en la coordenada UTM Este 360.000 que representa aproximadamente el límite poniente de la Cordillera de Los Andes, y el siguiente límite la coordenada UTM Este 315.000 por representar aproximadamente la división entre los esteros y quebradas que drenan hacia el poniente en la Cordillera de la Costa.

Los promedios aquí determinados corresponden al periodo común entre 1987/1988 y 2006/2007. No obstante, múltiples estaciones poseen una extensión superior a este intervalo, el cual no fue considerado para los cálculos e interpolación de los puntos de control. En la Tabla 5.7 se encuentra cada punto de control clasificado según su régimen hidrológico.

Tabla 5.7 Régimen Hídrico en los puntos de Control

Régimen Punto de Control

Nival

Maipo en San AlfonsoMaipo en Colorado

Colorado en desembocaduraMaipo en el Manzano

Mapocho en Los AlmendrosMaipo en Puente San Ramón

Maipo en río Clarillo

Mixto

Clarillo en desembocaduraPaine en Longitudinal

Maipo en Puente LonquénMapocho en Rinconada de Maipú

Maipo en AngosturaMaipo en Puente Naltahua

Maipo en MapochoMapocho en desembocadura

Tabla 5.7 Régimen Hídrico en los puntos de Control (Continuación)

Mixtode

predominio Pluvial o Pluvial

Angostura en AngosturaAngostura en desembocadura

Maipo en ChiñiguePuangue en Ruta 68

Maipo en Puente MarambioMaipo en Puangue

Puangue en desembocaduraMaipo en Cabimbao



5-8


En la zona de régimen Mixto de predominio Pluvial o Pluvial, se consideraron las estaciones Maipo en Cabimbao, Puangue en Ruta 78 y Puangue en Boquerón para hacer transposiciones sucesivas de caudal. Comenzando con los caudales de Cabimbao es posible trasponer hacia aguas arriba obteniendo los caudales medios mensuales aguas abajo de la desembocadura del Estero Puangue. En base a la diferencia con los caudales medios del Estero Puangue y Maipo en Cabimbao, se determinaron los caudales medios mensuales de todos los puntos de control aguas arriba de la confluencia realizando transposiciones hasta la desembocadura del río Mapocho.

Las transposiciones de caudales se realizaron considerando una ponderación por el área aportante y por la precipitación media anual en cada subcuenca obtenida del “Balance Hídrico de Chile” MOP-DGA 1987. Los valores utilizados se encuentran consignados en la Tabla 5.8 y corresponden a puntos aguas arriba de los respectivos lugares y confluencias.

Tabla 5.8 Precipitación Media Anual y Área Aportante en los puntos de Control

Puntos de ControlPrecipitación Media

Anual(mm)

Área(Km2)

Maipo en Cabimbao 923,4 14915,2Puangue en desembocadura 453,0 1813,1Maipo en Puangue 939,2 12464,7Maipo en Puente Marambio 952,5 12131,6Puangue en Ruta 68 458,3 552,4Maipo en Chiñigue 960,7 12039,1Maipo en Mapocho 1107,1 7393,4Maipo en Puente Naltahua 1116,2 7304,2Angostura en desembocadura 813,7 1546,3Maipo en Angostura 1216,0 5570,8Mapocho en Rinconada de Maipú 555,1 3980,1

Maipo en Puente Lonquén 1241,3 5549,5Paine en Longitudinal 911,2 350,6Angostura en Angostura 991,5 715,0Maipo en río Clarillo 1303,4 5113,3Clarillo en desembocadura 1078,6 356,5Maipo en Puente San Ramón 1324,7 5083,1Mapocho en Los Almendros 819,3 649,6Maipo en el Manzano 1368,1 4876,8Colorado en desembocadura 1059,7 1669,1

Tabla 5.8 Precipitación Media Anual y Área Aportante en los puntos de Control (Continuación)

Maipo en Colorado 1461,4 3180,9Maipo en San Alfonso 1432,0 2819,0Mapocho en desembocadura 544,0 4500,0

El promedio de los caudales medios mensuales obtenidos se resumen en la Tabla 5.9 y Fig. 5.2. El detalle de las series originales de caudales se encuentran en el anexo 7.1.

Tabla 5.9 Caudal Medio Mensual en puntos de control con régimen Mixto de predominio Pluvial(m3/s). Promedio Período 1987/1988 – 2006/2007



5-9


Mes Maipo Cabimbao

Aguas Abajo Puangue

Aguas Arriba Puangue

Maipo Pte. Marambio

Maipo Chiñigue

Aguas Abajo Mapocho

Puangue en Ruta 68

Abril 82,6 75,1 58,5 52,4 51,8 53,1 2,8Mayo 118,2 107,5 87,1 78,1 77,2 79,1 3,3Junio 200,0 181,9 146,9 131,6 130,1 133,4 8,8Julio 222,6 202,5 172,3 154,5 152,6 156,5 9,5Agosto 220,7 200,8 173,9 155,9 154,0 157,9 9,6Septiembre 158,2 143,9 124,4 111,5 110,1 112,9 6,1Octubre 113,9 103,6 89,4 80,1 79,1 81,2 3,5Noviembre 149,6 136,1 125,5 112,5 111,1 114,0 2,3Diciembre 171,6 156,1 148,6 133,2 131,6 135,0 1,6Enero 144,2 131,1 125,5 112,5 111,1 114,0 1,1Febrero 93,3 84,9 77,2 69,2 68,4 70,2 1,3Marzo 78,5 71,4 58,6 52,5 51,9 53,2 1,9

Nota: La estación Maipo en Cabimbao corresponde a la estación Patrón, las demás se estimaron mediante transposiciones y diferencias.

En la zona nival se realizó un procedimiento similar al anterior, comenzando desde aguas arriba para estimar los caudales en el Maipo previo a la confluencia con el río Colorado. Salvo este punto de control, los demás poseen control fluviométrico. En la Tabla 5.10 se resumen los caudales medios mensuales obtenidos para el período 1987/1988 – 2006/2007.

Tabla 5.10 Caudal Medio Mensual en puntos de control con régimen Nival (m3/s)Promedio Período 1987/1988 – 2006/2007

MesMaipo en San

AlfonsoMaipo antes

desemb. ColoradoColorado en

desembocaduraMaipo El Manzano

Abril 52,7 60,7 22,0 78,1Mayo 49,5 57,0 17,9 75,6Junio 45,3 52,2 17,4 65,8Julio 43,4 50,0 17,3 69,5Agosto 44,5 51,3 18,0 71,4Septiembre 50,4 58,0 20,6 79,8Octubre 74,2 85,5 27,5 109,9Noviembre 128,0 147,4 44,5 174,0

Tabla 5.10 Caudal Medio Mensual en puntos de control con régimen Nival (m3/s)Promedio Período 1987/1988 – 2006/2007 (Continuación)

Diciembre 172,1 198,2 63,0 231,4Enero 161,5 186,0 66,9 222,5Febrero 111,3 128,2 52,9 160,5Marzo 74,2 85,4 34,6 109,7

Nota: La estación Maipo en San Alfonso, Colorado en desembocadura y Maipo en El Manzano corresponden a las estaciones Patrones, la otra se estimó mediante transposiciones y diferencias.

Los caudales medios mensuales de Maipo antes de la desembocadura se obtuvieron transponiendo los caudales de Maipo antes de la desembocadura del Mapocho y extrayendo los caudales de los aportes del río Angostura. Mayor detalle se encuentra más adelante cuando se analiza el río angostura.



5-10


En la zona mixta nival – pluvial, se produce una transición entre los regimenes, por lo que es necesario realizar un tratamiento distinto al anterior por cuanto no existen estaciones con registros confiables en el río Maipo en esta zona.

El procedimiento utilizado correspondió a una transición lineal entre los rendimiento hídricos mensuales (η) de los puntos de control que se encuentran en el límite de las zonas, Maipo en El Manzano y Maipo después de la desembocadura del río Mapocho. Sin embargo, dado que el punto Maipo en Puente Naltahua se encuentra entre dos aportes importantes y próximos, se optó por realizar la transición de rendimientos hídricos desde el punto Maipo antes de la desembocadura del Angostura, ya que la variación del régimen hídrico en este punto queda mejor representado por las incorporaciones anteriores. Los caudales medios mensuales de Maipo antes de la desembocadura del Angostura se estimaron transponiendo los caudales de Maipo antes de la desembocadura del Mapocho y extrayendo los caudales de los aportes del río Angostura, con esta información se estimó el rendimiento hídrico de este punto. La relación utilizada es la siguiente:

El parámetro mediante el cual se realizó la interpolación, corresponde al área aportante a cada punto de control, es decir, se determinó el rendimiento hídrico entre en los puntos extremos para cada mes que para nuestro caso corresponde a Maipo en El Manzano y Maipo antes del Angostura, luego se interpoló según el área aportante de los puntos intermedios, de esta forma se consigue el rendimiento hídrico de cada punto que al multiplicarlo por su área y la precipitación media de la cuenca se obtiene el caudal medio mensual para cada mes. La ventaja de realizar la estimación de esta forma es que se involucra tanto la precipitación como el área aportante en un concepto físico que tradicionalmente varía gradualmente en la cuenca según los distintos aprovechamientos del agua que se realizan en una cuenca, además, se considera la posibilidad de realizar una variación en la distribución de los caudales en el año, sin la necesidad de realizar una amplificación o disminución constante de la distribución mensual al considerar una transposición de caudales. Los rendimientos hídricos obtenidos se encuentran en la Tabla 5.10.



5-11


Figura 5.2 Caudal Medio Mensual en puntos de control con régimen Mixto de predominio Pluvial (m3/s)

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal M

edio

(m3/

s)

Maipo Carimbao Aguas Abajo Puangue Aguas Arriba Puangue

Maipo Pte. Marambio Maipo Chiñigue Aguas Abajo Mapocho



5-12


Figura 5.3 Caudal Medio Mensual en puntos de control con régimen Nival (m3/s)

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal M

edio

(m3/

s)

Maipo en San Alfonso Maipo antes desemb. Colorado

Colorado en desembocadura Maipo El Manzano



5-13


Tabla 5.11 Rendimiento Hídrico en régimen mixto (1e3/s)

Meses Maipo Antes Angostura

MaipoEl Manzano

Maipo Pte. Lonquén

Maipo Antes Clarillo

Maipo Pte.San Ramón

Abril 0,0025 0,0117 0,0028 0,0086 0,0090Mayo 0,0061 0,0113 0,0062 0,0095 0,0098Junio 0,0098 0,0099 0,0098 0,0098 0,0098Julio 0,0120 0,0104 0,0120 0,0110 0,0109Agosto 0,0120 0,0107 0,0120 0,0111 0,0111Septiembre 0,0081 0,0120 0,0083 0,0107 0,0108Octubre 0,0039 0,0165 0,0042 0,0122 0,0127Noviembre 0,0075 0,0261 0,0081 0,0197 0,0206Diciembre 0,0119 0,0347 0,0126 0,0269 0,0279Enero 0,0104 0,0334 0,0111 0,0255 0,0265Febrero 0,0046 0,0241 0,0052 0,0174 0,0183Marzo 0,0019 0,0164 0,0024 0,0115 0,0121Área (km2) 5570,8 4876,8 5549,5 5113,3 5083,1PP anual (mm.) 1216,0 1368,1 1241,3 1303,4 1324,7

Nota: La estación Maipo antes de Angostura y Maipo en El Manzano corresponden a las estaciones Patrones para el tramo.

Como se aprecia en la Tabla 5.11 existe una disminución del rendimiento hídrico entre Maipo en El Manzano y Maipo antes de Angostura en la mayoría de los meses, esto se debe a la gran cantidad de extracciones de caudal que existe entre estos puntos, tales como bocatomas de riego, trasvasije entre subcuencas, consumo de agua potable. Este efecto en general produce una disminución del caudal medio aguas abajo de El Manzano con la consecuente disminución del rendimiento hídrico en los meses en que se producen estos consumos. No obstante, en los meses de Junio, Julio y Agosto que corresponden a los meses que presentan mayores caudales de invierno se produce una conservación o aumento del rendimiento hídrico lo cual es consecuente con la consideración de una transposición de caudales en donde se asume que el rendimiento hídrico es constante.

Los caudales medios obtenidos en base a los rendimientos de la Tabla 5.11, muestran en la Tabla 5.12 y Figura 5.4.

Tabla 5.12 Caudales Medios Mensuales en régimen mixto (m3/s)Promedio Período – 1987/1988 – 2006/2007

Mes Maipo Antes Angostura

Maipo El Manzano

Maipo Pte. Lonquén

Maipo AntesClarillo

Maipo Pte.San Ramón

Abril 16,9 78,1 18,8 57,3 59,9Mayo 41,0 75,6 42,1 63,8 65,3Junio 66,2 65,8 66,2 65,9 65,9Julio 81,3 69,5 80,9 73,5 73,0Agosto 81,3 71,4 81,0 74,8 74,3Septiembre 55,2 79,8 55,9 71,4 72,5Octubre 26,1 109,9 28,7 81,3 85,0Noviembre 50,7 174,0 54,5 132,0 137,4Diciembre 80,3 231,4 85,0 179,9 186,5Enero 70,7 222,5 75,4 170,8 177,4Febrero 30,9 160,5 34,8 116,3 122,0Marzo 13,1 109,7 16,0 76,7 80,9

b.2) Río MapochoLos puntos de control ubicados en el río Mapocho corresponden a 2 estaciones fluviométricas, no

obstante, fue necesario estimar los caudales medios en la desembocadura del río Mapocho, para lo cual se



5-14


aplicó el procedimiento antes explicado, por encontrarse distante aproximadamente 30 km de la estación Rinconada de Maipú y por ser de carácter mixto. Se estimó el rendimiento hídrico a partir de Mapocho en los Almendros y Mapocho en Rinconada de Maipú. Los resultados se encuentran resumidos en la Tabla 5.13 y Fig. 5.5.

Tabla 5.13 Caudales Medios Mensuales en el río Mapocho (m3/s)Promedio Período – 1987/1988 – 2006/2007

MesCaudal Rendimientos Hídricos (1e3/s) Caudal

Los Almendros Rinconada de Maipú Los Almendros Rinconada

de Maipú Desembocadura Mapocho enDesembocadura

Abril 2,2 26,0 0,0042 0,0118 0,0129 29,67Mayo 3,2 25,2 0,0061 0,0114 0,0123 28,68Junio 4,5 45,2 0,0084 0,0205 0,0223 51,56Julio 5,7 45,7 0,0108 0,0207 0,0222 51,96Agosto 7,0 50,7 0,0131 0,0229 0,0245 57,52Septiembre 8,3 40,0 0,0156 0,0181 0,0185 44,96Octubre 10,9 38,3 0,0204 0,0173 0,0169 42,57Noviembre 12,8 43,9 0,0241 0,0199 0,0192 48,73Diciembre 10,7 42,1 0,0201 0,0191 0,0189 47,01Enero 7,5 35,2 0,0140 0,0159 0,0162 39,55Febrero 4,4 29,3 0,0082 0,0133 0,0141 33,20Marzo 2,9 28,2 0,0054 0,0127 0,0139 32,11Área (km2) 649,6 3980,1 649,56 3980,1 4499,6 4499,6PP Anual (mm) 819,3 555,1 819,32 555,1 543,8 543,8



5-15


Figura 5.4 Transición de Caudales Medios Mensuales de régimen Nival a Mixto en puntos de control (m3/s)

0,0

25,0

50,0

75,0

100,0

125,0

150,0

175,0

200,0

225,0

250,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal M

edio

(m3/

s)

Maipo Antes Angostura Maipo Pte. Lonquen Maipo Antes Clarillo

Maipo Pte. San Ramón Maipo El Manzano



5-16

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal (

m3/

s)

Ruta 78 Desembocadura Boqueron Ruta 68


Figura 5.5 Caudales Medios Mensuales en el río Mapocho (m3/s)

Figura 5.5 Caudales Medios Mensuales en el Estero Puangue (m3/s)

b.3) Estero PuangueEl estero Puangue es controlado mediante 2 estaciones fluviométricas, sin embargo su ubicación

no coincide con los puntos de control solicitados en el estudio. La estación estero Puangue en Ruta 78 se encuentra aproximadamente a 10 km aguas arriba de la desembocadura y la estación estero Puangue en Boqueron se encuentra aproximadamente a 15 km aguas arriba del punto de control, además presentan una diferencia de áreas aportantes importantes como para asociarlos directamente, además la estación Puangue en Boqueron presenta numerosos meses en que el caudal es muy cercano a cero por encontrarse casi al inicio de la cuenca. En razón de lo señalado se optó por considerar el promedio de las transposiciones entre la estación Boquerón y la estación Ruta 78 para el punto de control en la Ruta 68. En el caso de Puangue en desembocadura se realizó una transposición desde la estacione en Ruta 78. El resultado de los caudales medios se encuentra en la Tabla 5.14 y Fig. 5.6.

Tabla 5.14 Caudales Medios Mensuales en el Estero Puangue (m3/s)Mes Ruta 78 Desembocadura Boquerón Ruta 68

Abril 15,7 16,7 0,02 2,82Mayo 19,2 20,4 0,12 3,34Junio 33,1 35,1 3,48 8,80Julio 28,4 30,1 2,58 9,48Agosto 25,4 26,9 2,73 9,60Septiembre 18,5 19,6 1,53 6,09Octubre 13,4 14,2 0,62 3,50Noviembre 10,0 10,6 0,32 2,32Diciembre 7,0 7,5 0,19 1,56Enero 5,3 5,6 0,09 1,09Febrero 7,2 7,6 0,07 1,29Marzo 12,1 12,8 0,03 1,91Área (km2) 1711 1813 137 552

Figura 5.6 Caudales Medios Mensuales en el Estero Puangue (m3/s)



0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal (

m3/

s)

Los Almendros R. De Maipu Desembocadura

5-17


b.4) Río AngosturaEl río Angostura es necesario controlarlo en 3 puntos: en la desembocadura, en el sector de

Angostura y estero Paine en Longitudinal. Los 3 puntos presentan estaciones fluviométricas, sin embargo la única operativa actualmente es Angostura en Valdivia de Paine, llamada en este estudio como Angostura en desembocadura por su cercanía a esta, razón por la cual se realizó una transposición de caudales a los puntos solicitados. Cabe comentar que no fue posible completar la estadística que existe en estos puntos por presentar periodos no concurrentes de información. Los valores obtenidos se encuentran en la Tabla 5.15 y Fig. 5.7, junto a los caudales medios del Maipo antes de incorporación del Angostura, posterior a este y en el puente Naltahua.

Tabla 5.15 Caudales Medios Mensuales en el río Angostura y Maipo (m3/s)Mes Desembocadura Paine en Longitudinal En Angostura Antes

AngosturaDespués

AngosturaAbril 17,4 4,4 9,8 16,9 29,9Mayo 19,0 4,8 10,7 41,0 59,0Junio 40,9 10,4 23,1 66,2 96,6Julio 39,2 10,0 22,1 81,3 120,5Agosto 37,1 9,4 20,9 81,3 116,3Septiembre 27,7 7,0 15,6 55,2 79,5Octubre 24,0 6,1 13,5 26,1 47,4Noviembre 25,8 6,6 14,5 50,7 76,6Diciembre 21,9 5,5 12,3 80,3 101,3Enero 17,8 4,5 10,1 71,3 86,3Febrero 17,9 4,5 10,1 30,8 45,3Marzo 17,8 4,5 10,0 13,2 27,4Área (km2) 1546,3 350,6 715,0 5570,8 7117,1PP anual (mm) 813,7 911,2 991,5 1216,0 1128,6

Nota: Para fines prácticos la estación de Angostura en Valdivia de Paine es llamada como Angostura en desembocadura.Figura 5.7 Caudales Medios Mensuales en el río Angostura y Maipo (m3/s)



0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

ABRILMAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SEPTIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

DICIEMBRE

ENERO

FEBRERO

MARZO

Cau

dal (

m3/

s)

Desembocadura Paine en Longitudinal En Angostura

Antes Angostura Despues Angostura

5-18


Los valores de caudales medios mensuales del Maipo antes del angostura se determinó en base a la información de aguas abajo por diferencia y transposición, sin embargo cuando dicha diferencia era menor de cero se impuso un valor de 1 m3/s, esto ocurría principalmente en los meses de verano y para años secos.

d) Caudales Máximos Instantáneos

Los puntos de control que poseían estaciones fluviométricas se les realizó un análisis de frecuencias en base al total de años disponibles en cada una de ellas, previo al relleno de información en base a las correlaciones estimadas en la sección a) y a un análisis de consistencia en los lugares donde existieran estaciones suficientes para tal fin. Los lugares en donde se realizó un análisis de consistencia corresponden al Maipo Alto con las estaciones de Maipo en San Alfonso, Colorado en desembocadura y Maipo en El Manzano, y al Mapocho entre las estaciones Mapocho en Los Almendros y Mapocho en Rinconada de Maipú. De este análisis se concluyó que existía una inconsistencia en la Estación de Maipo en El Manzano, por lo que su serie fue corregida según correspondía. La corrección realizada se presentan en el Anexo 7.3 y Figura 5.8. Las series resultantes se encuentran en la Tabla 5.16.

En los puntos de control sin estaciones fluviométricas se realizó una estimación de las series en base a las estaciones disponibles. Esta interpolación se llevó a cabo a través de los rendimientos hídricos utilizados para generar los caudales medios mensuales, es decir, para estimar por ejemplo la serie de caudales máximos instantáneos en Maipo en Puente San Ramón se utilizó la razón de rendimiento hídricos entre este punto y Maipo en El Manzano mes a mes. Las series previas al análisis de frecuencia y los test de bondad aplicados a todos los puntos de control se encuentran en el Anexo 7.4.

El análisis de caudales máximos instantáneos se realizó considerando en forma separada los regimenes pluvial y nival en todos los puntos de control, salvo los ubicados en el estero Puangue que claramente no presenta ninguna influencia nival como se aprecia en la Fig. 5.5.

Figura 5.8 a) Inconsistencia detectada en la estación Maipo en El Manzano – Pluvial (m3/s)



5-19


Análisis de Consistencia Maipo Alto

y = 2.3749x + 3538.8

y = 2.4356x

y = 3.8x - 2757.6y = 2.4787x

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000Patrón

Esta

ción

San Alfonso Pluvial Colorado Pluvial El Manzano Tramo3El Manzano Tramo1 El Manzano Tramo2 El Manzano Modificado

Figura 5.8 b) Inconsistencia detectada en la estación Maipo en El Manzano – Nival (m3/s)Análisis de Consistencia Maipo Alto

y = 2.174x - 513.49

y = 1.6848x + 2630.8

y = 1.9632x

y = 1.9835x

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000Patrón

Esta

ción

San Alfonso nival Colorado nival El Manzano Tramo 3

El Manzano Tramo 1 El Manzano Tramo 2 El Manzano Modificado



5-20


Tabla 5.16 Caudales Máximos Instantáneos en estaciones Fluviométricas (m3/s)

Año

Maipo en San Alfonso

Colorado en Desemb

Maipo En Manzano

Mapocho Los Almendros

Mapocho R. De Maipú

Angostura en Desemb Maipo Cabimbao

Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N

1949/1950 58,2 149,8 33,3 94,7 108,3 211,4 - - - - - - - -

1950/1951 48,4 206,2 31,2 90,7 122,2 281,7 - - - - - - - -

1951/1952 69,8 171,0 26,4 173,5 88,8 224,9 - - - - - - - -

1952/1953 58,7 168,4 45,2 107,7 135,5 227,3 - - - - - - - -

1953/1954 97,0 282,0 55,4 122,4 221,1 418,6 - - - - - - - -

1954/1955 81,2 251,2 46,4 87,7 105,5 255,7 - - - - - - - -

1955/1956 57,0 162,8 23,1 104,6 108,5 213,4 - - - - - - - -

1956/1957 46,9 178,7 43,6 60,0 65,6 200,5 - - - - - - - -

1957/1958 49,6 203,8 34,9 124,5 74,6 236,6 - - - - - - - -

1958/1959 76,5 202,6 82,6 111,0 179,5 231,6 - - - - - - - -

1959/1960 90,5 291,7 42,0 132,8 125,2 347,3 - - - - - - - -

1960/1961 66,2 255,0 114,9 173,1 293,7 410,7 - - - - - - - -

1961/1962 79,4 280,0 92,1 124,3 245,1 598,9 - - - - - - - -

1962/1963 102,6 172,3 38,0 108,1 150,4 299,3 - - - - - - - -

1963/1964 61,0 475,6 78,4 171,9 154,0 660,2 - - - - - - - -

1964/1965 58,6 132,9 25,4 90,8 99,6 201,6 - - - - - - - -

1965/1966 80,6 277,3 119,4 105,2 242,6 400,2 - - - - - - - -

1966/1967 70,4 222,3 39,5 102,5 111,2 296,8 - - - - - - - -

1967/1968 45,1 164,4 31,0 81,4 56,1 208,0 - - - - - - - -

1968/1969 53,7 86,0 22,5 82,5 82,0 171,9 - - - - - - - -

1969/1970 112,7 211,1 72,1 106,1 374,1 323,4 - - - - - - - -

1970/1971 67,4 138,7 28,4 75,1 81,4 221,3 - - - - - - - -

1971/1972 68,3 209,8 28,8 125,0 104,6 310,7 - - - - - - - -

1972/1973 141,4 488,9 139,9 135,2 457,6 815,3 - - - - - - - -

1973/1974 140,4 174,6 76,8 106,6 257,7 288,3 - - - - - - - -

1974/1975 128,8 182,2 66,0 134,2 116,1 320,2 - - 50,5 35,5 - - - -

1975/1976 61,2 359,0 29,5 103,3 108,2 270,6 - - 70,3 40,0 44,3 20,9 - -

1976/1977 67,3 181,9 22,9 74,9 131,6 220,9 - - 76,1 31,9 47,9 16,7 - -

1977/1978 178,4 285,5 127,1 126,8 612,1 697,8 - - 91,7 70,3 57,8 36,7 - -

1978/1979 66,6 437,2 109,6 151,7 366,9 565,0 - - 88,7 97,4 55,9 50,9 - -

1979/1980 88,6 225,2 71,1 90,0 207,4 326,9 - - 123,0 78,2 77,5 40,8 - -

1980/1981 182,8 426,0 183,8 121,6 465,4 474,1 - - 153,0 73,7 98,9 38,5 - -

1981/1982 94,1 137,0 43,1 104,2 114,3 180,3 18,7 10,3 172,0 25,8 108,3 27,5 1158,0 345,7

1982/1983 169,8 577,3 147,6 141,4 522,9 746,1 90,0 47,1 171,1 84,7 722,2 64,5 686,9 68,9

1983/1984 91,7 245,9 59,6 105,4 155,0 418,2 16,7 30,5 197,4 59,0 136,0 35,0 3674,2 649,4

1984/1985 92,3 312,1 91,3 89,5 120,5 439,8 25,4 42,4 516,5 83,7 515,4 60,3 706,7 290,0

1985/1986 123,2 187,2 39,0 100,8 93,3 266,3 23,1 12,1 95,9 38,6 34,8 21,4 2806,0 392,6

1986/1987 709,9 369,3 160,3 128,1 1121,0 422,2 330,2 20,6 698,9 100,3 610,6 53,8 241,1 175,9

1987/1988 225,9 395,0 153,9 152,7 465,2 502,9 234,4 63,6 1007,7 178,6 634,7 85,5 1249,0 469,5

1988/1989 98,7 167,2 58,1 111,9 155,9 245,0 12,3 22,0 63,2 70,3 59,8 20,8 5095,4 956,8

1989/1990 110,3 235,5 140,4 119,6 385,1 386,9 140,9 25,9 360,5 66,6 331,6 36,0 372,9 125,2

1990/1991 167,0 165,4 33,3 89,3 72,2 213,7 14,6 12,4 173,0 57,7 22,8 23,0 1945,4 265,2

1991/1992 252,0 262,5 193,3 112,2 916,8 341,5 136,6 29,6 619,3 165,4 299,8 71,3 238,6 126,6

Tabla 5.16 Caudales Máximos Instantáneos en estaciones Fluviométricas (m3/s) (continuación)Año Maipo en San

AlfonsoColorado en

DesembMaipo En Manzano

Mapocho Los Almendros

Mapocho R. De Maipú

Angostura en Desemb

Maipo Cabimbao



5-21


Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N Qmáx P Qmáx N

1992/1993 113,0 261,4 85,3 121,8 181,0 552,7 23,2 24,3 348,0 53,6 271,8 45,3 1674,3 522,6

1993/1994 740,4 273,0 329,8 101,0 1112,4 293,2 305,0 10,5 538,2 57,9 588,5 38,2 1375,3 258,4

1994/1995 135,1 310,4 58,5 112,4 214,1 403,6 10,8 10,9 235,6 52,6 226,5 37,8 2193,8 202,8

1995/1996 141,3 184,8 51,9 99,3 118,0 333,1 10,5 8,0 135,4 47,8 104,9 31,3 630,4 281,5

1996/1997 47,0 106,9 27,1 89,5 93,7 134,8 3,0 6,4 128,4 54,9 26,4 6,9 431,3 207,6

1997/1998 76,0 435,1 81,4 137,8 187,1 596,8 86,1 37,2 364,6 170,6 445,7 73,2 218,8 42,2

1998/1999 74,5 102,9 44,0 96,4 166,9 155,1 6,2 6,7 98,2 100,5 29,4 13,9 3069,0 486,7

1999/2000 69,9 175,8 45,9 92,3 101,0 226,3 31,6 16,2 210,8 170,9 73,7 29,2 234,0 111,6

2000/2001 240,1 470,5 132,8 141,1 547,5 571,7 103,7 31,9 513,0 99,2 1137,3 47,4 604,0 217,2

2001/2002 174,1 455,4 130,7 163,9 447,5 678,4 110,1 23,8 348,9 126,6 905,7 38,1 1013,9 456,0

2002/2003 317,3 387,9 131,6 142,0 559,0 516,7 49,6 34,6 1124,7 91,2 1206,4 61,6 1320,2 477,1

2003/2004 96,9 176,3 48,0 93,3 142,6 219,0 10,5 10,2 188,4 122,6 115,8 40,8 4502,0 460,8

2004/2005 73,5 149,5 36,4 82,6 93,8 200,6 12,7 41,7 236,7 319,7 109,1 102,5 460,0 208,0

2005/2006 203,0 448,6 165,2 146,5 443,8 711,5 325,6 34,7 - - - - 518,6 667,2

2006/2007 219,7 336,3 154,6 114,7 471,7 404,1 198,7 23,6 - - - - 2754,9 513,5

El río Clarillo en la desembocadura no cuenta con estación fluviométrica de control vigente además los años con los que se cuenta con registro extraído de estudios anteriores son escasos y presentan influencia del río Maipo. Los escasos caudales disponibles fueron utilizados como referencia para seleccionar la mejor estimación a través de métodos precipitación escorrentía. Los métodos utilizados corresponden a los presentados en el estudio “Manual de Cálculo de Crecidas y Caudales Mínimos en Cuencas sin Información Fluviométrica” MOP-DGA 1995.

En el Anexo 7.4 se presentan los resultados del análisis de crecidas efectuado al río Clarillo en la desembocadura. Para dicha estimación se aplicaron tres métodos, de amplio uso y aceptación en el medio: Método regional, Verni & King y Método racional modificado.

Los parámetros morfométricos utilizados, se estimaron en base al área pluvial de cada subcuenca considerando como cota de nieves 1.900 m.s.n.m. que es la que se recomienda en dicho manual y por los trabajos realizados por Peña y Vidal, 1993, “Estimación Estadística de la Línea de Nieves durante los Eventos de Precipitación entre las latitudes 28 y 38 grados Sur", XI Congreso Chileno de Ingeniería Hidráulica. El resumen de los parámetros utilizados se encuentra en la Tabla 5.17.

Tabla 5.17 Parámetros Morfométricos de la Cuenca AportanteÁrea

Pluvial(km2)

Longitud del cauce principal

(Km)

Pendiente media(%)

Desnivel Máximo(m)

Longitud al centroide

(km)

LatitudCentroide

Tiempo de Concentración

(hr)311,64 38,90 23,0 1260 20,45 33,7 4,18

El resultado del análisis de frecuencia realizado para todos los puntos de control entregó los caudales para periodos de retorno 2, 5, 10, 25, 50, 100 y 200 años, los cuales se encuentran en la Tabla 5.18.



5-22


Tabla 5.18 Caudales Máximos Instantáneos para distintos Periodos de Retorno en todos los puntos de control (m3/s)

Maipo en San Alfonso Maipo antes Colorado Colorado en desembocadura. Maipo El Manzano Maipo Pte. San Ramón Maipo antes ClarilloAños Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival

200 986 722 1135 785 359 198 2093 1157 2394 898 2397 865100 715 648 824 713 303 187 1561 1010 1998 823 1999 793

50 516 575 594 641 253 176 1149 874 1641 745 1639 71825 368 504 424 568 206 165 830 746 1317 664 1314 64010 232 411 267 470 150 148 519 589 933 550 930 530

5 159 339 183 393 112 134 346 476 670 456 667 4392 90 235 104 276 63 111 175 323 343 305 340 294

Clarillo Desembocadura Maipo Pte. Lonquén Maipo antes Angostura Angostura Desembocadura Maipo Pte. Naltahua Maipo antes MapochoAños Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival

200 287 25 2614 394 2703 371 1823 162 5097 632 5119 632100 258 22 2122 360 2187 339 1569 140 4168 570 4187 570

50 212 20 1693 325 1739 306 1316 120 3346 507 3360 50725 171 18 1322 288 1349 271 1065 101 2617 441 2628 44210 124 16 904 237 910 223 738 77 1777 351 1784 351

5 92 14 633 195 625 183 496 60 1220 278 1225 2782 53 10 310 128 292 120 190 37 559 168 561 168

Maipo en Chiñigue Maipo Pte. Marambio Maipo antes Puangue Puangue Desembocadura Maipo en Cabimbao Puangue en Ruta 68Años Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival

200 6428 867 6506 877 7258 979 1515 - 9619 1165 663 -100 5276 782 5340 792 5957 883 1318 - 7892 1051 578 -

50 4250 696 4302 704 4799 786 1121 - 6357 935 493 -25 3337 607 3378 615 3768 686 924 - 4989 816 407 -10 2279 484 2306 490 2573 547 663 - 3405 651 294 -

5 1572 385 1591 389 1775 434 465 - 2348 517 208 -2 728 233 737 236 822 263 203 - 1086 313 92 -

Mapocho Los Almendros Mapocho Rinc. de Maipú Paine en Longitudinal Angostura en Angostura Mapocho en desembocaduraAños Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival Q Pluvial Q Nival

200 569 77 1422 401 463 41 1027 91 2047 443100 487 70 1246 334 398 36 884 79 1663 370

50 407 62 1069 275 334 30 742 68 1325 30525 327 55 891 223 271 26 600 57 1029 24810 223 44 653 163 187 20 416 43 697 182

5 147 35 470 123 126 15 279 34 483 1382 53 22 220 75 48 9 107 21 240 84

Nota: La estimación de los caudales agua abajo de la confluencia deben ser determinados como la suma de los aportes, dada la inexistencia de mayor información al respecto.



5-23


e) Caudales medios diarios.

Para la determinación del gasto sólido en los puntos de control estipulados en la Tabla 5.1 es necesario contar con las curvas de duración del caudal medio diario en: Maipo en El Manzano, Maipo en Cabimbao, Mapocho en Los Almendros y Colorado en Desembocadura. Dado la cantidad de datos que sería necesario analizar, cercano a los 15.000 días, se utilizarán 100 intervalos de clase caracterizado por el promedio de los datos en cada intervalo. El detalle de este procedimiento se encuentra descrito en el Anexo 7.5 junto con los test de bondad de ajuste aplicados. El resumen las curvas de duración se encuentra en la Tabla 5.19 y Figuras. 5.7, 5.8, 5.9 y 5.10.

Tabla 5.19 Caudal Medio Diario para distintas probabilidades de Excedencia (m3/s)

Prob. Exced. Maipo El Manzano Maipo enCabimbao

Mapocho enLos Almendros

Colorado enDesembocadura

0,005 619,3 901,8 66,5 165,40,025 372,3 535,7 32,7 100,90,050 290,5 410,3 23,0 79,20,200 160,3 208,0 9,7 44,30,500 90,9 102,1 4,1 25,40,850 48,8 42,5 1,6 13,70,900 42,6 34,5 1,2 12,0

Distribución LogPearson III LogNormal LogPearson III LogPearson III

Figura 5.7 Probabilidad de Excedencia del Caudal Medio Diario Estación Maipo en El Manzano – Distribución Log Pearson III(m3/s)

Figura 5.8 Probabilidad de Excedencia del Caudal Medio Diario Estación Maipo en Cabimbao – Distribución Log Normal (m3/s)



5 - 24

1

10

100

1000

0,01 0,10 1,00

Probabilidad de Excedencia

Ca

ud

al

Me

dio

Dia

rio

(m

3/s

)

Teoricos

Empiricos

1

10

100

1000

0,01 0,10 1,00


Ca

ud

al

Me

dio

Dia

rio

(m

3/s

)

Teoricos

Empiricos


Figura 5.9 Probabilidad de Excedencia del Caudal Medio Diario Estación Mapocho en Los Almendros – Distribución Log Pearson III(m3/s)

Figura 5.10 Probabilidad de Excedencia del Caudal Medio Diario Estación Colorado en Desembocadura – Distribución Log Pearson III (m3/s)



5 - 25

0

1

10

100

0,01 0,10 1,00


Ca

ud

al

Me

dio

Dia

rio

(m

3/s

)

Teoricos

Empiricos

1

10

100

1000

0,01 0,10 1,00


Ca

ud

al

Me

dio

Dia

rio

(m

3/s

)

Teoricos

Empiricos


f) Comparación con estudios anteriores de Caudales para distintos periodos de Retorno.

Los estudios revisados corresponden a: “Proyecto Maipo. Estudio Hidrológico e Hidrogeológico” IPLA Ingenieros Consultores CNR-1984 y ”El río Maipo y sus Afluentes como Fuente de Abastecimiento de Áridos Regiones Metropolitana, V y VI” REG 1998. En donde el primero tenía por objetivo recrear los regimenes originales, es decir, sin intervención antrópica razón por la cual no necesariamente representa en estado actual de río Maipo y su periodo de estudio corresponde entre 1941/1942 – 1980/1981. El segundo estudio como dice su nombre tenía por objetivo estimar los gastos sólidos disponible para extracción de áridos. Este estudio utilizó como base las series y correlaciones utilizadas en los estudios de la CNR, expandiendo las series hasta 1996.

En la Tabla 5.20 y 5.21 se encuentran la comparación de los estudios anteriores con respecto al actual.

Tabla 5.20 Comparación entre distintos estudios. Régimen Pluvial (m3/s)

Punto de Control Estudio 200 100 50 25 10 5 2

Maipo San AlfonsoIPLA-CNR 1984 246,0 215,0 187,0 152,0 125,0 101,0 -REG-MOP 1998 775,7 597,8 451,1 314,1 211,0 142,2 75,4AC-MOP 2008 985,8 715,4 515,7 368,4 231,6 159,0 90,0

Maipo El ManzanoIPLA-CNR 1984 1375,0 1099,0 870,0 614,0 460,0 308,0 -REG-MOP 1998 2916,0 2181,0 1588,0 1042,7 658,0 409,0 174,0



5 - 26


AC-MOP 2008 2092,6 1561,0 1148,6 830,1 519,0 346,3 175,3

Colorado Desembocadura

IPLA-CNR 1984 235,0 216,0 180,0 136,0 107,0 79,0 -REG-MOP 1998 611,0 468,0 350,0 238,4 155,0 99,0 43,0AC-MOP 2008 358,8 303,4 252,6 206,0 150,3 111,8 63,5

Mapocho Los AlmendrosIPLA-CNR 1984 569,0 432,0 322,0 215,0 160,0 99,0 -REG-MOP 1998 467,0 401,0 343,0 250,0 196,4 125,0 48,0AC-MOP 2008 568,8 487,4 406,7 326,8 223,2 147,1 53,2

Maipo CabimbaoIPLA-CNR 1984 4950,0 3982,0 3050,0 2080,0 1580,0 996,0 -REG-MOP 1998 6737,0 5286,0 4054,0 2865,5 1926,0 1270,0 590,0AC-MOP 2008 9618,9 7892,4 6356,5 4989,3 3405,0 2348,1 1086,4

Clarillo Desembocadura

REG-MOP 1998 212,8 171,0 117,7 87,8 63,9 49,4 27,2AC-MOP 2008 286,5 258,3 212,3 171,4 124,2 91,9 53,4

Angostura en AngosturaREG-MOP 1998 183,9 154,5 127,6 100,5 74,0 54,5 30,2AC-MOP 2008 1027,0 883,9 741,5 600,3 415,9 279,3 106,9

Paine en LongitudinalREG-MOP 1998 183,7 147,6 101,6 75,8 55,1 42,7 23,5AC-MOP 2008 462,8 398,3 334,2 270,5 187,4 125,9 48,2

Maipo en ChiñigueREG-MOP 1998 5540,3 4347,1 3333,9 2356,5 1583,9 1044,4 485,2AC-MOP 2008 6427,9 5275,7 4250,3 3337,1 2278,6 1572,0 728,0

Mapocho Rinconadade Maipú

REG-MOP 1998 1158,6 922,4 720,2 525,3 365,0 253,8 135,8AC-MOP 2008 1422,4 1246,0 1068,8 890,5 652,6 469,7 219,9

Maipo PuenteMarambio

REG-MOP 1998 6130,1 4809,8 3688,8 2607,3 1752,5 1155,6 536,8AC-MOP 2008 6506,3 5340,0 4302,1 3377,8 2306,4 1591,1 736,9

Puangue Ruta 68REG-MOP 1998 850,8 649,8 485,0 331,2 218,0 142,3 70,0AC-MOP 2008 663,2 578,0 492,7 407,2 293,8 207,6 92,1

NOTA: IPLA-CNR 1984: “Proyecto Maipo. Estudio Hidrológico e Hidrogeológico” IPLA Ingenieros Consultores CNR-1984REG-MOP 1998: “l río Maipo y sus Afluentes como Fuente de Abastecimiento de Áridos Regiones Metropolitana, V y VI” REG 1998AC-MOP 2008: “Diagnostico Plan Maestro Río Maipo Y Sus Afluentes, Región Metropolitana” AC Ingenieros consultores – MOP2008.

Tabla 5.21 Comparación entre distintos estudios. Régimen Nival (m3/s)


Maipo San AlfonsoIPLA-CNR 1984 713,0 641,0 568,0 472,0 398,0 321,0 -REG-MOP 1998 534,6 495,7 459,4 410,5 357,0 300,8 212,8AC-MOP 2008 722,4 648,0 575,5 504,3 411,2 339,5 235,3

Maipo El ManzanoIPLA-CNR 1984 1185,0 1036,0 900,0 721,0 605,0 471,0 -REG-MOP 1998 991,0 886,0 725,0 636,0 535,0 449,0 319,0AC-MOP 2008 1156,9 1010,4 874,0 746,5 589,2 475,7 322,8

Colorado Desembocadura

IPLA-CNR 1984 239,0 218,0 197,0 170,0 149,0 127,0 -REG-MOP 1998 266,0 240,0 213,0 183,0 150,0 122,0 79,0AC-MOP 2008 198,3 187,4 176,2 164,5 148,0 134,0 110,8



5 - 27


Tabla 5.21 Comparación entre distintos estudios. Régimen Nival (m3/s) (continuación)


Mapocho Los AlmendrosIPLA-CNR 1984 137,0 113,0 93,0 69,0 54,0 38,0 -REG-MOP 1998 337,0 262,0 199,0 132,0 97,8 59,0 26,0AC-MOP 2008 77,3 70,0 62,4 54,7 43,9 35,1 21,7

Maipo CabimbaoIPLA-CNR 1984 833,0 743,0 653,0 533,0 441,0 344,0 -REG-MOP 1998 1006,0 867,0 736,0 590,2 457,0 345,0 196,0AC-MOP 2008 1164,7 1051,2 935,2 815,9 650,8 516,8 313,3

NOTA: IPLA-CNR 1984: “Proyecto Maipo. Estudio Hidrológico e Hidrogeológico” IPLA Ingenieros Consultores CNR-1984REG-MOP 1998: “l río Maipo y sus Afluentes como Fuente de Abastecimiento de Áridos Regiones Metropolitana, V y VI” REG 1998AC-MOP 2008: “Diagnostico Plan Maestro Río Maipo Y Sus Afluentes, Región Metropolitana” AC Ingenieros consultores – MOP2008.

En general se observa que los caudales del presente estudio presentan mayores valores o similares valores que el estudio REG-MOP 1998 producto de la incorporación de datos actuales. En algunos puntos como Maipo en El Manzano -Pluvial, en donde el estudio REG-MOP 1998 presenta aproximadamente un 30% mayor que este estudio producto principalmente que en su serie de datos el año 1986 presenta un caudal de 3182 m3/s, el cual sobrepasa en el triple el valor de los afluentes en el mismo año, Maipo en San Alfonso (710 m3/s) y El Colorado en desembocadura (325 m3/s), los cuales aportan el 92% del área aportante a la estación. Además se encontró en el presente estudio una inconsistencia en los valores de esta estación con respecto a Maipo en San Alfonso y Colorado en desembocadura, la cual al corregirla disminuía en un porcentaje importante los valores de la serie.

El punto de Maipo en Cabimbao presenta grandes discrepancias con respecto al presente estudio, el caudal T=100 años en este estudio es 7892,4 m3/s comparado con los 5286,0 m3/s del estudio de REG-MOP 1998. Sin embargo, tal diferencia se debe principalmente a las crecidas de los años 1987 y 2002 en donde los caudales alcanzaron los 5095 y 4502 m3/s respectivamente en una serie de 27 años de información, más aún realizando el análisis de frecuencia con la serie de datos informada en el estudio de REG-MOP 1998, se estima que la distribución que mejor se ajusta en función de los test aplicados sería una distribución Log Pearson III con un caudal para T=100 años de 6081,7 m3/s, con lo cual se tiene que el estudio de REG-MOP 1998 estaría subestimado los caudales en este punto.

Otro hecho importante de mencionar se observa para los puntos de Angostura en Angostura y Paine en Longitudinal, las cuales presentan valores varias veces superiores a los de otros estudios. Tal hecho se debe a la transposición de caudales desde la desembocadura, que para nuestros fines se consideró como estación patrón. El caudal estimado para T=100 años es 1569 m3/s con 1546 km2 de área aportante, y en el caso de Angostura en Angostura esta presenta 715 km2 de área, razón por la cuál debiera presentar un valor cercano a la mitad, lo cual es consistente con los resultados para dicha estación, 883,9 m3/s. Igual situación se presenta para la estación Paine en Longitudinal, por lo que se han considerado como validos los resultados obtenidos.

Otras posibles diferencias en la parte baja y media del río Maipo se deben al hecho que las series de datos a pesar de ser aceptadas en las pruebas de bondad de ajuste, los valores estimados para T=200 años se presentaban una gran diferencia entre las dos distribuciones que presentaban los mejores ajustes. Por esta razón se optó por considerar el valor medio de las tendencias como valor adoptado.

5.2 CARACTERIZACIÓN HIDRÁULICA



5 - 28


En este subcapítulo se detalla el procedimiento y resultados de la modelación hidráulica de varios sectores tendientes a caracterizar fenómenos de inundación, erosión de riveras y además generar los datos de entrada para el cálculo del arrastre de fondo de los sectores en análisis.

5.2.1 Cálculo del Eje Hidráulico

Se realizo el cálculo del eje hidráulico en los sectores con topografía utilizando el programa computacional HEC-RAS, los sectores ensayados fueron los siguientes:

Tabla 5.22 Sectores del río Maipo con Levantamiento Topográfico Modelados Hidráulicamente.N°

SECTOR SECTORES CON LEVANTAMIENTO DE PERFILES TOPOGRAFICOS

UbicaciónLongitud

(Km)Nº

perfiles

Espaciamiento Entre Perfiles

Km Inicial

Km Final

1 Cruceral de Pirque (1.5 Km. Aguas Abajo Puente San Ramón) 140,35 146,0 4,65 16 300 mM-L Puente Los Morros - Puente Lonquén (*) 117,39 140,27 22,89 130 200 m

2 Confluencia Río Angostura - 1 Km. Aguas Abajo Puente Lonquén 104,2 115,69 11,49 38 300 m 3 1 Km Aguas Abajo Puente Naltahua - La Villita 95,2 104,07 8,87 27 300 m4 1 Km. Aguas Arriba – 9 Km. Aguas Abajo de Puente Marambio 53,96 64,05 10,09 34 300 m

5 Codigua, Cuncumén Bajo, Isla La Floresta – Confluencia. Estero Puangue 32,3 45 12,7 41 300 m6 Desde 1 Km Aguas Arriba Puente Lo Gallardo 2,2 6,1 4,0 13 300 m

(*) Tramo no levantado topográficamente en este estudio, obtenido del levantamiento realizado por la DOH RM año 2007. “Prestación de Servicios de Topografía y Vuelo Aerofotogramétrico del Rio Maipo entre Puente Los Morros y Puente Lonquén, Región Metropolitana”

Adicionalmente se realizó el calculo del eje hidráulico en cuatro sectores donde hay emplazados puentes viales donde se hace necesario una revisión del comportamiento hidráulico de los puentes y su influencia en el entorno.

Tabla 5.23 Sectores con Puentes del río Maipo con Levantamiento Topográfico

Sectores Longitud (Km) Nº perfilesUbicación Espaciamiento Entre

PerfilesKm Inicial Km Final

Puente San Ramón 1,2 6 147,6 146,6 c/d 200 m

Puente Las Vertientes 1,2 6 159,4 158,4 c/d 200 m

Puente El Toyo 1,2 6 183,9 182,9 c/d 200 m

Puente El Ingenio 1,2 6 197,6 197 c/d 200 m

a) Datos de Entrada

Los valores adoptados para la rugosidad del cauce fueron obtenidos por el método de Cowan, calculando la rugosidad base a través de la ecuación de Strickler ocupando la caracterización de diámetros del sedimento del cauce a partir de la campaña granulométrica realizada en la etapa anterior. Los valores



5 - 29


de la rugosidad de las zonas de inundación fueron adoptados de los valores típicos estipulados en el Manual de Carreteras del MOP.

Tabla 5.24 Resume de valores del “n” de rugosidad

Sector n planicies n cauce1 0,06 0,035

M-L 1 0,06 0,039M-L 2 0,06 0,039

2 - Primera Parte 0,055 0,0362 - Segunda Parte 0,07 0,042

3 0,06 0,0374 0,06 0,037

5 - Primera Parte 0,06 0,0355 - Segunda Parte 0,07 0,040

6 0,055 0,030

b) Caudales Utilizados y Periodos de Retorno

Los caudales ensayados corresponden a los con periodo de retorno de 2, 5,10, 25, 50,100 y 200 años para caudales de invierno (crecidas pluviales), caudales de primavera (crecidas de deshielo) y caudales medios diarios para distintas probabilidades de excedencia, el detalle se presenta en el Anexo 8 del presente informe.

Tabla 5.25 Puntos de control de caudal en utilizados para el cálculo del E.H.en crecida asociados a cada sector y puente.

SECTOR O PUENTE Ubicación Sectores PUNTO DE CONTROL KILOMETRAJE PTO

Ubicación Km Inicial Km Final DE CAUDAL CONTROL

1 140,35 146,0 Maipo Pte. San Ramón 147,2L-M 117,39 140,27 Maipo abajo de Clarillo 140,0

2 104,2 115,69 Maipo Pte. Lonquén 116,753 95,2 104,07 Maipo abajo del Angostura 106,04 53,96 64,05 Maipo Pte. Marambio 63,25 32,3 45 Maipo abajo de Puangue 43,56 2,2 6,1 Maipo en Cabimbao 25,0

SAN RAMON 147,6 146,6 Maipo Pte. San Ramón 147,2LAS VERTIENTES 159,4 158,4 Maipo en el Manzano 159,0

EL TOYO 183,9 182,9 Maipo en San Alfonso 183,5EL INGENIO 197,6 197 Maipo en San Alfonso 197,6

Adicionalmente se presentan los puntos de control del caudal medio diario utilizado para el cálculo de E.H. asociado a cada sector, estos puntos de control difieren con los utilizados para el cálculo de los caudales en crecida debido a que solo en las estaciones Maipo en el Manzano, Mapocho en Los Almendros y Maipo en Cabimbao se tiene antecedentes de caudales medios diarios.

Tabla 5.26 Puntos de control de caudal medio diario utilizados para el cálculo del E.H.Asociado a cada sector.

SECTOR PUNTO DE CONTROL DE CAUDAL KILOMETRAJE PTO



5 - 30


CONTROL

1, L-M ,2 , 3 Maipo en el Manzano 159,0

4 Maipo en el Manzano + Mapocho en Los Almendros 84,0

5 Maipo en Cabimbao 25,0

6 Maipo en Cabimbao 25,0

c) Resultados del Eje Hidráulico

A continuación se presentan los gráficos resultantes del eje hidráulico considerando todos los caudales antes mencionados, los resultados en extenso se presentan en el Anexo 8.



5 - 31


Figura 5.11 – Perfil Longitudinal E.H. – Sector 1

PERFIL LONGITUDINAL E.H. - SECTOR 1

595

605

615

625

635

645

655

140 140.5 141 141.5 142 142.5 143 143.5 144 144.5 145DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)

borde izq fondo borde der. E.H. T=100 E.H. T=5



DESEMBOCADURA CLARILLO

5 - 32


Figura 5.12 – Perfil Longitudinal E.H. M-L (PARTE2)

PERFIL LONGITUDINAL E.H. - SECTOR M-L (PARTE 2)

500

520

540

560

580

600

620

130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




PUENTE LOS MORROS

PUENTE RUTA 5 SUR

5 - 33


Figura 5.13 – Perfil Longitudinal E.H. M-L (PARTE1)

PERFIL LONGITUDINAL E.H. - SECTOR M-L (PARTE 1)

400

420

440

460

480

500

520

117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




PUENTE RUTA 5 SUR

PUNTILLA DE SAN

BERNARDO

5 - 34




320

330

340

350

360

370

380

390

104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




DESEMBOCADURA ANGOSTURA

5 - 35




290

300

310

320

330

340

350

95 96 97 98 99 100 101 102 103 104DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




PUENTE NALTAHUA

5 - 36




105

115

125

135

145

155

54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




PUENTE ING .MARAM

5 - 37




40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




DESEMBOCADURA ESTERO PUANGUE

5 - 38




-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6DISTANCIA (Km)

CO

TA (m

s.s.

n.m

)




PUENTE LO GALLARDO

5 - 39




PUENTE LAS VERTIENTES

PUENTEEL TOYO

5 - 40


d) Resultados y Análisis del Eje Hidráulico



PUENTE SAN RAMON

PUENTE EL INGENIO

5 - 41


A continuación se presentan los resultados obtenidos del cálculo del eje hidráulico:

1.- Régimen del flujo

En general se observa que el flujo se encuentra en régimen suscritico oscilando entre un 5% a un 30% sobre la altura critica, propio del comportamiento de los ríos chilenos en crecida, destacando un fijo más cercano a la crisis en el sector 1.

2.- Velocidades medias en crecida e Inundaciones

Las velocidades medias del flujo por sector se presentan a continuación en la tabla 5.27:

Tabla 5.27 Velocidades Medias por Sector

Vmedia Crecida (m/s) Vmedia (m/s)

SECTOR Nival Pluvial (caudal medio diario)

1 4.04 3.09 2.68Morros- Lonquén 3.65 2.75 2.57

2 2.59 1.57 1.743 3.20 2.00 1.814 3.37 1.97 1.315 2.74 1.44 1.366 2.19 1.40 1.35

De la tabla anterior se desprende que las mayores velocidades se encuentran en el sector 1 sector

en donde se pueden apreciar el cauce encajonado, con un flujo en torno a la crisis y propenso a erosionar riveras (en especial sector desembocadura del Clarillo y sector aguas arriba puente San Ramón), en función de lo anterior este sector no presenta problemas de inundación ya que las alturas del flujo no sobrepasan las riberas.

En el sector Morros-Lonquén la tendencia se mantiene similar con velocidades altas del flujo, pero a diferencia del sector 1 la caja del rio es bastante más amplia (en promedio 1,2 km) lo que permite que el flujo se aleje de las riberas no produciendo erosión en las mismas, sino concentrándose en canalones que se forman en el rió producto de la divagación del mismo. En este sector no se producen desbordes del río de importancia.

En el sector 2 se presentan velocidades significativamente más bajas que en los tramos de aguas arriba, lo que significa que se peralte el nivel de aguas sobrepasando las riberas en varios sectores, en particular por la ribera derecha desde el puente Lonquén hacia aguas abajo destacando la inundación de los sectores de La Puntilla de Lonquén y Monte Las Mercedes

El sector 3 presenta velocidades del flujo un poco más altas, pro de todas maneras se producen desbordes por la ribera derecha producto de las bajas pendientes y la sinuosidad del cauce que direcciona el río en crecida hacia la ribera derecha, entre los sectores inundados se pueden mencionar La Villita y Sector de puente Naltahua.

En los sectores 4, 5, 6 se observa una paulatina disminución del las velocidades producto que el río va disminuyendo su pendiente de fondo, en general en estos sectores se presentan inundaciones destacando los sectores de San Antonio de Naltahua, Aguas abajo del Puente Marambio, aguas abajo de la desembocadura del Puangue por lado sur y la Población Camino San Juan de San Antonio.



5 - 42


5.3 CARACTERIZACION MECANICO FLUVIAL

El objetivo del estudio fue determinar el arrastre de sedimentos de fondo y en suspensión en el río Maipo en los sectores que hay levantamiento topográfico con los siguientes objetivos:

a.- Obtener el balance sedimentológico y poder conocer los sectores del río que tienen tendencia natural a la depositación y socavación.

b.- Cuantificar en forma aproximada en los sectores de depositación cual es el volumen sustentable de extracción de áridos.

c.- Estimar la oferta de Áridos en la cabecera de la cuenca.

Los sectores a estudiar corresponden a los seis sectores o tramos que tienen topografías, ya ensayados, en donde se realizará el balance sedimentológico para las 311 secciones disponibles, según la metodología que se expone a continuación.

5.3.1 Antecedentes Disponibles

a) Antecedentes Hidráulicos

Para la determinación del gasto sólido de fondo y suspensión es necesario los datos necesarios para el cálculo corresponden a: el caudal medio diario esperado, la altura de escurrimiento, pendiente del plano de energía, velocidad media, radio hidráulico y el área de escurrimiento obtenidas del análisis descrito en el sub-capítulo 5.2.

b) Antecedentes de Mecánica de Suelos.

Para realizar la estimación de las tasas de arrastre de fondo a lo largo del cauce, se ha sectorizado el río Maipo en ocho tramos en que a cada uno de ellos se le ha asociado una curva granulométrica. En la Tabla 5.28 se presenta la sectorización del cauce.

c) Antecedentes Topográficos.

Los antecedentes necesarios son los ya presenta en el subcapítulo anterior.

Tabla 5.28 - Sectorización Granulométrica Río Maipo en Sectores con Modelación Hidráulica.

Sectores Ubicación D50 D84 D90 CALICATA UTILIZADA

Km Inicial

Km Final (mm) (mm) (mm)

1 Km Aguas Abajo Puente Naltahua - La Villita 95 100 30 146 193 N°8 – Puente NaltahuaConfluencia Río Angostura - 1 Km. Aguas Abajo Puente Lonquén 100 111 27 65 71 N°7 – Angostura

Puente Los Morros - Puente Lonquén 111 128 29 113 128 N°6 - Lonquén



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Puente Los Morros - Puente Lonquén 128 142,5 61 164 226 N°5 – Los MorrosCruceral de Pirque (1.5 Km. Aguas Abajo Puente San Ramón) 142,5 146,5 42 190 220 N°4 – San Ramón1 Km. Aguas Arriba – 9 Km. Aguas Abajo de Puente Marambio 55 65 30 90 120 N°10 – Ing.Marambio

Codigua, Cuncumén Bajo, Isla La Floresta – Confluencia. Estero Puangue

33 45 24 69 78 N°11 – PuangueDesde 1 Km Aguas Arriba Puente Lo Gallardo 2 5,7 22 56 66 N°13 – Lo Gallardo

5.3.2 Metodología de Cálculo

a) Arrastre de fondo

Se evaluaron las capacidades de transporte de sólidos de fondo en el tramo de estudio asociadas al caudal medio diario para distintas probabilidades de excedencia, ya calculados en el subcapítulo 5.1.

Para el cálculo se utilizó un software computacional desarrollado por este Consultor, el cual permite calcular el arrastre de fondo en cada sección transversal en función de los datos obtenidos del cálculo del eje hidráulico, la granulometría del sector y la geometría de la sección.

Para la estimación del gasto sólido existe un sin número de relaciones entre las cuales la más utilizada es la de Meyer-Peter y Müller, debido a que presenta una mejor base empírica. Sin embargo, se debe mencionar que esta relación, aplicable a lechos con una granulometría no muy extendida; no es en general aplicable al caso de los ríos chilenos (cauces cordilleranos), debido a que no considera explícitamente fenómenos como el acorazamiento, el escondimiento de las partículas finas y la sobreexposición de las partículas gruesas.

Por lo anterior, se han desarrollado en los últimos 15 años diversas ecuaciones que pretenden mejorar la predicción de las tasas de arrastre, principalmente porque se reconoce que, en general, las tasas predichas por Meyer-Peter y Müller parecen excesivas. Algunas de las relaciones son por ejemplo, las de Misri, Garde y Ranga-Ragu, Parker, Klingeman y Mclean, Parker y Sutherland y recientemente Parker. Estas relaciones se basan en intentar la incorporación en el cálculo del acorazamiento del lecho, es decir los fenómenos de escondimiento y sobreexposición. Además, se basan en datos empíricos de terreno obtenidos en río de Canadá y Nueva Zelandia.

Recientemente Concha (“Estudio del Comportamiento Mecánico Fluvial de Cauces Cordilleranos Basado en el Modelo Físico de un Prototipo Representativo”. U. de Chile,1999), realizó una comparación de los resultados que entregan las distintas ecuaciones de gasto sólido de fondo con los datos obtenidos en un modelo físico del río Mapocho, concluyendo que las relaciones que mejor representan los resultados experimentales son las de Misri, Garde y Ranga–Raju y Ackers y White, obteniéndose con ambos métodos resultados similares.

Además Ayala y Peric en la Universidad de Chile realizaron un estudio en que se sistematizaron diversos métodos que aparecen propuestos en la literatura para ser aplicados en lechos de granulometría gruesa uniforme y en algunos casos, además bien graduada. Los métodos anteriores se emplearon para calcular los gastos sólidos de fondo (capacidades de arrastre) de un conjunto de ríos chilenos (cauces de montaña y de llanuras) que abarcan los siguientes rangos de variables mecánico fluviales:

Pendiente del cauce entre 0,3 y 8% Diámetro D50 entre 10 y 175 mm Diámetro D90 entre 50 y 540 mm Desviación estándar geométrica σ g entre 3,2 y 14



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Como resultado de la aplicación de diversos métodos de cálculo del gasto sólido de fondo, se propuso la siguiente relación de potencias para realizar una estimación rápida del arrastre de fondo, conocido el caudal por unidad de ancho:

gsf =aqb

En la cual gsf es el gasto sólido de fondo unitario expresado en peso seco por unidad de tiempo y ancho de cauce (ton/día/m) y q , caudal líquido en m3/s/m, siendo a y b parámetros. Los valores numéricos de dichos parámetros se obtienen de las siguientes regresiones, expresadas en función de la pendiente del cauce (i) y del diámetro representativo D 90 o D 50, con el correspondiente coeficiente de determinación que se indica. Este coeficiente fue obtenido del ajuste de la fórmula de potencias arriba indicada a los resultados obtenidos de la aplicación de los métodos de cálculo. El ajuste se realizó agrupando estos métodos en dos conjuntos, el primero de los cuales incluye a aquellos métodos que dan resultados que en términos relativos son siempre altos o muy altos (envolvente superior); el segundo corresponde al conjunto de métodos que da resultados comparativamente siempre bajos y a veces muy bajos (envolvente inferior).

Es necesario comentar sin embargo, que los resultados del modelo físico también corresponden a una aproximación de la realidad, por lo que estas conclusiones deben tomarse como una indicación más.

Es claro que el fenómeno de gasto sólido de fondo en cauces naturales de granulometría gruesa y extendida es extremadamente complejo. Es necesario reconocer la enorme variabilidad que tienen las tasas de arrastre en los sistemas naturales, y por lo tanto, no se puede pretender estimar dicha tasa con precisión. La gran variabilidad que presentan los resultados obtenidos con las distintas fórmulas, son simplemente una muestra de la incertidumbre que se tiene sobre la estimación de dichas tasas.

Desde este punto de vista para estimar las tasas de arrastre en cauces naturales aplicando un gran número de fórmulas no mejora la precisión ni confiabilidad del cálculo, razón por la cual en la práctica resulta razonable utilizar sólo unas cuantas fórmulas distintas. La aplicación de un número seleccionado de fórmulas, debe orientarse más bien a buscar una forma de estimar el rango de valores en el que las tasas reales de arrastre pueden encontrarse. Consecuentemente, se utilizaron tres tipos de fórmulas distintas. La primera es la de Meyer-Peter y Müller (1948). Esta fórmula debería entregar la cota superior de las tasas de arrastre. La segunda es la de Ackers y White (1973), debido a que los antecedentes de terreno y de estudio en modelo físico afirman que podrían entregar una buena estimación de las tasas reales de arrastre de fondo. Por último, también se propone aplicar la formula envolvente que a nuestro juicio nos permitirá tener valores de gasto solido de fondo en u rango amplio y más representativos de la realidad de los ríos chilenos.

Estas tres formulas se ensayaron obteniendo que la formula de Ackers y White muestra valores muy por debajo de las otras relaciones, en el caso de la formula de Meyer-Peter y Müller se encuentra por lo general dentro de los valores obtenidos por la cota superior e inferior de la envolvente. De acuerdo a lo anterior se opto por tener un rango de valores de arrastre de fondo para cada tramo que muestre la variabilidad de los resultados. El detalle de las relaciones y criterios utilizados por cada método se presentan en el Anexo 9 del presente informe.

b) Arrastre en suspensión

Para estimar valores representativos en cada sección de cauce, se utilizaron relaciones empíricas, que permitieron obtener la capacidad de arrastre en suspensión a lo largo del río.



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Según la recopilación de relaciones y formulas que estimen el gasto sólido en suspensión es necesario mencionar que la validez de estas relaciones son aplicables para lechos finos tipo arenas (de 0,2 mm a 2,0 mm) o que en su mayoría están compuestos por material fino, en contraposición a lo encintrado en el río Maipo en donde predominan las gravas arenosas con una fracción menor al 30% de arenas.

En función de lo anterior se hace hincapié en las limitaciones de este procedimiento y que los valores obtenidos son de tipo referencial. Por lo tanto la capacidad de arrastre en suspensión se determinó mediante las relaciones de Van Rijn, relación recomendada en el Manual de Carreteras, utilizando para ello un programa computacional de propiedad de este Consultor.

Los datos de entrada al programa son el diámetro medio del material del lecho capaz de ser suspendido y las condiciones hidráulicas de cada sección de escurrimiento. Las relaciones utilizadas se encuentran descritas en detalle en el Anexo 9 del presente informe.

El diámetro medio del sedimento capaz de ser suspendido se determinó calculando el esfuerzo de corte crítico en el lecho a través de las relaciones de Shields, para cada diámetro de sedimento obtenido de la curvas granulométricas representativas en cada sector para todas las condiciones de flujo antes mencionadas, con lo cual se obtiene el diámetro crítico con el cual el material comienza a suspenderse y por ende la curva granulométrica del sedimento en suspensión, de la cual se obtiene el diámetro medio en suspensión.

Las condiciones hidráulicas para las cuales se calculó la capacidad de arrastre en suspensión fueron las asociadas al caudal medio diario para distintas probabilidades de excedencia en forma similar a lo realizado para el gasto sólido donde fondo, descritos en el acápite anterior. Los resultados obtenidos para cada sección para los caudales analizados se entregan en el Anexo 9. A partir de éste cálculo se obtuvieron las capacidades medias representativas de los tramos con comportamiento sedimentológico homogéneo.

Como una medida de calibrar los datos obtenidos con la formula de Van Rijn y determinada la curva de descarga en cada sección, se obtuvo una relación que permite ajustar el gasto sólido teórico con el gasto sólido medido en la estación Maipo en El Manzano, en donde se tienen mediciones reales de gastos sólidos en suspensión.

Para esto se realizó el cálculo teórico del gasto en suspensión en el sector de Maipo en el Manzano obtenido con perfiles topográficos cercanos ubicados en el sector de Las Vertientes y el sector del Toyo, construyendo la curva de descarga del gasto sólido y comparándola con la curva de gasto sólido medido en la estación Maipo en el Manzano.

A continuación se presenta el la figura 5.17 la correlación obtenida entre el gasto sólido medido y el calculado teóricamente en Maipo en El Manzano,

Figura 5.17 - Relación entre el Gasto Sólido Teórico y el Gasto Sólido enSuspensión Medido en Maipo en el Manzano



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y = 0.0009x1.5669

R2 = 0.9349

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

0 50000 100000 150000 200000 250000 300000

Gss Teórico [ton/dia]

Gss

Man

zano

[to

n/di

a]

La relación obtenida se aplico a los valores teóricos obtenidos con las relaciones de Van Rijn para cada sector, la cual resulta ser la siguiente:

Gss REAL = 0,0009 Gss TEORICO 1,5669

Adicionalmente del material en suspensión calculado se estima que hay un porcentaje de material fino que no es apto para ser explotado comercialmente, el porcentaje de material en suspensión que no es apto se obtiene de la curvas granulométricas del material es suspensión representativa para cada tramo y para cada caudal ensayado, entendiendo que el material bajo malla 200 (0.08 mm) no es comercializable, los porcentajes oscilan entre 8,7% y 10,7%, obteniendo un valor promedio general de 9,7% de material que no es comercializable.

5.3.3 Resultados de los cálculos

a) Capacidad de Arrastre para Diferentes Probabilidades de Excedencia

Mediante las relaciones mencionadas se obtuvieron las estimaciones de las tasas de arrastre de fondo y suspensión para los distintos caudales, construyendo así las curvas de descarga para cada sección y por consiguiente la capacidad de gasto solido para cada sección transversal para todas las probabilidades de excedencia.

b) Identificación de Sectores Homogéneos

b.1) Gasto solido según diferentes formulas

A partir de los resultados de las capacidades de arrastre de cada sección transversal del río, se establecieron los tramos de comportamiento sedimentológico similar. Ello se efectuó mediante la identificación de los tramos del río que resulta representar a través de un valor único de capacidad de



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arrastre de fondo y suspensión para distintos probabilidades de excedencia, construyendo así para cada tramo homogéneo una curva de probabilidad de excedencia del gasto sólido total.

Luego en cada tramo de comportamiento homogéneo se calculó la capacidad esperada del gasto sólido total integrando la curva de probabilidad de excedencia del gasto sólido, obteniendo así la capacidad esperada de la capacidad del gasto sólido total de cada tramo, a continuación se presenta en la Tabla 5.29 el arrastre de fondo para las cuatro formulas ensayadas:

Tabla 5.29 Calculo del arrastre de fondo para diferentes Autores Sectores del 1 al 3

AW PM ES EI

Tramo Gsf e Gsf e Gsf e Gsf e

Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día) (m3/día)

145 143,15 1.867 19.596 17.808 7.162143,15 140,6 3.775 9.789 9.966 4.277140,6 138,37 3.530 2.041 8.702 4.413138,37 128,53 5.060 17.993 22.722 9.033128,53 127,95 4.148 17.334 24.216 9.350127,95 126,74 1.384 22.805 29.100 10.165126,74 123,33 1.214 22.867 29.519 10.248123,33 121,01 1.087 17.825 21.310 7.711121,01 115,69 1.451 29.381 18.411 6.931115,69 111,07 1.607 20.253 13.860 5.514111,07 106,95 3.911 10.006 7.062 2.369106,95 104,2 2.798 7.647 4.026 1.457104,2 103,44 2.790 6.709 4.003 1.460103,44 97,79 2.780 2.019 3.323 1.43497,79 95,2 2.051 15.314 2.603 1.462

AW: Gasto solido calculado con la formula de Ackers y WhitePM: Gasto solido calculado con la calculada con Meyer-Peter y MüllerES: Gasto solido calculado con las formula de la envolvente superior.EI: Gasto solido calculado con la formula de la envolvente inferior.

Tabla 5.30 Calculo del arrastre de fondo para diferentes Autores Sectores 4, 5,6

AW PM ES EI

Tramo Gsf e Gsf e Gsf e Gsf e

Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día) (m3/día)

64,05 62,47 2.999 2.780 4.816 1.96162,47 60,68 3.572 18.045 4.581 1.89960,68 59,46 3.639 3.087 4.138 1.79459,46 57,85 3.732 23.740 4.019 1.76857,85 56,05 2.885 856 4.361 1.85356,05 54,00 3.410 11.551 4.431 1.87345,00 44,16 2.109 3.103 2.870 1.19844,16 42,85 2.063 1.972 2.846 1.19242,85 42,02 2.789 4.977 2.377 1.07142,02 41,34 2.815 7.681 2.413 1.086



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41,34 40,51 2.839 6.322 2.502 1.10940,51 38,83 2.503 3.979 2.813 1.18338,83 37,48 2.524 25.540 1.686 80137,48 35,09 2.340 275 804 49235,09 34,17 1.742 29.313 1.397 64334,17 33,2 1.312 2.355 1.641 70233,20 32,2 1.336 474 1.385 6496,10 5,50 973 11 78 445,50 5,19 1.024 125 66 425,19 4,58 1.272 378 64 434,58 4,02 841 0 82 444,02 3,32 857 373 73 433,32 2,71 962 561 69 432,71 2,43 836 0 70 432,43 2,1 840 5 74 44

De las tablas anteriores es posible apreciar que existe una gran variabilidad en el valor de las capacidades de arrastre, tanto al considerar métodos distintos para una sección dada, como entre secciones consecutivas para un método cualquiera dado. Ello muestra la dificultad que se presenta para obtener un valor representativo, tanto para caracterizar un tramo en específico como para una sección transversal dada.

Para resolver la representación de las tasas de arrastre para las secciones transversales utilizadas en el cálculo, se consideró razonable adoptar el valor medio de las capacidades de arrastre obtenidas por los métodos de Meyer, Peter y Müller y de la Envolvente. No se consideraron los resultados obtenidos a través de la relación de Ackers y White, en el entendido que dichos valores tienden a subestimar en demasía la capacidad de arrastre del río.

b.2) Gasto Total Adoptado

En la Tablas 5.31 a 5.34 se presentan los tramos homogéneos identificados y las capacidades de arrastre representativas del Gss, Gsf y la suma de ambas que representa el gasto total, en donde:

Gss e (u): Gastos sólido en suspensión esperado utilizable (sobre malla 200)Gsf e: Gasto sólido de fondo esperado.Gs total: Gasto sólido total.

Tabla 5.31 Capacidad de Transporte en Tramos deComportamiento Homogéneo Sector 1, M-L, 2 y 3

Tramo Gsf e Gss e (u) Gs total

Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día)145 143,15 14.855 385 15.241

143,15 140,6 8.011 78 8.088140,6 138,37 5.052 136 5.188138,37 128,53 16.583 196 16.778128,53 127,95 16.967 992 17.959127,95 126,74 20.690 2.275 22.965126,74 123,33 20.878 3.355 24.233123,33 121,01 15.615 1.293 16.908121,01 115,69 18.241 471 18.712



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115,69 111,07 13.209 43 13.252111,07 106,95 6.479 140 6.619106,95 104,2 4.377 352 4.729104,2 103,44 4.057 346 4.404103,44 97,79 2.259 15 2.27497,79 95,2 6.460 21 6.480

Tabla 5.32 Capacidad de Transporte en Tramos deComportamiento Homogéneo Sector 4


Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día)64,05 62,47 3.186 7 3.19362,47 60,68 8.175 6 8.18160,68 59,46 3.006 4 3.01159,46 57,85 9.842 13 9.85557,85 56,05 2.357 20 2.37756,05 54,00 5.951 3 5.954



Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día)45,00 44,16 2.390 39 2.42944,16 42,85 2.003 39 2.04242,85 42,02 2.808 1 2.81042,02 41,34 3.727 2 3.72941,34 40,51 3.311 8 3.31940,51 38,83 2.659 30 2.68838,83 37,48 9.342 2 9.34437,48 35,09 523 4 52735,09 34,17 10.451 29 10.48034,17 33,2 1.566 39 1.60533,20 32,2 836 34 870



Desde (Km) Hasta(Km) (m3/día) (m3/día) (m3/día)6,10 5,50 44 5.788 5.8325,50 5,19 78 4.764 4.8425,19 4,58 161 3.429 3.5914,58 4,02 42 6.428 6.470



5 - 50


4,02 3,32 163 6.383 6.5463,32 2,71 224 5.979 6.2032,71 2,43 38 5.994 6.0322,43 2,1 41 5.567 5.608

En general ni se aprecia un correlación entre el gasto solido de fondo y de suspensión concluyendo que no existe relación directa entre ellos.

c) Identificación de tramos con tendencia a la erosión y depositación.

Se identificaron los tramos con tendencias a la erosión o depositación, a lo largo del cauce del río Maipo en los sectores en estudio. Para esto se utilizaron como referencia las capacidades de arrastre esperadas por sectores homogéneos calculadas en el punto anterior.

Se determinó la diferencia de las tasas medias de arrastre total entre tramos homogéneos consecutivos. Si la diferencia resultante entre tramos es de signo negativo indica que el tramo tiene tendencia a la erosión, es decir, presenta déficit en el balance sedimentológico local del tramo (lo que entro al tramo actual del tramo anterior es menor a lo que salio de tramo actual). Por el contrario, si el valor resulta ser positivo, indica que el tramo posee tendencia a la depositación.

A partir de los resultados obtenidos, se pudo constatar que en general las tendencias que presentan los tramos a la erosión o depositación no varían en forma significativa al aumentar o disminuir el flujo, manteniéndose éstas prácticamente constantes a lo largo de los tramos.

Con base en estos resultados, se identificaron los tramos en que por las condiciones naturales mecánico - fluviales que favorecen la generación de fenómenos de erosión en el tramo, no resultan aptos para ser explotados como fuentes de abastecimiento de áridos. Por el contrario, los tramos que presentan condiciones naturales para su explotación como fuente abastecedora de áridos, corresponden a aquellos en que las condiciones mecánico fluviales naturales generan una tendencia favorable a la depositación de sedimentos. En la Tablas 5.35 a 5.38 se presentan los sectores identificados según su aptitud o no para ser dedicados a la extracción de áridos.

Tabla 5.35 Identificación de Tramos según Aptitud para laExtracción de Áridos - Sector 1 al 3

Tramo

Longitud (Km)

Diferencia Gs(i) - Gs(i-1)

(m3/día)Fenómeno Producido

Aptitud para la extracción de

ÁridosDesde (Km) Hasta(Km)145 143,15 1,85

143,15 140,6 2,55 7.152 (+) Depositación Si Apto140,6 138,37 2,23 2.901 (+) Depositación Si Apto

138,37 128,53 9,84 -11.591 (-) Socavación No Apto128,53 127,95 0,58 -1.181 (-) Socavación No Apto127,95 126,74 1,21 -5.006 (-) Socavación No Apto126,74 123,33 3,41 -1.268 (-) Socavación No Apto123,33 121,01 2,32 7.325 (+) Depositación Si Apto121,01 115,69 5,32 -1.804 (-) Socavación No Apto115,69 111,07 4,62 5.460 (+) Depositación Si Apto111,07 106,95 4,12 6.633 (+) Depositación Si Apto106,95 104,2 2,75 1.890 (+) Depositación Si Apto104,2 103,44 0,76 325 (+) Depositación Si Apto



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103,44 97,79 5,65 2.130 (+) Depositación Si Apto97,79 95,2 2,59 -4.206 (-) Socavación No Apto

Tabla 5.36 Identificación de Tramos según Aptitud para laExtracción de Áridos - Sector 4

Tramo

Longitud (Km)

Diferencia Gs(i) - Gs(i-1)

(m3/día)Fenómeno Producido


ÁridosDesde (Km) Hasta(Km)64,05 62,47 1,58

62,47 60,68 1,79 -4.988 (-) Socavación No Apto60,68 59,46 1,22 5.170 (+) Depositación Si Apto59,46 57,85 1,61 -6.844 (-) Socavación No Apto57,85 56,05 1,8 7.478 (+) Depositación Si Apto56,05 54,00 2,05 -3.578 (-) Socavación No Apto


TramoLongitud

(Km)Diferencia

Gs(i) - Gs(i-1)Fenómeno Producido


ÁridosDesde (Km) Hasta(Km)45,00 44,16 0,84 44,16 42,85 1,31 387 (+) Depositación Si Apto42,85 42,02 0,83 -767 (-) Socavación No Apto42,02 41,34 0,68 -919 (-) Socavación No Apto41,34 40,51 0,83 411 (+) Depositación Si Apto40,51 38,83 1,68 630 (+) Depositación Si Apto38,83 37,48 1,35 -6.656 (-) Socavación No Apto37,48 35,09 2,39 8.817 (+) Depositación Si Apto35,09 34,17 0,92 -9.952 (-) Socavación No Apto34,17 33,20 0,97 8.875 (+) Depositación Si Apto33,20 32,20 1 734 (+) Depositación Si Apto


TramoLongitud

(Km)Diferencia

Gs(i) - Gs(i-1)Fenómeno Producido

Aptitud para la extracción de ÁridosDesde (Km) Hasta(Km)

6,10 5,50 0,6

5,50 5,19 0,31 990 (+) Depositación Si Apto5,19 4,58 0,61 1.251 (+) Depositación Si Apto4,58 4,02 0,56 -2.879 (-) Socavación No Apto4,02 3,32 0,7 -75 (-) Socavación No Apto3,32 2,71 0,61 343 (+) Depositación Si Apto2,71 2,43 0,28 171 (+) Depositación Si Apto2,43 2,10 0,33 424 (+) Depositación Si Apto

En función de lo anterior, es necesario definir y limitar el volumen de áridos que es posible extraer desde el lecho, sin que ello signifique alterar el equilibrio sedimentológico global del cauce. Es decir, no



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permitir explotar volúmenes de áridos por sobre la capacidad de renovación natural, evitando con ello generar efectos no deseados como la degradación acelerada del lecho, en zonas que actualmente se encuentran en equilibrio relativo. Conforme a lo señalado, el volumen de áridos que resulta posible explotar, corresponderá a la diferencia que se produce entre las capacidades de producción de áridos de entrada y salida en tramos de comportamiento homogéneo en donde exista depositación, aceptando que se produce un desbalance que permitirá extraer el volumen que no sería evacuado del tramo, dadas sus condiciones hidráulicas y mecánico fluviales naturales.

d) Análisis y discusión de los resultados

En general los resultados de esta sectorización tienen las siguientes limitantes:

i.- La gran variabilidad de formulas empleadas para el cálculo, las cuales arrojan un amplio rango de valores de gasto de fondo, optando por el promedio de los mismos.

ii.- Los valores de gasto solido tienen que ser tomadas como capacidades potenciales de arrastre de acuerdo a una sección dada, un caudal y una granulometría del lecho, desconociendo los valores reales de arrastre de fondo, los cuales pueden ser conocidos solo midiéndolos.

iii.- El análisis y resultados de la sectorización tienen un carácter general, pudiendo encontrar dentro de sectores con tendencia a la socavación tramos puntuales que producto de condiciones locales del terreno se produzca naturalmente depositación de material. Esto se debe al distanciamiento de los perfiles transversales (cada 300 m) que no permite una adecuada modelación del terreno y además a las estimaciones realizadas en base a valores promedio de arrastre para un tramo dado eliminando las fluctuaciones propias de estos procesos mecánico - fluviales.

En general los sectores que presentan socavación corresponden a sectores en donde la pendiente de fondo oscila entre un 0,6% a 0,9%, con una caja del río amplia en donde existe un brazo predominante pegado a alguna de las dos riberas que produce socavación del borde, construyendo altas terrazas con taludes casi verticales, entre estos sectores encontramos:

i.- Tramo Puente Los Morros – Puente Lonquénii.- 1000 m aguas arriba del puente Naltahua – Puente Naltahua iii.- Aguas abajo Puente Marambio

Además en estos sectores se observó en terreno el impacto sobre la infraestructura pública y privada, como son:

i.- Socavación en cepas del puente nuevo acceso sur de Santiago. (Puente Los Morros)ii.- Socavación Bocatoma Canales Unidos de Buin.iii.- Socavación puente ferroviario ruta 5 Sur.

En estos sectores el efecto se amplifica producto de las extracciones de áridos que empeoran más el efecto erosivo hacia aguas abajo.

En contrapartida los sectores con tendencia a la depositación son sectores en donde el cauce divaga constantemente, se caracteriza por tener una baja pendiente menor al 0,5% y producirse islotes centrales donde se acumula material forzando al rio a abrir brazos por ambas riberas, estos sectores se caracterizan por sufrir reiteradas inundaciones producto de la baja pendiente del lecho y la baja capacidad hidráulica de la sección producto de la acumulación de material, entre estos sectores encontramos:



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i.- Tramo entre desembocadura del Clarillo y Pte Los Morrosii.- Tramo Pte. Lonquén – 1 km aguas arriba Pte Naltahua

e.- Estimación de la oferta total de áridos en la cuenca

En este capítulo también es necesario estimar la oferta de material al inicio de la cuenca, el punto representativo de la cuenca se estimó en el sector del Manzano.

e.1) Volumen total del Material en Suspensión

En la estación Maipo en el Manzano se procesaron las concentraciones diarias medidas en función del caudal medio diario obteniendo la siguiente relación para la curva de descarga de los sedimentos en suspensión:

Gss MANZANO = 10,56 Qmd 2,54 (Kg/día)

Gss = Gasto Sólido en SuspensiónQmd = Caudal Medio Diario

Según la fórmula anterior se obtuvieron los gastos sólidos descritos en la Tabla 5.39, generados en función de las probabilidades de excedencia de los caudales medios diarios.

Tabla 5.39 Gasto Sólido en Suspensión en función del Caudal Medio Diario

Probabilidadexcedencia (%)

Qmdm3/s

Gssm3/día

0,5 619,3 130.4972,5 372,3 35.8265 290,5 19.07620 160,3 4.21350 90,9 99785 48,8 20590 42,6 145

A partir de la curva de la Tabla 5.39 se realizó la estimación del gasto sólido esperado en la estación Maipo en el Manzano donde se obtuvo la relación siguiente.

Gss esperado = 5.097 m3/día = 1,86 Mill m3/año

e.2) Volumen total del Material de fondo.

Para el cálculo del arrastre de fondo se disponen de siete perfiles transversales en dos sectores, los cuales corresponden a Las Vertientes aguas abajo del Manzano y El Toyo aguas arriba del Manzano. Con base en dicha información, se estimaron los volúmenes de arrastre de fondo para diferentes caudales medios diarios asociados a distintas probabilidades de excedencia. Estas estimaciones se realizaron utilizando la formula de Meyer-Peter y Müller, se utilizo esta debido a que no se obtenían mayores diferencias con formulas de otros autores.

En ambos sectores se construyeron las curvas de excedencia del gasto sólido medio diario, estimándose a partir de dicha curva el gasto sólido esperado. En la Tabla 5.40 se resumen los valores obtenidos.



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Tabla 5.40 Gasto Sólido de Fondo en Maipo en las Vertientes y Maipo en el Toyo

SECTOR POBABILIDADDE EXCEDENCIA

GASTOSÓLIDO (m3/día)

Maipú en Las Vertientes

0,005 127.1500,025 78.5840,05 59.7250,2 28.9580,5 16.6180,85 8.475

0,9 7.358Gse [m3/día] 22.379

Maipo en el Toyo

0,005 118.5370,025 79.4070,05 63.8470,2 35.8110,5 20.1430,85 9.8090,9 8.446

Gse [m3/día] 25.632

Observando los valores anteriores se opto por estimar como el promedio el valor de gasto sólido de fondo en Maipo en el Manzano, es decir:

Gsf MANZANO = 24.005 m3/día = 8,76 Mill m3/año

Por lo que la oferta total de áridos a nivel de cuenca se estimó como:

(Gsf + Gss) MANZANO = 8,76 + 1,86 = 10,6 Mill m3/año

5.4 ANÁLISIS DE SOCAVACIONES

El objetivo del estudio fue determinar las socavaciones asociadas a infraestructura existente de los siguientes puentes:

Tabla 5.41 Puentes del río Maipo a Analizar

Cauce NombreCoordenadas Ubicación UTM (m) Longitud

Total(m)

AnchoTotal(m)

KilometrajeInicio TérminoNorte Este Norte Este

Maipo Puente Lo Gallardo 6.276.439 258.130 6.275.629 257.870 830 10 2,40Maipo Puente Ingeniero Marambio 6.267.462 294.932 6.267.167 295.133 300 10 62,80Maipo Puente Naltahua 6.266.468 322.357 6.266.575 322.164 180 10 94,80Maipo Puente Lonquén 6.263.499 331.494 6.263.834 331.075 533 4,5 116,60



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Maipo Puente Maipo Ruta 5 Sur 6.271.040 340.186 6.270.716 340.360 368 10 130,19Maipo Puente Los Morros 1 6.275.060 346.000 6.274.929 346.111 166 10 138,10

Tabla 5.41 Puentes del río Maipo a Analizar

Cauce Nombre Coordenadas Ubicación UTM (m)Longitud

Total(m)

AnchoTotal(m)

Kilometraje

Maipo Puente San Ramón 6.278.149 353.835 6.278.063 353.870 92 11 146,30Maipo Puente Las Vertientes 6.282.120 363.321 6.282.059 363.325 68 8 159,40Maipo Puente El Toyo 6.272.671 375.627 6.272.634 375.602 54 7,5 183,60Maipo Puente El Ingenio 6.262.811 382.048 6.262.806 382.031 18 5 197,70

a) Metodología

Se determinó la socavación generalizada que se origina en un determinado perfil del cauce (método de la sección completa), lo que se traduce en un descenso del nivel del fondo del lecho ante el paso de una crecida. Para el análisis se aplicó la metodología de Neill y Lischtvan – Lebediev que hace el supuesto conservador para el cálculo de la socavación generalizada de nulo aporte de sedimentos desde los tramos superiores del río Maipo. Ello permite contar con una estimación para la socavación que está por el lado de la seguridad, al suponer que en cada sección transversal se produce una socavación dada por la condición límite asociada a la velocidad crítica.

Para el caso de la socavación local en pilas de puentes se utilizaron las relaciones existentes en el Manual de Carreteras del MOP, donde se señalan 3 ecuaciones: Breusers, Nicollet y Shen (BNSh), Richardson (R) y una envolvente de datos experimentales de diversos autores (EDE). Estas ecuaciones son complementadas con los factores de corrección que involucran los distintos parámetros que intervienen en el fenómeno, también descritos en el Manual.

b) Antecedentes para el Cálculo.

Además, se dispone de los resultados del análisis granulométrico efectuado al lecho del río, desde donde se obtienen los diámetros representativos del lecho en cada zona estudiada:

Tabla 5.42 Diámetros Representativos Utilizados para el Calculo

PuenteDiámetros representativos

D90 [mm] D84 [mm] D50 [mm]El Ingenio 266.00 230.00 63.00El Toyo 274.00 235.00 53.00

Las Vertientes 173.00 121.00 50.00San Ramón 220.00 190.00 42.00Los Morros 226.00 164.00 61.00

Maipo (Ruta 5) 177.00 139.00 45.00Naltahua 193.00 146.00 30.00Marambio 120.00 90.00 30.00

Lo Gallardo 66.00 56.00 22.00

El diámetro adoptado en el Pte Ruta 5 Sur corresponde al promedio de los resultados de calicatas practicadas en Pte. Los Morros y Pte Lonquén.



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Así también, de acuerdo a los caudales de crecida antes señalados, se tiene el caudal de diseño para cada zona de estudio:

Tablas 5.43 Crecidas de Diseño Utilizadas para el Cálculo

PuenteCrecidas de diseño

T = 200 [m3/s] T = 100 [m3/s] T = 50 [m3/s]El Ingenio 986.00 715.00 516.00El Toyo 986.00 715.00 516.00

Las Vertientes 2093.00 1561.00 1149.00San Ramón 2394.00 1998.00 1641.00Los Morros 2655.00 2237.00 1851.00

Maipo (Ruta 5) 2655.00 2237.00 1851.00Naltahua 5097.00 4168.00 3346.00Marambio 6506.00 5340.00 4302.00

Lo Gallardo 9619.00 7892.00 6357.00

c) Presentación de Resultados

Los resultados de las socavaciones generalizadas calculadas se muestran para cada puente a continuación:

Tabla 5.44 Resultados del Cálculo de la Socavación Generalizada

SOCAVACIÓN GENERAL [m].

PUENTET = 50 T = 100 T = 200

FórmulaD50 D84 D90 D50 D84 D90 D50 D84 D90

El Ingenio- 1.10 0.83 - 1.98 1.62 - 2.85 2.39 Neill

1.08 1.55 1.96 Lischtvan - Lebediev

El Toyo- 1.90 1.57 - 2.73 2.31 - 3.81 3.29 Neill


Las Vertientes- - - - - - - - - Neill

- - - Lischtvan - Lebediev

PUENTET = 50 T = 100 T = 200

FórmulaD50 D84 D90 D50 D84 D90 D50 D84 D90

San Ramón- 1.49 1.19 - 1.79 1.45 - 2.30 1.91 Neill


Los Morros- 0.61 0.20 - 0.85 0.39 - 0.55 0.04 Neill


Maipo (Ruta 5)- 0.10 - - 0.25 - - 0.41 0.13 Neill


Naltahua- 2.49 1.85 - 2.95 2.22 - 3.39 2.59 Neill


Marambio- 0.92 0.45 - 1.06 0.54 - 1.23 0.66 Neill


Lo Gallardo- - - - - - - 0.09 - Neill

- - - Lischtvan - LebedievNota: Para el cálculo de la socavación general con Lischtvan-Lebediev se utilizo el diámetro medio del sedimento.Los resultados de las socavaciones locales calculadas se muestran para cada puente a

continuación:

Tabla 5.45 Resultados del Cálculo de la Socavación Local



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SOCAVACIÓN LOCAL EN PILAS [m].

PUENTET = 50 T = 100 T = 200

BNSh EDE R BNSh EDE R BNSh EDE REl Ingenio - - - - - - - - -El Toyo - - - - - - - - -

Las Vertientes 1.54 1.92 N.A. 1.54 1.92 N.A. 1.54 1.92 N.A.San Ramón 0.74 0.93 1.44 0.73 0.91 1.46 0.72 0.89 1.49Los Morros 2.96 3.73 3.48 2.97 3.73 3.61 2.98 3.73 3.61

Maipo (Ruta 5) 2.27 2.91 2.30 2.29 2.91 2.39 2.30 2.91 2.48Naltahua 3.27 4.11 3.92 3.21 4.02 4.00 3.17 3.97 4.06Marambio 1.55 1.94 2.27 1.55 1.94 N.A. 1.55 1.94 N.A.

Lo Gallardo 9.11 11.75 N.A. 9.19 11.93 N.A. 9.26 12.11 N.A.El Ingenio - - -El Toyo - - -

Las Vertientes - - -San Ramón - - -Los Morros - - -

Maipo (Ruta 5) - - -Naltahua - - -Marambio 12.40 10.70 9.09

Lo Gallardo 9.26 9.41 9.37Obs: N.A. = “No Aplica”; se refiere a la no aplicabilidad de la fórmula de Richardson al cálculo de socavación local en el puente en cuestión, situación que ocurre cuando Fr < 0.5. Los puentes El Ingenio y El Toyo no tienen pilas.

Solo los estribos de los puentes Marambio y Lo Gallardo presentan penetración en el cauce de avenida para los períodos de retorno analizados, los resultados obtenidos de las socavaciones localizadas en estribos son considerablemente altos debido a la escasa profundidad del lecho a lo largo de la penetración de cada estribo en los puentes considerados. Entonces, estos resultados no se consideraron válidos por escapar a los valores típicos de socavación, el detalle de los cálculos se presenta en Anexo 8.

d) Socavaciones Adoptadas

La socavación total adoptada corresponde a la suma de la socavación general más la socavación local, para ambas socavaciones se tomaron los promedios de las diferentes formulas.

Tabla 5.46 Socavación total adoptada

SOCAVACION TOTAL ADOPTADA (m)PUENTE T=50 T=100 T=200El Ingenio 2,82 3,50 4,14El Toyo 2,93 3,55 4,41

Las Vertientes 3,39 3,44 3,44San Ramón 3,91 4,10 4,50Los Morros 4,30 4,42 4,04

Maipo (Ruta 5) 2,02 1,94 2,05



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Naltahua 12,73 13,12 13,53Marambio 13,05 11,36 9,82

Lo Gallardo 9,26 9,41 9,46

5.5 CARACTERIZACIÓN GEOMORFOLÓGICA

Se realizó una caracterización geomorfológica de los cauces de la cuenca del río Maipo incluidos en el presente estudio, que corresponden a los ríos Maipo, Colorado, Clarillo y Angostura.

Para ello, se efectuó en una primera parte un análisis del marco geológico-geomorfológico regional en el cual se inserta la cuenca del río Maipo, sobre la base de la revisión de antecedentes documentales y cartográficos. Posteriormente, se realizó la caracterización de la geomorfología fluvial de los cauces en estudio, realizada a partir de la interpretación visual de fotogramas aéreos más recientes complementada con recorridos de terreno.

Todo lo anterior se ha hecho enfocado a permitir disponer de la información básica relativa a los cauces naturales y su relación con la morfología de la cuenca, a fin de una mejor comprensión de los problemas y sus orígenes, de índole fluvial, que se presentan en los cauces de la cuenca del río Maipo.

5.5.1 Geomorfología Fluvial

En lo que sigue se presenta una caracterización de la geomorfología fluvial de los cauces de interés, la cual ha sido dividida en tramos homogéneos, indicándose en cada caso sus kilometrajes de inicio y término, los cuales tienen como Km 0,0 su punto de confluencia con el cauce receptor.

a) Río Maipo

a.1) Tramo Confluencia río El Yeso a Las Vizcachas (Km 200,0 – Km 150,0)En este tramo de 50 km de longitud, el río Maipo inicia su recorrido en un estrecho y encajonado

valle de La Cordillera de Los Andes alcanzando un ancho promedio de 80 m. Se encuentra confinado por cordones montañosos muy abruptos y escarpados que delimitan un valle de orientación general norte-sur.

En todo su recorrido el cauce desarrolla un solo brazo de trazado bastante sinuoso y ancho variable (80 a 100 m), con curvas y contracurvas de pequeño radio.

La sección se presenta profunda y bien excavada en terrazas aluviales y coluviales de fondo en algunos sectores de ancho superior a los 600 m. Ellas generalmente tienen un desarrollo incipiente siendo más extensas en torno a la ribera derecha del cauce, lugar en donde se ubican los asentamientos de San Gabriel, San Alfonso y San José de Maipo.

La pendiente del cauce es bastante alta, 1,4%, lo que queda reflejado en que el lecho en su conjunto se encuentra bastante activo, con una tendencia erosiva en todo su ancho. A raíz de ello, las fracciones más finas de material fluvial son transportadas hacia aguas abajo, mientras que las de mayor calibre conforman los depósitos fluviales actuales, cuyos sedimentos se presentan bastante acorazados con ripios y bolones.

En general las riberas se presentan bien definidas y profundizadas, no obstante ello se reconocen tramos con erosión que sin embargo se encuentran alejados de población e infraestructura vial, tal como se constata en las proximidades de El Ingenio.



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A los pies de las laderas que confinan el valle, principalmente la ladera izquierda del valle y en donde entre en contacto el río con esta se disponen en forma aislada escombreras y conos de deyección en los tramos terminales de las quebradas tributarias. Estos depósitos generalmente adoptan una forma cónica con un vértice apical hacia aguas arriba y con su extremo distal en el fondo de las quebradas. En este mismo sentido también se observa una graduación de las granulometrías de más grueso a más fino, desde su extremo apical al distal.

A pesar de la tendencia erosiva del tramo se reconocen depósitos de sedimentos que se disponen mayoritariamente como bancos laterales en los lados internos de las curvas del cauce.

En su recorrido el cauce del río Maipo recibe importantes aportes entre los cuales cabe mencionar

al río Colorado, esteros San Gabriel, El Ingenio, El Manzano y San Alfonso.

a.2) Tramo entre Las Vizcachas a Puente Los Morros (Km 150,0 a Km 138,5)Este tramo de 11,5 km de longitud, se caracteriza porque el cauce ha abandonado

completamente el sector Cordillerano al ingresar en forma definitiva al llano central a partir de donde se proyecta el ápice del cono aluvial del río Maipo.

En este tramo el cauce presenta un brazo único, sinuoso de orientación general oriente-poniente, el cual va cambiando paulatinamente en la medida que se avanza hacia aguas abajo a un patrón de escurrimiento cada vez más trenzado.

El río Maipo ha logrado disectar bastante al material de relleno del cono aluvial, presentando riberas bien definidas y estables con lecho de 300 m de ancho en promedio.

La sección excavada no supera los 4 a 5 m respecto las terrazas laterales. Se estima una pendiente longitudinal media de 1,0%

a.3) Tramo entre Puente Los Morros a Valdivia de Paine (Km 138,5 a Km 110,0)Este tramo que presenta una extensión de 28,5 Km, se caracteriza por presentar una disminución

de la pendiente, 0,8%, desarrollando un patrón de cauce que tiende a la divagación respecto del tramo anterior, con brazos trenzados que confluyen y difluyen en un amplio lecho, cuyo promedio es cercano a los 800 m.

Se observa gran cantidad de embancamientos de material en el cauce.

Si bien el cauce presenta un ancho promedio de 800 m, se reconoce como singularidad un estrechamiento de su sección el sector de Puntilla de Lonquén en donde se reconoce una rectificación en su trazado mediante la construcción de una defensa fluvial en la ribera izquierda. A raíz de ello el cauce ha sido desplazado lateralmente reduciéndose el ancho de su sección natural.

En este tramo, el río Maipo recibe el aporte del río Angostura en el sector de El Monte.

a.4) Tramo entre Valdivia de Paine y Confluencia Estero Puangue (Km 110,0 a Km 45,0)En esta zona el cauce presenta una disminución notoria del ancho, con respecto al tramo anterior,

fluctuando entre los 1.000 m y 500 m con una sección relativamente angosta en el sector de Valdivia de Paine hasta el puente Naltahua , inmediatamente aguas abajo de esté comienza un ensanchamiento paulatino aunque menor que en el tramo anterior. Se estima una pendiente longitudinal media de 0,4%.

El cauce presenta una concentración de su escurrimiento hacia su ribera izquierda hasta entrar en contacto con el cordón de cerros El Mostazal.



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En este tramo, el río Maipo recibe las aguas del río Mapocho, en el sector de El Paico y el estero Cholqui.

La sección del cauce se presenta escasamente excavada con respecto a las terrazas laterales. Se verifica una fuerte divagación del cauce traducidos en cambios anuales notorios en los brazos del río principalmente por los eventos de crecidas importantes.

Se observa gran cantidad de embancamientos de material en el cauce, los que quedan de manifiesto como bancos de depósitos laterales e islotes.

a.5) Tramo Sector Cordillera de la Costa (Km 45,0 a Km 15,0) Este tramo del río Maipo presenta todo su desarrollo en la unidad morfoestructural de La Cordillera de La Costa. A diferencia del anterior su valle se presenta un estrechamiento en su ancho al igual que se u cauce quedando confinado laderas abruptas. El ancho promedio del valle es cercano a los 300 m promedio.

La sección del cauce se presenta excavada en un profundo y estrecho cajón rocoso, adoptando un patrón de escurrimiento de baja sinuosidad de un brazo principal, aun cuando se reconocen algunos sectores con el desarrollo de 2 o más brazos.

El cauce de pendiente longitudinal 0,2% se desplaza lateralmente en torno al lecho por lo cual en algunos sectores éste entra en contacto la ladera izquierda como derecha del valle.

Debido a la baja pendiente del cauce su tendencia es a la depositación lo cual queda de manifiesto por la existencia de importantes depósitos de sedimentos que se disponen como bancos laterales al flujo principal, indistintamente tanto hacia su ribera izquierda como derecha.

En este tramo no se reconoce el aporte de afluentes importantes salvo pequeñas quebradas de escurrimiento estacional.

a.6) Tramo Salida de la Cordillera de la Costa y la Desembocadura (Km 15,0 a Km 0,0)Este tramo se inicia una vez que el cauce del río Maipo ha abandonado la Cordillera de La Costa

por lo que el estrecho valle da lugar a un valle mucho más amplio, 1,5 km en promedio, delimitado por estribaciones de cerros más bajas y menos abruptas.

El cauce presenta un patrón de escurrimiento sinuoso de un solo brazo que divaga en un amplio lecho de 500 m de ancho promedio.

La pendiente es bastante baja 0,2%, por lo que la tendencia del cauce es a la sedimentación. Se reconocen importantes bancos de sedimentos y depósitos laterales, situación que se hace más significante en el sector de San Antonio y Santo Domingo donde es posible observar pequeñas islas que son utilizadas para cultivos agrícolas de hortalizas. Estas islas están presentes antes del puente Lo Gallardo y en menor medida y extensión después del puente aguas abajo.

b) Río Colorado

El río colorado es un afluente del río Maipo, descarga sus aguas en la ribera derecha de éste en el sector El Manzano, se sitúa en la Cordillera de Los Andes y escurre a través de un valle muy encajonado de pendientes escarpadas.

b.1) Tramo Sector Alfalfal y Confluencia con Río Maipo (Km 0 a Km 5)



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El cauce presenta anchos variables entre 30 m a 60 m. En general el cauce se presenta encajonado con laderas muy abruptas cuya sección es profunda y bien excavada que en tramos supera los 80 m de altura.

El cauce se presenta en un sólo brazo de trazado sinuoso con curvas y contracurvas muy pronunciadas especialmente

En este tramo el cauce se presenta angosto y excavado lo que impide la depositación masiva de material observándose sucesivos rápidos.

Existe una insipiente terraza aluvial y coluviales de fondo en la ribera derecha.

Se observa material de grueso calibre y bloques coluviales que se distribuyen a lo largo del cauce lo que indica un cauce activo.

La pendiente en este tramo es de 2.58%

c) Río Clarillo

El río Clarillo escurren sus aguas en dirección Nor-Oeste que confluyen en la ribera izquierda del río Maipo, en el tramo que contempla el presente estudio se diferencia 3 tramos homogéneos en el curso del río hasta el limite del estudio.

c.1) Tramo Confluencia Río Maipo y Sector Ladera Cerro Blanco ( Km 0 a Km 1,8)El río se encuentra limitado en la ribera izquierda por el Cerro Blanco siguiendo este el contorno

del cerro cuyo cauce se observa bien definido con curvas de gran radio y escasa actividad erosiva. Se observa la existencia de acopios de sedimentos en la convexidad de las curvas.

En este tramo la pendiente es suave aumentando a 0,35% en sector próximo a la confluencia.

c.2) Tramo Sector Ladera Cerro Blanco y Estero Afluente (Km1,8 a Km5,2)El río Clarillo se presenta bien definido en un brazo único de escasas curvas cuyo radio es

variable. No manifiesta actividad erosiva considerable, existiendo abundante vegetación arbórea en ambas riberas. En general en este tramo el escurrimiento es lento con una baja competencia del río.

Se observan depósitos de material fluvial en riberas de despreciable tamaño en las convexidades de las curvas.

La pendiente en este tramo es de 0,05%.

c.3) Tramo Estero Afluente y Sector Aguas Arriba de Puente Blanco ( Km 5,2 a Km10)

A partir del Km 5,2 aguas arriba el cauce comienza a manifestar mayor actividad erosiva con el consiguiente aumento de formas depositacionales en ribera y bancos de sedimentos.

Aguas arriba del puente Blanco el cauce presenta una incipiente forma trenzada, con una caja de ancho variable que en tramos superan los 400 m.



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Las riberas se presentan altamente erosionadas por fenómenos de crecidas que posteriormente fueron reforzadas con defensas longitudinales.

La pendiente en este tramo es de 0,75%

d) Río Angostura

El Río Angostura drena la fracción sur de la Depresión de Santiago comprendida en la Hoya del Río Maipo. Esta subcuenca se constituye en la sección alta por el estero Codegua el cual, al recoger el aporte del Río Peuco pasa a llamarse río Angostura recibiendo aguas abajo el aporte del Estero Paine, entre otros afluentes.

En el río Angostura es posible observar cuatro tramos homogéneos.

d.1) Tramo Confluencia Río Maipo y Camino las Pataguas (Km 0 – Km 4,8)El cauce presenta sinuoso con riberas de altura variable que se estabilizan aguas arriba. En este

tramo la actividad erosiva es menor debido a que el río se encuentra confinado entre el glacis de derrame y el cordón de serranías en la ribera derecha, siguiendo las sinuosidades de la ladera.

El cauce se presenta en un solo brazo de trazado sinuoso con escasa presencia de depósitos de material


d.2) Tramo Camino las Pataguas y Confluencia Estero Paine ( Km 4,8 – Km 8,8)En este tramo el cauce es sinuoso de curvas y contracurvas de radio variable.

El valle presenta límites bastante claros, los cuales se expresan a través de marcados escarpes y desniveles. Se reconoce un curso bien encauzado pero con una marcada tendencia meándrica

El cauce presenta en las convexidades de las curvas depósitos de material fluvial en ribera y sedimentos en el lecho que generan brazos dando una insipiente forma trenzada al cauce.


d.3) Tramo Confluencia con Estro paine y Puente Champa (Km 8,8 a Km 17.4)En este tramo desde la confluencia con el Estero Paine hasta el Puente Champa, el cause se

presenta sinuoso con radios de curvatura variable, con una ancho de escurrimiento no superior a 20 m. Se presentan riberas bien definidas gracias la abundante vegetación

El cauce se ve influenciado por la presencia del cerro isla en la ribera derecha, el cual define su escurrimiento en sectores próximos a las laderas de éste.

Se observa escasa actividad erosiva con material de depósito estabilizado.


d.4) Tramo Puente Champa y Sector Angostura de Paine (Km 17,4 a Km 30)



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Desde aguas arriba del puente Champa el cauce se observa de anchos variables en múltiples brazos con abundante material de depósitos en riberas y lecho que lo definen como cauce de tendencia anastomosada.

La caja del río en este tramo es amplia superando en sectores los 400m, La baja competencia del agua en este tramo propicia que el escurrimiento cambie de orientación al interior de la caja del río presentando en el sector de angostura una divagación.

El cauce se angosta nuevamente en el sector de Angostura debido al confinamiento entre dos formaciones montañosas aunque una vez que el cauce atraviesa este confinamiento reaparece su comportamiento divagante.

Las riberas de altura variable en algunos tramos de deslindes confusos he irregulares.

La pendiente en este tramo es de 0,41%



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