HIDRAULICA FLUVIAL E INGENIERIA DE RIOS.

La Hidráulica Fluvial combina conceptos de Hidrología, Hidráulica General, Geomorfología y Transporte de sedimentos. Estudia el comportamiento hidráulico de los ríos en lo que se refiere a los caudales y niveles medios y extremos, las velocidades de flujo, las variaciones del fondo por socavación y sedimentación, la capacidad de transporte de sedimentos y los ataques contra las márgenes.

Los diseños de las obras que se construyen en los ríos para suministro de agua, vertimiento de excesos, encauzamiento, protección del fondo y de las márgenes están dentro del campo de la Ingeniería de Ríos.

Transporte de sedimentos en ríos.

El proceso de producción de sedimentos en las cuencas y su transporte por parte de las corrientes naturales es muy complejo. La cuantificación de los sedimentos para proyectos de Ingeniería se basa actualmente en mediciones y en la aplicación de métodos empíricos.

Corrientes naturales.

Las corrientes de montaña tienen altas pendientes y gran capacidad de transporte de sedimentos; además, generan fenómenos importantes de socavación de fondo y de ataques contra las márgenes. En las corrientes de llanura también existen procesos de transporte de sólidos, socavación y ataques contra las márgenes en magnitudes relativamente moderadas; sin embargo, los depósitos de sedimentos que llegan de las partes altas y los aumentos de nivel por baja velocidad del agua inciden en los desbordamientos y en la inundación de zonas aledañas.

Estudios de Hidrología, Hidráulica y Socavación para diseño de puentes y de cruces subfluviales.

Los estudios de Hidráulica Fluvial para diseño de puentes y de cruces subfluviales utilizan información y procedimientos similares, pero los resultados que se buscan son particulares de cada caso. 

Los puentes se utilizan para salvar depresiones o cruzar corrientes naturales en sistemas carreteables, peatonales, ferroviarios, de conducción de agua y oleoductos. Los objetivos de los estudios hidráulicos son el dimensionamiento del puente en lo referente a altura y luces, el encauzamiento de la corriente y la protección de estribos y pilas contra socavación y ataques de la corriente.

Los cruces subfluviales tienen mucho uso en el transporte de agua y en los oleoductos porque resultan a veces menos costosos y más seguros que los puentes. En este caso los objetivos de los estudios hidráulicos son la determinación de la profundidad que debe tener el conducto por debajo del lecho de la corriente y la seguridad de las instalaciones que conectan el paso subfluvial con los tramos de llegada al cruce y salida del mismo. 

Para la determinación de la profundidad que debe tener el conducto por debajo del lecho es necesario realizar estudios hidráulicos de la corriente y estimar profundidades de socavación. Para la seguridad de las instalaciones de conexión se deben analizar los niveles máximos de la corriente y las protecciones de las márgenes.

Por medio de la Hidrología se analiza la cuenca vertiente y se cuantifican los regímenes de Caudales, Niveles y Sedimentos del río en el tramo de influencia de la obra. Combina conocimientos de Hidrología General,  Transporte de Sedimentos y Corrientes naturales, entre otros.

Los estudios de Hidráulica contienen los aspectos de Hidráulica Fluvial que tienen que ver con las características del ponteadero o del sitio del cruce, la relación Nivel-Caudal en el cauce, las velocidades y las trayectorias del flujo, la geomorfología del cauce y las magnitudes de las fuerzas que afectan el fondo del cauce, las márgenes y la estructura de la obra. 

La determinación de las variables Hidráulicas se basa en el análisis de la información  Hidrológica, en los registros de los levantamientos topográficos, en los análisis granulométricos y de clasificación de muestras del material que conforma el lecho y las orillas del cauce, y en los estudios de Geotecnia y de Geomorfología que deben desarrollarse paralelamente con el estudio de Hidráulica Fluvial. 

Por último, en el estudio de Socavación se hace un pronóstico de  las variaciones que pueden presentarse en el futuro en la geometría de la sección transversal del cauce en el sector del ponteadero o del cruce; estas variaciones dependen de la conformación del lecho y de las márgenes, de la pendiente del cauce, del paso de crecientes extraordinarias y de la localización del cruce dentro del cauce.

Control de inundaciones. 

Las inundaciones son eventos que se presentan por desbordamiento en los tramos bajos de las corrientes naturales donde la pendiente del cauce es pequeña y la capacidad de transporte de sedimentos es reducida.

La definición de las zonas inundables está relacionada con el concepto de "ronda". Esta es una franja en la cual quedan incluídos el cauce mayor y una zona de seguridad. Por fuera de la "ronda" quedan las planicies que son potencialmente inundables durante las crecientes extraordinarias.

En la mayoría de los casos las inundaciones que son producidas por crecientes extraordinarias no pueden evitarse y entonces se procede a mitigar sus efectos mediante los métodos de Control de Inundaciones.

Avalanchas. 

Aunque el término Avalanchas se refiere a los aludes de nieve, su nombre es utilizado comúnmente para designar los flujos de agua con lodos y detritos que ocurren en los cauces de los ríos como eventos extraordinarios por causa de sismos, erupciones volcánicas o lluvias intensas. Cuando las avalanchas se generan por erupciones volcánicas en picos nevados reciben el nombre de lahares. En los últimos años se han presentado en Colombia dos avalanchas catastróficas, el lahar del nevado del Ruiz en 1985 que sepultó la ciudad de Armero y la avalancha del río Páez ocasionada por un sismo en 1994 que afectó las comunidades de los departamentos de Cauca y Huila.


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