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LA BIFURCACION MEZCALAPA-SAMARIA-
CARRIZAL DEL BAJO GRIJALVA - SITIO PILOTO
PARA LA PARTE “SEDIMENTO” DEL PROMMA
Jean Jacques Peters Especialista en Ríos
Consultor OMM para el Sedimento PROMMA - GASIR
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INTRODUCCION • En 1998, la bifurcación Mezcalapa-Samaria-Carrizal
fue elegido como sitio piloto para la parte “sedimento” del PROMMA (bajo la recomendación de la Subgerencia de Análisis Hidrológico de GASIR)
• Gracias a la colaboración activa de les Gerencias regional Frontera Sur y estatal de Tabasco, se iniciaron campañas de medición, dentro del PROMMA y a través de convenios SCAOP-UJAT
• Los resultados de las mediciones hasta la fecha
permiten establecer un diagnostico sobre las causas del aumento de riesgo de inundación en Villahermosa
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RECUERDOS DE POTAMOLOGIA EN RELACION A LOS CAMBIOS
FLUVIOMORFOLOGICOS E INUNDACIONES EN EL BAJO
GRIJALVA
Jean Jacques Peters Especialista en Ríos
Consultor OMM para el Sedimento PROMMA - GASIR
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Sistema Mezcalapa-Samaria-Carrizal (situación del 23 de noviembre de 2004)
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MORFOLOGIA FLUVIAL
• Ríos han desarrollado sus cauces por erosión y sedimentación en la cuenca
• La geografía, la geología y la tectónica son factores determinantes en la formación de los cauces (pendiente del valle, diferente de la pendiente hidráulica)
• El tipo de cauce (trenzado o meándrico) principalmente depende de factores hidráulicos y sedimentológicos
• La noción de gasto “formador” es poco relevante para ríos dinámicos, las cuales tienen gastos líquidos y sólidos variables
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MORFOLOGIA FLUVIAL
• En ausencia de obras de control del cauce, un río adapta su geometría (ancho, profundidad, tipo de cauce) cuando ocurren cambios del régimen hidrológico o sedimentológico
• Estos cambios pueden ser naturales (modificación climatológica) o inducidos por actividades humanas (deforestación,presas)
• De manera muy general, la balanza de Lane permite evaluar estos impactos
• De manera general, leyes relacionan de manera semi-cuantitativa las características geométricas del cauce a un gasto (“formativo”)
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MORFOLOGIA FLUVIAL
• El cauce de un río cambia de forma desde su origen hasta su desembocadura:
– En las partes altas (montanas), incisión con fuerte control del movimiento lateral (zona de producción de sedimento)
– En la parte intermediaria de alta pendiente del valle, cauce trenzado con ocasionalmente control del movimiento lateral por las márgenes del valle
– En la parte intermediaria de baja pendiente del valle, cauce meándrico con ocasionalmente control del movimiento lateral por las márgenes del valle o por diferencias de características geotécnicas de los suelos atravesados
– Conos de deyección, deltas, lagunas o estuarios a su desembocadura
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MORFOLOGIA FLUVIAL
• Ríos pueden tener tendencias a una: – Degradación, por déficit en sedimento – Agradación, por sobrecarga en sedimento
• Ríos pueden tener tendencia a formar: – Un “splay” – Una avulsión, es decir cambio completo de cauce – Una bifurcación, es decir formación de dos brazos
• Ríos pueden cambiar su tipo de cauce: – De trenzado en meándrico, o vise versa �por cambio de
régimen hidrológico y/o sedimentológico
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BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPEC
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCAJALPA
CUNDUACAN
VILLAHERMOSA( San Juan Bautista )
CARDENAS
HUIMANGUILLO
PICHUCALCOTEAPA
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ROMPIDO DENUEVA ZELANDIA
ROMPIDO DE NUEVA ZELANDIA - 1675
BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPEC
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCAJALPA
CUNDUACAN
VILLAHERMOSA( San Juan Bautista )
CARDENAS
HUIMANGUILLO
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Rio Carrizal
ROMPIDO MANGADE CLAVO
ROMPIDO MANGA DE CLAVO - 1881
BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPEC
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCAJALPA
CUNDUACANVILLAHERMOSA
( San Juan Bautista )CARDENAS
HUIMANGUILLO
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Rio Viejo
Rio Carrizal
Rio Gonzalez
ROMPIDO DELA PIGUA - 1904
ROMPIDO DE LA PIGUA - 1904
BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPEC
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCAJALPA
CUNDUACAN
VILLAHERMOSA( San Juan Bautista )
CARDENAS
HUIMANGUILLO
PICHUCALCOTEAPA
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Rio Carrizal
Rio Cañas
Rio Cux
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Rio Jalupa
ROMPIDO DE CAÑAS
ROMPIDO DE CAÑAS1940
BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPEC
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCAJALPA
VILLAHERMOSA( San Juan Bautista )CARDENAS
HUIMANGUILLO
PICHUCALCOTEAPA
TACOTALPA
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Rio Tacotalpa
Rio de la Sierra
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COMALCALCO
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Rio Viejo
Rio Carrizal
Rio Samaria
Rio Cux
cuac
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Rio Medellin
Rio ChilapaRio Chilapilla
ROMPIDO DEL VELADEROABIERTO EN 1952CERRADO EN 1953
CUNDUACAN
ROMPIDO DEL VELADERO - 1952
BARRA DETUPILCO BARRA DE DOS BOCAS
PARAISO
BARRA DE CHILTEPECSta. Ma. de laVictoria
BARRA DE FRONTERA
FRONTERA
BARRA DE SAN PEDRO
NACAJUCA
JALPA
CUNDUACAN
VILLAHERMOSA( San Juan Bautista )
CARDENAS
HUIMANGUILLO
PICHUCALCOTEAPA
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Rio de la Sierra
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COMALCALCO
SIGLO XVI
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NOCIONES DE HIDRAULICA
• Flujos en ríos naturales no siguen bien las leyes teóricas, establecidas para condiciones de laboratorio:
– Régimen uniforme (coeficiente de “rugosidad”) – Distribución de la velocidad con la profundidad – Capa límite
• Para un gasto definido, la pendiente hidráulica no es constante a lo largo del cauce, y su variación depende de muchos factores, entre otros de la geometría del lecho; no corresponde a variaciones de coeficiente de rugosidad
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HIDRAULICA
• Algunos fenómenos merecen mas atención de parte de los investigadores, tal como la turbulencia, corrientes segundarias, fuerza de arrastre (o la velocidad de arrastre)
• Utilizamos el concepto (viejo) de rugosidad (Chezy o Manning) sin real significación física para ríos aluviales
• No conocemos la significación real de la fuerza de arrastre (pero todos la utilizamos)
• No sabemos como tomar en cuenta el fenómeno de turbulencia en el calculo de las perdidas de carga hidráulica
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HIDRAULICA
• En ausencia de buenas teorías, tenemos que elegir maneras de determinar lo mas bien posible los parámetros necesarios a los cálculos hidráulicos:
– Por mediciones detalladas e interpretación de pendientes – Por mediciones detalladas de distribución de velocidades
• La situación se complica en ríos aluviales por formación de formas del lecho (principalmente dunas)
• No hay todavía buenas formulas para relacionar la “rugosidad” a la geometría de las dunas
• No conocemos la relación entre forma de dunas, resistencia al flujo y transporte de sedimento
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SEDIMENTOLOGIA
• Sedimentos en ríos tienen varias origines, tamaño, composición y características geotécnicas:
– Origen de la destrucción de rocas duras o erosión de rocas sedimentarias; puede ser formado por cristalización en el agua o de organismos tal como diatomeas u otros
– Tamaño y forma desde rocas hasta arcilla – Composición mineralógica para los cristalinos, materia
orgánica – Geotécnica: erosionables o resistentes, o cohesivos
• Sedimentos pueden ingresar de diversas maneras (erosión de suelos de la cuenca, del lecho o de las márgenes)
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SEDIMENTOLOGIA • Teorías de transporte de sedimentos han sido
desarrolladas en laboratorio • Formulas existen para el transporte en suspensión y
de arrastre, pocas para el transporte en “saltación” • Teorías para transporte de arrastre consideran el
entrenamiento de partículas por la fuerza de arrastre; sin embargo eso no considera la variabilidad de la corriente cerca del fondo, en particular en relación con las dunas u otras formas del lecho
• Teorías para transporte en suspensión consideran una distribución vertical en función de una concentración cerca del fondo
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Milímetros Milímetros Micrones Tyler EstándardE.U.A. Categoría
4000 - 2000 piedra redondeada muy grande2000 - 1000 piedras redondeada grande1000 - 500 piedra redondeada mediana500 - 250 piedra redondeada pequeña250 - 130 canto rodado grande130 - 64 canto rodado pequeño64 - 32 grava muy gruesa32 - 16 grava gruesa16 - 8 2 1/2 grava mediana8 - 4 5 5 grava fina4 - 2 9 10 grava muy fina2 - 1 2.00 - 1.00 2000 - 1000 16 18 arena muy gruesa1 - 1/2 1.00 - 0.50 1000 - 500 32 35 arena gruesa
1/2 - 1/4 0.50 - 0.25 500 - 250 60 60 arena mediana1/4 - 1/8 0.25 - 0.125 250 - 125 115 120 arena fina1/8 - 1/16 0.125 - 0.062 125 - 62 250 230 arena muy fina
1/16 - 1/32 0.062 - 0.031 62 - 31 limo grueso1/32 - 1/64 0.031 - 0.016 31 - 16 limo mediano1/64 - 1/128 0.016 - 0.008 16 - 8 limo fino
1/128 - 1/256 0.008 - 0.004 8 - 4 limo muy fino1/256 - 1/512 0.004 - 0.0020 4 - 2 arcilla gruesa1/512 - 1/1024 0.0020 - 0.0010 2 - 1 arcilla mediana
1/1024 1/2048 0.0010 - 0.0005 1 - 0.5 arcilla fina1/2048 1/4096 0.0005 - 0.00024 0.5 - 0.24 arcilla muy fina
Dimensiones de las partículas Número de aberturas enel tamiz, por pulgada
Mat
eria
l gra
nula
rM
ater
ial c
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SEDIMENTOLOGIA • Separar el transporte de sedimento en arrastre y
suspensión es muy conveniente para establecer teorías, pero no toma en cuenta la segregación de las partículas de diferente tamaño en la sección
• Hemos identificado ya desde hace cuarenta anos por mediciones directas una carga morfológica que se mueve sobre o cerca del fondo, pero falta siempre una teoría para describirla
• Los cálculos dan una capacidad de transporte, pero el transporte real puede ser muy diferente en función de la existencia de zonas de fuentes y de deposito del sedimento
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FORMAS DEL LECHO
• El sedimento transportado sobre y cerca del fondo puede formar rizos, dunas, antidunas o lecho plano
• Las teorías sobre las formas del lecho salieron de estudios en laboratorio hidráulico
• Faltan buenas observaciones de campo, aunque la situación ha mejorado bastante con las nuevas tecnologías
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