Erosión y Socavación de Cauces

EROSIÓN ERO SIÓN Y SOCA SOCAVACIÓ CIÓN N DE CAUCES

Alumno : HECTOR GONZALES ALVAREZ Docente: Dr. Ing. JOSE DEL C. PIZARRO BALDERA

INTRODUCCIÓN 

La socavación comprende el levantamiento y transporte de los materiales del lecho del río en el momento de una avenida o creciente, o por la construcción de una obra dentro del cauce. Debe diferenciarse la socavación de la erosión no recuperable en el sentido de que después de que pase la avenida o se elimine la causa de la socavación en procesos posteriores, comúnmente se vuelven a depositar sedimentos en un proceso cíclico, y se puede recuperar el nivel del fondo del cauce. La socavación está controlada por las características hidráulicas del cauce, las propiedades de los sedimentos del fondo y la forma y localización de los elementos que la inducen.

INTRODUCCIÓN 

La socavación comprende el levantamiento y transporte de los materiales del lecho del río en el momento de una avenida o creciente, o por la construcción de una obra dentro del cauce. Debe diferenciarse la socavación de la erosión no recuperable en el sentido de que después de que pase la avenida o se elimine la causa de la socavación en procesos posteriores, comúnmente se vuelven a depositar sedimentos en un proceso cíclico, y se puede recuperar el nivel del fondo del cauce. La socavación está controlada por las características hidráulicas del cauce, las propiedades de los sedimentos del fondo y la forma y localización de los elementos que la inducen.

OBJETIVOS !"!#$L% 

&onocer sobre los fenómenos de erosión y socavación de cauces, con sus cálculos respectivos de su profundidad.

!'(!&)*)&+'% 'aber calcular la profundidad de socavación en suelos cohesivos y no cohesivos.  $clarar conocimientos sobre temas ya estudiados.  Diferenciar el fenómeno de erosión con el fenómeno de socavación de cauces, en que parte del cauce se producen, cuales son sus causas, que efecto producen. 

"ARCO TEÓRICO 2.01 Áreas ribereñas inunab!es. !s muy importante la identificación y el conocimiento de áreas inundables más que todo para realizar la delimitación de la ribera, muy necesaria para la planificación de áreas ribereas en la cuenca de los ríos.

!stas áreas presentan suelos sueltos% arena fina y -rava con capas superficiales de arcilla y se encuentran recubiertos con ve-etación típica de áreas inundable. bicación% 'e ubican a partir de la parte media hacia la parte ba/a de la cuenca y tienen como característica principal presentar una confi-uración topo-ráfica li-eramente plana y ba/a con respecto al fondo del cauce del río. 



!stas áreas pueden estar constituidas desde pequeas áreas0ubicadas en la parte media de la cuenca1 como también de -randes e2tensiones0ubicadas en la parte ba/a de la cuenca de un curso de a-ua1.



3reas poco desarrolladas debido a su alta vulnerabilidad y puesta en ries-o de inversiones que en ellas se pueda realizar.

2.02. #enien$e e! %au%e e un r&'( 

!s muy importante conocer la pendiente del cauce principal de una cuenca, puesto que este parámetro está relacionado directamente con el escurrimiento en el cauce.

(endiente 4edia del &auce (rincipal !s la diferencia total de elevación del cauce principal 0cota má2ima 5 cota mínima1, dividida por su lon-itud total 0Lc1% 



(endiente 4edia (onderada del &auce (rincipal

!s un valor más 6razonable7 para representar la (endiente 4edia del &auce (rincipal. (ara calcularlo se traza una línea, en el perfil lon-itudinal del cauce, tal que el área comprendida entre esa línea y los e/es coordenados sea i-ual a la comprendida entre el perfil y dichos e/es. !n la si-uiente fi-ura se representan las dos pendientes definidas 04edia y 4edia (onderada1%



eneralmente, la pendiente de un tramo de un río, cuyo perfil lon-itudinal es casi uniforme o re-ular, se puede considerar como el cociente que resulta de dividir el desnivel entre los dos e2tremos del tramo, entre la lon-itud horizontal de dicho tramo.



'in embar-o, no siempre el perfil lon-itudinal es uniforme, -eneralmente es una línea quebrada que presenta varios tramos, entonces, el cálculo de la pendiente se realiza empleando otros métodos.

2.0). Se%%i*n es$ab!e e un r&'. La sección estable de un río, es aquella que tiene la capacidad suficiente para transportar la descar-a 9 sin causar erosión ni sedimentación. $ esta sección le corresponde un ancho o amplitud de cauce 0:1.



!2isten varios métodos para calcular 0:1, siendo necesario para su aplicación, conocer las condiciones del río.

!l más utilizado, es el de :L!"&;?se*s% factor de orilla. @er cuadro *b% factor de fondo. :% amplitud de cauce en m.





!l factor de fondo *b, esta definido por la si-uiente relación% *b A *bo 0 B C .BE& 1

Donde% *bo A 0 *actor de diámetro medio. DF A diámetro medio del lecho del río e2presado en mm. &A &oncentración de material de fondo, -eneralmente & A .F



+tro método que también se utiliza es el de ')4+"' y ;!"D!#'+", que utiliza la si-uiente *órmula% :AG

Donde% : A amplitud de cauce en metros. 9 A caudal de diseo en m>?seH A &ondiciones de fondo del cauce del río CONDICIONES DE+ ,ONDO DE+ RIO *ondo y orillas de arena *ondo de arena y orillas de material cohesivo. *ondo y orillas de material cohesivo. *ondo y orillas de -rava *ondo de arena y orillas de material cohesivo

VA+ORES DE -/ F.I J.E >.K E. E.M



La venta/a de este método es su mayor aplicabilidad, pues los materiales del fondo y de las orillas que contempla es más amplio que en los métodos anteriores, dado por los coeficientes Hi y mN, aunque presenta el inconveniente de no dar una metodolo-ía precisa para obtener el valor de dichos coeficientes. !n cualquier caso, los ran-os de aplicabilidad del método para obtener unos resultados reales, son los si-uientes%

:m 0ancho medio1 entre .Km y Im y 0calado1 entre .MJm y >.BFm i 0pendiente -eométrica1 entre .FM y .I Dm 0diámetro medio del material de fondo1 entre .EMmm y Mmm 9 0caudal dominante1 entre .BJm>?s y EJJm>?s & 0concentración de material transportado1 entre BFKppm y Mppm

2.0. Tiran$e e 3ia a4enia.

'e puede calcular el tirante de má2ima avenida, aplicando la fórmula de

4annin-. =eniendo en consideración la avenida o caudal de diseo del proyecto 091, así como la pendiente promedio 0s1 del cauce del río en la zona del proyecto, el coeficiente de ru-osidad de 4annin- 0n1 y la amplitud del cauce del río 0:1.



#eemplazando en la ecuación de 4annin-%

Donde% !s necesario tener en cuenta que el =irante Oma2, se calculará de manera indirecta, tal que  $ A : 0Oma21.

2.05. A!$ura ' ni4e! e en%au6aien$'. !sta determinada por el tirante má2ima avenida, más un borde libre. !n al-unos casos el borde libre esta determinado por B?> del tirante má2imo, otros casos éste se apro2ima a la altura de la inercia o ener-ía de velocidad multiplicando por un coeficiente que está en función de la má2ima descar-a y pendiente del río.

7 8 Y3 9 B!

Donde% :l A f . e 

e A ?E- A ? Donde% ; A $ltura de encauzamiento en m. Omá2 A =irante de má2ima avenida en m. :l A borde libre en m. @ A velocidad media del a-ua en m?se- A aceleración de la -ravedad m?se-E f A &oeficiente en función de la má2ima descar-a y pendiente, adimensional. @er valores en el cuadro. e A ener-ía de velocidad.

"Á:I"A DESCAR;A ?

VA+OR DE+ COE,ICIENTE ,