4.encauzamientos_conceptos

Grado en Ingeniería CivilAmpliación de Hidráulica

ENCAUZAMIENTOS: CONCEPTOS

Introducción

Encauzamiento: intervención que toma un tramo de río como su objeto de actuación primordial.

Objetivos de la actuación en ríos:

Protección frente a inundaciones: impedir o dificultar la inundación del territorio.

Protección de las márgenes del río: impedir destrucción del terreno (defensas).

Fijación de un cauce estable para el río: planificación territorial (estabilización).

Mejora de las condiciones de desagüe: aumento de capacidad.

Formación o fijación de un canal navegable: garantizar profundidad de agua suficiente.

Recuperación de valores naturales del río: restauración.



Ejemplos



Curiosidad


Efectos

‐ Los ríos son sistemas dinámicos: se producen cambios o modificaciones como consecuencia de las acciones exteriores.

‐ Cambios en sentido vertical y horizontal, a través del transporte sólido.

‐ Ejemplos: cauces colgados; ríos navegables.



Formas en planta y estabilidad



Condicionantes de un cauce estableRégimen hidrológico:

‐ Aguas bajas‐ Aguas altas‐ Caudales extraordinarios de avenida

Sinuosidad

‐ Ejemplo de modificación de sinuosidad: cortas.



Consideraciones de diseño de un encauzamiento

‐ Trazado en planta:

cauce no rectovariación progresiva de la curvatura (clotoide, sinusoide,…)desarrollo mínimo de la curva (50º ; r= 5 a 8 veces la anchura); l=16b

‐ Aguas altas y avenidas: sinuosidad asociada a frecuencia y caudal

cauce aguas altas: verdadero cauce (sentido geomorfológico)cauce de avenidas: área inundable (escasa velocidad)

‐ Caudal de proyecto: consideraciones económicas (Vía de intenso desagüe). Consideraciones económicas.

‐ Análisis del riesgo en llanura de inundación: peligrosidad y vulnerabilidad.



Consideraciones de diseño de un encauzamiento



Diques de avenida

‐ Dique o mota: obra lineal que defiende el territorio de la inundación y define un cauce de avenida.

‐ Idea dominante puede ser el nivel de inundación, no caudal.

‐ Reducción de laminación, traslado aguas abajo

‐ Desagüe de las zonas defendidas

‐ Gradiente hidráulico invertido, posibles surgencias.

‐ Sobreelevación

‐ Sobrealimentación aguas abajo



Diques de avenida



Desvíos o nuevos cauces

‐ Alejar el río de una población impidiendo su inundación, aumentando capacidad,...

‐ Afección a flujos subterráneos, aguas freáticas, etc...

‐ Necesidad de obra de derivación en cabecera. Posibilidad de que el cauce viejo sirva de alivio.

‐ Medida adicional para laminación: creación de zonas inundables



Desvíos o nuevos cauces




Río trenzado: reunión de brazos

‐ Cauces de aguas altas anchos, multiplicidad de brazos, cambiante: posible necesidad de concentrar las aguas en un cauce estable y único.

‐ Aplicación de principio de gradualidad: medidas de menor envergadura y graduales que producen efectos en virtud de la hidráulica fluvial.

‐ Ejemplo: isla sumergible entre dos brazos. Anulación de un brazo y concentración en el otro.



Uso de espigones

‐ Obras discontinuas y graduales.‐ Acorde a actuaciones de gran longitud e inversión moderada o por fases.‐ Diques transversales, con pequeña pendiente hacia el cauce y menor cota que las

orillas.‐ Sedimentación entre diques y reunión de brazos (trenzados) en uno principal.

Pérdida de capacidad hidráulica.‐ Método de Girardon: combinación de obras longitudinales y transversales

sumergibles. Ejemplo de estabilización de curvas en cauces meandriformes.‐ Fijación de cauces de aguas bajas en altas, o bien altas en avenida.



Uso de espigones



Defensa de márgenes

‐ Ideas de Fargue: una morfología estable implica cauce único de suaves curvas (concentración de brazos / suavizar curvas en caso de meandros).

‐ Ríos meandriformes: se actúa sobre orilla exterior, extendiendo la protección aguas abajo.

‐ Obras longitudinales de revestimiento de la orilla (pasivos)No restan sección hidráulicaFijan la orilla de forma definitiva

‐ Obras transversales (activos):Moderan velocidad del aguaDesvían corriente principalAlejan thalweg de la orilla



Defensa de márgenes



Comportamiento de cauces estrechados

‐ Estrechamiento: técnica habitual en encauzamientos

‐ Supuesto régimen lento

‐ Lecho fijo: reducción de calado, menor cota de lámina de agua

‐ Lecho móvil: fondo expuesto a erosión, modificación del fondo.

‐ No se afecta superficie de lámina de agua

‐ Ensanchamiento: ascenso del fondo

‐ Estimación de la erosión del fondo



Encauzamiento de ramblas

‐ Gran inestabilidad: necesidad de orillas resistentes.

‐ No se debe afectar a fondo para no alterar filtración y transporte sólido.

‐ Parámetro fundamental: anchura

‐ Fuentes de sedimentos esporádicas: trazado con tramos anchos para el depósito temporal.

‐ Problemas de acreción.



Encauzamiento de ramblas



Ríos torrenciales: diques transversales

‐ Necesidad: excesiva capacidad de erosión del fondo y las orillas deriva en inestabilidad de laderas, acarcavamiento, etc…

‐ Funciones de los diques transversales:Retener sólidosReducir la pendienteDisminuir velocidad y capacidad de transporte de sólidoLaminar avenidasConsolidar laderas inestables

‐ Problemas de erosión y déficit de sedimento aguas abajo. Para evitarlo:Diques diseñados de forma que permitan paso de sólidos en avenidas ordinariasFrenar los frentes de onda mediante estructuras a modo de peines



Ríos torrenciales: diques transversales



Traviesas

‐ Pequeña obra transversal, sin sobresalir del fondo, al final de obras fluviales (cadenas).

‐ Objetivo principal: frenar la erosión, especialmente en cauces estrechados.

‐ Se produce erosión local aguas abajo de la traviesa.

‐ Disminución de la pendiente (función de la distancia entre traviesas)

‐ Posibilidad de guiar al centro el cauce mayor (cada traviesa es más baja en el centro).

‐ Se reduce capacidad hidráulica (menos sección, menos pendiente).

‐ Objetivo en ríos torrenciales: corrección de la pendiente



Traviesas



Problemas de desembocaduras

‐ En caso de que el afluente desemboque perpendicularmente se produce frenado de las aguas (afluente) y dificultad al flujo (principal).

‐ Se pierde capacidad de desagüe (riesgo de inundación).

‐ Posible erosión de la orilla opuesta.

‐ Creación de depósitos en forma de barras (riesgo de desplazamiento del cauce).

‐ Corrección de la desembocadura con menor ángulo de incidencia y protección de márgenes en el encuentro.



Problemas de desembocaduras



Encauzamientos urbanos

‐ Confinamiento en la ciudad: limitación de actuaciones en la vertical o desvíos.

‐ Cubrición: limitación de capacidad y lecho fijo. Posible obstrucción.

‐ Mayor sensibilidad: conversión en espacios urbanos.

‐ Valores estéticos sobre hidráulicos



Encauzamientos urbanos

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