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GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA FLUVIAL DEL RIO SINÚ. INTEGRACIÓN MULTIESCALAR 1945 – 1999 – 2016. DAVID LEONARDO VALBUENA GAVIRIA Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias Humanas, Departamento de Geografía Bogotá, Colombia 2017

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GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA FLUVIAL DEL

RIO SINÚ. INTEGRACIÓN MULTIESCALAR

1945 – 1999 – 2016.

DAVID LEONARDO VALBUENA GAVIRIA

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Humanas, Departamento de Geografía

Bogotá, Colombia

2017

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GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA FLUVIAL DEL

RIO SINÚ. INTEGRACIÓN MULTIESCALAR

1945 – 1999 – 2016.

DAVID LEONARDO VALBUENA GAVIRIA

Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Geografía

Director:

Ph.D. German Vargas

Línea de Investigación:

Modelamiento y simulación espacial, planificación de recursos hídricos, riesgos naturales

y tecnologías de la información en ciencias naturales.

Grupo de Investigación:

Geotecnologías.

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ciencias Humanas, Departamento de Geografía

Bogotá, Colombia

2017

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A mis padres, mi hermano y todos aquellos

que han brindado un apoyo incondicional a mis

ausencias.

No tengo ningún talento especial. Solo soy

apasionadamente curioso.

Albert Einstein

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Agradecimientos

A la Universidad Nacional de Colombia, el Departamento de Geografía por su enseñanza

y apoyo en la apertura de líneas de investigación que contribuyen al desarrollo del país y

el conocimiento.

A la Empresa URRÁ S.A. E.S.P. en especial a su gerente técnico ambiental, Rafael José

Piedrahita por su continuo aporte y disposición para el desarrollo de esta investigación,

contribuyendo con toda la información necesaria sobre el Rio Sinú registrada en los últimos

17 años.

Por el apoyo incondicional y los consejos innumerables no solo técnicos y científicos en el

desarrollo de esta investigación, por la palabra adecuada, por el estímulo constante, doy

un agradecimiento muy especial y profundo al profesor German Vargas Cuervo director y

ahora un nuevo amigo.

A mis padres, a mi hermano, mi abuela y amigos que han apoyado mis pasos, en ocasiones

lentos, en otras más agiles, para la culminación de grandes metas como el que se presenta

en esta investigación.

No es posible dejar de lado a la persona que con paciencia ha vivido y escuchado cada

instante de esta investigación. El más fuerte agradecimiento a Erika Gutiérrez la otra mitad

que permitió el avance y culminación de este trabajo.

A todos aquellos que no menciono y que han acompañado esta investigación, con una

palabra, un apretón de manos o por escuchar mis repetitivas charlas, ofrezco el mayor de

mis agradecimientos.

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Resumen y Abstract IX

Resumen

La investigación sobre el sistema fluvial del Rio Sinú, se basa en la comprensión de las

condiciones multiescalares que pueden definir el sistema. De esta manera se ha realizado

el ajuste y precisión, de la geología y la geomorfología como escala regional para el

sistema fluvial. La dinámica del cauce activo, el movimiento de orillas, la sinuosidad y la

mofometria del cauce se establecen como la escala dinámica media. El modelamiento

hidráulico y sus condiciones derivadas de velocidad de flujo, profundidad y transporte de

sedimentos representan la escala de detalle.

La exploración inicial de patrones se basó en una búsqueda no supervisada con los

algoritmos K-Means y EM, indicando las primeras condiciones de respuesta del sistema

fluvial. Se definieron diez categorías de respuesta a través del área de estudio basados

en el ajuste de un árbol de decisión (algoritmo J48) como clasificación controlada. Las

primeras cuatro categorías representan la movilidad y al dinámica fluvial de la sección alta

del rio Sinú, desde el embalse hasta el sur del centro poblado de Santa Isabel, las tres

categorías del medio indican las propiedades y comportamientos de la sección de

transición de dinámica y por ultimo tres categorías que componen la menor movilidad y el

tramo más grande y estable del rio Sinú llegando a la formación de su delta.

La distribución de los depósitos y materiales en el área de estudio, presentaron formas

concluyentes en la clasificación de las respuestas del sistema fluvial, al igual que el

régimen de sedimentos a través del cauce activo y el flujo medio calculado en las

respuestas hidráulicas. La mayor densidad de centros poblados sobre la sección media y

baja del rio Sinú se correlacionan con la mayor estabilidad y rigidez de su cauce activo.

Se construyó una base datos espaciales, que contiene el sistema fluvial en forma

completa, para las condiciones evaluadas, permitiendo la consulta, manejo y

administración de la información. Su estructura se basa en una Geodatabase relacional

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X Metodología de Integración de Variables Físicas con Modelo Hidráulico (HEC-RAS)

y de Inteligencia Artificial para la Modelación de la Dinámica Fluvial y sus Efectos.

Rio Sinú

en ArcGIS 10.4.1, de igual forma se desarrollaron algoritmos programados bajo Python y

el modulo ArcPY para el cálculo de la dinámica dinámica fluvial y la espacialización de los

resultados a través de las categorías de respuesta encontradas. La investigación se

soporta sobre cartografía que representa los resultados de las escalas temáticas

estudiadas en cada una de sus condiciones y los resultados obtenidos.

Palabras clave: Sistema fluvial, Dinámica Fluvial, Geomorfometria, Geomorfología,

Inteligencia artificial, Minería de Datos.

.

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Contenido XI

Abstract

This research on the Sinu River system work has focused on the understanding of the

multiscale conditions that define this system. The initial exploration of patterns was based

on an unsupervised search with the K-Means and MS algorithms, indicating the first

response conditions of the fluvial system. A spatial database was constructed that contains

the fluvial system in complete form, for the evaluated conditions, it is available to consult,

management and administration of the information. The main results suggest that the

distribution of deposits and materials in the study area presented conclusive forms in the

classification of the responses of the fluvial system, as well as the sediment regime through

the active channel and the average flow calculated in the Hydraulic responses. It was found

that the density of the settlements, which is higher in the middle and low sections of the

Sinu River, correlates with the greater stability and rigidity of its active riverbed.

Key words: River system, River dynamics, Geomorphometry, Geomorphology, Artificial

Intelligence, Data Mining.

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Contenido XII

Contenido

Pág.

Resumen ........................................................................................................................... IX

Lista de figuras .............................................................................................................. XV

Lista de tablas .............................................................................................................. XVII

Lista de Símbolos y abreviaturas ........................................ ¡Error! Marcador no definido.

Introducción .................................................................................................................... 19

1. Generalidades ............................................................................................................. 22 1.1 Planteamiento del problema .................................................................................... 22 1.2 Justificación ............................................................................................................. 23 1.3 Objetivo General ..................................................................................................... 24 1.4 Objetivos Específicos .............................................................................................. 25 1.5 Estado de Arte ......................................................................................................... 25 1.6 Marco Teórico ......................................................................................................... 31

1.6.1 Sistema Fluvial ................................................................................................. 31 1.6.2 Geomorfología Fluvial ....................................................................................... 32 1.6.3 Hidráulica Fluvial .............................................................................................. 34

Transporte de Sedimentos .............................................................................. 38 Movimiento del sedimento .............................................................................. 39

1.6.4 Inteligencia Artificial (IA) y Minería de Datos (MD) ........................................... 40 1.7 Metodología ............................................................................................................. 41

1.7.1 Metodología General ........................................................................................ 41 Características y mediciones .......................................................................... 41 Análisis ............................................................................................................ 41

1.7.2 Metodología Específica .................................................................................... 42 Plan de Monitoreo central Hidroeléctrica Urrá I .............................................. 42 Estaciones de monitoreo de carácter nacional - IDEAM ................................ 47 Curvas de Caudal – Sedimento ...................................................................... 50 Análisis de Consistencia, homogeneidad y llenado de datos faltantes........... 51 Revisión de datos ........................................................................................... 52 Construcción Geometría Fluvial ...................................................................... 54 Hidráulica Fluvial ............................................................................................. 55 Geología ......................................................................................................... 57 Morfometria ..................................................................................................... 57 Dinámica de Orillas (Cauce Activo) ................................................................ 57 Cartografía Fluvial ........................................................................................... 57

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Contenido XIII

Geomorfología Fluvial ..................................................................................... 58 Exploración de patrones y categorización ...................................................... 58

1.7.3 Información base – recursos tecnológicos ........................................................ 60 Información, cartografía y estudios técnicos de referencia ............................. 60 Sensores remotos ........................................................................................... 61 Recursos tecnológicos .................................................................................... 62

1.7.4 Trabajo de campo ............................................................................................. 62

2. Área de Estudio ........................................................................................................... 64 2.1 Cuenca Media y Baja del Rio Sinú .......................................................................... 66 2.2 Condiciones Climáticas Generales .......................................................................... 70

2.2.1 Régimen de Precipitación ................................................................................. 70 2.2.2 Régimen de Temperaturas ............................................................................... 72 2.2.3 Coberturas Vegetales Predominantes .............................................................. 73

2.3 Regulación hidrológica por la central hidroeléctrica ................................................ 77 2.4 Condiciones de monitoreo sobre el cauce activo .................................................... 82

3. Geología ....................................................................................................................... 84 3.1 Depósitos Inconsolidados ........................................................................................ 88 3.2 Unidades de Roca ................................................................................................... 91

4. Geomorfología Fluvial y Resistencia a la Erosión Hídrica Fluvial ......................... 97 4.1 Unidades Geomorfológicas ................................................................................... 101

4.1.1 Formas de Origen Antrópico ........................................................................... 101 4.1.2 Formas de Origen Fluvial ................................................................................ 102 4.1.3 Formas de Origen Fluvial Lacustre ................................................................. 105 4.1.4 Formas de Origen Marino y Marino Lacustre ................................................. 110 4.1.5 Formas de Origen Denudacional Fluvial y Denudacional ............................... 112 4.1.6 Formas de Origen Diapírico y Estructural ....................................................... 114

4.2 Resistencia de los materiales a la Erosión Hídrica Fluvial .................................... 117

5. Dinámica Fluvial ........................................................................................................ 124 5.1 Sinuosidad del rio Sinú .......................................................................................... 124

5.1.1 Cambio de Sinuosidad en el periodo 1945 – 1999 ......................................... 130 5.1.2 Cambio de Sinuosidad en el periodo 1999 - 2016 .......................................... 133

5.2 Dinámica de Orillas ............................................................................................... 136 5.2.1 Cambio de Orillas en el periodo 1945 - 1999 ................................................. 143 5.2.2 Cambio de Orillas en el Periodo 1999 - 2016 ................................................. 145

5.3 Morfometria del Cauce – Variabilidad del ancho de banca ................................... 147

6. Condiciones Hidráulicas y Sedimentológicas ....................................................... 150 6.1 Condiciones Hidráulicas ........................................................................................ 150

6.1.1 Velocidad de flujo ............................................................................................ 151 6.1.2 Profundidad de flujo ........................................................................................ 153 6.1.3 Esfuerzo Cortante ........................................................................................... 155

6.2 Condiciones Sedimentológicas ............................................................................. 158 6.2.1 Espesor de sedimento activo .......................................................................... 158 6.2.2 Concentración de sedimento .......................................................................... 159 6.2.3 Diámetro de sedimento d50 y d90 .................................................................. 162

7. Integración de Variables del Sistema Fluvial - Rio Sinú ....................................... 166 7.1 Exploración inicial de patrones en el sistema fluvial ............................................. 167

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XIV Geomorfología y Condiciones Hidráulicas del Sistema Fluvial del Rio Sinú.

Integración Multiescalar 1945 – 1999 - 2016

7.2 Categoría de respuesta del sistema fluvial del Rio Sinú ....................................... 168 7.3 Integración espacial de las categorías de respuesta del sistema fluvial ............... 177 7.4 Comportamiento del sistema fluvial del rio Sinú, periodo 1945 - 1999 - 2016 ...... 180

8. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 186 8.1 Conclusiones ......................................................................................................... 186 8.2 Recomendaciones ................................................................................................. 190

A. Anexo: Soportes hidrológicos, sedimentológicos e hidráulicos. ..................... 191

Bibliografía .................................................................................................................... 194

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Contenido XV

Lista de figuras

Pág.

Figura 1-1: Esquema de Implicaciones del desarrollo computacional en los estudios de

dinámica e hidráulica fluvial .............................................................................................. 28

Figura 1-2: Sistema Fluvial Idealizado (Schumm, 1977) ............................................ 32

Figura 1-3 Clasificación de canales fluviales ................................................................... 33

Figura 1-4 Clasificación genética de los canales Fluviales ............................................... 34

Figura 1-7 Variaciones de Velocidad en el Flujo Fluvial .................................................. 36

Figura 1-8 Variaciones en las formas del lecho en función de la intensidad del flujo ...... 38

Figura 1-9 Relación tamaño de grano con la velocidad de erosión citica fluvial y eólica

para materiales uniformes ................................................................................................. 39

Figura 1-12 Metodología Específica ................................................................................. 45

Figura 1-13 Curva Calibración – Estación Puente Pacheco, Actualizada Diciembre de

2016 .................................................................................................................................. 47

Figura 1-14 Curvas Granulométricas - Estación Puente Pacheco. Cambio a través de las

diferentes campañas de monitoreo ................................................................................... 48

Figura 1-15 Serie Temporal de Caudales, estación Carrizola Automática ...................... 49

Figura 1-16 Curva Caudal - Carga de Sedimentos, Estación Carrizola Automática ........ 50

Figura 1-17 Variabilidad mensual multianual - Estación Carrizola Automática ................ 51

Figura 1-18 Correlación Estación Montería Automática y El Montón ............................... 52

Figura 1-19 Estadísticos Descriptivos Estaciones IDEAM - Datos de Caudales ............. 53

Figura 1-20 Estadísticos Descriptivos Estaciones IDEAM - Datos de Carga de

Sedimentos ....................................................................................................................... 53

Figura 1-21 Geometría Fluvial .......................................................................................... 54

Figura 1-22 Ejemplo de dinámica del lecho ..................................................................... 56

Figura 1-24 Análisis de la Información. Síntesis .............................................................. 59

Figura 2-1 Localización General - Secciones Cuenca ..................................................... 65

Figura 2-2 Cuenca Media - Área de Estudio .................................................................... 67

Figura 2-3 Cuenca Baja - Área de Estudio ....................................................................... 69

Figura 2-4 Comportamiento Anual Multianual de Precipitación (mm) .............................. 71

Figura 2-5 Correlación Altitud (m.s.n.m.) - Temperatura (°C) .......................................... 73

Figura 2-6 Comportamiento Anual Multianual de Temperatura (°C) ................................ 74

Figura 2-7 Coberturas Vegetales Predominantes ............................................................ 76

Figura 2-8 Serie de caudal máximo en 1 día ................................................................... 78

Figura 2-9 Serie de caudal máximo en 30 días ................................................................ 79

Figura 2-10 Componentes del Comportamiento de la Serie de Caudales antes y después

de la Central Hidroeléctrica ............................................................................................... 81

Figura 2-11 Estaciones de Monitoreo - Central Hidroeléctrica ......................................... 83

Figura 3-1 Depósitos y Roca ............................................................................................ 87

Figura 4-1 Unidades Génesis Geomorfología .................................................................. 98

Figura 4-2 Formas de Origen Fluvial .............................................................................. 108

Figura 4-3 Formas de Origen Fluviolacustre .................................................................. 109

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XVI Geomorfología y Condiciones Hidráulicas del Sistema Fluvial del Rio Sinú.

Integración Multiescalar 1945 – 1999 - 2016

Figura 4-4 Formas de Origen Marino y Marino Lacustre ............................................... 111

Figura 4-5 Formas de Origen Diapírico y Estructural ..................................................... 115

Figura 3-2 Comportamiento Resistencia a la Erosión Hídrica ....................................... 122

Figura 5-1 Dinámica Sinuosidad Primer Tramo Área de Estudio .................................. 126

Figura 5-2 Dinámica Sinuosidad Segundo Tramo Área de Estudio ............................... 127

Figura 5-3 Comportamiento de la Sinuosidad en el área de estudio del Rio Sinú ......... 129

Figura 5-4 Picos de Cambio de Sinuosidad en el Periodo de 1945 - 1999 ................... 132

Figura 5-5 Picos de Cambio de Sinuosidad en el Periodo de 1999 - 2016 ................... 135

Figura 5-6 Dinámica de Orillas Primer Tramo - Área de Estudio .................................. 138

Figura 5-7 Dinámica de Orillas Segundo Tramo - Área de Estudio .............................. 139

Figura 5-8 Agradación Multitemporal Rio Sinú .............................................................. 140

Figura 5-9 Balance Orillas Multitemporal Rio Sinú ........................................................ 141

Figura 5-10 Degradación Orillas Multitemporal Rio Sinú ............................................... 142

Figura 5-11 Variabilidad multitemporal de bancas ......................................................... 148

Figura 6-1 Distribución de velocidad media de flujo en el área de estudio del rio Sinú . 152

Figura 6-2 Condiciones de velocidad de flujo en el rio Sinú .......................................... 154

Figura 6-3 Condiciones de profundidad de flujo en el rio Sinú ...................................... 156

Figura 6-4 Condiciones del esfuerzo cortante en el flujo del rio Sinú ............................. 157

Figura 6-5 Condición de espesor activo de sedimento en el rio Sinú ............................ 160

Figura 6-6 Condición de concentración de sedimentos en el rio Sinú ........................... 161

Figura 6-7 Condición del d50 en el rio Sinú ................................................................... 163

Figura 6-8 Condición del d90 en el rio Sinú ................................................................... 164

Figura 7-1 Patrones de asociación exploratorio de las variables del sistema fluvial –

algoritmo K-Means .......................................................................................................... 167

Figura 7-2 Patrones de asignación en el modelo J48 .................................................... 169

Figura 7-3 Árbol de decisión agrupaciones del sistema fluvial - Rio Sinú ..................... 170

Figura 7-4 Conceptualización final del sistema fluvial y sus categorías de respuesta ... 176

Figura 7-5 Asignación por distancias y características de resistencia o dinámica ......... 177

Figura 7-6 Comportamiento del sistema fluvial del rio Sinú 1945 – 1999. Sección de alta

dinámica, transición fluvial y materiales rocosos. ........................................................... 181

Figura 7-7 Comportamiento del sistema fluvial del rio Sinú 1945 – 1999. Sección estable

de depósitos, formación rocosa y delta. ......................................................................... 182

Figura 7-8 Dinámica y cambios entre periodos evaluados ............................................ 183

Figura 7-9 Comportamiento del sistema fluvial del rio Sinú 1999 – 2016. Sección de alta

dinámica, transición fluvial y materiales rocosos. ........................................................... 184

Figura 7-10 Comportamiento del sistema fluvial del rio Sinú 1999 – 2016. Sección

estable de depósitos, formación rocosa y delta. ............................................................. 185

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Contenido XVII

Lista de tablas

Pág. Tabla 1-1 Valores de caudal de entrada sobre cada una de las estaciones .................... 55

Tabla 3-1 Unidades Geológicas Rio Sinú (Área de Estudio) ............................................ 85

Tabla 3-2 Caracterización depósitos no consolidados ..................................................... 89

Tabla 4-1 Unidades Geomorfológicas Rio Sinú (Área de Estudio) ................................... 99

Tabla 4-2 Unidades de Origen Fluvial ............................................................................ 102

Tabla 4-3 Unidades de Origen Fluvial Lacustre ............................................................. 106

Tabla 4-4 Unidades de Origen Marino y Marino Lacustre .............................................. 110

Tabla 4-5 Unidades de Origen Denudacional Fluvial y Denudacional ........................... 112

Tabla 4-6 Unidades de Origen Diapírico y Estructural ................................................... 116

Tabla 3-3 Clasificación Resistencia a la Erosión Hídrica ............................................... 118

Tabla 5-1 Estadísticas cambio de sinuosidad periodo 1945 – 1999 Sector No 1

(K0+000 – k80+000) ....................................................................................................... 131

Tabla 5-2 Estadísticas cambio de sinuosidad periodo 1945 – 1999 Sector No 2

(K80+000 – K280+100) ................................................................................................... 133

Tabla 5-3 Estadísticas cambio de sinuosidad periodo 1999 – 2016 Sector No 1

(K0+000 – K80+000) ....................................................................................................... 134

Tabla 5-4 Estadísticas cambio de sinuosidad periodo 1999 – 2016 Sector No 2

(K80+000 – K280+100) ................................................................................................... 136

Tabla 5-5 Estadísticas cambio de orillas (m2/anual) periodo 1945 – 1999 Sector No 1

(K0+000 – K80+00) ......................................................................................................... 144

Tabla 5-6 Estadísticas cambio de orillas (m2/anual) periodo 1945 – 1999 Sector No 2

(K80+000 – K280+100) ................................................................................................... 145

Tabla 5-7 Estadísticas cambio de orillas (m2/anual) periodo 1999 – 2016 Sector No 1

(K0+000 – K80+00) ......................................................................................................... 146

Tabla 5-8 Estadísticas cambio de orillas (m2/anual) periodo 1999 – 2016 Sector No 1

(K80+000 – K280+100) ................................................................................................... 147

Tabla 7-1 Categorías de respuesta del sistema fluvial del Rio Sinú .............................. 171

Tabla 7-2 Formulación de pertenencia espacial ............................................................. 178

Page 18: GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA ... · La investigación sobre el sistema fluvial del Rio Sinú, se basa en la comprensión de las condiciones multiescalares

Contenido XVIII

Page 19: GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA ... · La investigación sobre el sistema fluvial del Rio Sinú, se basa en la comprensión de las condiciones multiescalares

Introducción

Los grandes ríos en el mundo, su dinámica, comportamiento y relación con procesos

naturales, biológicos, físicos y sociales representan grandes pilares de estudio a través de

la historia, enmarcados en los cambios propios que evidencia su espacio y las relaciones

que entre ellos se establecen en su condición de ser geográfico (Mercier, 2009). El sistema

fluvial involucra en su principio fundamental de este concepto la relación longitudinal de

aguas a arriba a aguas abajo (Schumm, 1977), no solo de flujo de agua medido en

caudales sobre su lecho activo, si no en intercambio de energía de procesos tanto

biológicos, físicos y sociales. Esta investigación se presenta como un aporte al

conocimiento, en la síntesis de la diversidad de variables y componentes que pueden tener

los grandes ríos (Corredor, Mantilla, & Vargas, 2008), con esto se enmarca en el concepto

de sistema (Arnold & Osorio 1998) con el cual se agregan nuevas dimensiones.

La dinámica fluvial se basa en los cambios que se presentan en el cauce activo de los

sistemas fluviales a través de tiempos prolongados (Vargas G. , 2012), que permitan

obtener las tendencias de movilidad y estabilidad del cauce. Estos análisis se

complementan con la caracterización geológica, geomorfológica y de sedimentos que

soportan las características intrínsecas de dicha dinámica y cambios en el tiempo. La

estabilidad en los cauces activos, su alta resistencia y su flujo controlado son las

principales características buscadas en el diseño y aplicaciones de ingeniería (U.S. Army

Corps of Engineers, 1993), por su parte la alta variabilidad en condiciones de baja

resistencia y la variabilidad del flujo concentra la visión de la evaluación de amenazas

sobre diferentes zonas en condición de amenaza o condición de riesgo (Decreto 1807,

2014).

Los comportamientos del flujo en sistemas abiertos o llamados canales abiertos son de

mayor complejidad debido al cambio de la superficie libre por diferencias en profundidad,

pendiente variable y formas irregulares en el caso de cauces activos de corrientes

Page 20: GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA ... · La investigación sobre el sistema fluvial del Rio Sinú, se basa en la comprensión de las condiciones multiescalares

20 Geomorfología y Condiciones Hidráulicas del Sistema Fluvial del Rio Sinú.

Integración Multiescalar 1945 – 1999 - 2016

naturales (Chow, 1994). Con estos aspectos de dificultad se ha buscado el conocimiento

necesario para resolver problemas de flujo en caminados a determinar variables como la

velocidad, movimiento de sedimentos, la potencia o energía con que se realiza este flujo,

apoyando las necesidades de diseño de obras de ingeniería ( (Bladé, Sánchez, Sánchez,

Niñerola, & Gómez, 2009) (Chow, 1994)) que son requeridas sobre los sistemas fluviales,

como redes viales de comunicación, navegabilidad fluvial, obras para transmisión de

energía, puentes, mitigación de amenazas y demás obras necesarias para el bienestar

social.

Esta investigación se orienta a la búsqueda de conocimiento en la integralidad de los

análisis sobre los sistemas fluviales de grandes ríos, involucrando los resultados que la

dinámica fluvial aporta en estructura orden y desarrollo de toda la red hídrica (Zavoianu,

1985) y los comportamientos del flujo en canales abiertos que las simulaciones hidráulicas

arrojan. La metodología propuesta se basa en la exploración y descubrimiento de

conocimiento como medio de integración dinámica sobre las diferentes condiciones que el

sistema presenta en diferentes espacios de tiempo y el espacio, logrando una integración

multiescalar de los ambientes que componen este sistema.

La metodología propuesta se desarrolla en plenitud como una atención a los sistemas de

grandes ríos, centrando su aplicación sobre el Rio Sinú desde su salida en el embalse de

URRA hasta la formación del delta. A continuación, se presenta una breve descripción de

los capítulos que componen esta investigación y su campo de aplicación.

En el primer capítulo se desarrollan las generalidades de esta investigación, presentando

los antecedentes, el objetivo principal y los objetivos específicos para el desarrollo de la

meta planteada. Se estructura la metodología, haciendo una descripción detallada, de los

métodos y procedimientos que llevaron a cabo en el cumplimiento de los objetivos

planteados.

En su segundo capítulo se presenta el área de estudio y se delimita su alcance. Se

describen las principales condiciones de régimen de precipitación, temperaturas y sus

coberturas vegetales. De igual forma se describen las condiciones de monitoreo sobre el

sistema fluvial, como punto de partida en la investigación.

Page 21: GEOMORFOLOGÍA Y CONDICIONES HIDRÁULICAS DEL SISTEMA ... · La investigación sobre el sistema fluvial del Rio Sinú, se basa en la comprensión de las condiciones multiescalares

Capítulo 1 21

El tercero de estos capítulos desarrolla la conformación de los depósitos geológicos a

través del área de estudio, identificando y priorizando la posición y estructura de los

elementos rocosos en el sistema fluvial.

El cuarto capítulo aborda la geomorfología fluvial, identificando y trazando las diferentes

unidades que se encuentran sobre el área de estudio. Se parte del estudio de los

ambientes de formación de las unidades y su relación con os depósitos geológicos. La

relación de los dos últimos capítulos permite la descripción y síntesis de las unidades de

resistencia hidrológica fluvial.

La recopilación de la dinámica fluvial, se encuentra en el capítulo quinto, abordando las

condiciones de sinuosidad y los cambios multitemporales desde 1945 al 2016. En este

mismo capítulo se recopila las condiciones de cambio y cuantificación de las tasas anuales

de agradación y degradación de las orillas. Por último se presenta la medición

morfometrica del ancho de bancas y su comportamiento en el mismo periodo de tiempo.

El sexto capítulo, recopilas las condiciones hidráulicas importantes para el sistema fluvial,

como la velocidad de flujo, la profundidad y el esfuerzo cortante en el régimen natural

calculado para la corriente del rio Sinú. Este capítulo se complementa con el

comportamiento de los sedimentos en el flujo a partir de las estaciones de monitoreo

permanente oficiales y del embalse de URRA.

El séptimo capítulo desarrolla y presenta los resultados de la exploración de patrones

basado en los ambientes multiescalares descritos. Se sintetiza las categorías finales y se

proporciona las relaciones entre variables a través del sistema fluvial, proporcionando las

unidades síntesis multiescalares que describen el área de estudio.

En el último capítulo (séptimo), se presentan las conclusiones sobre la investigación, los

alcances futuros y las recomendaciones finales del proceso desarrollado. Por último y

como acompañamiento de este proceso de investigación se recopilan los variados anexos

que fundamentan los análisis y resultados obtenidos para la metodología propuesta.