corporación autónoma regional de cundinamarca - car

CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA - CAR

CONTRATO 930-2012

CONSULTORÍA PARA ELABORAR LOS ESTUDIOS TÉCNICOS NECESARIOS PARA ADELANTAR LAS OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA DE LA CUENCA ALTA

DEL RÍO BOGOTÁ EN EL CAUCE PRINCIPAL, EL ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO Y DE DINÁMICA FLUVIAL DE LA CUENCA BAJA DEL RÍO BOGOTÁ, EL ANÁLISIS DE AMENAZA POR INUNDACIÓN DE ALGUNAS CORRIENTES DE TERCER ORDEN Y

ELABORAR LA GUÍA TÉCNICA PARA LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HÍDRICAS SUPERFICIALES

PRODUCTO 4

GUÍA TÉCNICA PARA LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HÍDRICAS SUPERFICIALES

C310-IT-04 V4

CONSORCIO IEH GRUCON - HIDROVIAS

BOGOTÁ, MARZO DE 2015

CONSULTORÍA PARA ELABORAR LOS ESTUDIOS TÉCNICOS NECESARIOS PARA ADELANTAR LAS OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO

BOGOTÁ

Versión 4 Marzo de 2015

GUÍA TÉCNICA PARA LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE

CORRIENTES HÍDRICAS SUPERFICIALES C310-IT-04

Hoja No. 2

CONSORCIO IEH GRUCON - HIDROVIAS PRODUCTO 4

CUADRO DE RESPONSABILIDADES

RESPONSABLE NÚMERO DE REVISIÓN

4 5 6

ELABORACIÓN

Laia Erazo, Fco. Manuel Casquero González, Sandra Reina, Jorge Díaz

25/03/2015

REVISIÓN

Gilberto Dussan

25/03/2015

APROBACIÓN

Carlos Alberto Giraldo López

25/03/2015

CUADRO DE MODIFICACIONES

REVISIÓN FECHA DE

MODIFICACIÓN ORIGEN DEL CAMBIO O MODIFICACIÓN

1 15-05-2014 Atención a observaciones de la Interventoría





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Hoja No. 3


TABLA DE CONTENIDO

1 ASPECTOS GENERALES ...................................................................................... 17

1.1 OBJETO DE LA GUÍA ........................................................................................................ 17 1.2 ALCANCE DE LA GUÍA ..................................................................................................... 17 1.3 ORGANIZACIÓN DE LA GUÍA .......................................................................................... 18 1.4 USO DE SOFTWARE ........................................................................................................ 19 1.5 ACTORES Y COORDINACIÓN INSTITUCIONAL............................................................. 20 1.6 RESPONSABILIDAD ......................................................................................................... 27

2 DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y ESTUDIOS BASICOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES. .......................................................................................................... 29

2.1 INFORMACIÓN TERRITORIAL......................................................................................... 29 2.2 INFORMACIÓN DE PROYECTOS PRECEDENTES ........................................................ 29 2.3 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS ........................................................... 31 2.4 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS ............................................................................................ 32 2.5 ESTUDIOS HIDRÁULICOS ............................................................................................... 32 2.6 ESTUDIOS AMBIENTALES .............................................................................................. 33 2.7 DIAGNÓSTICO .................................................................................................................. 33 2.8 ALCANCE DE LOS ESTUDIOS DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y SOCAVACIÓN. ...... 34

3 MARCO NORMATIVO ............................................................................................. 38

4 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS .................................................. 45

4.1 OBJETO ............................................................................................................................. 45 4.2 PLANIFICACIÓN DEL ESTUDIO. CRITERIOS Y RECOMENDACIONES GENERALES

PARA LA ELABORACIÓN DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA Y BATIMÉTRICA ............... 46 4.3 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Y BATIMÉTRICO ...................... 48

5 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS .................................................................................. 57

5.1 OBJETO ............................................................................................................................. 57 5.2 ELABORACIÓN, RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS HIDROMÉTRICOS Y

PLUVIOMÉTRICOS ...................................................................................................................... 57 5.3 MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN DE LLUVIA – ESCORRENTÍA ............................. 106 5.4 OTROS MÉTODOS PARA OBTENCIÓN DE CAUDALES .............................................. 131 5.5 SOFTWARE PARA CÁLCULO HIDROLÓGICO ............................................................. 139

6 ESTUDIOS HIDRÁULICOS ................................................................................... 144

6.1 OBJETO ........................................................................................................................... 144 6.2 ESCENARIOS DE TRABAJO .......................................................................................... 144 6.3 MODELOS HIDRÁULICOS ............................................................................................. 148 6.4 CALIBRACIÓN DE LOS MODELOS ................................................................................ 156

7 ESTUDIOS DE SOCAVACIÓN .............................................................................. 165

7.1 SOCAVACIÓN ................................................................................................................. 167


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Hoja No. 4


7.2 COMPONENTES DE LA SOCAVACIÓN ......................................................................... 168 7.3 SOCAVACIÓN GENERAL .............................................................................................. 171 7.4 SOCAVACIÓN POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE ....................................................... 184 7.5 SOCAVACION EN ESTRIBOS DE PUENTES ................................................................ 195 7.6 SOCAVACIÓN EN LAS PILAS DE PUENTES................................................................. 198 7.7 MÉTODOS DE CÁLCULO ............................................................................................... 201 7.8 SOCAVACIÓN EN ESPIGONES ..................................................................................... 209 7.9 SOCAVACIÓN EN EL PIE DE UN VERTEDERO ............................................................ 211 7.10 MODELOS HIDRODINÁMICOS ...................................................................................... 214 7.11 EJEMPLOS PRÁCTICOS ................................................................................................ 219

8 ACTIVIDADES AMBIENTALES ............................................................................ 237

8.1 CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA DE LAS CORRIENTES. ......................................... 237 8.2 MODELOS DE CALIDAD DE AGUA ................................................................................ 246 8.3 EVALUACIÒN Y MANEJO AMBIENTAL DE LAS INTERVENCIONES ........................... 251 8.4 PAISAJISMO ................................................................................................................... 314 8.5 MODELOS DE INTERVENCIÓN SOBRE RONDA HÍDRICA .......................................... 332

9 METODOLOGÍA PARA LA DEFINICIÓN DE ZONAS DE RONDA ....................... 341

9.1 MARCO CONCEPTUAL .................................................................................................. 341 9.2 COMPONENTES DE LAS RONDAS HÍDRICAS ............................................................. 343 9.3 METODOLOGÍA PARA EL ACOTAMIENTO DE LAS RONDAS HÍDRICAS ................... 344 9.4 ZONIFICACIÓN AMBIENTAL URBANA Y/O RURAL ...................................................... 357 9.5 ANÁLISIS PREDIAL ........................................................................................................ 357 9.6 INCLUSIÓN EN EL PROCESO DE PLANIFICACIÓN Y ORDENACIÓN AMBIENTAL, REGIONAL Y LOCAL .................................................................................................................. 358

10 DISEÑO DE OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL .................................................................................................................. 362

10.1 EQUIPO DE TRABAJO .................................................................................................... 362 10.2 PRESENTACIÓN DE LAS OBRAS ................................................................................. 368 10.3 GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE OBRAS ....................................................................... 410 10.4 ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE LAS OBRAS. ..................... 460 10.5 PRODUCTOS A ENTREGAR DE UN PROYECTO DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y

RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HÍDRICAS .................................................. 511

11 GESTIÓN SOCIAL DE LOS PROYECTOS ........................................................... 518

11.1 PLAN DE INTERVENCIÓN SOCIAL ............................................................................... 518

12 GLOSARIO ............................................................................................................ 552

13 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 562


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Hoja No. 5


INDICE DE TABLAS

TABLA 1-1. SOFTWARE RELACIONADO ................................................................................................... 19 TABLA 2-1. DATOS BÁSICOS REGIONALES Y DEPARTAMENTALES ............................................................. 30 TABLA 4-1. RECOMENDACIONES DE MÁXIMA EQUIDISTANCIA ENTRE SECCIONES TRANSVERSALES SEGÚN LA

TIPOLOGÍA DE CANAL DE RÍO. ........................................................................................................ 47 TABLA 4-2. RECOMENDACIONES DE REALIZACIÓN DE BATIMETRÍA SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS

HIDROLÓGICAS. ........................................................................................................................... 47 TABLA 5-1. GUÍA DE METODOLOGÍA A APLICAR EN FUNCIÓN DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE. .................. 59 TABLA 5-2. EXACTITUD RECOMENDADA (NIVEL DE INCERTIDUMBRE), EXPRESADA EN EL INTERVALO DE

CONFIANZA DEL 95 POR CIENTO. .................................................................................................. 65 TABLA 5-3. DISTRIBUCIONES DE FRECUENCIA HABITUALMENTE UTILIZADAS. ............................................ 90 TABLA 5-4. VALORES DE C CONSIDERADOS EN COLOMBIA ................................................................... 108 TABLA 5-5. PROGRAMAS DE CÓMPUTO RELACIONADOS. ....................................................................... 139 TABLA 6-1. MODELO HIDRÁULICO SEGÚN LA MORFOLOGÍA DEL CANAL DEL RÍO EN PLANTA...................... 147 TABLA 6-2. MODELO HIDRÁULICO 1D O 2D SEGÚN LA TIPOLOGÍA DE VALLE FLUVIAL. .............................. 148 TABLA 6-3 RESUMEN DE PROGRAMAS DE CÓMPUTO. ............................................................................ 149 TABLA 6-4 COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN Y EXPANSIÓN A CONSIDERAR. ............................................. 151 TABLA 6-5 COEFICIENTES DE RUGOSIDAD DE MANNING TÍPICOS. FUENTE HEC. .................................... 152 TABLA 7-1. VALORES DEL COEFICIENTE DE CONTRACCIÓN DEL CAUCE. (MAZA, 1967). .......................... 179 TABLA 7-2.VALORES DE X, Y, Z (MAZA, 1967). .................................................................................... 179 TABLA 7-3. VALORES DE Β (MAZA, 1967). ........................................................................................... 180 TABLA 7-4. VALORES DE Ψ (MAZA, 1967). ........................................................................................... 180 TABLA 7-5. VALORES DE K PARA EL CÁLCULO DE SOCAVACIÓN EN CURVAS............................................ 182 TABLA 7-6. . VALORES DE K1 EN LA ECUACIÓN DE LAURSEN MODIFICADA ............................................. 187 TABLA 7-7. VELOCIDADES COMPONENTES PARA SUELOS DE DIVERSAS EROSIONABILIDADES TRRL (1992)

................................................................................................................................................ 192 TABLA 7-8. FACTORES MULTIPLICADORES PARA CALCULAR LA SOCAVACIÓN JUNTO A ESTRIBOS DE PUENTES

Y OBRAS DE CONTROL DE RÍOS. .................................................................................................. 198 TABLA 7-9. FACTOR DE FORMA DE LA PILA K1 ...................................................................................... 201 TABLA 7-10. FACTOR DE CORRECCIÓN PARA EL ÁNGULO DE ATAQUE DEL FLUJO .................................... 202 TABLA 7-11. FACTOR DE CORRECCIÓN POR RUGOSIDAD GENERAL DEL CAUCE. ..................................... 203 TABLA 7-12. FACTORES DE FORMA DE LA PILA KS PARA EL CÁLCULO DE SOCAVACIÓN. .......................... 206 TABLA 7-13 FACTORES MULTIPLICADORES PARA EL CÁLCULO DE SOCAVACIÓN EN PILAS DE PUENTES

MÉTODO TRRL-1992 ................................................................................................................ 207 TABLA 7-14 COEFICIENTE K1 .............................................................................................................. 210 TABLA 7-15 COEFICIENTE K2 .............................................................................................................. 211 TABLA 7-16 COEFICIENTE K3 .............................................................................................................. 211 TABLA 7-17 COEFICIENTE K ............................................................................................................... 214 TABLA 7-18 COEFICIENTE Ф ............................................................................................................... 214 TABLA 8-1. LOCALIZACIÓN DE PARCELAS DE MUESTREO. ...................................................................... 245 TABLA 8-2 PARÁMETROS ESTADÍSTICOS .............................................................................................. 246 TABLA 8.3 LISTADO DE LAS ACCIONES A EJECUTAR DURANTE EL PROYECTO. ......................................... 253 TABLA 8.4 COMPONENTES BIOFÍSICOS Y SOCIOECONÓMICOS AFECTADOS DURANTE EL PROYECTO ........ 254 TABLA 8.5 CRITERIOS DE EVALUACIÓN. ............................................................................................... 258 TABLA 8.6 RANGO DE CALIFICACIÓN DE LOS IMPACTOS AMBIENTALES ................................................... 260 TABLA 8.7. MATRIZ RESUMEN DE IMPACTOS EVALUADOS SEGÚN LO ESTABLECIDO PARA DETERMINAR SU

IMPORTANCIA DURANTE LA EJECUCIÓN DE LA OBRA. .................................................................... 261


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Hoja No. 6


TABLA 8.8 LISTADO DE FICHAS AMBIENTALES DEL PROYECTO. ............................................................. 265 TABLA 8-3. EJEMPLO FORMATO DE REGISTRO ..................................................................................... 309 TABLA 8-10. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO AL PORTE DEL ÁRBOL .......................................................... 326 TABLA 8-11 ESPECIES DE ÁRBOLES Y ARBUSTOS PARA RESTABLECIMIENTO DE VEGETACIÓN ................. 327 TABLA 8-12. VEGETACIÓN CERCA VIVA. .............................................................................................. 328 TABLA 8-13. EJEMPLOS DE ARREGLOS FLORÍSTICOS CON COMBINACIONES DE ESPECIES QUE ARMONIZAN

ENTRE SI ................................................................................................................................... 331 TABLA 9-1. CRITERIOS PARA DETERMINAR EL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS

EN CORRIENTES DE MONTAÑA. ................................................................................................... 350 TABLA 9-2. CRITERIOS PARA DETERMINAR EL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS

EN CORRIENTES DE PIEDEMONTE. ............................................................................................... 351 TABLA 9-3. CRITERIOS PARA DETERMINAR EL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS

EN CORRIENTES DE LLANURA. .................................................................................................... 352 TABLA 9-4. CRITERIOS PARA DETERMINAR EL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS

EN DESEMBOCADURAS. .............................................................................................................. 352 TABLA 10-1. OBJETIVOS BÁSICOS PARA CADA UNA DE LAS TÉCNICAS ESTRUCTURALES EN PROYECTOS DE

ACONDICIONAMIENTO FLUVIAL. ................................................................................................... 371 TABLA 10-2 PRINCIPALES PROCEDIMIENTOS UTILIZADOS PARA REFORZAR MÁRGENES EROSIONADOS ... 393 TABLA 10-3. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN DE RIESGOS POR INUNDACIÓN .......................................... 415 TABLA 10-4. FACTORES REMOCIÓN EN MASA ....................................................................................... 422 TABLA 10-5. VALORACIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LAS EDIFICACIONES EN FUNCIÓN DE LA TIPOLOGÍA. ... 428 TABLA 10-6. PERIODO DE RETORNO O PROBABILIDAD DE OCURRENCIA Y EL NIVEL DE DAÑOS PRODUCIDOS.

................................................................................................................................................ 436 TABLA 10-7. MATRIZ CLASIFICACIÓN DE EDIFICACIONES DONDE T= PERIODO DE RETORNO, USO= TIPOLOGÍA

DEL USO DEL TERRITORIO, ALTURA DE AGUA. .............................................................................. 438 TABLA 10-8. PERIODO DE RETORNO O PROBABILIDAD DE OCURRENCIA QUE LE CORRESPONDE ASÍ COMO

LA ALTURA DE AGUA O ALTURA DEL AGUA. .................................................................................. 439 TABLA 10-9. VALORES DE PONDERACIÓN EN FUNCIÓN DEL RIESGO. ..................................................... 441 TABLA 10-10. PROBLEMÁTICA: INESTABILIDAD DE TALUDES .................................................................. 449 TABLA 10-11. PROBLEMÁTICA: INESTABILIDAD DEL MARGEN DEL LECHO ORDINARIO .............................. 450 TABLA 10-12. PROBLEMÁTICA: LINEALIDAD .......................................................................................... 451 TABLA 10-13.PROBLEMÁTICA: SOCAVACIÓN O ELEVACIÓN DEL LECHO DEL CAUCE ................................. 452 TABLA 10-14. PROBLEMÁTICA. MOVILIDAD DE SEDIMENTO ................................................................... 452 TABLA 10-15. PROBLEMÁTICA. NECESIDAD DE DISMINUCIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORRIENTE .............. 453 TABLA 10-16.PROBLEMÁTICA: NECESIDAD DE MEJORAR EL BUEN ESTADO ECOLÓGICO .......................... 454 TABLA 10-17. PROBLEMÁTICA: CONTAMINACIÓN DEL AGUA .................................................................. 455 TABLA 10-18. PROBLEMÁTICA: ESCASEZ DE CAPACIDAD DE DESAGÜE ................................................... 455 TABLA 10-19. PROBLEMÁTICA: PROTECCIÓN FRENTE A INUNDACIONES ................................................. 455 TABLA 10-20. PROBLEMÁTICA: ALTERACIÓN DE LAS POBLACIONES VEGETALES ASOCIADAS A LAS RIBERAS

................................................................................................................................................ 456 TABLA 10-21. PROBLEMÁTICA: INVASIÓN DE ESPECIES ALÓCTONAS ...................................................... 457 TABLA 10-22. ESPESORES DEL REVESTIMIENTO. ................................................................................. 487 TABLA 10-23. ESPESOR DE RECUBRIMIENTO DE GAVIONES RELLENOS Y CUBIERTOS DE ASFALTO. .......... 487 TABLA 10-24. SEPARACIÓN DE ESPIGONES EN TRAMOS RECTOS (FLÓREZ Y AGUIRRE, 2006). ............... 502 TABLA 11-1.LISTADO DE ACTORES SOCIALES ....................................................................................... 519 TABLA 11-2 DIRECTORIO CAR – PROVINCIAL .................................................................................. 521 TABLA 11-3. PROPUESTA DE TRABAJO Y PLAN DE ACCIÓN PRODUCTOS DEL COMPONENTE SOCIAL ......... 528 TABLA 11-4. ACTIVIDADES DE GESTIÓN SOCIAL DURANTE LA ETAPA DE ESTUDIOS Y DISEÑOS ................. 530 TABLA 11-5. ESTRATEGIA DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN CON AUTORIDADES Y COMUNIDADES........ 543


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Hoja No. 7


TABLA 11-6. ESTRATEGIA DE CONCERTACIÓN CON PROPIETARIOS DE PREDIOS ..................................... 545 TABLA 11-7. ESTRATEGIA DE PARTICIPACIÓN LABORAL ........................................................................ 546 TABLA 11-8. ESTRATEGIA DE ADQUISICIÓN DE BIENES Y SERVICIOS ...................................................... 547 TABLA 11-9. ESTRATEGIA DE SEGUIMIENTO Y MONITOREO ................................................................... 548


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Hoja No. 8


INDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1 ESTRUCTURA DEL ESTADO COLOMBIANO ............................................................................ 22 FIGURA 1.2. ESTRUCTURA INTERNA DE LAS CORPORACIONES AUTÓNOMAS ............................................ 24 FIGURA 1.3. ORGANIGRAMA ADMINISTRACIÓN MUNICIPAL ...................................................................... 26 FIGURA 4.1. GEOMETRÍA DEL CAUCE FLUVIAL Y SU ENTORNO ................................................................. 45 FIGURA 4-2. ESTACIONES IGAC. FUENTE: IGAC. ................................................................................. 49 FIGURA 4-3 SATÉLITES E IMAGEN TOMADA POR SATÉLITE GEOEYE. ........................................................ 51 FIGURA 4-4. ESQUEMA DE ISÓBATAS EN PLANTA Y EN 3D. ..................................................................... 52 FIGURA 4-6. MEDICIONES EN ZONA HÚMEDA CON INSTRUMENTOS TOPOGRÁFICOS. ................................. 54 FIGURA 4-7. CATEGORÍA DE VARIACIÓN DE PROFUNDIDAD. ..................................................................... 54 FIGURA 5-1 REPRESENTACIÓN DE ISOLÍNEAS. FUENTE. OTT. ................................................................ 62 FIGURA 5-2 MAPA DE ESTACIONES EN HYDRAS. FUENTE IDEAM. MANUAL DE FORMACIÓN DE IDEAM

PARA EL SOFTWARE DE APLICACIÓN HYDRAS3. ........................................................................... 62 FIGURA 5-3. RED NACIONAL ESTACIONES HIDROLÓGICAS Y METEOROLÓGICAS TIENE UNA COBERTURA

NACIONAL. EJEMPLO ESTACIÓN AUTOMÁTICA CON TRANSMISIÓN SATELITAL EN TIEMPO REAL, EN

NARIÑO – RÍO MAGDALENA. ......................................................................................................... 62 FIGURA 5-4 EJEMPLO DE MIRA HIDROMÉTRICA O ESCALA LIMNIMÉTRICA VERTICAL GRADUADA .................. 66 FIGURA 5-5 ESTACIÓN HIDROLÓGICA SOBRE EL RIO AMAZONAS COMPUESTA POR UN SISTEMA DE MIRAS .. 67 FIGURA 5-6. VISTA DE UNA SECCIÓN TRANSVERSAL DEL CAUCE DE UN RÍO CON SUS CARACTERÍSTICAS

GEOMÉTRICAS E HIDRÁULICAS ...................................................................................................... 68 FIGURA 5-7 VISTA DE UNA SECCIÓN TRANSVERSAL DE UNA CORRIENTE, EN LA QUE FIGURA LA POSICIÓN DE

LOS PUNTOS DE OBSERVACIÓN. .................................................................................................... 69 FIGURA 5-8. CURVA DE CALIBRACIÓN .................................................................................................... 70 FIGURA 5-9. HERRAMIENTAS PARA MEDIR VELOCIDADES. MOLINETES DE HÉLICE. ESTE TIPO DE MOLINETES

SIGUE SIENDO EL MÁS UTILIZADO EN LOS AFOROS DIRECTOS. ......................................................... 72 FIGURA 5-10 PRINCIPIO OPERATIVO DE UN PERFILADOR DE CORRIENTE DE EFECTO DOPPLER

(CONFIGURACIÓN TELEDYNE RDI ADCP). .................................................................................... 75 FIGURA 5-11 ELEMENTOS NECESARIOS PARA MEDIR CON MOLINETE Y ADP. ........................................... 76 FIGURA 5-12 VENTAJAS DEL ADP FRENTE AL MOLINETE. ....................................................................... 76 FIGURA 5-13. CATAMARÁN RIVERCAT. .................................................................................................. 77 FIGURA 5-14. SISTEMA ADP. ............................................................................................................... 77 FIGURA 5-15 VADEADOR DOPPLER FLOWTRACKER. .............................................................................. 78 FIGURA 5-16 MEDIDOR ELECTROMAGNÉTICO. ....................................................................................... 79 FIGURA 5-17 CURVA DE DOBLE MASA ACUMULADA. ................................................................................ 81 FIGURA 5-18. PRECIPITACIÓN ACUMULADA EN LA ESTACIÓN ANALIZADA Y LA ESTACIÓN DE REFERENCIA. .. 84 FIGURA 5-19. DISTRIBUCIÓN DE ÁREAS DE LA HOYA SEGÚN POLÍGONOS DE THIESSEN. ............................ 86 FIGURA 5-20. DISTRIBUCIÓN DE LA PRECIPITACIÓN CON ISOYETAS. ........................................................ 87 FIGURA 5-21. LA FUNCIÓN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD PARA LA DISTRIBUCIÓN DE PEARSON DE TIPO III

CON LA COTA INFERIOR Z = 0, LA MEDIA M = 1 Y LOS COEFICIENTES DE ASIMETRÍA G = 0,7, 1,4, 2 Y 2,8

(CORRESPONDIENTES A UNA DISTRIBUCIÓN GAMMA Y A PARÁMETROS DE CONFIGURACIÓN A =8, 2, 1 Y

0,5, RESPECTIVAMENTE. .............................................................................................................. 93 FIGURA 5-22. PARÁMETROS DE POBLACIÓN Y ESTADÍSTICA DE MUESTRA. HIDROLOGÍA APLICADA. VEN TE

CHOW 1994 ................................................................................................................................ 97 FIGURA 5-23. EL MÉTODO DE LOS MOMENTOS SELECCIONA VALORES PARA LOS PARÁMETROS DE LA

FUNCIÓN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD DE TAL MANERA QUE SUS MOMENTOS SON IGUALES A

AQUELLOS DE LA INFORMACIÓN DE LA MUESTRA ............................................................................ 98


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Hoja No. 9


FIGURA 5-24. VALORES PERCENTILES PARA LA DISTRIBUCIÓN CHI-CUADRADO CON V GRADOS DE LIBERTAD

................................................................................................................................................ 103 FIGURA 5-25. VALORES CUANTILES SUPERIORES DE LA DISTRIBUCIÓN ESTADÍSTICA DE KOLMOGOROV-

SMIRNOV .................................................................................................................................. 105 FIGURA 5-26. DIAGRAMA DEL HIDROGRAMA UNITARIO TRIANGULAR. ..................................................... 114 FIGURA 5-27 HIDROGRAMA UNITARIO DE SNYDER ............................................................................... 116 FIGURA 5-28 HIDROGRAMA UNIDIMENSIONAL DEL SCS Y TABLA PARAMETRIZADA ADIMENSIONAL QUE LO

DEFINE. ..................................................................................................................................... 120 FIGURA 5-29 CURVA DE MASAS DE PRECIPITACIÓN HISTÓRICA Y HIETOGRAMA DE PRECIPITACIÓN OBTENIDO.

................................................................................................................................................ 123 FIGURA 5-30. VALORES DE A, B, C Y D DEL MÉTODO SIMPLIFICADO DE CALCULO DE CURVAS IDF

REGIONALIZADOS PARA COLOMBIA ............................................................................................. 126 FIGURA 5-31 REGIONES EN COLOMBIA PARA LA DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS A, B, C Y D ................ 127 FIGURA 6-1.CASOS EN LOS QUE ES NECESARIO LA REALIZACIÓN DE ESTUDIOS BIDIMENSIONALES........... 147 FIGURA 6-2. TIPOLOGÍA DE VALLE FLUVIAL. FIGURA 6-3. TIPOLOGÍA DEL CANAL DEL RIO. ......... 147 FIGURA 6-4. REPRESENTACIÓN DE UN PUENTE EN FESWMS. ............................................................. 153 FIGURA 6-5. EJEMPLO DE CARACTERIZACIÓN DE SECCIÓN DE CONTROL. .............................................. 157 FIGURA 6-6. EJEMPLO DE GRÁFICA QUE COMPARA MARCAS DE INUNDACIÓN Y COTA DE AGUA TEÓRICA DE

UN MODELO HIDRÁULICO. ........................................................................................................... 158 FIGURA 6-7. EJEMPLOS DE FORMAS DE FONDO PRODUCIDAS EN RÍOS. ................................................. 160 FIGURA 7-1. ESQUEMA DE LA ANALOGÍA DE LA BALANZA DE LANE ......................................................... 173 FIGURA 7-2. ESQUEMA DE SOCAVACIÓN. ............................................................................................ 173 FIGURA 7-3. SOCAVACIÓN GENERAL – DEFINICIÓN DE VARIABLES ........................................................ 175 FIGURA 7-4. SOCAVACIÓN Y DESPLAZAMIENTO LATERAL EN CAUCES TRENZADOS .................................. 178 FIGURA 7-5. INFLUENCIA DEL ÁNGULO DE CONFLUENCIA Y LA RELACIÓN DE CAUDALES SOBRE LA

SOCAVACIÓN EN UNA CONFLUENCIA ............................................................................................ 181 FIGURA 7-6. ESQUEMA DE LA CONTRACCIÓN ....................................................................................... 185 FIGURA 7-7. COEFICIENTE DE SHIELDS. .............................................................................................. 189 FIGURA 7.8 DIAGRAMA PARA CALCULAR LA CONTRACCIÓN EN UN RIO ................................................... 191 FIGURA 7.9 DIAGRAMA PARA EL CALCULO DE VELOCIDAD COMPONENTE DE SOCAVACIÓN, MÉTODO TRRL

(1992) ...................................................................................................................................... 191 FIGURA 7.10 COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA SEDIMENTOS FINOS Y NÚMERO DE FROUDE BAJO ..... 193 FIGURA 7.11 COMPARACIÓN DE MÉTODOS PARA SEDIMENTOS GRUESOS Y NÚMERO DE FROUDE ALTO 194 FIGURA 7.12 ESQUEMA DEL FLUJO JUNTO A ESTRIBOS DE PUENTES ..................................................... 195 FIGURA 7.13 MÉTODO PARA DETERMINAR LA SOCAVACIÓN EN ESTRIBOS DE PUENTES (BREUSERS Y

RAUDKIVI, 1991). (EROS 4-16) B) ............................................................................................ 196 FIGURA 7.14 LOCALIZACIÓN DE LOS VÓRTICES PRINCIPALES EN LA CONTRACCIÓN DEL CAUCE POR UN

PUENTE ..................................................................................................................................... 196 FIGURA 7.15 TIPOS DE ESTRIBO PARA CÁLCULO DE SOCAVACIÓN ........................................................ 197 FIGURA 7.16 DIAGRAMA EN SECCIÓN LONGITUDINAL DEL FLUJO ALREDEDOR DE LA PILA DE UN PUENTE . 198 FIGURA 7.17 ESQUEMA EN PLANTA DE UN VÓRTICE DE HERRADURA ALREDEDOR DE LA PILA DE UN PUENTE.

................................................................................................................................................ 200 FIGURA 7.18 FORMAS DE LA PILA PARA CÁLCULO DE SOCAVACIÓN POR EL MÉTODO DEL FHWA ............. 202 FIGURA 7.19 DETERMINACIÓN DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN ALREDEDOR DE UNA PILA (LAURSEN Y

TOCH). ..................................................................................................................................... 205 FIGURA 7.20 CURVAS PARA ESTIMAR LA PROFUNDIDAD LOCAL DE SOCAVACIÓN EN PILAS DE PUENTES DE

ACUERDO AL TRRL-1992 .......................................................................................................... 207 FIGURA 7.21 ESQUEMA DE ESPIGONES PARA CALCULAR LA SOCAVACIÓN ............................................. 210 FIGURA 7.22 SOCAVACIÓN EN EL PIE DE UN VERTEDERO ...................................................................... 213


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Hoja No. 10


FIGURA 7.23 PERFIL BATIMÉTRICO ..................................................................................................... 220 FIGURA 7.24 PERFIL EROSIONADO ...................................................................................................... 222 FIGURA 7.25 COLOCACIÓN DE UN AZUD AGUAS ABAJO ........................................................................ 223 FIGURA 7.26 TIPO DE ESPIGONES....................................................................................................... 223 FIGURA 7.27 ESPIGONES HECHOS CON GAVIONES. .............................................................................. 224 FIGURA 7.28 MUROS DE ENCAUCE ...................................................................................................... 225 FIGURA 7.28 PILA EN EL CAUCE ......................................................................................................... 226 FIGURA 7.30 PROTECCIÓN EN LA BASE POR ZAPATAS.......................................................................... 228 FIGURA 7.31 PROTECCIÓN CON PLACAS (MÉTODO DE COTTA-JENSEN) ............................................... 229 FIGURA 7.32 PROTECCIÓN CON PLACAS (MÉTODO DE COTTA-JENSEN) CORTE B-B ............................. 230 FIGURA 7.33 PROTECCIÓN CON PILAS ADICIONALES ............................................................................ 231 FIGURA 7.34 PROTECCIÓN PANTALLAS ............................................................................................... 232 FIGURA 7.35 PROFUNDIDAD A COLOCAR LA PROTECCIÓN DEL ENROCADO ............................................ 233 FIGURA 7.36 FORMA DE COLOCACIÓN DEL ENROCADO DE PROTECCÓN ................................................. 234 FIGURA 8-1. EJEMPLO DE LOCALIZACIÓN DEL TRAMO DE INVENTARIO FORESTAL. ................................... 240 FIGURA 8-2. PLANILLA DE CAMPO INVENTARIOS FORESTALES ............................................................... 241 FIGURA 8-3. TAMAÑO Y FORMA DE PARCELA SOBRE LA RONDA DEL RÍO. ................................................ 243 FIGURA 8-4. DISEÑOS DE LA ADECUACIÓN HIDRAULICA ....................................................................... 317 FIGURA 8-5. EJEMPLOS DE PARCHE O ARREGLO FLORISTICO PARA BOSQUE MELÍFERO ......................... 329 FIGURA 8-6. APLICACIÓN DEL ARREGLO FLORÍSTICO. ........................................................................... 330 FIGURA 8.7 PREVISIÓN DE OBRA DE ENCAUZAMIENTO MEDIANTE JARILLONES PARA LA RECUPERACIÓN

AMBIENTAL DE LA CUENCA MEDIA DEL RÍO BOGOTÁ. ................................................................... 334 FIGURA 8.8 LOCALIZACIÓN ESPALDÓN DE UN JARILLÓN ........................................................................ 334 FIGURA 8.9 LÍMITE EXTERNO E INTERNO DEL JARILLÓN. ........................................................................ 335 FIGURA 8.10. SENDERO PEATONAL. ................................................................................................... 336 FIGURA 8.11 VISTA EN PLANTA DISEÑO PAISAJÍSTICO JARILLÓN DEL RÍO BOGOTÁ. ................................. 337 FIGURA 9.1. DEFINICIÓN DE LA RONDA HÍDRICA EN TÉRMINOS DEL ARTÍCULO 206 DE LA LEY 1450 DE 2011.

................................................................................................................................................ 342 FIGURA 9.2. COMPONENTES DE LAS RONDAS HÍDRICAS ........................................................................ 344 FIGURA 9.3. DELIMITACIÓN DE LAS RONDAS HÍDRICAS. ......................................................................... 344 FIGURA 9.4. ENVOLVENTE QUE CONFORMA LA RONDA HIDRÁULICA. ...................................................... 345 FIGURA 9.5. COMPONENTE HIDROLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS. ................................................... 353 FIGURA 9.6. COMPONENTE ECOSISTÉMICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS. .................................................. 357 FIGURA 10.1. ORGANIGRA,A TÍPICO PARA EJECUCIÓN DEL CONTRATO DE DISEÑO. ............................... 365 FIGURA 10.2. ORGANIGRAMA TÍPICO PARA EJECUCIÓN DEL CONTRATO DE ADECUACIÓN. ..................... 368 FIGURA 10.3.CONTEXTO TEMPORAL Y ESPACIAL DE UN RIO ................................................................. 369 FIGURA 10.4. PREVISIÓN DE OBRA DE ENCAUZAMIENTO MEDIANTE JARILLONES PARA LA RECUPERACIÓN

AMBIENTAL DE LA CUENCA MEDIA DEL RÍO BOGOTÁ. ................................................................... 373 FIGURA 10.5. ENCAUZAMIENTO MEDIANTE JARILLONES. COLOMBIA. MUNICIPIO DE LA VIRGINIA. CAR DE

RISARALDA. .............................................................................................................................. 375 FIGURA 10.6. JARILLONES CON PROBLEMAS DE EROSIÓN RIO BOGOTÁ. CUNDINAMARCA COLOMBIA. ..... 375 FIGURA 10.7. CONSTRUCCIÓN DE JARILLONES CON SUS OBRAS DE CONTROL DE DRENAJE E INFILTRACIÓN.

SITUACIÓN EN OBRA Y SITUACIÓN POSTERIOR ............................................................................. 375 FIGURA 10.8. ENCAUZAMIENTO, AGUAS DEBAJO DE UN DIQUE DE CONSOLIDACIÓN / ENCAUZAMIENTO CON

ESCOLLERAS, TOMADAS CON HORMIGÓN ESCALONADO CON RASTRILLOS Y UMBRALES DE FONDO.376 FIGURA 10-9. PROTECCIÓN DE MÁRGENES CON REVESTIMIENTOS FLEXIBLES: GAVIONES. ................... 379 FIGURA 10-10. ALAMBRE DE ACERO SUAVE GALVANIZADO. PVC .......................................................... 380 FIGURA 10-11. DIMENSIONES DE LOS GAVIONES.................................................................................. 381 FIGURA 10-12. GRANULOMETRÍA RECOMENDADA ................................................................................ 381


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Hoja No. 11


FIGURA 10-13. DIMENSIONES DE LOS GAVIONES (LARGO X ANCHO X ALTO EN M) ................................... 383 FIGURA 10-14. DETALLE DE LOS GAVIONES DE RECUBRIMIENTOS Y DE ALAMBRE DE ACERO GALVANIZADO

................................................................................................................................................ 385 FIGURA 10-15. PANTALLA CONSTRUIDA CON TABLESTACAS .................................................................. 386 FIGURA 10-16. PANTALLAS ................................................................................................................ 386 FIGURA 10-17. DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES DEBIDO A LA PRESENCIA DEL DIQUE LONGITUDINAL ....... 387 FIGURA 10-18. DIQUE TRANSVERSAL DE CIERRE (GARGANTA DEL TORRENTE REMÁSCARO, ARAGÓN) ... 387 FIGURA 10-19. DIQUE TRANSVERSALES DE CONSOLIDACIÓN (BARRANCO LA TORCIDA, ARAGÓN) Y

ENCAUZAMIENTO CON ESCOLLERAS TOMADAS CON HORMIGÓN Y SOLERA RESISTENTE ESCALONADA

EN EL MISMO BARRANCO. ........................................................................................................... 389 FIGURA 10-20. DIQUE TRANSVERSAL DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES. ............................................. 390 FIGURA 10-21. SERIE DE ESPIGONES PARA SUAVIZAR UNA CURVA EN LA QUEBRADA DE CALDES (PALAU DE

PLEGAMANS, ESPAÑA)............................................................................................................... 390 FIGURA 10-22. ESTRUCTURAS DE RETARDO. ...................................................................................... 392 FIGURA 10-23. ESPIGÓN CON FUNCIÓN DE DEFLECTOR, CON CONSECUENCIAS EN EL FLUJO AGUAS ABAJO.

................................................................................................................................................ 397 FIGURA 10-24. DEFLECTOR. .............................................................................................................. 397 FIGURA 10-25. EROSIÓN LOCAL AL PIE DE UNA TRAVIESA (MARTÍN VIDE, 2003). .................................. 400 FIGURA 10-26. EJEMPLOS DE PROBLEMAS DE ESTABILIDAD EN TRAVIESAS. RIERA DE PALAU. .............. 403 FIGURA 10-27. DETALLES CONSTRUCTIVOS ........................................................................................ 404 FIGURA 10-28. FASES: 1 PREVENCIÓN, 2 PROTECCIÓN, 3 PREPARACIÓN Y RECUPERACIÓN Y REVISIÓN.

................................................................................................................................................ 412 FIGURA 10-29. LOS TRES CONCEPTOS FUNDAMENTALES EN LA GESTIÓN DEL RIESGO: GUÍA METODOLÓGICA

PARA LA ELABORACIÓN DE PLANES DEPARTAMENTALES PARA LA GESTIÓN DEL RIESGO. ............... 413 FIGURA 10-30. DEFINICIÓN DE RIESGO. .............................................................................................. 415 FIGURA 10-31. SUBCUENCAS DE TERCER ORDEN QUE CONFORMAN LA CUENCA DEL RÍO BOGOTÁ.

PARTICIPACIÓN DE CADA SUBCUENCA EN LA CUENCA. FUENTE: CAR, ELABORACIÓN DEL

DIAGNÓSTICO, PROSPECTIVA Y FORMULACIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO BOGOTÁ ... 419 FIGURA 10-32.NIVEL DE AMENAZA POR REMOCIÓN EN MASA. FUENTE: CAR, ELABORACIÓN DEL

DIAGNÓSTICO, PROSPECTIVA Y FORMULACIÓN DE LA CUENCA HIDROGRÁFICA DEL RÍO BOGOTÁ ... 422 FIGURA 10-33. DEFINICIÓN DE PELIGROSIDAD ................................................................................... 423 FIGURA 10-34.ÁREAS DE ALTA AMENAZA POR INUNDACIONES. ............................................................. 424 FIGURA 10-35. DEFINICIÓN DE VULNERABILIDAD ................................................................................ 424 FIGURA 10-36. USOS DEL SUELO ........................................................................................................ 428 FIGURA 10-37. CURVAS DE DAÑOS (USACE, 2000) EJEMPLO: VILLAPINZÓN. ALTURA DE AGUA RÍO 5.5

METROS. SOBRE LA ZONA URBANA COTA 2.5 M. ZONA INUNDABLE PARA T500 AÑOS. EN ESTE

CASO EL DAÑO EN ESTRUCTURAS DE 2 O MÁS PLANTAS ES DEL 50% Y EL CONTENIDO DEL 30%. .. 429 FIGURA 10-38. LLUVIAS EN CUNDINAMARCA, ABRIL 2012. ................................................................... 431 FIGURA 10-39. TABLA PIB POR SUBCUENCA ....................................................................................... 431 FIGURA 10-40. DENSIDAD POBLACIONAL DE LA CUENCA DEL RÍO BOGOTÁ. ........................................... 432 FIGURA 10-41. MUNICIPIO DE CHÍA. INUNDACIONES 2011. .................................................................. 433 FIGURA 10-42. MEDIDAS ADOPTADAS PARA CREAR ESPACIOS PARA EL RÍO EN 30 LOCALIDADES DE

HOLANDA. ................................................................................................................................. 446 FIGURA 10-43. “BRAZO VIVO” QUE CONDICIONA EL FLUJO EN CRECIENTES (IZQUIERDA) Y CAUCE PRINCIPAL

QUE PIERDE EL PAPEL DE BRAZO VIVO EN UNA GRAN CRECIENTE (DERECHA). ................................ 464 FIGURA 10-44. CAMBIOS DE CAUCE PRINCIPAL TRAS UNA CRECIENTE (IZQUIERDA) Y FIJACIÓN DE UN CAUCE

PRINCIPAL PERMANENTE (DERECHA). .......................................................................................... 464 FIGURA 10-45. INCISIÓN DE UN CAUCE DE AGUAS BAJAS. ..................................................................... 466


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Hoja No. 12


FIGURA 10-46. CIRCULACIÓN DEL AGUA Y FORMACIÓN DE BARRAS ALTERNADAS EN UN ENCAUZAMIENTO

DEMASIADO RECTO. ................................................................................................................... 467 FIGURA 10-47. PROBLEMA DE INSCRIBIR UN CAUCE PRINCIPAL ENTRE DOS LÍMITES PARALELOS

ARBITRARIOS O DE UN CAUCE DE CRECIENTES. ........................................................................... 467 FIGURA 10-48. EJES O LÍNEAS MEDIAS DE TRES CAUCES DE CAUDALES CRECIENTES. ............................ 470 FIGURA 10-49. PLANTA Y SECCIONES DE UN ENCAUZAMIENTO COMPUESTO POR TRES CAUCES (AGUAS

BAJAS, AGUAS ALTAS Y CRECIENTES) TRAZADOS CON LA MISMA LONGITUD DE ONDA. .................... 470 FIGURA 10-50. CONSTITUCIÓN DE UN CAUCE DE CRECIENTES. ............................................................. 471 FIGURA 10-51. SECCION DE UN RÍO SIN ENCAUZAR Y SECCIÓN TÍPICA DE UN RÍO ENCAUZADO CON EL

OBJETIVO DE ESTABILIZAR Y DEFENDER DE LA INUNDACIÓN. ......................................................... 472 FIGURA 10-52. ESQUEMA DE DESAGÜE EN PRESENCIA DE DIQUES DE CRECIENTE. ................................ 474 FIGURA 10-53. ESQUEMA DEL PROBLEMA DE LAS SURGENCIAS. ........................................................... 474 FIGURA 10-54. CAUCE COLGADO CON DOS JARILLÓNS. ........................................................................ 474 FIGURA 10-55. ESQUEMA DE COMBINACIÓN DE LA EROSIÓN GENERAL TRANSITORIA Y LA EROSIÓN LATERAL.

................................................................................................................................................ 475 FIGURA 10-56. CARACTERÍSTICAS DE UNA PROTECCIÓN DE ESCOLLERA. LA CIFRA 0.27 Y SERIA SIN

CONSIDERAR EROSIÓN GENERAL Y PARA UNA RECTA DE UN CAUCE PRINCIPAL (ACCIÓN PERMANENTE

DE LAS AGUAS). ......................................................................................................................... 476 FIGURA 10-57. EROSIONES JUNTO A OBRAS LINEALES. ........................................................................ 476 FIGURA 10-58. TRANSICION SUAVE CON EMPOTRAMIENTO EN EL TERRENO (IZQUIERDA) Y PROBLEMA DE

MACROTURBULENCIA (DERECHA), EN UN RÍO VISTO EN PLANTA. ................................................... 477 FIGURA 10-59.TRANSICIÓN DE SALIDA DE UN ENCAUZAMIENTO CON MURO VERTICAL EROSIONES JUNTO A

OBRAS LINEALES. ...................................................................................................................... 477 FIGURA 10-60. IMPERMEABILIZACIÓN DE UN JARILLÓN DE MATERIALES SUELTOS. .................................. 479 FIGURA 10-61. LA AMPLIACIÓN Y RECRECIMIENTO DE UN JARILLON EN UN GRAN RÍO DE LLANURA

(INSPIRADO EN EL TISZA-HUNGRÍA). ........................................................................................... 479 FIGURA 10-62. PRÉSTAMO DE MATERIAL EN LA LLANURA DE INUNDACIÓN.............................................. 480 FIGURA 10-63. PRÉSTAMO DE MATERIAL CONTINUO Y DISCONTINUO (SECCIÓN Y PLANTA)...................... 480 FIGURA 10-64. ROTURA DE JARILLONES POR LUGARES QUE FUERON CAUCES ANTERIORES DEL RÍO. ...... 482 FIGURA 10-65. FLUJO Y EROSIÓN A TRAVÉS DE UN JARILLÓN RECIÉN ROTO (IZQ) Y ESTADO DEL RÍO TRAS LA

CRECIDA. .................................................................................................................................. 482 FIGURA 10-66. EFECTO DE LA ROTURA DE UN JARILLÓN SOBRE EL HIDROGRAMA DE LA CRECIDA. ........... 483 FIGURA 10-67. ILUSTRACIÓN DE LA ROTURA EN CADENA DE RECINTOS EN UN ENCAUZAMIENTO CON

JARILLONES ............................................................................................................................... 484 FIGURA 10-68. CARACTERÍSTICAS DE UNA PROTECCIÓN CON GAVIONES, COMBINANDO SUS TRES

MODALIDADES. .......................................................................................................................... 485 FIGURA 10-69. CARACTERÍSTICAS DE UNA PROTECCIÓN DE ESCOLLERA. LA CIFRA 0.27Y SERÍA SIN

CONSIDERAR EROSIÓN GENERAL Y PARA UNA RECTA DE UN CAUCE PRINCIPAL (ACCIÓN PERMANENTE

DE LAS AGUAS), MARTÍN-VIDE, 2003. ......................................................................................... 488 FIGURA 10-70. LEY DE COMPORTAMIENTO DEL TERRENO CON TIERRAS EN TRASDÓS E INTRADÓS (GÓMEZ,

2005.). ..................................................................................................................................... 491 FIGURA 10-71. TRAZO DEL EJE DEL RÍO Y LÍNEAS DE DEFENSA (MEJÍA Y LARA, 1998). ........................... 493 FIGURA 10-72. DISTRIBUCIÓN DE VELOCIDADES DEBIDO A LA PRESENCIA DEL DIQUE LONGITUDINAL. ...... 494 FIGURA 10-73. DIQUES TRANSVERSALES. ........................................................................................... 494 FIGURA 10-74. ESPACIAMIENTO ENTRE DIQUES SEGÚN LA PENDIENTE LONGITUDINAL DEL CAUCE

(MINNESOTA POLLUTION CONTROL AGENCY, 2000). .................................................................. 494 FIGURA 10-75. UMBRALES ESTABLECIDOS PARA LA UBICACIÓN DE DIQUES DE BALAS DE PAJA (U.S.

DEPARTMENT OF AGRICULTURE, 2003). ..................................................................................... 497


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Hoja No. 13


FIGURA 10-76. FIJACIÓN DE UN CAUCE MENOR INSCRITO EN UNO MAYOR POR MEDIO DE ESPIGONES

(MARTIN-VIDE, 2003). ............................................................................................................... 499 FIGURA 10-77. FORMAS EN PLANTA DE ESPIGONES. ............................................................................ 500 FIGURA 10-78. MÉTODO PARA DETERMINAR EL ESPACIAMIENTO ENTRE ESPIGONES EN ORILLAS CURVAS

(CAPÍTULO 12. ESPIGONES). ...................................................................................................... 503 FIGURA 10-79. ESQUEMA DE DEFLECTORES ........................................................................................ 506 FIGURA 10-80. DEFLECTORES. ........................................................................................................... 506 FIGURA 10-81. EROSIÓN LOCAL AL PIE DE UNA TRAVIESA ..................................................................... 507 FIGURA 10-82. EJEMPLO DE CÁLCULO DE LA OBRA DE TOMA. DETALLE DEL AZUD Y EL COLCHÓN

AMORTIGUADOR EN UN CORTE LONGITUDINAL (PROAGRO Y PRONAR, 2011). .......................... 511 FIGURA 11-1. PROYECTOS O PROGRAMAS AMBIENTALES EJECUTADOS ................................................. 525 FIGURA 11-2.MEDIOS DE INFORMACIÓN SOBRE TEMAS AMBIENTALES ................................................... 525 FIGURA 11-3. PERCEPCIÓN SOBRE USOS DEL RIO. ............................................................................... 526 FIGURA 11-4.CONOCIMIENTO SOBRE LAS OBRAS DE AHRARB CUENCA ALTA ....................................... 527 FIGURA 11-5. DERECHO A INTERVENIR EN LOS PROCESOS ADMINISTRATIVOS AMBIENTALES .................. 536 FIGURA 11-6. FLUJOGRAMA TOMADO DEL RÉGIMEN LEGAL DEL MEDIO AMBIENTE LEGIS EDITORES S.A 537 FIGURA 11-7. NORMAS EN EL MARCO DE LA PARTICIPACIÓN COMUNITARIA ............................................ 538 FIGURA 11-8. ETAPA 1. ...................................................................................................................... 539 FIGURA 11-9.ETAPA 2. ....................................................................................................................... 540 FIGURA 11-10 ETAPA 3. ..................................................................................................................... 541 FIGURA 11-11. ETAPA 4 ..................................................................................................................... 541 FIGURA 11-12. ETAPA 5. .................................................................................................................... 541 FIGURA 11-13. GUÍA DEL PLAN DE INTERVENCIÓN SOCIAL ................................................................... 542


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Hoja No. 14


INDICE DE FOTOGRÁFIAS

FOTOGRAFÍA 7-1. EFECTOS DE LA SOCAVACIÓN. ................................................................................. 166 FOTOGRAFÍA 7-2. EFECTOS DE LA SOCAVACIÓN .................................................................................. 166 FOTOGRAFÍA 7-3. TRAMOS YA RECTIFICADOS DEL RÍO BOGOTÁ EN SU CUENCA MEDIA ......................... 182 FOTOGRAFÍA 7-4. SOCAVACIÓN EN CURVAS ........................................................................................ 183 FOTOGRAFÍA 7-5. EJEMPLO SOCAVACIÓN EN ROCA .............................................................................. 184 FOTOGRAFÍA 7-6 SOCAVACIÓN POR CONSTRUCCIÓN. .......................................................................... 185 FOTOGRAFÍA 8-1. MEDICIÓN DE ÁRBOLES (DAP) CON CINTA MÉTRICA .................................................. 242 FOTOGRAFÍA 8-2. MARCA CON PINTURA DE UN FUSTAL INVENTARIADO .................................................. 243 FOTOGRAFÍA 8-3. LEVANTAMIENTO DE PARCELAS DE MUESTREO. ......................................................... 244 FOTOGRAFÍA 8-4. LEVANTAMIENTO DE PARCELAS DE MUESTREO. ......................................................... 244 FOTOGRAFÍA 8-5. LEVANTAMIENTO DE PARCELAS DE MUESTREO .......................................................... 245 FOTOGRAFÍA 8-6. EJEMPLO DE SIEMBRA EN LA RONDA HIDRAULICA CUENCA MEDIA RIO BOGOTÁ.......... 321 FOTOGRAFÍA 8-7.EJEMPLO DE ENCERRAMIENTO SIEMBRA CUENCA MEDIA RIO BOGOTÁ. ...................... 322 FOTOGRAFÍA 8-8. EJEMPLO TUTOR POR PLANTACIÓN. .......................................................................... 323 FOTOGRAFÍA 8-9. EJEMPLO DE MARCAJE DE PLANTACIÓN. ................................................................... 324


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INTRODUCCIÓN

La CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA – CAR ha suscrito el contrato 930-2012 con el consorcio IEH GRUCON – HIDROVIAS, para la ejecución de la “CONSULTORIA PARA ELABORAR LOS ESTUDIOS TÉCNICOS NECESARIOS PARA ADELANTAR LAS OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA DE LA CUENCA ALTA DEL RIO BOGOTÁ EN EL CAUCE PRINCIPAL, EL ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO Y DE DINÁMICA FLUVIAL DE LA CUENCA BAJA DEL RIO BOGOTÁ, EL ANÁLISIS DE AMENAZA POR INUNDACION DE ALGUNAS CORRIENTES DE TERCER ORDEN Y ELABORAR LA GUIA TECNICA PARA LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HIDRICAS SUPERFICIALES” Este informe compila el denominado “Producto 4. Guía técnica para la adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas superficiales” como resultado de la presente Consultoría El cuarto producto tiene por objeto presentar una guía técnica como resultado de la experiencia en el transcurso de la presente Consultoría y que permita a la Corporación Autónoma Regional CAR contar con una adecuada herramienta de gestión para futuras tareas que impliquen la adecuación hidráulica y restauración de corrientes hídricas superficiales, ya sea en la etapa de diseño, como en la de construcción y posterior operación y mantenimiento de las soluciones construidas. En el desarrollo de la guía se hace mención a los documentos bibliográficos que han servido de referencia para su elaboración, así como del software conocido y de uso generalmente libre, sobre cuya aplicación se espera que el diseñador se encuentre debidamente capacitado.


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TABLA DE CONTENIDO

1 ASPECTOS GENERALES ...................................................................................... 17

1.1 OBJETO DE LA GUÍA ........................................................................................ 17 1.2 ALCANCE DE LA GUÍA ..................................................................................... 17 1.3 ORGANIZACIÓN DE LA GUÍA ........................................................................... 18 1.4 USO DE SOFTWARE ........................................................................................ 19 1.5 ACTORES Y COORDINACIÓN INSTITUCIONAL .............................................. 20

1.5.1 ORDENAMIENTO TERRITORIAL .............................................................. 20 1.6 RESPONSABILIDAD ......................................................................................... 27


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1 ASPECTOS GENERALES

1.1 OBJETO DE LA GUÍA Esta Guía ha sido concebida para su uso en el diseño de la Adecuación Hidráulica y Restauración Ambiental a través del análisis de las corrientes hídricas superficiales y especialmente de aquellos tramos que presenten una especial problemática, tanto en el ámbito socio-económico como ambiental. En este sentido, la presente Guía sintetiza los criterios y métodos considerados para la realización de estudios de hidrología, hidráulica, socavación y análisis ambiental necesario para la definición de las actividades de Adecuación Hidráulica y de Restauración Ambiental. Los criterios consignados en esta Guía comprenden una síntesis de teorías comprobadas y experiencias exitosas obtenidas tanto en Colombia como en otros países. No se pretende, sin embargo, que el documento proporcione guías para resolver todos los problemas asociados con la hidrología, hidráulica fluvial, socavación y análisis ambiental por cuanto ello es imposible, ni que reemplace la aplicación del conocimiento profesional en el área. Los usuarios de la Guía deberán tener un buen conocimiento de los principios contenidos en ella y emplear el mejor juicio profesional en cada caso, teniendo en mente todos los aspectos técnicos, ambientales, paisajísticos, sociales y estéticos relacionados con el correcto manejo del agua en las corrientes hídricas. Las soluciones que finalmente se planteen, deberán garantizar que los objetivos para los que son diseñadas (aumento de la sección del cauce, protección de márgenes frente a socavación, construcción de jarillones, restauración ambiental de la ribera, etc.) se cumplan de la forma más económica, eficiente y segura, sin producir menoscabos a la propia corriente hídrica o a las propiedades adyacentes. El proyectista deberá identificar aquellos casos particulares en los que no sea posible ajustarse a los estándares estipulados en este documento, quedando a su discreción y a una justificada sustentación la decisión de cambios en las características del proyecto siempre y cuando ellos no afecten negativamente la capacidad de transporte (líquido y sólido) de las corrientes hídricas, las zonas inundables y de laminación, la estabilidad de márgenes, la calidad ambiental, ni la seguridad de los terrenos y personas, ni conduzcan a soluciones económicamente irrealizables.

1.2 ALCANCE DE LA GUÍA La presente guía técnica es concebida con el propósito de servir como apoyo metodológico y de gestión en la adecuación hidráulica y en la restauración ambiental de corrientes hídricas superficiales, además de brindar un panorama general en cuanto a la normativa nacional aplicable.


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La guía establece criterios que permiten seleccionar las obras necesarias para la adecuación hidráulica y restauración ambiental en función de la matriz de riesgos asociada, así como determinar la metodología óptima para definir la zonificación ambiental y paisajística de las áreas a intervenir, sin olvidar la gestión social asociada a este tipo de proyectos.

1.3 ORGANIZACIÓN DE LA GUÍA

La Guía se ha organizado en doce (12) capítulos: - CAPITULO 1 – ASPECTOS GENERALES. En este capítulo se definen el objeto y

contenido del manual, se describe el alcance de la guía de los estudios de hidrología, hidráulica, socavación y análisis ambientales necesarios para la definición de las actividades de adecuación hidráulica y restauración ambiental. También se enumeran los diferentes entes o instituciones encargados de la planeación y toma de decisiones de los proyectos de interés público que puedan afectar a corrientes superficiales y la responsabilidad en relación con el uso del documento y de las ayudas computacionales recomendadas.

- CAPITULO 2 – DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y ESTUDIOS BASICOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES.

- CAPITULO 3 – MARCO NORMATIVO. En este capítulo se recogen los artículos de la legislación nacional vigente en materia de actividades en corrientes hídricas superficiales que se tienen en cuenta en la redacción de la presente Guía.

- CAPITULO 4 – ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS. En este capítulo se determinan los diferentes tipos de información topográfica y batimétrica necesaria para la elaboración de estudios de adecuación hidráulica y restauración ambiental así como la metodología de obtención de topografía y batimetría que mejor se ajusta a las características del tramo de la corriente de agua a estudiar.

- CAPITULO 5 – ESTUDIOS HIDROLÓGICOS. En este capítulo se incluyen los métodos y los criterios relacionados con la deducción de los caudales asociados con los periodos de retorno de diseño de las diferentes obras de adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas superficiales.

- CAPITULO 6 – ESTUDIOS HIDRAULICOS. En este capítulo se incluyen los métodos, programas informáticos y criterios relacionados con el estudio hidráulico de las corrientes hídricas superficiales y las herramientas para realizar la calibración de los modelos que se utilicen.


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- CAPITULO 7 – ESTUDIOS DE SOCAVACIÓN. En este capítulo se incluyen los métodos y los criterios relacionados con el estudio de transporte de sedimentos y socavación.

- CAPITULO 8 – ANÁLISIS AMBIENTAL. En este capítulo se incluyen los métodos y los criterios relacionados con la caracterización ambiental de las corrientes hídricas de estudio, modelos de calidad del agua y la evaluación y manejo ambiental de las intervenciones.

- CAPITULO 9 – METODOLOGÍA PARA LA DEFINICIÓN DE LAS ZONAS DE RONDA HÍDRICA. Se incluye la metodología y los criterios para la selección de los tramos de las zonas de ronda hídrica.

- CAPITULO 10 – DISEÑO DE LAS OBRAS TÍPICAS PARA LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL. En este capítulo se presentan las diferentes obras de adecuación hidráulica y de restauración ambiental, se definen los criterios para la selección de las obras que mejor se ajustan al tipo de intervención que se realice, los criterios de diseño de dichas obras y los productos a entregar en un proyecto de adecuación hidráulica y ambiental de corrientes hídricas superficiales.

- CAPITULO 11 – GESTIÓN SOCIAL DE PROYECTOS. En este capítulo se incluyen los criterios de socialización de los proyectos de adecuación hidráulica y ambiental de las corrientes hídricas superficiales.

- CAPITULO 12 – GLOSARIO. En este capítulo se definen los principales términos técnicos que se encuentran en la presente Guía, de manera que sean fáciles de entender e interpretar.

1.4 USO DE SOFTWARE Existen numerosos paquetes de software que proporcionan análisis hidrológicos e hidráulicos rápidos y precisos. El listado que se presenta a continuación (Tabla 1-1) está constituido, en su mayoría, por programas de descarga libre y uso gratuito, elaborados por el sector público norteamericano, los cuales incorporan muchos de los procedimientos que se discuten y recomiendan en esta Guía. Para cualquiera de sus aplicaciones, el diseñador deberá tener un conocimiento apropiado en relación con el manejo del respectivo programa, con el fin de elegirlo y utilizarlo correctamente y de revisar de manera idónea los resultados de su aplicación y extraer las conclusiones correctas.

Tabla 1-1. Software relacionado

Programa Hidrología Hidráulica Corrientes

hídricas

Hidráulica Alcantarillas

Socavación

HEC-1

HEC-HMS


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Programa Hidrología Hidráulica Corrientes

hídricas

Hidráulica Alcantarillas

Socavación

HYDRAS 3.

HEC-RAS (1D)

MIKE 11 (1D)

WSPRO (1D)

ISIS (1D)

BRI-STARS (1D)

FESWMS (2D)

SOBEC (1D-2D)

MIKE FLOOD (1D-2D)

IBER (2D)

TUFLOW (1D-2D)

INFOWORKS 2D (2D)

HY-8

1.5 ACTORES Y COORDINACIÓN INSTITUCIONAL Los actores y coordinación institucional son los entes o instituciones encargados de la planeación y toma de decisiones de un proyecto de interés público como el presente.

1.5.1 ORDENAMIENTO TERRITORIAL

El ordenamiento ambiental del territorio es una función atribuida al Estado para que regule y oriente los procesos de diseños y planificación del uso del territorio y de los recursos naturales renovables de la nación, a fin de garantizar su adecuada explotación y su desarrollo sostenible; para ello se estructura lo que se denomina el Sistema Nacional Ambiental -SINA-. De acuerdo a lo consignado en el Artículo 4° de la Ley 99 de 1993 el “El Sistema Nacional Ambiental, SINA es el conjunto de orientaciones, normas, actividades, recursos, programas e instituciones que permiten la puesta en marcha de los principios generales ambientales contenidos en esta Ley. Está integrado por los siguientes componentes:

Los principios y orientaciones generales contenidos en la Constitución Nacional, en esta ley y en la normatividad ambiental que la desarrolle.

La normatividad específica actual que no se derogue por esta ley y la que se desarrolle en virtud de la ley.

Las entidades del Estado responsables de la política y de la acción ambiental, señaladas en la ley.

Las organizaciones comunitarias y no gubernamentales relacionadas con la problemática ambiental.


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Hoja No. 21


Las fuentes y recursos económicos para el manejo y la recuperación del medio ambiente.

Las entidades públicas, privadas o mixtas que realizan actividades de producción de información, investigación científica y desarrollo tecnológico en el campo ambiental.” 1

El Artículo 12 de la Ley 1444 de 2011, reorganizó el ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, cambiando su denominación a Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible -MADS-.

Ahora bien, el parágrafo del Artículo 4° de la Ley 99 de 1993 establece:

“Para todos los efectos la jerarquía en el Sistema Nacional Ambiental, SINA, seguirá el siguiente orden descendente: Ministerio del Medio Ambiente, Corporaciones Autónomas Regionales, Departamentos y Distritos o municipios”

Es por tanto que el SINA lo lidera el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, bajo el entendido que es el órgano rector de la política y normatividad ambiental; igualmente es el interlocutor válido frente a la organización administrativa del Estado, ante la Comunidad Internacional y frente a la Comunidad Civil. El Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible igualmente debe regular las condiciones generales para el saneamiento del medio ambiente y el uso, manejo, aprovechamiento, conservación, restauración y recuperación de los recursos naturales, a fin de impedir, reprimir, eliminar o mitigar el impacto de actividades contaminantes, deteriorantes o destructivas del entorno o del patrimonio natural.

Dentro de las múltiples funciones establecida en la Ley 99 de 1993, se encuentran entre otras las de evaluar los alcances y efectos económicos de los factores ambientales, su incorporación al valor de mercado de bienes y servicios y su impacto sobre el desarrollo de la economía nacional y su sector externo; su costo en los proyectos de mediana y grande infraestructura, así como el costo económico del deterioro y de la conservación del medio ambiente y de los recursos naturales renovables y realizar investigaciones, análisis y estudios económicos y fiscales en relación con los recursos presupuestales y financieros del sector de gestión ambiental y con los impuestos, tasas, contribuciones, derechos, multas e incentivos con él relacionados. En el Decreto 3570 del 27 de septiembre de 2011 se consigna “Por el cual se modifican los objetivos y la estructura del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible y se integra el sector administrativo de ambiente y desarrollo sostenible”.

1 CONGRESO DE LA REPÚBLICA DE COLOMBIA. Ley 99 de 1993. Por la cual se crea el Ministerio del

Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA y se dictan otras disposiciones.


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Sus funciones son la preparación, seguimiento de la ejecución y evaluación de los resultados de los planes generales y políticas, programas y proyectos del sector público, así como el diseño de las políticas de gobierno.

Figura 1.1 Estructura del Estado Colombiano

Fuente: Departamento Administrativo de la Función Pública. 2012.

Manteniendo el orden jerárquico después del MADS, se encuentran las Corporaciones Autónomas Regionales -CAR’s- y Las Corporaciones para el Desarrollo Sostenible CDS, las cuales, además de las funciones propias de las Corporaciones Autónomas Regionales, tienen como encargo principal promover el conocimiento de los recursos naturales renovables y del medio ambiente de la región que le asigna la Ley.

Las Corporaciones son las siguientes:

Corporación Autónoma Regional de Risaralda (CARDER)

Corporación Autónoma Regional de Nariño (CORPONARIÑO)

Corporación Autónoma Regional de la Frontera Nororiental (CORPONOR)

Corporación Autónoma Regional del Tolima (CORTOLIMA)


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Corporación Autónoma Regional del Quindío (CRQ)

Corporación Autónoma Regional de las Cuencas de los Ríos Rionegro y Nare (CORNARE)

Corporación Autónoma Regional de los Valles del Sinú y San Jorge (CVS)

Corporación Autónoma Regional de la Orinoquía, CORPORINOQUIA.

Corporación Autónoma Regional de Sucre, CARSUCRE

Corporación Autónoma Regional del Alto Magdalena, CAM

Corporación Autónoma Regional del Centro de Antioquia, CORANTIOQUIA

Corporación Autónoma Regional del Atlántico, CRA

Corporación Autónoma Regional de Santander, CAS

Corporación Autónoma Regional de Boyacá, CORPOBOYACA

Corporación Autónoma Regional de Chivor, CORPOCHIVOR

Corporación Autónoma Regional del Guavio, CORPOGUAVIO

Corporación Autónoma Regional del Canal del Diqué, CARDIQUE

Corporación Autónoma Regional del Sur de Bolívar, CSB

Corporación Autónoma Regional del Magdalena, CORPAMAG

Corporación Autónoma Regional del Cesar, CORPOCESAR

Corporación Autónoma Regional de la Guajira, CORPOGUAJIRA

Corporación Autónoma Regional de Caldas, CORPOCALDAS

Corporación Autónoma Regional del Cauca, CRC

Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca, CVC

Corporación Autónoma Regional de las Cuencas de los Ríos Bogotá, Ubaté y Suárez (CAR): se denominará Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR

Corporación Autónoma Regional de Defensa de la Meseta de Bucaramanga (CDMB)

Las Corporaciones de Desarrollo Sostenible:

De la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Norte y el Oriente Amazónico, CDA.

De la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Sur de la Amazonia, CORPOAMAZONIA (Antes de la Ley 99 como corporación autónoma del Putumayo CAP)

De la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Archipiélago de San Andrés, Providencia y Santa Catalina, CORALINA

De la Corporación para el Desarrollo Sostenible de la Macarena. Crease la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Área de Manejo Especial La Macarena, CORMACARENA

De la Corporación Autónoma Regional para el Desarrollo Sostenible del Chocó, CODECHOCO

De la Corporación para el Desarrollo Sostenible del Urabá, CORPOURABA


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De la Corporación para el Desarrollo Sostenible de la Mojana y el San Jorge. CORPOMOJANA

Es de anotar que la Ley 99 de 1993 establece para los grandes centros urbanos, que superen el millón de habitantes, la creación de autoridades ambientales con las mismas funciones atribuidas a las Corporaciones Autónomas Regionales, lo cual su jurisdicción en materia ambiental se limita a su perímetro local urbano2.

Las Corporaciones Autónomas tienen una estructura interna, la cual está constituida por:

- Asamblea Corporativa - Consejo Directivo - Director General

Figura 1.2. Estructura interna de las Corporaciones Autónomas

Fuente: CRA

Continuando con el ordenamiento jerárquico, se encuentran los Departamentos, además de las funciones propias, en materia relacionada con el medio ambiente y de los recursos

2 ARTÍCULO 66. COMPETENCIAS DE GRANDES CENTROS URBANOS. Los municipios, distritos o áreas

metropolitanas cuya población urbana fuere igual o superior a un millón de habitantes (1.000.000) ejercerán dentro del perímetro urbano las mismas funciones atribuidas a las Corporaciones Autónomas Regionales, en lo que fuere aplicable al medio ambiente urbano. Además de las licencias ambientales, concesiones, permisos y autorizaciones que les corresponda otorgar para el ejercicio de actividades o la ejecución de obras dentro del territorio de su jurisdicción, las autoridades municipales, distritales o metropolitanas tendrán la responsabilidad de efectuar el control de vertimientos y emisiones contaminantes, disposición de desechos sólidos y de residuos tóxicos y peligrosos, dictar las medidas de corrección o mitigación de daños ambientales y adelantar proyectos de saneamiento y descontaminación.


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naturales, les corresponde promover y ejecutar programas y políticas nacionales, regionales y sectoriales.

Igualmente le corresponde a los departamentos expedir normas que contribuyan a la protección, restauración y conservación del medio ambiente, estas deben estar sujetas a las normas superiores, lo mismo que, en coordinación con los entes directores y organismos ejecutores del Sistema Nacional de Adecuación de Tierras y con las Corporaciones Autónomas Regionales, promover, cofinanciar o ejecutar obras y proyectos de irrigación, drenaje, recuperación de tierras, defensa contra las inundaciones y regulación de cauces o corrientes de agua, para el adecuado manejo y aprovechamiento de cuencas hidrográficas, entre otras. Los municipios, los distritos y el Distrito Capital de Bogotá en su orden jerárquico, están en el último nivel, sin embargo esto no amerita que su importancia sea mínima, al contrario es de gran importancia, pues son los que conocen en detalle el territorio, tanto así que se le reconoce como la entidad fundamental de la división política administrativa del Estado y por ende, además de las funciones propias, les corresponde en materia ambiental promover y ejecutar los programas y políticas nacionales, regionales y sectoriales, al igual que emitir normas necesarias para el control, la preservación y la defensa del patrimonio ecológico del municipio, todo ello con sujeción a las disposiciones legales reglamentarias superiores.

En el mismo sentido le corresponde dentro de las funciones ambientales, colaborar con las Corporaciones Autónomas Regionales, en la elaboración de los planes regionales y en la ejecución de programas, proyectos y tareas necesarias para la conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables e igualmente, dictar las normas de ordenamiento territorial del municipio y las regulaciones sobre usos del suelo y, a través de los alcaldes ejercen funciones como primera autoridad de policía con el apoyo de la Policía Nacional y en Coordinación con las demás entidades del Sistema Nacional Ambiental (SINA)


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Figura 1.3. Organigrama Administración Municipal

Dentro del esquema del SINA hay entidades que son adscritas entre ellas. Están el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales –IDEAM- y el Fondo Nacional Ambiental FONAM, como también están las entidades vinculadas, el Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas SINCHI, Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras “José Benito Vives de Andreis" INVEMAR, Instituto de Investigación de Recursos Biológicos Alexander von Humboldt, Instituto de Investigaciones Ambientales del Pacífico "John von Neumann" IIAP y Entes de Control como lo es la Contraloría General de la República, La Procuraduría General de La Nación y La Defensoría del Pueblo.

Los actores no estatales que hacen parte del SINA, están representados por las organizaciones no gubernamentales -ONG, las organizaciones comunitarias, las organizaciones étnico territoriales, representantes de pueblos indígenas, en las Entidades Territoriales Indígenas, afro colombianos y campesinos.

No hay que desconocer también que la participación activa de las universidades y organismos de investigación científica y tecnológica.

El sector empresarial privado y los diversos gremios de la producción de bienes y servicios hacen parte del SINA, al tener representación en las Asambleas de Las


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Corporaciones Autónomas Regionales y en los Consejos Directivos de las mismas, jugando un rol fundamental en la construcción de modelos de desarrollo sostenible, especialmente en la gestión de "producción limpia" y proyectos de Mecanismos de Desarrollo Limpio MDL, donde la propiedad privada debe ser respetuosa del patrimonio ambiental y cultural.

Tal como se puede observar, todos los colombianos a través de las distintas organizaciones son actores del SINA.

1.6 RESPONSABILIDAD La presente guía fue realizada de la manera más cuidadosa; sin embargo la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca CAR no acepta responsabilidad por las consecuencias de cualquier inexactitud que pueda contener, ni por el uso incorrecto de su contenido, como tampoco por el empleo no autorizado de software que se encuentren protegidos comercialmente.


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TABLA DE CONTENIDO

2 DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y ESTUDIOS BASICOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES. .......................................................................................................... 29

2.1 INFORMACIÓN TERRITORIAL ......................................................................... 29 2.2 INFORMACIÓN DE PROYECTOS PRECEDENTES ......................................... 29 2.3 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS ............................................. 31 2.4 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS ............................................................................ 32 2.5 ESTUDIOS HIDRÁULICOS ............................................................................... 32 2.6 ESTUDIOS AMBIENTALES ............................................................................... 33 2.7 DIAGNÓSTICO .................................................................................................. 33

2.7.1 DIAGNÓSTICO HIDRÁULICO .................................................................... 33 2.7.2 DIAGNÓSTICO MORFODINÁMICO ........................................................... 34 2.7.3 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL ...................................................................... 34

2.8 ALCANCE DE LOS ESTUDIOS DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y

SOCAVACIÓN. ............................................................................................................ 34


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2 DETERMINACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y ESTUDIOS BASICOS NECESARIOS PARA REALIZAR LA ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES.

En este numeral de la Guía se relacionan los diferentes estudios básicos e información necesaria para analizar la situación existente del tramo de corriente hídrica superficial y las acciones que se deben desarrollar para la Adecuación Hidráulica y Restauración Ambiental.

2.1 INFORMACIÓN TERRITORIAL Para la identificación de las zonas en las que se deben realizar las actividades de adecuación hidráulica y restauración ambiental, una de las principales herramientas es la comunicación con las diferentes municipalidades y organismos regionales en la zona de estudio. De los registros y experiencia de estos organismos e investigación de sus fondos documentales se puede realizar un listado zonas inundables y de degradación ambiental de las corrientes hídricas que permitirá acotar la zona de estudio y las actividades de adecuación.

2.2 INFORMACIÓN DE PROYECTOS PRECEDENTES Una fuente importante de información de gran valor para los proyectos de obras de adecuación hidráulica y ambiental de corrientes hídricas superficiales son los proyectos precedentes de adecuación existentes (CAR, municipalidades, etc) o proyectos de vías (INVIAS, ANI, etc.), de cuyos estudios hidrológicos e hidráulicos pueden utilizarse los datos obtenidos para realizar una comparación crítica, con los que se obtengan aplicando la metodología de la presente guía y que se explica en los capítulos siguientes. Otra fuente de información de gran valor para los proyectos de obras de adecuación hidráulica y ambiental es la recogida en la siguiente tabla:


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Tabla 2-1. Datos básicos regionales y departamentales

Temática Regional Departamental Cartografía Fuente

Ante

cedente

s

His

tóricos

Evento

s o

curr

idos e

n

el depart

am

ento

Eventos ocurridos que involucran uno o más departamentos.

Eventos ocurridos en los municipios y subregiones del departamento.

Localización de sitios afectados o de sitios críticos de riesgos.

Consejos departamentales y municipales de gestión del riesgo. UNGRD - CAR

Aspecto

s

Fís

ico-

Am

bie

nta

les

Fis

iogra

fía

Describir los paisajes a nivel general de la región.

Describir las unidades fisiográficas que se encuentran en su departamento, además de los usos del suelo

Mapas fisiográficos. IGAC, IDEAM, CAR, Gobernaciones

Geolo

gía

Identificar y caracterizar de manera general la geología dela región.

Caracterizar las unidades geológicas presentes en su departamento.

Mapas geológicos Servicio Geológico Colombiano

Geom

orf

olo

gía

Describir de manera general los aspectos geomorfológico s de la región.

Caracterizar las unidades geomorfológicas de su departamento

Mapas geomorfológicos

Servicio Geológico Colombiano, IGAC, CAR

Hid

rogra

fía

Identificar y caracterizar las principales cuencas de la región y los afluentes más importantes de la región.

Identificar y caracterizar las cuencas hidrográficas y sus afluentes en el departamento

Mapas hidrológicos. IDEAM, CAR

Varia

ble

s

Clim

ato

lógic

as

Analizar las variables de precipitación y temperatura a nivel regional.

Analizar las variables de precipitación, temperatura, humedad relativa y brillo solar en su departamento

Mapas de Isoyetas IDEAM

Zo

nific

ació

n

Reconocer y analizar las particularidades de los ecosistemas de la región.

Reconocer y analizar las particularidades de los ecosistemas en el departamento

Mapas de zonificación de ecosistemas.

MADS, Von Humboldt, IDEAM, IGAC, CAR


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2.3 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS Para la correcta definición del espacio asociado a las corrientes hídricas superficiales, una de las importantes herramientas de partida es el conocimiento de las características físicas de dicho espacio; para ello se necesita disponer de un levantamiento topográfico con un determinado grado de detalle, según el tipo de obra o el tipo de estudio que se desea realizar (Ver Capítulo 4). El grado de detalle necesario de esta topografía en función del tipo de información que se desea manejar es el siguiente:

Información territorial: la escala de trabajo a nivel de cuenca, la cual incorpore todos los elementos como ejes fluviales, asentamientos, infraestructuras y usos del suelo se debe definir a una escala no inferior a 1:100.000

Esta información permite la identificación de los elementos del territorio que por sus características deberán ser estudiados (por ejemplo; en el caso hidráulico: zonas urbanas próximas a corrientes hídricas o vías de comunicación afectadas por crecientes; En el caso ambiental: identificación de zonas de ribera degradadas, puntos industriales susceptibles de contaminar las corrientes, municipalidades sin tratamiento de aguas residuales).

Hidrología: Para la caracterización hidrológica de la cuenca a estudiar es importante basarse en información cartográfica con una escala no inferior a 1:100.000. Con base a esta cartografía se delimitan las hoyas hidrográficas y las características físicas de las mismas (área, pendientes, longitudes de las corrientes hídricas).

Delimitación geomorfológica de detalle: la escala de trabajo que permita una definición del detalle de la geomorfología de las corrientes hídricas superficiales en la franja de estudio asociada a procesos fluviales debería realizase a una escala no inferior a 1:25.000. Esta topografía sirve como soporte al reconocimiento sobre el territorio de elementos hidromorfológicos como saltos, llanuras de inundación, conos de deyección, etc.

Estudios hidráulicos: El detalle de los estudios hidráulicos podrá ajustase en función de las zonas afectadas pero siempre a una escala no inferior a 1:5.000. En caso que la zona a estudiar tenga una especial sensibilidad por la proximidad de infraestructuras o asentamientos esta escala debería aumentarse a 1:1000.

Batimetrías: La realización de batimetrías será necesaria en todas aquellas corrientes hídricas superficiales con caudal permanente durante todo el año y en los que la sección cubierta por las aguas sea significativa. Como criterio de referencia para la necesidad de realización de batimetrías se puede adoptar para aquellas corrientes en la que circule un caudal superior a 20 m3/s y/o anchuras superiores a 10 m con alturas de más de 0,5 m (este criterio es orientativo y podrá ser ajustado por la aplicación del conocimiento profesional del proyectista).


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2.4 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS Los estudios hidrológicos necesarios para caracterizar las cuencas hídricas superficiales se pueden agrupar en dos tipos en función de la procedencia de los datos hidrológicos:

Estudios Hidrométricos: Son aquellos estudios hidrológicos basados en el análisis estadístico de los registros de nivel y caudal de estaciones de aforo que permitan caracterizar el régimen de avenidas de una corriente. Este tipo de estudios es muy útil cuando tenemos datos de caudal en el sitio de proyecto. Este tipo de estudios es muy importante, ya que además de poder determinar los caudales asociados a diferentes periodos de retorno, permiten calibrar los parámetros de los modelos hidráulicos para adecuarlos a crecientes reales. Cuando en el punto de proyecto no existen datos hidrométricos, pero si dentro de la misma hoya hidrográfica, puede realizarse una transposición de caudal con base en los datos de la estación hidrométrica para el punto de estudio.

Estudios Pluviométricos: En cuencas en las que no sea posible el registro de crecientes mediante estaciones de aforo, ya sea porque no existen o por que las series no sean confiables (suficiencia de datos, heterogeneidad), se realizará el estudio hidrológico mediante métodos de transformación lluvia – escorrentía. La base para estos estudios serán los datos obtenidos por estaciones pluviométricas cuyas series de datos después de ser tratadas estadísticamente, nos determinarán las lluvias extremas a partir de las cuales se obtendrán las curvas IDF, se definirán los hietogramas de tormenta reales, histogramas de cálculo y distribuciones espaciales de lluvia.

2.5 ESTUDIOS HIDRÁULICOS Los estudios hidráulicos son la herramienta esencial para la determinación de las zonas inundables, transporte de sedimentos, erosión asociada a las avenidas de una corriente hídrica superficial. Para la delimitación de las zonas inundables se utilizan modelos matemáticos. Los parámetros hidráulicos de los modelos matemáticos se obtendrán a partir de estudios de rugosidad, formas de fondo, el coeficiente de resistencia, el tipo de cauce, el tipo de material que forma el lecho y los taludes. En caso de que existan datos de avenidas históricas se deberán tener en cuenta a la hora de ajustar estos parámetros para una correcta calibración del modelo La elección del modelo matemático a utilizar deberá basarse en el tipo de problema a estudiar, ya que no es lo mismo un tramo lineal de río que puede simularse con un modelo unidimensional, que un tramo meandriforme muy ancho, con amplias llanuras


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laterales de inundación o anastomosado, que necesitan de la aplicación de ecuaciones bidimensionales. Dada la gran variedad de modelos matemáticos existentes y puesto que en esta guía no pretende dar a conocer alguno en particular, lo que sí se tendrá que cumplir en cada estudio, es que el modelo elegido esté científicamente reconocido y ampliamente utilizado en el sector de la ingeniería fluvial o civil para el tipo de comportamiento del flujo que se presentes en el problema a estudiar.

2.6 ESTUDIOS AMBIENTALES Los estudios ambientales necesarios para caracterizar una corriente hídrica superficial deben tratar los siguientes temas:

Biota, dentro de la que se incluyen la flora, la fauna y el paisaje.

Los usos del suelo.

Las aguas, para las que se considera la calidad físico - química e indicadores bióticos.

Conectividad longitudinal y transversal.

Elementos y áreas de especial interés ambiental.

Impactos sobre la biota y problemas de conservación

2.7 DIAGNÓSTICO Una vez realizados los estudios básicos descritos anteriormente, es necesaria la realización del análisis conjunto de toda la información generada para la determinación de los puntos que necesiten de la actuación de adecuación hidráulica y ambiental de la corriente hídrica superficial estudiada.

2.7.1 DIAGNÓSTICO HIDRÁULICO

El objetivo de este diagnóstico es identificar las zonas de riesgo de la corriente hídrica superficial debidas al tránsito de crecientes. El impacto sobre los elementos afectados (zonas industriales, viviendas, vías, zonas agrícolas) depende de la frecuencia de afectación y de su intensidad. En este sentido para determinar el riesgo (en el capítulo 13 Metodología para la definición de zonas de ronda a intervenir se presenta la valoración del riesgo) de inundación, se tendrán en cuenta tres parámetros:

El periodo de retorno (frecuencia del suceso)

La profundidad (intensidad del suceso)

La velocidad (intensidad del suceso)


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Con estos parámetros se determinará el riesgo de inundación según el tipo de asentamiento: zonas urbanas, viviendas aisladas, zonas rústicas, zonas industriales o zonas vulnerables (en función del tipo de uso o peligrosidad).

2.7.2 DIAGNÓSTICO MORFODINÁMICO

Los fenómenos morfodinámicos responden a la dinámica natural de las corrientes hídricas superficiales. Estos procesos naturales, a veces, se ven agravados por actividades antrópicas como la ocupación de conos de deyección, canalización de corrientes, impermeabilización de la hoya hidrográfica, etc., que afectan sensiblemente el régimen de corrientes. En este sentido se tendrán en cuenta en la morfodinámica, aquellos procesos que originen daños sobre bienes consolidados: erosión en curva, movilidad en planta, tendencia de evolución fluvial (acreción o incisión), acumulación, zonas de especial interés (sales solubles, terreno cárstico, etc.).

2.7.3 DIAGNÓSTICO AMBIENTAL

El diagnóstico ambiental de las corrientes hídricas superficiales tiene como objetivo determinar el estado del medio y destacar aquellos aspectos que hacen que se desvíe de una situación ambiental óptima. En este sentido se marcarán los puntos o tramos cuya calidad ambiental esté afectada, como calidad de la vegetación de ribera, calidad del agua, zona de especial interés ambiental y calidad hidromorfológica.

2.8 ALCANCE DE LOS ESTUDIOS DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y SOCAVACIÓN.

Los estudios de hidrología, hidráulica y socavación deberán incluir al menos los siguientes aspectos:

Estudios hidrológicos. El documento deberá presentar:

o Objeto y localización del proyecto. El informe describirá el objeto del proyecto y su localización utilizando un mapa ilustrativo de la zona.

o Alcance del estudio. Se describirán claramente los alcances y objetivos del estudio.

o Recopilación y análisis de la información existente. Se deberá presentar una relación de la información existente, recopilando todo lo referente a estudios previos que aporten un conocimiento en relación con el clima, suelos, vegetación, comportamiento de obras, estudios anteriores, etc., dando crédito a los autores o entidades ejecutoras.


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o Metodología. Aquí se analizará la información previa y se describirá la forma como se programó el trabajo de cada uno de los capítulos, teniendo en cuenta los objetivos, datos, actividades y resultados a obtener.

o Cartografía. Para el desarrollo del estudio es fundamental la información cartográfica; por lo tanto, en el informe final se presentará el resumen del procesamiento de dicha información, plasmada en mapas de adecuada escala dependiendo de la magnitud del proyecto (1:100,000; 1:50,000, 1:25,000 ó mayores).

o Análisis de lluvias y climatológico. Con base en la información de precipitación y los registros climatológicos obtenidos en el IDEAM o en otra entidad, el documento incluirá un análisis de los registros precipitación de cantidad e intensidad que permita dar valores de tipo local y regional, para conocer el comportamiento espacial y temporal del fenómeno. Así mismo, deberá presentar los análisis y la caracterización de los principales parámetros climatológicos, como temperatura, humedad relativa, número de días con lluvia, etc. Se deberán anexar fotocopias de la información básica. La cuantificación se aplicará en la determinación de un fenómeno evidente en la superficie, como es el caudal de crecida para un periodo de retorno específico.

o Análisis de caudales. Los caudales de diseño para los diferentes periodos de retorno se analizarán, en lo posible, a partir de información hidrométrica disponible en el IDEAM o en otra entidad. En caso de que no se disponga de registros de caudales, se aplicarán métodos indirectos convencionales como modelos lluvia – escorrentía o estudios regionales de crecientes, entre otros.

o Justificación de las fórmulas empleadas. Debido a la diversidad de fórmulas con que cuenta la hidrología para el cálculo de caudales, cuya aplicación depende en gran parte del criterio del proyectista, el estudio presentará la debida justificación del empleo de cada una de ellas.

o Aplicación de las teorías y métodos de predicción. Se presentarán las distribuciones de frecuencia más adecuadas para los análisis de los fenómenos de lluvia, caudal, temperatura, etc., indicando el método de predicción finalmente adoptado. Esta labor es de gran importancia, puesto que cuantifica un fenómeno que incide directamente en el dimensionamiento de las actividades a ejecutar.

Estudios Hidráulicos. Su finalidad es el diseño de estructuras de capacidad apropiada utilizando los caudales generados en el estudio hidrológico. Como mínimo, el informe deberá incluir la siguiente información:


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o Geomorfología – Dinámica Fluvial. Los estudios geomorfológicos explicarán la dinámica evolutiva de las corrientes de una zona en general, con el objetivo de ubicar y adoptar las obras de control y corrección más importantes.

o Zonas de actuación. Se determinará el tipo de funcionamiento hidráulico en los aspectos de control de entrada y salida; su eficiencia, altura, longitud y posición con respecto al proyecto de adecuación hidráulica y ambiental.

Estudios de socavación. Los estudios de socavación tienen por objeto determinar las profundidades críticas de tipo erosivo inducidas por las corrientes alrededor de pilas, estribos, etc. Los análisis deben garantizar la obtención de los valores adecuados de socavación que aseguren la estabilidad de las estructuras proyectadas, sin redundar en cimentaciones extremadamente costosas. En ese contexto, el informe final deberá tener el siguiente contenido:

o Análisis de la información de campo. Se presentarán y analizarán, al nivel de detalle, las secciones transversales en las zonas de interés. De la misma manera, se deberán presentar los perfiles topográficos longitudinales, zonas de desborde, alturas de crecientes, tipo de suelo de orillas y lecho, velocidades de flujo, coeficientes de rugosidad, pendientes hidráulicas y caudales, que permitan aplicar las fórmulas más adecuadas para obtener las profundidades críticas del fenómeno.

Aplicación de las teorías de socavación. El Consultor deberá aplicar las fórmulas más adecuadas a la morfología de la zona, que permitan estimar la profundidad de socavación general a todo lo ancho del lecho y local en un punto particular donde exista un obstáculo (muro, pila, estribo, etc.) o en sus orillas. El informe deberá presentar el diseño de las obras de control y protección que se requieran.


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TABLA DE CONTENIDO

3 MARCO NORMATIVO ............................................................................................. 38


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3 MARCO NORMATIVO

Basado en el documento GUIA METODOLÓGICA PARA LA DELIMITACIÓN DE ZONAS DE RONDA EN LA JURISDICCIÓN DE LA CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA – CAR y la normatividad vigente colombiana. Es de fundamental importancia recordar que las múltiples Sentencias de la Honorable Corte Constitucional establece que la Carta Magna puede ser interpretada bajo el entendido de poderla denominar CONSTITUCION ECOLOGICA. Para sustentar lo anterior basta con revisar las Sentencias T-411/92, C-058/94, C-375/94, C-495/96, C-142/97, C-126/98, C-596/98, C-431/00, C-794/00, C-245/04, C-150/05, C-189/06, T-760/07, C-595/10, C-666/10,C-915/10, C-703/10, T-129/11, C-366/11,T-608/11, C-632/11, T-282/12, C-889/12, SU.842/13, C-283/14, entre otras. En el artículo 8 de la Constitución Política de 1991 se establece que es obligación de la Nación y las personas proteger las riquezas naturales y culturales del país. El artículo 79 establece que es derecho de todas las personas disfrutar de un ambiente sano. El artículo 80 establece como obligación del Estado la planificación, el manejo y aprovechamiento de los recursos naturales para garantizar su desarrollo sostenible, conservación, restauración o sustitución. Igualmente, el artículo 82 dispone que es deber del Estado velar por la protección e integridad del espacio público y por su destinación al uso común. El artículo 58 Constitucional determina que es inherente a la propiedad una función ecológica. El artículo 63 consagra que los bienes públicos son inalienables, imprescriptibles e inembargables. Y finalmente el artículo 95 plantea que es un deber de las personas proteger los recursos culturales y naturales del país y velar por la conservación de un ambiente sano. Del Código de Recursos Naturales Renovables El Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente Decreto Ley 2811 de 1974. En el Capítulo II De la adquisición de bienes para defensa de Recursos Naturales, Artículo 69 numeral, donde se justifica la adquisición de bienes de propiedad privada para fines como "Construcción, rehabilitación o ampliación de distritos de riego; ejecución de obras de control de inundaciones, de drenaje y otras obras conexas indispensables para su operación y mantenimiento". Igualmente en el Código el Artículo 83, literal D, consagra que la faja paralela a las líneas de mareas máximas o al cauce permanente de ríos y lagos de hasta 30 metros es un bien inembargable e imprescriptible del Estado, excepto si existen derechos adquiridos. El cumplimiento del Decreto 1541 de 1974 “Por el cual se reglamenta la [Parte III del Libro II del Decreto-Ley 2811 de 1974]: "De las aguas no marítimas" y parcialmente la


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[Ley 23 de 1973]” se debe dar la aplicabilidad para los efectos de la ocupación del cauce. En el mismo sentido el Código en los artículos 99, 100 y 101 hacen referencia a la explotación minera. El artículo 99 expresa el permiso requerido para las entidades oficiales que realicen obras públicas para extraer materiales de arrastre de los cauces. Ley 685 de 2001 establece áreas de exclusión o restricción de la minería por tener un carácter territorial de protección y define los límites para explorar o explotar minerales en cauces y riberas. Respecto a ocupación de los cauces los artículos 102, 103 y 104 del Código hacen referencia a ello, y en el artículo 118 hace mención a la penalización por no cumplir con los usos estipulados por el Ministerio. En cuanto a captar, controlar, conducir, almacenar, o distribuir el caudal, el Código en su Artículo 120 obliga la realización de estudios para poder llevar a cabo estas actividades. A lo anterior el Código indica en el artículo 132: “...Sin permiso, no se podrán alterar los cauces, ni el régimen y la calidad de las aguas, ni interferir su uso legítimo… Se negará el permiso cuando la obra implique peligro para la colectividad, o para los recursos naturales, la seguridad interior o exterior o la soberanía Nacional...” Los artículos 178, 179 y 180 hacen referencia al uso de los suelos y de la responsabilidad de recuperarlos después de realizar actividades como infraestructura y de la obligación de todos los habitantes por conservar los suelos y darles un manejo adecuado. El artículo 181 menciona los deberes de la Administración frente al uso adecuado de los suelos, especialmente el numeral e "Intervenir en el uso y manejo de los suelos baldíos o en terrenos de propiedad privada cuando se presenten fenómenos de erosión, movimiento, salinización, y, en general, de degradación del ambiente por manejo inadecuado o por otras causas y adoptar las medidas de corrección, recuperación o conservación". En los artículos 202 al 224 se regula el manejo y control de los bosques y reservas forestales y la forma como se debe proceder cuando se encuentra una zona de este tipo. El Código, respecto a temas forestales, consigna en el artículo 204 "...Se entiende por área forestal protectora la zona que debe ser conservada permanentemente con bosques naturales o artificiales, para proteger estos mismos recursos u otros naturales renovables. En el área forestal protectora debe prevalecer el efecto protector y solo se permitirá la obtención de frutos secundarios del bosque.” Como bien se observa, se estipulan áreas forestales protectoras, productoras y protectoras-productoras; igualmente hay que tener en cuenta el Decreto 2278 de 1 septiembre de 1953, “por la cual se dictan medidas sobre cuestiones forestales” y la Ley 2 de 1959 que establece las áreas de reserva forestal”.


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En otro sentido y dentro de la jurisdicción de la Autoridad Ambiental -CAR- en cuanto a la tala y remoción de individuos forestales, el Acuerdo 028 del 30 de noviembre de 2004 de la CAR, “por el cual se regula el uso, manejo, aprovechamiento de los bosques y la flora silvestre y la movilización de sus productos en la jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR”, debe ser parte de los instrumentos jurídicos aplicables para dar aplicación en el evento del desarrollo de las obras. Ahora bien, después de entrar en vigor el Código de Recursos Naturales Renovables, se emitieron las siguientes disposiciones: Decretos 877 de 1976, 1449 de 1977, 1541 de 1978, 2857 de 1981 y 1594 de 1984. A continuación se describe un breve resumen de su contenido. El Decreto 877 de 1976 establece que para considerar Áreas Forestales Protectoras se deben tener en cuenta varios criterios, algunos de los cuales son: áreas de influencia sobre nacimientos de agua de ríos y quebradas; áreas en las que sea necesario controlar deslizamientos, cauces torrenciales, y entre otras amenazas; y áreas con abundancia y variedad de fauna silvestre acuática y terrestre. Por su parte el Decreto 1449 de 1977 consagra en su artículo 3 literal b, que los propietarios de predios rurales tienen la obligación de mantener cobertura boscosa en Áreas Forestales Protectoras, dentro de las cuales define como tal una faja de terreno no inferior a 30 metros de ancho paralela a las líneas máximas de marea, a los lados de los cauces y alrededor de lagos o depósitos de agua. El Decreto 1541 de 1978 artículo 11 establece que el terreno que ocupa un cauce natural alcanza a llegar hasta los niveles máximos de las crecientes ordinarias, y que los lechos de depósito natural son hasta donde llegan los niveles ordinarios por lluvias o deshielos. En el artículo 12 plantea que: “...Playa fluvial es la superficie de terreno comprendida entre la línea de las bajas aguas de los ríos y aquellas a donde llegan éstas, ordinarias y naturalmente en su mayor incremento...”. El Decreto 1640 de 2012 derogó los decretos 2857 de 1981 y 1729 de 2002, en el artículo 19 numeral 2 del Decreto 1640 de 2012, indica que la ordenación de las cuencas se hará teniendo en cuenta las rondas hídricas. En el artículo 28 numeral 4 dice que para la armonización de los instrumentos de planificación y de los planes de manejo ambientales deben ser delimitadas las rondas hídricas. En el artículo 35 define que el ordenamiento y manejo de cuencas, durante su fase de formulación, debe identificar los cuerpos de agua priorizadas para la definición de la ronda hídrica. Y finalmente, el artículo 46 establece que las Comisiones Conjuntas tienen la función de hacer recomendaciones para el acotamiento de las rondas. El Decreto 1594 de 1984 “Por el cual se reglamenta parcialmente el título I de la Ley 9ª de 1979, así como el capítulo II del título VI —parte III— libro II y el título III de la parte III —libro I— del Decreto-Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos”, el cual fue modificado por el Decreto 3930 de 2010, igualmente modificado por el Decreto


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4728 de 2010, donde se está pendiente que el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, expida las normas de vertimientos puntuales a aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público. El Decreto 3930 de 2010 que tiene como objeto reglamentar el ordenamiento del recurso hídrico y los vertimientos, define los siguientes usos del agua (artículo 9): consumo humano y doméstico, preservación de flora y fauna, agrícola, pecuario, recreativo, industrial, estético; pesca, maricultura y acuicultura; y navegación y transporte acuático. Los artículos 24 y 25 del mismo decreto hablan de las prohibiciones en los vertimientos (en cabeceras, cuerpos de agua protegidos o sitios destinados a recreación). La Ley 79 de 1986, que prevé la conservación del agua. Ahora bien, el compromiso de Colombia adquirido tras la Declaración de Rio de Janeiro sobre el medio ambiente y desarrollo en 1992, desarrolló y aprobó la Ley 99 de 1993, “Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA y se dictan otras disposiciones”, entre ellas la confirmación de dejar las Corporaciones Autónomas Regionales ya existentes y crear otras a las cuales les asignó sus respectivas funciones y territorios. La ley 99 de 1993, el Decreto 2041 del 15 de octubre de 2014, indican qué actividades requieren de presentar Licencias Ambientales, Documentos de Evaluación y planes de Manejo Ambiental. La Ley 388 de 1997 “Por la cual se modifica la Ley 9ª de 1989 y la Ley 3ª de 1991 y se dictan otras disposiciones” donde traza los objetivos, entre ellos “Armonizar y actualizar las disposiciones contenidas en la Ley 9ª de 1989 con las nuevas normas establecidas en la Constitución Política, la Ley Orgánica del Plan de Desarrollo, la Ley Orgánica de Áreas Metropolitanas y la Ley por la que se crea el Sistema Nacional Ambiental”, norma ésta más conocida como la de ordenamiento territorial, en su artículo 35 define la categoría del suelo clasificado como de protección de la siguiente manera: “Constituido por las zonas y áreas de terreno localizados dentro de cualquiera de las anteriores clases, que por sus características geográficas, paisajísticas o ambientales, o por formar parte de las zonas de utilidad pública para la ubicación de infraestructuras para la provisión de servicios públicos domiciliarios o de las áreas de amenazas y riesgo no mitigable para la localización de asentamientos humanos, tiene restringida la posibilidad de urbanizarse.” En el artículo 104 de esta misma Ley, estipula sanciones urbanísticas, donde contempla que: “Si la construcción, urbanización o parcelación se desarrollan en terrenos de protección ambiental, o localizados en zonas calificadas como de riesgo, tales como humedales, rondas de cuerpos de agua o de riesgo geológico, la cuantía de las multas se


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incrementará hasta en un ciento por ciento (100%) sobre las sumas aquí señaladas, sin perjuicio de las demás responsabilidades y sanciones legales a que haya lugar”. El Decreto 1469 de 2010 de Abril 30 “Por el cual se reglamentan las disposiciones relativas a las licencias urbanísticas; al reconocimiento de edificaciones; a la función pública que desempeñan los curadores urbanos y se expiden otras disposiciones”, establece: ART. 65. —Situaciones en las que no procede el reconocimiento de edificaciones. No procederá el reconocimiento de edificaciones o la parte de ellas que se encuentren localizados en:

1. Las áreas o zonas de protección ambiental y el suelo clasificado como de protección en el plan de ordenamiento territorial o en los instrumentos que lo desarrollen y complementen, salvo que se trate de zonas sometidas a medidas de manejo especial ambiental para la armonización y/o normalización de las edificaciones preexistentes a su interior.

2. Las zonas declaradas como de alto riesgo no mitigable identificadas en el Plan de Ordenamiento Territorial o los instrumentos que lo desarrollen y complementen.

3. Los inmuebles de propiedad privada afectados en los términos del artículo 37 de la Ley 9ª de 1989 o la norma que lo adicione, modifique o sustituya, o que ocupen total o parcialmente el espacio público.

El Decreto 1504 de 1998, que reglamenta el manejo del espacio público conforme a la Ley 388 de 1997, en el artículo 5, determina que el espacio público está conformado por elementos constitutivos naturales y complementarios. Entre los primeros elementos se encuentran las áreas para la conservación y preservación del sistema hídrico, las cuales incluyen las rondas hídricas. El Decreto 3600 de 2007, que regula sobre los determinantes para el ordenamiento del suelo rural, en su artículo 4 señala que las rondas hidráulicas hacen parte de la categoría de Áreas de Conservación y Protección Ambiental, en tanto áreas de especial importancia ecosistémica. En este sentido, el Decreto 1469 de 2010 exige que dentro de la información entregada para obtener licencia de parcelación en el suelo rural, los planos deben identificar las áreas de especial importancia ecosistémico como las rondas hídricas. La ley 1450 de 2011 responsabiliza directamente a las CAR los grandes centros urbanos y los establecimientos públicos ambientales efectuar el acotamiento de las rondas hídricas y el área de conservación aferente con base en estudios conforme a criterios definidos por el Gobierno Nacional. Ley Orgánica de Ordenamiento Territorial 1454 de 2011establece las normas para la organización político-administrativa del territorio colombiano.


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La Ley 1523 de 2012, por la cual se adopta la política nacional de gestión del riesgo de desastres y se establece el Sistema Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres.


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TABLA DE CONTENIDO

4 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS .................................................. 45

4.1 OBJETO ............................................................................................................ 45 4.2 PLANIFICACIÓN DEL ESTUDIO. CRITERIOS Y RECOMENDACIONES

GENERALES PARA LA ELABORACIÓN DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA Y

BATIMÉTRICA ............................................................................................................. 46 4.2.1 TIPO DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SEGÚN EL MODELO HIDRÁULICO A REALIZAR Y LA EXTENCIÓN DEL LEVANTAMIENTO ................. 46 4.2.2 LA ESCALA DE LA TOPOGRAFÍA ............................................................. 46 4.2.3 DISPOSICIÓN DE LAS SECCIONES ......................................................... 47 4.2.4 CRITERIO DE REALIZACIÓN DE BATIMÉTRIAS ...................................... 47

4.3 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Y BATIMÉTRICO ......... 48 4.3.1 REQUERIMIENTOS DE INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA BASE ............ 48 4.3.2 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO ............................. 49 4.3.3 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON LIDAR ......... 50 4.3.4 EJECUCIÓN DE LA BATIMETRÍA.............................................................. 52

4.3.4.1 CONSIDERACIONES GENERALES ....................................................... 52 4.3.4.2 EJECUCIÓN DE BATIMETRÍA CON INSTRUMENTOS TRADICIONALES 53 4.3.4.3 EJECUCIÓN DE BATIMETRÍA CON OTRAS TECNOLOGÍAS ............... 55


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4 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y BATIMÉTRICOS

4.1 OBJETO Para el desarrollo del estudio de adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas superficiales se deben ejecutar los estudios topográficos y batimétricos que deben servir para generar la documentación necesaria y suficiente para proporcionar un conocimiento adecuado de la geometría del cauce fluvial y su entorno, información de base para la ejecución de los modelos hidráulicos. En el proyecto final se presentará un resumen del proceso de dicha información, plasmada en mapas de adecuada escala dependiendo de la magnitud del proyecto.

Figura 4.1. Geometría del cauce fluvial y su entorno

Se recomienda que el grado de detalle necesario de esta topografía en función del tipo de información que se desea manejar sea el siguiente:

Información territorial: la escala de trabajo a nivel de cuenca, la cual incorpore todos los elementos como ejes fluviales, asentamientos, infraestructuras y usos del suelo se debe definir a una escala no inferior a 1:100.000.

Topografía: Se recomienda trabajar a una escala 1:1.000 o en caso que no sea posible a escala 1:5.000.

Batimetrías: La realización de batimetrías será necesaria en todas aquellas corrientes hídricas superficiales con caudal permanente durante todo el año y en los que la sección cubierta por las aguas sea significativa.

Hidrología: Para la caracterización hidrológica de la cuenca a estudiar es importante basarse en información cartográfica con una escala no inferior a 1:100.000.


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Delimitación geomorfológica de detalle: la escala de trabajo que permita una definición del detalle de la geomorfología de las corrientes hídricas superficiales en la franja de estudio asociada a procesos fluviales debería realizase a una escala no inferior a 1:25.000. Esta sirve como soporte al reconocimiento sobre el territorio de elementos hidromorfológicos como saltos, llanuras de inundación, conos de deyección, etc.

Estudios hidráulicos: El detalle de los estudios hidráulicos debe ajustarse en función de las zonas afectadas, teniendo en cuenta la proximidad de infraestructuras o asentamientos urbanos. Se recomienda trabajar a una escala 1:1.000 o 1:5.000.

4.2 PLANIFICACIÓN DEL ESTUDIO. CRITERIOS Y RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA ELABORACIÓN DE LA INFORMACIÓN TOPOGRÁFICA Y BATIMÉTRICA

Para la elaboración de la información topográfica y batimétrica lo primero es establecer las características del modelo hidráulico a realizar, la escala de trabajo requerida, así como las características del trabajo de campo en lo referente a longitud total del río y anchura en que se van a levantar las secciones transversales, su espaciamiento, errores permitidos, nomenclatura a usar, orden en la toma de las secciones para finalmente decidir el tipo de levantamiento topográfico a realizar, levantamiento con estación total, con GPS, o mediante tecnología LIDAR.

4.2.1 TIPO DE LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS SEGÚN EL MODELO HIDRÁULICO A REALIZAR Y LA EXTENCIÓN DEL LEVANTAMIENTO

A partir de una valoración técnico económica, teniendo en cuenta los Km2 de extensión que se deben topografiar, se determinará la bondad de realizar un levantamiento topográfico con estación total, GPS o bien un LIDAR. En caso de tener que realizar una modelización bidimensional y grandes extensiones o en zonas con vegetación cerrada donde no hay acceso, el LIDAR es una tecnología útil.

4.2.2 LA ESCALA DE LA TOPOGRAFÍA

Se recomienda realizar los estudios a una escala topográfica 1:1.000 para llevar a término una modelación hidráulica con la precisión suficiente para distinguir correctamente los elementos del territorio que pueden incidir substancialmente sobre el flujo. Trabajos con cartografía inferior a 1:1.000 o sus modelos digitales del terreno (MDT) equivalentes (con un paso de malla máximo de 5m x 5m) tienen menos confiabilidad. En caso que no sea posible, se admitirá trabajar con escalas 1:5.000.


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4.2.3 DISPOSICIÓN DE LAS SECCIONES

La equidistancia entre secciones determina la bondad de los resultados del modelo unidimensional. Para aspectos estrictamente de cálculo, se proponen de forma general los siguientes valores, donde L es la longitud de equidistancia y B el ancho del curso fluvial, para ríos muy irregulares equidistancia L ~ B y para ríos muy regulares L ~ 5B. Hay que tener en cuenta que en las proximidades del régimen crítico la L se debe de reducir porque aumenta la disparidad entre los pendientes de energía calculados a cada sección. Además hay que tener en cuenta que B depende del caudal y por lo tanto del período de retorno estudiado en cada caso. Para poder observar comportamientos locales, en la práctica se recomienda establecer una equidistancia máxima de 5 veces el ancho del cauce. También hay que cumplir que en zonas en curva se requerirá un mínimo de tres secciones para caracterizarla. En función de la tipología del canal del río:

Tabla 4-1. Recomendaciones de Máxima Equidistancia entre secciones transversales según la tipología de canal de río.

Criterios y Recomendaciones

Tipología del Canal del Rio Equidistancia Máxima entre Secciones Transversales

Rectilíneo 5 veces el ancho del cauce

Sinuoso de 1 vez a 5 veces el ancho del cauce Se requieren mínimo tres secciones para caracterizar una curva

Meandriforme de 1 vez a 5 veces el ancho del cauce Se requieren mínimo tres secciones para caracterizar una curva

Trenzado de 1 vez a 5 veces el ancho del cauce

4.2.4 CRITERIO DE REALIZACIÓN DE BATIMÉTRIAS

La realización de batimetrías será necesaria en todas aquellas corrientes hídricas superficiales con caudal permanente durante todo el año y en los que la sección cubierta por las aguas sea significativa. El criterio a seguir es:

Tabla 4-2. Recomendaciones de realización de batimetría según las características hidrológicas.

Criterios y Recomendaciones

Realización de batimetrías en corrientes superficiales permanentes

Realización de batimetrías cuando

Caudal > 20 m3/s y/o Anchuras superiores a 10 m con alturas de más de 0,5 m


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En el resto de los casos con el levantamiento topográfico será suficiente.

4.3 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO Y BATIMÉTRICO

4.3.1 REQUERIMIENTOS DE INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA BASE

El sistema de referencia para Colombia está dado por la red que el Instituto Geográfico Agustín Codazzi -IGAC ha establecido en el territorio colombiano. El IGAC es el encargado de resolver todos los asuntos referentes al sistema cartográfico y geodésico de Colombia. Este instituto ha definido un Marco Geocéntrico Nacional de referencia o Red MAGNA de estaciones GPS de primer orden (precisión de 1 mm en coordenadas y 4 mm por Km nivelado en alturas). Ofrecen información muy precisa en cuanto a coordenadas X y Y, pero en altura la información se obtiene de la red de control vertical (o puntos NPs), distribuidos por el territorio nacional. Esta se establece mediante nivelación geométrica con métodos ópticos de medición. Para el desarrollo inicial de cualquier estudio de adecuación hidráulica, es imprescindible la obtención de la cartografía (planchas) IGAC existente a la menor escala posible 1.25:000 o 1:10.000, así como la identificación y recopilación de la información de las estaciones que forman parte de la red geodésica de Colombia (IGAC) y la adquisición de las fotografías aéreas del tramo de río en estudio a escala 1:50.000 o menor si es posible.


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Figura 4-2. Estaciones IGAC. Fuente: IGAC.

4.3.2 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

El levantamiento topográfico se puede realizar con estación total, con GPS o con tecnología como el LIDAR. Como criterios generales a considerar en los estudios topográficos se recomienda: Generación del abscisado longitudinal. Se debe realizar un levantamiento altimétrico y planimétrico con poligonales cerradas sobre la orilla del río desde donde se amarrarán las secciones transversales. Referenciación de las secciones transversales. Se debe hacer el amarre altimétrico mediante nivelación de precisión.

Toma de las secciones transversales. El levantamiento de las secciones transversales se realizará cubriendo la distancia necesaria de la llanura de inundación sobre ambas márgenes del cauce o hasta los puntos más altos de diques, si existen según el tipo de estudio. Las secciones transversales estarán debidamente referenciadas en sus extremos al sistema de coordenadas IGAC y amarradas a la poligonal; la separación entre secciones depende de cada proyecto, pero se recomienda que no sea superior a 5 veces el ancho del cauce. Se requieren mínimo tres secciones para caracterizar una curva. Se deben relacionar los niveles del agua, a banca llena y de ser posible, y niveles de aguas máximas. Con la finalidad de definir el gradiente hidráulico existente, se establecerá la diferencia relativa de nivel entre cada una de las secciones mediante el traslado e identificación de los niveles. Se detallarán las restricciones y obstáculos al flujo


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representadas en puentes, viaductos, boxculverts, alcantarillas, necesarios para definir los puntos de control hidráulico. En los sitios en donde el nivel de agua no permite el levantamiento topográfico convencional como estación total y nivel de precisión, las secciones deberán ser obtenidas mediante la utilización de una eco-sonda o bien mediante el uso de otras tecnologías.

Levantamiento topográfico de estructuras existentes:

o Levantamiento topográfico de detalle 1/500 de estructuras existentes.

o Descripción de estas estructuras en el sitio de estudio. Deberá contarse con los planos de detalle de construcción de estas obras como son puentes (tipo, antigüedad, elevación de la rasante del puente, orientación del puente, orientación de las pilas, dirección de la corriente en épocas de avenidas, sección transversal del cruce, comportamiento del puente ante crecientes, cimentación), presas (función, operación del embalse, grado de regulación), obras de encauzamiento y protección contra la erosión, obras de encauzamiento y protección contra inundaciones y obras de control de torrentes como dragados y corte de meandros.

o Datos generales de las estructuras: Nombre del río y del tramo, ubicación del tramo de río, tipo de obra, características de la obra, ubicación del área de estudio a nivel macro, documentos disponibles (mapas, fotografías aéreas, reportes de inspecciones previas) e informes de reconocimiento de la zona.

Determinar y levantar la presencia de depósitos de sedimentos, existencia de islas, barras, cascadas, etc. Determinar y levantar la presencia de socavación, así como elaborar esquemas detallados en planta y perfil de la zona del cruce, indicando todos los datos que a juicio del ingeniero sean relevantes para el estudio de la socavación del puente. Procesamiento de la información. Se requiere, según corresponda en medio magnético e impreso: carteras de apoyo de los levantamientos topográficos; cálculos de las poligonales y nivelaciones. Plano de localización general de todas las secciones. Secciones transversales. Tabla de coordenadas de puntos de cada sección transversal. Informe escrito de eventualidades en el desarrollo de la campaña de campo.

4.3.3 EJECUCIÓN DEL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON LIDAR

Como parte de los actividades necesarias para desarrollar los trabajos y obtener los resultados anteriormente indicados en caso de tener que realizar una modelación bidimensional en grandes extensiones o en zonas con vegetación cerrada donde no hay acceso, la obtención de un modelo digital de elevaciones mediante tecnología LIDAR y la producción de cartografía a escala 1:1.000 o 1:5.000 y ortofotografías a escala 1:10.000 es útil.


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Para la obtención del modelo digital de elevaciones y las ortofotografías, así como los trabajos topográficos de campo requeridos, la ejecución del proyecto topográfico se divide en las siguientes fases:

Vuelo fotogramétrico y LIDAR: El objetivo de esta fase del proyecto es la planificación y ejecución de los vuelos fotogramétricos y LIDAR necesarios para la obtención de las ortofotografías a escala 1:10.000 y los modelos digitales del terreno mediante tecnología LIDAR con una resolución de 1 pto/5m2.

Alternativa uso de imágenes satelitales: Como alternativa al empleo de imágenes fotogramétricas, se pueden utilizar imágenes de satélite para áreas que por alguna razón no pueda llevarse a cabo con los vuelos fotogramétricos. Un listado de sensores a ser empleados en esta tipología de proyecto son GeoEye-1, IKONOS O QuikBird. Las imágenes tienen que tener su fecha de captura posterior a la de inicio de los trabajos.

Figura 4-3 Satélites e imagen tomada por satélite GeoEye.

Fuente: http://www.geoimage.com.au/satellite/geoeye-1.

Apoyo topográfico de campo: Los trabajos de apoyo de campo comprenden todas las mediciones y señalizaciones que se requieren para determinar la posición altimétrica y planimétrica de los Puntos de Apoyo fotogramétrico, necesarios para la aerotriangulación de los fotogramas obtenidos y control altimétrico de los datos LIDAR.

Topobatimetría

Trabajos de campo auxiliares. Toma de datos in situ: Se deben realizar levantamientos taquimétricos de detalle a escala 1/500 en zonas de especial interés, como por ejemplo puentes. Estos levantamientos de detalle, son obtenidos desde las bases establecidas en las fases previas, con la posibilidad de realizar los trabajos por dos métodos diferentes, por la metodología clásica (estación total) y la radiación con técnicas GPS (principalmente RTK). Estos métodos pueden ser complementarios, asegurando de este modo el registro completo de los elementos que permitan

http://www.geoimage.com.au/satellite/geoeye-1


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modelizar la situación actual del ámbito objeto de proyecto para su posterior cálculo y dibujo.

Una vez conocidos y reflejados los límites se pasa a la toma de datos

Aerotriangulación.

Tratamiento de datos LIDAR: El objetivo de esta fase de trabajo es obtener un modelo del terreno empleando tecnología LIDAR. Se centra por tanto en la edición y tratamiento de la nube de puntos para la obtención de los modelos digitales. Los productos estándar derivados de los datos LIDAR incluyen modelos digitales del terreno, superficie e imágenes de intensidad.

Alternativa: generación MDT mediante procesos de matching.

Restitución fotogramétrica escala 1:1.000 o 1:5.000.

Ortofotografía.

4.3.4 EJECUCIÓN DE LA BATIMETRÍA

4.3.4.1 CONSIDERACIONES GENERALES

Una medición muy importante para el análisis de la hidráulica fluvial corresponde a la batimetría, mediante la cual se miden las profundidades de los cuerpos de agua, con el fin de conocer la topografía del lecho y la cual se puede realizar para una sección transversal en particular o para un conjunto de ellas, en cuyo caso se pueden obtener líneas de igual profundidad o isóbatas

Figura 4-4. Esquema de Isóbatas en planta y en 3D.


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La toma de datos en una batimetría se puede realizar de dos maneras: con instrumentos tradicionales; y con instrumentos de última tecnología. 4.3.4.2 EJECUCIÓN DE BATIMETRÍA CON INSTRUMENTOS TRADICIONALES

En este tipo de procedimientos batimétricos se utilizan equipos topográficos convencionales (teodolitos y niveles de precisión), varillas y cables de sondeo, distanciómetros o cintas métricas. Este caso sólo se aplica a las corrientes medianas o pequeñas, donde las condiciones hacen posible vadearlas o existe una estructura (tarabita o puente) que permite utilizar los instrumentos para definir el contorno de la sección (o parte) húmeda. En términos generales el procedimiento consiste en: • Armado del equipo topográfico • Ubicación del punto de la red geodésica, el cual se tomará como referencia altimétrica y planimétrica para el levantamiento de las secciones a considerar. • Levantamiento detallado de los principales accidentes topográficos o referencias físicas que permitan una fácil identificación de la sección o sector. En esta actividad es muy importante identificar muy bien las coordenadas de los puntos extremos de la sección transversal, la cual se debe ubicar de forma perpendicular al eje del cauce. Cuando se requiere levantar un conjunto de secciones topobatimétricas en un sector de la corriente, éstas deberán estar amarradas a una poligonal (cerrada o abierta), la cual a su vez debe estar ligada a la red geodésica. • Una vez se ha ubicado topográficamente la sección y su trayectoria sobre el río, se procede a la descripción o medición de la parte húmeda. Para ello se puede utilizar una línea (cable o cinta) de referencia sobre la cual se marcan las abscisas en donde se hará la lectura de profundidad con ayuda del equipo topográfico para los casos en donde el procedimiento se puede hacer por vadeo, debido a que las condiciones del cauce (profundidad y calidad del agua) lo permiten (Figura 4-5). En caso contrario, la mira se lleva en una embarcación que puede desplazarse sujeta al cable teniendo cuidado de que no se pierda la trayectoria perpendicular al eje de la corriente.


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Figura 4-5. Mediciones en zona húmeda con Instrumentos Topográficos.

Cuando se encuentren cambios bruscos en la profundidad del cauce debe disminuirse el espaciamiento entre puntos de medición con el fin de hacer una mejor descripción de la sección transversal.

Figura 4-6. Categoría de variación de profundidad.

Los datos obtenidos corresponden a las coordenadas (X, Y, Z) de los puntos considerados en la medición, los cuales posteriormente serán graficados en planta y perfil a escalas convenientes. A su vez el levantamiento realizado debe ubicarse sobre la cartografía existente a escala 1: 1.000 o 1:5000 o menor, de tal manera que las secciones queden ubicadas correctamente y sean fácilmente identificables


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Las batimetrías, además de ofrecer información muy importante sobre la forma del canal en un momento dado, se hacen particularmente útiles cuando varias de ellas (realizadas sobre un mismo sector o sección de la corriente) se pueden comparar para estudiar su evolución. Esto sólo es posible hacerlo cuando se ha utilizado un sistema de referencia estándar y única y se puede garantizar un margen de precisión en los datos. En este orden de ideas las carteras topográficas de los levantamientos deben ser organizadas adecuadamente y archivarse sistemáticamente, para que cuando sea necesario, se puedan hacer los replanteos o reubicación de nuevas mediciones. 4.3.4.3 EJECUCIÓN DE BATIMETRÍA CON OTRAS TECNOLOGÍAS

Esta batimetría se realiza con equipos de última tecnología como Rivercat o GPS, ecosondas digitales, computadores portátiles y software especializado.


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TABLA DE CONTENIDO

5 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS .................................................................................. 57

5.1 OBJETO ............................................................................................................................. 57 5.2 ELABORACIÓN, RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS HIDROMÉTRICOS Y

PLUVIOMÉTRICOS ...................................................................................................................... 57 5.2.1 LA RED HIDROLÓGICA NACIONAL ........................................................................ 61 5.2.2 ESTUDIOS HIDROMÉTRICOS ................................................................................. 63

5.2.2.1 CRITERIO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE AFOROS ........................................... 63 5.2.2.2 REQUERIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE LAS SECCIONES DE AFORO .............. 63 5.2.2.3 EXACTITUD RECOMENDADA DE LAS MEDICIONES ..................................................... 65 5.2.2.4 ALTURA DE AGUA ............................................................................................................ 65

5.2.2.4.1 OBSERVACIÓN DIRECTA DEL NIVEL ........................................... 66

5.2.2.5 CAUDAL ............................................................................................................................. 68 5.2.2.5.1 MEDICIÓN DEL CAUDAL DE AFORO LÍQUIDO ............................. 68

5.2.2.5.2 METODOS PARA MEDIR EL CAUDAL ............................................ 70

5.2.2.5.3 FORMAS DE MEDIR EL CAUDAL ................................................... 72

5.2.2.5.4 OTRAS FORMAS DE MEDIR EL CAUDAL CON BASE A NUEVAS TECNOLOGÍAS ................................................................................................. 73

5.2.2.6 PROCESAMIENTO Y CALIDAD DE LA INFORMACIÓN HIDROLÓGICA BÁSICA .......... 79 5.2.3 ESTUDIOS PLUVIOMÉTRICOS ............................................................................... 81 5.2.4 CÁLCULO ESTADÍSTICO DE VARIABLES PRECIPITACIONES Y CAUDALES .... 87

5.2.4.1 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD UTILIZADAS EN HIDROLOGÍA ......................... 89 5.2.4.1.1 DISTRIBUCIONES NORMALES ...................................................... 91

5.2.4.1.2 DISTRIBUCIONES DE VALORES EXTREMOS .............................. 92

5.2.4.2 CRITERIOS DE VALIDEZ DE SERIES DE DATOS ........................................................... 94 5.2.4.3 ESTADÍSTICAS DE POBLACIÓN Y ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS ........................... 96 5.2.4.4 PRUEBAS DE CALIDAD DE AJUSTE ............................................................................. 102

5.3 MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN DE LLUVIA – ESCORRENTÍA ............................. 106 5.3.1 MÉTODO RACIONAL .............................................................................................. 106 5.3.2 MÉTODO DEL HIDROGRAMA DE ESCORRENTÍA SUPERFICIAL ..................... 111

5.4 OTROS MÉTODOS PARA OBTENCIÓN DE CAUDALES .............................................. 131 5.4.1 MÉTODO DE TRASPOSICIÓN DE CAUDALES .................................................... 131 5.4.2 MÉTODO DE REGIONALIZACIÓN DE CAUDALES .............................................. 133

5.5 SOFTWARE PARA CÁLCULO HIDROLÓGICO ............................................................. 139


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Hoja No. 57


5 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS

5.1 OBJETO El objeto de los estudios hidrológicos es la obtención del valor de caudales de crecientes en una corriente hídrica superficial que permita realizar un análisis hidráulico posterior. Para la obtención de estos caudales se realiza en el presente capítulo la recopilación de las principales metodologías aplicables en diferentes situaciones en función de la información hidrológica que se disponga.

5.2 ELABORACIÓN, RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS HIDROMÉTRICOS Y PLUVIOMÉTRICOS

En un sentido amplio, el objetivo fundamental de la hidrología es proveer datos relacionados con la distribución espacial y temporal del agua sobre la tierra. La hidrometría y pluviometría proporciona los datos de pluviometría, nivel y caudal requeridos para la elaboración de las series estadísticas que, entre otras aplicaciones, permiten realizar una adecuada planificación hidrológica, proyectos de planeamiento y manejo de los recursos hídricos, estudios de inundabilidad y gestión de riesgos, los estudios ambientales en cuencas hidrográficas que faciliten la administración sostenible del recurso hídrico o el dimensionamiento de obras hidráulicas e infraestructuras relacionadas con los cauces. Así mismo la transmisión de los datos de niveles y/o caudales en tiempo real a los centros de proceso de cuenca, posibilita el seguimiento y control de los caudales circulantes tanto en situaciones normales como en condiciones extremas. Tal y como recoge el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM), tanto en las agencias internacionales emanadas de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) relacionadas con la Hidrología, como la Organización Meteorológica Mundial (OMM), Programa Hidrológico Internacional (PHI), la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), y privadas como la Global Water Partnership (GWP), la International Association of Hydrological Sciences (IAHS), así como también en las entidades públicas y empresas privadas a nivel nacional, se advierte la necesidad de desarrollar una mejor aproximación científica para el entendimiento de los eventos hidrológicos extremos y con ello preverlos en tiempos y escalas espaciales adecuadas a las exigencias locales de cada empresa, municipio y comunidad en general. Para la realización de proyectos de adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hay que consultar al Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) y a la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR), la existencia de estaciones hidrométricas y pluviométricas en el área de estudio. La obtención de datos de nivel y caudal se pueden obtener de las estaciones de aforo


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Hoja No. 58


existentes en el tramo de río objeto de estudio, se pueden obtener datos de precipitaciones de las estaciones pluviométricas y mediante métodos de transformación lluvia-escorrentía obtener caudales de circulación, y si no se puedan obtener datos de estaciones de aforo y pluviométricas en la zona de estudio, se puede obtener directamente con la trasposición de caudales o mediciones en campo mediante aforos. Para la calibración del modelo hidráulico será necesario realizar aforos en caso que no haya estaciones hidrométricas. En resumen:

Si hay estaciones hidrométricas se debe identificar y recopilar toda la información de estas estaciones y realizar el cálculo estadístico de las variables de caudal y niveles.

Si solo hay estaciones pluviométricas se debe identificar y recopilar toda la información de pluviometría de las estaciones, realizar el cálculo estadístico de las variables y realizar cálculos de transformación de lluvia escorrentía. Así mismo se recomienda realizar aforos puntuales en la zona de estudio para facilitar la calibración del modelo hidráulico.

Si no hay estaciones pluviométricas ni hidrométricas en el tramo objeto de estudio, se deber obtener los datos de caudales y niveles de estaciones del río lejanas del tramo objeto de estudio, realizar el cálculo estadístico de las variables, realizar una trasposición de caudales y para la calibración del modelo hidráulico realizar un aforo.

Para la calibración del modelo hidráulico con base en datos de caudal y nivel obtenidos en el punto de medida.

Esta información (caudales, niveles, pluviometría) es la base sobre la cual se apoyan los estudios hidrológicos.


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Hoja No. 59


Tabla 5-1. Guía de metodología a aplicar en función de la información disponible.

Objetivo: Obtención de datos de Nivel, Caudal

Tipo de datos que se mide o procesa:

Tipología de obtención de

datos

Objetivo Objeto: Relación

entre el tipo de proceso

que se realiza con el objetivo del estudio

Cálculos que se deben realizar y

tratamiento que se le

hacen a las variables:

Existe estación de aforo dentro

de la hoya

Datos de nivel y caudal

series diarias, mensuales, anuales de estaciones

situadas en la corriente hídrica.

Núm. Min de datos 10 años

Datos de una estación de aforos

del CAR u otras administraciones

Obtener Qmax,

Calado máx. Para un T>10

años

Diseño de la obra hidráulica

para evitar riesgo de

inundabilidad

Calculo estadístico de

variables (9.2.5)


series diarias, mensuales, anuales de estaciones





Obtener Pmedio Q medio

Para un T < 10 años

Diseño de medidas

ambientales a tener en

cuenta en la definición de

la obra hidráulica

Para un T <

10 años

Cálculo estadístico de

variables (9.2.5)


crecientes históricas de estaciones


Datos de una estación de aforos de la CAR u otras administraciones

Obtener periodo de

retorno asociado a creciente histórica

Calibración del modelo

hidráulico


variables (9.2.5)

Existe Estación pluviométrica

Dentro de la hoya

No existe estación aforos

Datos de Pluviometría máxima de

series diarias, mensuales o anuales de estaciones dentro de la

cuenca Núm. Min de

datos 10 años

Datos de una Estación

pluviométrica existente del

IDEAM u otras administraciones

Obtener maxQax

Para un T >10 año



inundabilidad Para un T >

10años


variables (9.2.5) y

Transformación de lluvia-

escorrentía (numeral 9.3)


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Hoja No. 60





datos







Datos de Pluviometría

media de series diarias, mensuales o anuales de estaciones dentro de la

cuenca

Datos de una Estación

pluviométrica existente del

IDEAM u otras administraciones

Obtener Pmedio Q medio

Para un T < 10 años

Diseño de medidas

ambientales a tener en

cuenta en la definición de

la obra hidráulica

Para un T <

10 años


variables (9.2.5)

y Transformación

de lluvia-escorrentía

(numeral 9.3)

Caudal puntual, Nivel

puntual,

Medición/Aforo Puntual en campo

Obtener Qpuntual y

nivel puntual


hidráulico

Tratamiento definido en el Protocolo para el monitoreo y

seguimiento del agua, IDEAM. Publicación del

2007 [3] (numeral 9.2.2)

No existe estación aforos, ni pluviométrica

dentro en el tramo de la

corriente hídrica objeto de estudio

Datos de Qmax, de

series diarias, mensuales o anuales de estaciones aforo de la

misma hoya, pero en una localización diferente al

lugar de estudio




Obtener Qmax Para

un T > 10años




10años


variables (9.2.5)

Trasposición de Q (numeral

9.2.2.6)

Datos de Qmax, de

series diarias, mensuales o anuales de estaciones

aforo de hoyas con

características



Obtener Qmax Para

un T > 10años




10años


variables (9.2.5) y Análisis

regional de caudales máximos

instantáneos


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Hoja No. 61





datos







hidrológicas similares


anuales (numeral 9.2.2.6)

Caudal puntual, Nivel

puntual,

Medición/Aforo Puntual en campo

Obtener Qpuntual y

nivel puntual


hidráulico

Tratamiento definido en el Protocolo para el monitoreo y

seguimiento del agua, IDEAM. Publicación del

2007 [3] (numeral 9.2.2)

5.2.1 LA RED HIDROLÓGICA NACIONAL

Se debe identificar y recopilar la información de las estaciones climatológicas e hidrométricas de la red hidrológica nacional y otras redes existentes del tramo de río objeto de estudio, o cercanas, y su cuenca objeto de análisis. Estas estaciones son principalmente operadas por el IDEAM, autoridad máxima en Hidrología y Meteorología en el país o por entidades gubernamentales como la CAR o privadas. En Colombia funcionan aproximadamente 1.500 estaciones hidrológicas, de las cuales cerca del 50% son operadas por el IDEAM. Antes de iniciar el procesamiento de la información obtenida es necesario evaluar las condiciones de los datos utilizables en función de la historia de la estación, la calidad y representatividad y garantía de los datos. La selección de las estaciones del proyecto se debe realizar según el criterio de proximidad geográfica y semejanza de datos. El IDEAM opera dos tipos de estaciones hidrológicas, la red básica nacional con fines de estudios con proyecciones anuales y multianuales (a largo plazo) y la red básica específica nacional con fines de pronósticos hidrológicos y alertas en tiempo real por crecidas y sequías hidrológicas; ambas soportan decisiones del nivel nacional.


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Hoja No. 62


El software utilizado por el IDEAM es el HYDRAS, que igualmente recibe información horaria de niveles en tiempo real a través de la antena receptora ubicada en las instalaciones centrales del IDEAM en Bogotá y facilita su procesamiento y análisis básico Con la ayuda del software Hydras [6-14], la información puede ser desplegada en forma numérica o gráfica, y finalmente editarse e imprimirse. Figura 5-1 Representación de isolíneas. Fuente. OTT.

Figura 5-2 Mapa de estaciones en HYDRAS. Fuente IDEAM. Manual de formación de IDEAM para el software de aplicación HYDRAS3.

Figura 5-3. Red nacional estaciones hidrológicas y meteorológicas tiene una cobertura nacional. Ejemplo Estación automática con transmisión satelital en tiempo real, en Nariño – río Magdalena.

Fuente Estudio Nacional del agua 2010, IDEAM.


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Hoja No. 63


5.2.2 ESTUDIOS HIDROMÉTRICOS

Esta guía recoge los criterios a tener en cuenta para realizar los aforos en una óptima ubicación, así como el número de aforos que cumplan con el objetivo de realizar una buena calibración del modelo hidráulico y un resumen de las prácticas y procedimientos necesarios para realizar las mediciones. Se da a conocer los conocimientos básicos para adelantar actividades de hidrometría, de mediciones y aforos necesarios para la calibración del modelo hidráulico. El detalle de la elaboración de un aforo queda recogido en la bibliografía específica de referencia en Colombia, el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento del Agua, del IDEAM. En la práctica hidrométrica se utilizan dos procedimientos, como son observaciones discretas y observaciones continuas. En caso de que no existan estaciones hidrométricas en el tramo de río objeto de estudio, para calibrar el modelo hidráulico de un estudio técnico de una obra de adecuación hidráulica y ambiental en este tramo, es suficiente la realización de mediciones directas y puntuales. 5.2.2.1 CRITERIO PARA DETERMINAR EL NÚMERO DE AFOROS

Los criterios a tener en cuenta para determinar el número de aforos a realizar para calibrar el modelo son:

El número de aforos a realizar para calibrar el modelo depende de la longitud en Km de río objeto de estudio.

En el tramo de río objeto de estudio, se recomienda realizar tantos aforos como cambios de regímenes hidráulicos se obtengan en una primera aproximación del modelo hidráulico.

Se recomienda realizar un mínimo de dos aforos con situaciones hidrológicas diferenciadas, por ejemplo, en época seca y en época de lluvias.

Se recomienda realizar un mínimo de dos aforos en la zona donde se va a ejecutar las obras.

5.2.2.2 REQUERIMIENTOS PARA LA SELECCIÓN DE LAS SECCIONES DE AFORO

El sitio seleccionado para efectuar los aforos deberá cumplir, tanto como sea posible, con los siguientes requerimientos: a) El tramo en el sitio de medición debe ser recto y tener sección transversal uniforme y una pendiente que minimice las distribuciones anormales de velocidad. Cuando la longitud del tramo recto del río es limitada, para hacer las mediciones con molinetes u


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otros métodos de determinación de velocidad, se deben ubicar la sección de tal manera que la longitud aguas arriba sea por lo menos dos veces la de aguas abajo. b) Las direcciones de flujo para todos los puntos en cualquier vertical a través del ancho del cauce deben ser paralelas unas a otras y perpendiculares a la sección transversal. Los sitios que presenten vórtices, flujo reversible o zonas muertas deben ser rechazados. c) El lecho y las márgenes del río deben ser estables y bien definidas para todas las condiciones del flujo, de tal manera que se pueda hacer una medición precisa del área de la sección transversal. d) Las curvas de distribución de velocidades deben ser regulares en los planos verticales y horizontales de medición. e) Las condiciones de la sección y de su entorno no deben ocasionar cambios en la distribución de la velocidad durante la medición. f) La sección de medición debe ser claramente visible a través del ancho y no debe presentar obstrucciones como árboles, plantas acuáticas u otros. Cuando se afora desde un puente con varios estribos que dividen la sección transversal, cada subsección del canal debe ser tratada individualmente. g) La profundidad del agua en la sección debe ser suficiente para proveer una inmersión efectiva del molinete en cualquier punto en que se mida. h) El sitio debe tener fácil acceso en todo momento y contar con los equipos necesarios de medición. i) La sección debe estar ubicada lejos de estaciones de bombeo y vertimientos. Si éstos operan durante las mediciones, probablemente crearán condiciones inconsistentes con la relación natural Nivel – Caudal que se tiene para la estación. j) Los sitios donde hay convergencia o divergencia de flujo deben descartarse. k) En donde sea necesario hacer mediciones en cercanías de un puente, es preferible que el sitio de aforo esté ubicado aguas arriba del mismo. l) En ciertas ocasiones es necesario verificar datos haciendo aforos en secciones diferentes a la seleccionada para la estación. Esto se puede hacer siempre y cuando no haya cambios sustanciales por pérdidas o ganancias de caudal ocasionados por intervenciones y cuando las mediciones se relacionen con los niveles registrados en la sección principal.


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5.2.2.3 EXACTITUD RECOMENDADA DE LAS MEDICIONES

Teóricamente no es posible determinar mediante mediciones los valores verdaderos de los elementos hidrológicos, ya que no es posible eliminar completamente los errores de medición. El grado de exactitud recomendado depende principalmente de la finalidad a que se destinen los datos medidos (la finalidad de la medición), de los instrumentos de que sería posible disponer y de los recursos financieros disponibles. Debería ser un intervalo de valores flexible. Los niveles de exactitud de las mediciones hidrométricas recomendados de esta Guía son los recomendados por la OMM. Son: Tabla 5-2. Exactitud recomendada (nivel de incertidumbre), expresada en el intervalo de confianza

del 95 por ciento.

Variables hidráulicas Exactitud recomendada expresada en el intervalo de confianza del 95 por ciento

Nivel de agua 10 a 20 mm

Profundidad de agua 0,1 m ; 2%

Anchura de la superficie de agua 0,5%

Velocidad de flujo 2 a 5%

Caudal 5%

Fuente OMM. Notas: 1. Cuando se recomienda un intervalo de valores de exactitud, el valor inferior es aplicable a las mediciones en condiciones relativamente buenas, y el valor superior es aplicable

a las mediciones en situaciones difíciles

El IDEAM en su Protocolo para la emisión de los pronósticos Hidrológicos en el apartado 3.2.2, señala los niveles del agua se miden con márgenes de error que no suelen superar el 1%, mientras que los caudales líquidos, obtenidos mediante el uso de molinetes, presentan errores que pueden superar incluso el 10%. 5.2.2.4 ALTURA DE AGUA

La altura de agua (profundidad) en un punto determinado es la elevación de la superficie de una corriente (río, quebrada, arroyo, o caño) respecto de un valor de referencia, el cual está ligado topográficamente a un origen de referencia identificado con una cota arbitraria o al nivel medio del mar (ISO, 1988b). El lugar seleccionado para observar la altura del agua ha de responder a la finalidad del registro que se desea obtener, la calibración del modelo hidráulico, y adecuarse a la accesibilidad del lugar. Las condiciones hidráulicas son un factor importante en la selección del emplazamiento en corrientes fluviales, particularmente cuando se utilizan los niveles de agua para calcular valores de caudal. La forma más sencilla y económica de medir los niveles del agua de un río o quebrada, sin ser la más precisa, es la toma de datos mediante la lectura de instrumentos como la mira hidrométrica. En general, debe


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Hoja No. 66


ser medida con una exactitud de uno a dos centímetros, mientras que en las estaciones de aforo existentes que efectúan registros continuos la exactitud debería ser de tres milímetros. 5.2.2.4.1 OBSERVACIÓN DIRECTA DEL NIVEL

La medición directa y puntual de nivel de agua a una hora determinada, se realiza con instrumentos como son la mira hidrométrica, el maxímetro y el limnicontacto. Otros más simples como el medidor de varilla, cinta, alambre o extremo graduado para determinar la distancia hasta la superficie del agua. Los más comunes son la mira hidrométrica, el maxímetro y el limnicontacto. MIRA HIDROMÉTRICA La mira hidrométrica o limnímetro es una regla graduada dispuesta en tramos de un metro, que se utiliza para medir las fluctuaciones de los niveles del agua en un punto determinado de una corriente o de un cuerpo de agua.

Figura 5-4 Ejemplo de mira hidrométrica o escala limnimétrica vertical graduada


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Figura 5-5 Estación hidrológica sobre el rio Amazonas compuesta por un sistema de miras

MAXÍMETRO O INSTRUMENTOS MEDIDORES DE CRECIENTES Se llama maxímetro a cualquier dispositivo asociado a una mira limnimétrica, que permite con posterioridad determinar el nivel máximo alcanzado por el agua. También se denominan instrumentos medidores de crecientes en los ríos, por cuanto en ellos queda registrado el nivel máximo alcanzado. La operación de dicho instrumento se basa únicamente en hacer una inspección después de una creciente, para lo cual se retira la tapa superior del maxímetro y se saca el soporte cilíndrico con los recipientes. Se identifica el frasco superior que contenga agua y, en concordancia con la cota del plano cero del maxímetro, se determina el nivel máximo logrado por la creciente. LIMNICONTACTO O SONDA INDICADORA DE NIVEL El limnicontacto o sonda indicadora de nivel, es un dispositivo simple constituido esencialmente por una polea, un contrapeso y un flotador unidos por un cordel o cable abscisado para facilitar la medición. Según el nivel de agua el cable se desplaza con relación a un punto de referencia, permitiendo así obtener la lectura de nivel. La instalación del limnicontacto se hace generalmente sobre barandas de puentes, en lugares que permitan medir toda la gama de variación de niveles. La parte fija de esta instalación es el punto de referencia y los demás elementos el observador los instala en el momento de la medida. El sitio elegido para el contacto del flotador con el agua debe


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estar alejado de la línea de velocidades máximas, para evitar la inclinación (ángulo) del cable por el arrastre del flotador. El limnicontacto también ha sido desarrollado como una unidad portátil para la rápida observación de niveles. Existen varias clases de limnicontacto o sonda, siendo las más usadas la sonda luminosa o eléctrica y la sonda de presión. 5.2.2.5 CAUDAL

El caudal de un río corresponde al volumen de agua que pasa instantáneamente por la sección de aforos en la unidad de tiempo y se expresa en metros cúbicos por segundo (m3/s). La medición de caudal está orientada a conocer las características geométricas e hidráulicas del cauce en diferentes estados hidrológicos. El caudal en una corriente de agua es función del área de la sección de aforos (A) y de la velocidad media del flujo (V) y se obtiene mediante el producto de estas dos variables:

Q (m3/s) = V (m/s) * A (m2)

Figura 5-6. Vista de una sección transversal del cauce de un río con sus características geométricas e hidráulicas

En la etapa de selección de la sección del aforo, primordialmente se busca que el cauce sea estable para que la velocidad no presente alteraciones, debido a cambios por sedimentación o socavación del lecho y/o los taludes.

5.2.2.5.1 MEDICIÓN DEL CAUDAL DE AFORO LÍQUIDO

El caudal puede medirse en un tiempo dado utilizando varios métodos diferentes, y la selección entre éstos dependerá de las condiciones existentes en un emplazamiento particular. El de mayor aplicación práctica está basado en la medición de la velocidad y el área de la sección transversal de aforo.


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Los datos que proporcionan las medidas realizadas en un aforo directo tienen por objeto conocer la geometría de la sección mojada por el agua (anchura y profundidades), el campo de velocidades en esta sección de control y el caudal circulante, los datos necesarios para la calibración del modelo hidráulico. La exactitud de la medición del caudal dependerá del período de tiempo necesario para efectuar la medición y de la variación de la altura del agua y del caudal durante la observación. Las variaciones de las condiciones aguas abajo durante la medición podrán influir en el resultado, por lo que convendría evitarlas. Los aforos directos son las mediciones directas del caudal circulante por un cauce en una sección determinada y en un instante concreto, referido éste a la altura de la lámina de agua registrada en una escala limnimétrica fija. El aforo consiste en realizar en campo, una serie de mediciones de factores de área en la sección transversal y de velocidad del agua y permite posteriormente calcular el caudal de una corriente, el cual está referenciado a un nivel de agua.

Figura 5-7 Vista de una sección transversal de una corriente, en la que figura la posición de los puntos de observación.

Fuente: Organización Meteorológica Mundial, 1994.

Si la medición de caudal o aforo líquido se realiza periódicamente, cubriendo toda la gama potencial de niveles con el fin de obtener parejas nivel – caudal, facilita la calibración de la sección de aforos, la cual se plasma en la curva de calibración.


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Figura 5-8. Curva de calibración

El resultado, tras realizar las operaciones de toma de datos en campo (distancias y velocidades) y el cálculo posterior de los caudales totales correspondientes, es un par de valores (H, Q) que representa un punto de la curva de calibración en la sección aforada. Es decir, mediante el aforo directo se obtiene el caudal (Q) que circula con una altura (H) (referida a una escala limnimétrica fija) en un instante determinado por la sección de aforo. Los aforos directos se realizan, en la mayoría de los casos, en régimen estacionario o permanente; es decir, el nivel del agua no varía prácticamente durante la medición. Existen diversos métodos de obtener la distribución de velocidades en la sección de aforo, basados, principalmente, en el empleo de: molinetes, trazadores y tecnología ADP.

5.2.2.5.2 METODOS PARA MEDIR EL CAUDAL

Para la ejecución de actividades, en las diferentes alternativas de medir el caudal, se desarrollan procedimientos, asociados con el estado de la corriente en el momento de la visita, específicamente la magnitud de la profundidad, el ancho, la velocidad, la disposición de estructuras de apoyo como puentes o tarabitas y el tipo de régimen de caudales predominante.


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Los diferentes procedimientos definen los tipos de aforo de la siguiente manera: Vadeo, Suspensión (puentes y tarabitas), Angular (sextante o tránsito), Bote cautivo, Lancha en movimiento:

Aforo por vadeo: Se utiliza cuando la profundidad es menor de un metro (< 1 m) y

la velocidad de la corriente menor de un metro por segundo (< 1 m/s).

Requerimientos: a) cinta métrica, b) Varillas de vadeo, c) Contador de

revoluciones, d) Molinete o micromolinete, e) Cartera de aforos y planillero, y f)

Personal: dos técnicos (Inspector y aforador)

Aforo por suspensión: Cuando las condiciones del flujo (profundidad y/o velocidad)

presentan amenaza para los operarios y equipos, es necesario realizar las

mediciones desde un puente o una tarabita. Requerimientos: a) Malacate y tabla

con polea, b) Molinete completo incluido cola estabilizadora, c) Contador de

revoluciones, d) Cartera de aforos y planillero, e) Escandallos (pesas) de 30, 60,

75 y 100 kilos, a utilizar según el empuje del flujo, f) Transportador para medición

del ángulo de arrastre, y g) Personal: dos técnicos (Inspector y aforador)

Aforo angular: Aplicado en grandes ríos, cuando la definición del abscisado no se

pude realizar por mediciones directas con cinta o con marcaciones indirectas

registradas en puentes o tarabitas. Para este tipo de aforos es necesario el apoyo

topográfico para ubicar, a través de la sección del río, la posición que debe tener la

lancha en el momento del aforo. Requerimientos: a) Sección establecida y definida

con mojones en las dos márgenes, b) Jalones y banderolas de colores vivos (rojo,

naranja o blanco), c) Sextante o tránsito, d) Lancha con motor fuera de borda, e)

Malacate y tabla con polea, f) Molinete completo incluido cola estabilizadora, g)

Contador de revoluciones, h) Cartera de aforos y planillero, i) Escandallos (pesas)

de 30, 60, 75 y 100 kilos, y j) Radios portátiles o celulares.

Aforo en bote cautivo: Aplicable en ríos o canales medianos, donde es posible

tender una manila o cable de orilla a orilla, que sirve de apoyo a la embarcación

para contrarrestar el empuje de la corriente. Requerimientos: a) Definir la sección

de aforo, b) Bote, c) Manila, d) Malacate y tabla con polea, e) Molinete completo

incluido cola estabilizadora, f) Contador de revoluciones, g) Cartera de aforos y

planillero, h) Escandallos (pesas) de 30, 60, 75 y 100 kilos, a utilizar según el

empuje del flujo, y el mismo equipo de los aforos anteriores i) Personal: tres

técnicos (inspector, aforador y motorista).

Aforo con lancha en movimiento: Frecuentemente, en ríos muy anchos y

caudalosos, la aplicación de los métodos convencionales de aforo, no es la más

apropiada por el costo y el tiempo. El fundamento del método de la lancha móvil es


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el mismo del procedimiento habitual de los aforos convencionales, se basa en la

determinación de áreas parciales de secciones y las velocidades de la corriente

del agua para dichas secciones. La diferencia radica en la manera de recoger los

datos, por cuanto el hidromensor viaja en un bote que se traslada de una orilla a

otra en forma continua y a una velocidad constante. Requerimientos: a) Sección

establecida con sus respectivos mojones, b) Jalones y banderolas colores vivos

(rojo, naranja o blanco), c) Lancha con motor fuera de borda, d) Molinete completo,

e) Contador, f) Soporte para fijación del molinete, g) Ecosonda, h) Batería de 12

voltios, i) Cartera de aforos y planillero, j) Cronómetro, k) Tránsito o sextante, y l)

Personal Requerido: Cuatro técnicos (Inspector, aforador, auxiliar técnico y

motorista).

Figura 5-9. Herramientas para medir velocidades. Molinetes de hélice. Este tipo de molinetes sigue siendo el más utilizado en los aforos directos.

5.2.2.5.3 FORMAS DE MEDIR EL CAUDAL

Para la medición del caudal en una corriente se han desarrollado diversos procedimientos que se aplican según el tamaño del cauce, la magnitud del caudal, las características hidráulicas del flujo, la necesidad de contar con datos inmediatos o a corto plazo, la viabilidad de visitar los sitios de medición con mayor o menor frecuencia, dependiendo de las distancias y recursos logísticos, entre otros. Los distintos métodos se resumen así:

a) Aforo Volumétrico b) Aforo por medición de área y velocidad: Vadeo, Angular (sextante o tránsito), Bote

cautivo, Lancha en movimiento c) Aforo por dilución de trazadores d) Estructuras aforadoras. e) Flotadores


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5.2.2.5.4 OTRAS FORMAS DE MEDIR EL CAUDAL CON BASE A NUEVAS TECNOLOGÍAS

En este apartado recoge algunas de las nuevas tecnologías, usadas sobretodo en entornos fluviales caracterizados por ríos de gran caudal y elevadas velocidades TELEDETECCIÓN En el ámbito de las mediciones hidrológicas se utilizan comúnmente dos tipos de técnicas de teledetección: activas (mediante la emisión de un haz de radiación artificial hacia el objetivo y el análisis de la respuesta de éste) o pasivas (mediante el análisis de la radiación natural de un objeto). En los métodos activos, la radiación puede ser electromagnética de alta frecuencia (radar) o acústica (dispositivos ultrasónicos). El aparato podrá estar instalado sobre el terreno (radares, dispositivos ultrasónicos), en aeronaves o en satélites (radares).La teledetección activa se utiliza, en general, para medir grandes superficies, aunque puede utilizarse también para mediciones puntuales (dispositivos ultrasónicos). La teledetección de la calidad del agua es una técnica prometedora, gracias a los nuevos satélites y sensores que están siendo desarrollados. Las masas de agua afectadas por sedimentos en suspensión, algas o crecimiento vegetal, materia orgánica disuelta o penachos térmicos experimentan modificaciones de sus propiedades espectrales o térmicas, que pueden ser detectadas mediante sensores aéreos o satelitales (PNUMA/OMS, 1996). Se han utilizado en algunos casos para cuantificar extensiones de agua y superficies inundadas por crecidas mediante radares activos de tipo RadarSat. Además de calibrar los sensores aéreos o satelitales, es también necesario referenciar los datos de teledetección respecto del terreno, con el fin de asegurarse de que representan valores reales. MÉTODOS HIDROACÚSTICOS TECNOLOGÍA ADP Y LSPIV Actualmente, el proyecto de “Evaluación del funcionamiento de los instrumentos y técnicas de medida del caudal” (Fulford y otros, 2007), de la Comisión de Hidrología de la OMM, está llevando a cabo una evaluación general de los sistemas ADCP y LSPIV, y de muchos de los nuevos instrumentos de la categoría considerada como no intrusiva. Los sistemas ADCP se han convertido en herramientas ya maduras para la realización de tareas de medición en entornos fluviales, con una capacidad bien documentada, mientras que la técnica LSPIV aún está en proceso de análisis, y se están haciendo importantes esfuerzos para desarrollarla y conseguir que sea sólida ante diversas condiciones de medición. En general, la técnica LSPIV no puede ser considerada como un instrumento “todo en uno”, sino como un elemento que complementa de forma eficaz otros instrumentos y que presta un apoyo eficaz a varios propósitos de medición.


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La movilidad, autonomía y velocidad de la medición son aspectos que podrían hacer que los sistemas ADCP y LSPIV resulten adecuados para realizar mediciones intensivas durante el desarrollo de episodios hidrológicos normales y extremos. Estas nuevas tecnologías han iniciado una nueva era en la medición fluvial, al reducir costes y esfuerzos aumentando el número de medidas y permitiendo que estas puedan efectuarse en situaciones de riesgo. El uso de la nueva generación de instrumentos podría arrojar luz sobre procesos de vital importancia, como por ejemplo la interacción de las corrientes del cauce principal y de las aguas de desbordamiento (plana de inundación) durante las crecidas, el impacto de las corrientes de las planas de inundación sobre la vegetación y el hábitat ribereño, la evolución de las corrientes con meandros y el efecto de las estructuras fluviales sobre el ecosistema del río. Las estimaciones de las componentes del caudal altamente dimensionales que han ofrecido los nuevos instrumentos pueden llevar a obtener avances en materia de control fluvial de la estabilización de caudales, cambio en la batimetría por la eliminación de presas, erosión en los márgenes, ecología de corrientes de agua y humedales, recuperación de corredores fluviales e impacto medioambiental. TECNOLOGÍA ADP Uno de los avances más notables en hidrometría es el que representan los instrumentos basados en la tecnología ADP (Perfilador Acústico Doppler). El United States Geological Survey (Servicio Geológico de los Estados Unidos, USGS) utilizó por primera vez los ADCP en 1985, y publicó la descripción de un sistema para medir el caudal en tiempo real mediante un ADCP en 1993 (Simpson y Oltmann, 1993). Los métodos hidroacústicos son prometedores como medio para la adquisición de datos hidrológicos. Las señales acústicas pueden ser útiles para identificar la interfaz entre dos medios físicos disímiles (diferentes), o para explorar las características de un único medio físico. Se utilizan, por ejemplo, sondas de eco para delimitar el lecho de las corrientes en los estudios de reconocimiento hidrográfico, o para determinar la distancia respecto a la superficie del agua cuando aquéllas están instaladas en la corriente o por encima de ésta. Los resultados pueden ser muy satisfactorios, siempre que se preste suficiente atención a la calibración del instrumento. Se utilizan desde hace varios años molinetes acústicos que determinan la velocidad del agua a partir del desplazamiento Doppler de la energía acústica reflejada por partículas presentes en el agua. En los años noventa se desarrolló el perfilador de corriente de efecto Doppler (ADCP), un instrumento que utiliza energía acústica para determinar el flujo fluvial desde una embarcación. Para flujos con velocidades mayores a 3m/s son difíciles de medir con molinete. Estos no es problema para el medidor de efecto Doppler.


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El instrumento consta de cuatro transductores ultrasónicos ortogonales fijados a una barca en movimiento. A medida que la barca atraviesa el río, el instrumento va midiendo el desplazamiento de frecuencia de las señales reflejadas, y mediante cálculos trigonométricos obtiene los vectores de velocidad en volúmenes uniformemente espaciados, conocidos como celdas de profundidad. Tras descartar la velocidad de la barca mediante un proceso informático, y basándose en la geometría del cauce, definida también por el instrumento, se calcula el flujo fluvial transversalmente a lo ancho de un río. Esta técnica se ha utilizado con éxito para medir corrientes fluviales relativamente abundantes. Más recientemente, ha habido intentos de medir corrientes menores (de profundidad inferior a 2 m) mediante instrumentos portátiles o instalados in situ. Se han desarrollado también dispositivos acústicos con el fin de examinar la dinámica lacustre, o de determinar la densidad y características materiales de los sedimentos del fondo y del subfondo. El ADCP suele instalarse sobre embarcaciones (mirando hacia abajo), aunque también puede fijarse en el fondo (mirando hacia arriba) o en la orilla (mirando hacia un lado).

Figura 5-10 Principio operativo de un perfilador de corriente de efecto Doppler (configuración Teledyne RDI ADCP).

a) Disposición del haz y b) resultado de la medición. Las ventajas de este sistema es la rapidez de las medidas, no es necesario tener otro elemento de medición. Tienen un amplio rango de funcionamiento. Es muy importante atender a los rangos de funcionamiento de los medidores. Como referencia se puede decir que velocidades mayores a 3 m/s son muy difíciles de medir con molinete y es posible el envío de información por medios de transmisión remota


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Figura 5-11 Elementos necesarios para medir con molinete y ADP.

Figura 5-12 Ventajas del ADP frente al molinete.

Las desventajas más evidentes son su costo inicial alto. Además:

a) En caso de fallas, solamente el fabricante sabe qué hacer. Debido a que se trata de aparatos de reciente aparición, únicamente los fabricantes tienen, actualmente, la capacidad de arreglar los aparatos en caso de fallas.

b) Se debe tener en cuenta si se tienen proveedores nacionales. c) Se debe manejar un programa de cómputo para sacar la información

A modo de ejemplo de ADP es el RiverCat de la firma SONTEK (www.sontek.com) que se puede utilizar junto con sondas de presión de registro continuo para medir alturas de agua. Otros fabricantes conocidos de este tipo de medidor utilizados también en canales son la empresa Unidata Página electrónica: http://www.unidata.com.au y MGD Technologies Inc. (MGD). Página electrónica: http: //www.mgdinc.com Específicamente pensado para la realización de aforos directos en grandes ríos podemos destacar el “RiverCat”, de la firma SONTEK. Este aparato es capaz de obtener una “lectura” de la distribución de velocidades en la sección de aforo, discretizada en celdas de un tamaño predefinido. Para ello cuenta, entre otros sistemas, con un triple sensor Doppler que permite medir velocidades de flujo en las tres dimensiones, giroscopio, transmisor por radio y la posibilidad de acoplar un módulo GPS. Además viene acompañado de un completo software que permite, entre otras funciones, visualizar los resultados mientras se realiza la medición.


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Figura 5-13. Catamarán Rivercat.

Con este instrumento podemos obtener una medición de caudal directa en un río. El procedimiento consiste en arrastrarlo desde un puente de orilla a orilla con un cable.

Figura 5-14. Sistema ADP.

El sistema ADP permite de una pasada obtener la sección del río con la distribución de velocidades medidas. El software asociado obtiene inmediatamente por integración, el caudal total Entre las ventajas que aporta este sistema debemos destacar la rapidez con que se realiza la medición. En unos minutos se puede aforar un río de 100 m de anchura. Con molinetes, un equipo experto tardará entre dos y tres horas en explorar el campo de velocidades con una densidad de puntos de medida adecuada, dependiendo de la profundidad. Esta técnica no sustituye actualmente a los aforos clásicos con molinete, que mantienen su eficacia en caudales bajos y medios, sino que ambos sistemas se complementan perfectamente. También existen medidores Doppler de pequeño tamaño, como el Flowtracker, que se utilizan de forma similar a los molinetes convencionales o a los micromolinetes. En este


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caso, las ventajas no son tan evidentes como las que ofrece su hermano mayor, el Rivercat, aunque puede que en un futuro su implantación sea cada vez mayor.

Figura 5-15 Vadeador Doppler Flowtracker.

Este aparato sustituye a los molinetes convencionales en la medición de pequeños caudales

TECNOLOGÍA LSPIV Los dispositivos LSPIV son instrumentos emergentes que se basan en una tecnología de imágenes denominada velocimetría gráfica de partículas (PIV), que se utiliza en laboratorios de fluidos. El caudal se determina utilizando métodos de área-velocidad. La velocidad de la superficie del agua medida por el sistema LSPIV se ajusta para ofrecer una mejor estimación de la velocidad media en la columna de agua, y se multiplica por la subárea correspondiente a la batimetría de la sección transversal. OTROS SENSORES Existen en el mercado sensores de medición directa basados en el principio de inducción magnética o térmica u otra, que se emplean para el rango desde velocidades cerca de 0 m/s hasta 2.5 m/s, y para profundidades desde 3 cm. En los aforos en ríos con aguas con algas u otros elementos en suspensión que imposibilitarían el trabajo del molinete convencional se recomienda el uso del medidor electromagnético. No se puede llamar propiamente un molinete, ya que carece de hélice o partes móviles, aunque se emplea del mismo modo.


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Figura 5-16 Medidor electromagnético.

En este caso el principio de medida se basa en las variaciones que presenta un campo eléctrico inducido en función de la velocidad del medio. Este aparato proporciona directamente la velocidad en cada punto de medida. Su uso está indicado especialmente en aguas con algas u otros elementos en suspensión que imposibilitarían el trabajo del molinete convencional. 5.2.2.6 PROCESAMIENTO Y CALIDAD DE LA INFORMACIÓN HIDROLÓGICA

BÁSICA

El procesamiento de datos hidrológicos procedentes de estaciones de aforo (caudales y niveles) y estaciones pluviométricas (precipitaciones) necesita de una verificación inicial de la calidad de la información que se va a manejar. Los servicios meteorológicos o de control de aforos se dedican a la recolección de datos, pero no necesariamente realizan test de calidad para verificar que la información que entregan es correcta. En este sentido la cantidad de errores que se pueden producir es innumerable ya sean por transcripción, pérdidas de información, etc. Es por ello que siempre se recomienda realizar los siguientes análisis:

Estacionariedad. Si se tiene una serie temporal de por ejemplo 45 años, sería interesante analizar subintervalos de tiempo de 20 a 25 años. Evaluados los valores medios y las varianzas de estas subseries temporales, no deberían diferenciarse entre ellas en más de un 15%. Si se supera ese valor, quiere decir que ha habido cambios en las condiciones de medida, etc, que obligan a analizar con más detalle la serie para corregir ese problema. Este análisis parte del principio de que las condiciones meteorológicas no se han modificado en el tiempo y que por tanto, salvo ciclos locales de sequıas o precipitaciones intensas, el clima no se ha modificado sustancialmente sobre todo en las pocas decenas de años de los que tenemos registros.

Homogeneidad. Cuando se realiza un análisis estadístico por ejemplo de extremos, es conveniente comprobar que la población de datos que se manejan


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sea homogénea desde el punto de vista estadístico. Habitualmente se deben realizar test de chi-cuadrado (series grandes) y Kolmogorov-Smirnov (utilizadas cuando las series son generalmente cortas pero continuas) y en determinadas ocasiones Mann-Whitney-Wilconson en sus variables de análisis de homogeneidad.

Consistencia. Los datos de la serie temporal que se manejan deben presentar lo que se denomina consistencia: las condiciones de medida de los datos de lluvia deberían ser las mismas y no variar a lo largo del tiempo. Cuando se dispone de una serie de estaciones meteorológicas en una región climatológicamente homogénea, donde el régimen de lluvias es único, es posible realizar un análisis con el fin de verificar la consistencia de la serie de datos pluviométricos en dichas estaciones. Las causas de una falta de consistencia en los datos de una estación durante un periodo pueden ser muy variadas: cambios en las condiciones del aparato registrador, cambios en el procedimiento de observación, cambio de emplazamiento de la estación, etc. El método utilizado para verificar dicha consistencia es el análisis de curvas de doble masa. Éste método consiste en construir una curva doble acumulativa, en la cual son relacionados los totales anuales acumulados de una determinada estación con la media acumulada de los totales anuales de todas las estaciones del área, considerada homogénea desde el punto de vista de datos. Cuanto mayor número de estaciones se disponga, la media acumulada de los totales anuales será menos sensible a la falta de consistencia de los datos de alguna de ellas, con lo que el análisis es más confiable. Si la serie de datos de una determinada estación es consistente durante un determinado periodo, la curva de doble masa en dicho periodo, debe presentar una pendiente constante. En caso contrario, es decir si a partir de un determinado punto de la curva se produce un cambio de pendiente (Figura 5-17), es indicativo de que comienza un periodo con datos no consistentes, habiéndose producido algún cambio que afecta a los datos de medida.


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Figura 5-17 Curva de doble masa acumulada.

Adecuación. o duración de la serie de datos. Para cualquier análisis, sería

deseable disponer de datos de un mínimo de 25 a 30 años. De todos modos, si en la estación de interés la duración es menor a por ejemplo de 18 a 20 años, se podría comparar algunas estadísticas de esa serie más corta frente a otra serie más larga de una estación cercana y que tenga las mismas condiciones meteorológicas (por ejemplo que no estén separados por montañas elevadas, que estén a menos de 100 Km, etc). En ese caso se podrán analizar los cocientes entre las medias de las dos series, así como el cociente de varianza que para que sean comparables deberían ser en ambos casos similares a 1

5.2.3 ESTUDIOS PLUVIOMÉTRICOS

La lluvia se puede medir en términos de altura de agua pues consiste en la medida de un volumen por unidad de superficie. También se puede considerar como cuánta agua se puede acumular (mm) en una superficie determinada (m2). Si en un área determinada por una Ha (10.000 m2) cae un volumen de 10 m3 cuál es la altura que ocuparía si la superficie en cuestión es impermeable. La respuesta es que son exactamente 1 mm. También es 1 litro de agua vertido en un metro cuadrado, el agua ascendería 1 mm. Es por ello que se habla de mm de agua, para indicar el volumen caído en una superficie. Una lluvia normal acumulada en un periodo de tormenta es de 20mm, lo cual indica que si la superficie es impermeable la cantidad de agua acumulada en ella es de 2 cm, o bien que en una Ha de terreno han caído 200 m3, esto es en un área de 100x 100 m. También se suele utilizar la medida de intensidad de precipitación y es la cantidad de agua que cae en una cierta área por unidad de tiempo. Es decir se está hablando de (m3/m2/s). Mide la velocidad con que fluye la lluvia o la velocidad con que se acumula la lluvia en un área determinada. Normalmente se mide en (mm/hr). La intensidad caracteriza el evento ya sea de gran duración o de poca duración. Por ejemplo se puede


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caracterizar un evento como la lluvia caída en un día, o un mes o un año. Estas medidas caracterizan un territorio. En Colombia se puede hablar de lluvias medias de 2600 mm/año. Es decir un media de 2.60 metros de agua en promedio al año. Parece mucha cantidad de agua pero no es así, pues gran cantidad se infiltra en el terreno y el resto fluye hacia el mar. Ambas cosas son necesarias para el mantenimiento de los sistemas bióticos; la vegetación, los animales y el hombre. El problema también recae en la variabilidad espacial y temporal de la lluvia. Si la lluvia fuese repartida más o menos uniformemente, ésta podría llegar a todos los lugares sin prácticamente problema alguno, pero al caer en forma frecuencial o pulsátil y de manera abrupta, es decir tormentas abundantes en poco tiempo y en cuencas aisladas, hay zonas con grandes precipitaciones que causan inundaciones y zonas con bajas precipitaciones y un déficit importante de agua. Por una u otra razón los pluviómetros no registran, bien porque se han estropeado, bien porque no se ha mantenido adecuadamente. Pero existen series históricas que permiten tener una serie incompleta del registro en ese punto. Existen varias técnicas para rellenar los huecos de datos faltantes.

a) Si los datos de precipitación de estaciones cercanas no difieren entre ellos más de un 10%, se puede utilizar para completar el dato que falta la lluvia diaria de un cierto día en una estación, la media aritmética de los datos de las demás estaciones.

b) Si las diferencias son más importantes, se puede aplicar el procedimiento propuesto por el National Weather Service (NWS)

Se representan en unos ejes coordenados, tomando como origen la estación X, cuyos datos se desean completar. En cada cuadrante debería haber al menos una estación. Se ponderarán los datos de cada estación, de manera inversamente proporcional al cuadrado de las distancias, siendo x, y las coordenadas de las estaciones de que se dispone de datos, referidas al origen.

𝑊 = 1

𝑥2 + 𝑦2

𝑃𝑋 =∑𝑃𝐼𝑊

∑𝑊

En este procedimiento se supone que las precipitaciones en puntos situados cerca no son independientes de la precipitación incógnita, y por tanto no hará falta usar todos los datos. Basta utilizar una estación por cuadrante y se seleccionará la más cercana al origen.


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c) Relleno de acuerdo a los registros de estaciones aledañas o cercanas. Para ello se utiliza la siguiente formula de ponderación.

𝑃𝑥 =1

𝑛[𝑁𝑥

𝑁1 𝑃1 +

𝑁𝑥

𝑁2 𝑃2 + ⋯

𝑁𝑥

𝑁𝑛 𝑃𝑛]

Dónde: n es el número de estaciones pluviométricas. Px Precipitación de las estación x durante el periodo de tiempo por completar (mm) P1 a Pn Precipitación de las n estaciones (mm) Nx Precipitación media anual a nivel global o multianual de la estación x (mm) N1 a Nn Precipitación media anual a nivel global o multianual de las estaciones de referencia (mm)

d) Análisis de las dobles masas

Este análisis se realiza para saber si la estación es homogénea o no. De manera que se obtenga una confianza en los datos. Muchas veces la estación ha cambiado de lugar, posición o marca. La manera de hacerlo es comparar con estaciones cercanas que no hayan sido modificadas. El análisis se realiza mediante la figura que se muestra a continuación en la que se han colocado las precipitaciones acumuladas a lo largo del tiempo de la estación en cuestión con respecto a la estación de referencia. Este análisis muestra que si ambas estaciones son homogéneas la pendiente es única, en tanto que si los datos indican un cambio de pendiente en los últimos años es que ya no existe homogeneidad.


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Figura 5-18. Precipitación acumulada en la estación analizada y la estación de referencia.

En el periodo en que no ha habido ningún cambio sospechoso en la estación se puede establecer la relación casi lineal de la manera siguiente

Y durante el periodo de la modificación como

La corrección que ha de hacerse a la estación se puede expresar de acuerdo con:

Donde Ma y Mo son coeficientes adimensionales y la precipitación P se expresa en mm.


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Precipitación sobre un área Permiten la regionalización de los datos de las estaciones pluviométricas obteniendo una mayor aproximación en los valores de lluvia de una hoya hidrográfica. A continuación se exponen dos métodos para distribuir la pluviometría sobre un área. La forma habitual de aplicar esta metodología se realiza con herramientas GIS (ARCGIS, QGIS, gvSIG, etc). Polígonos de Thiessen Para evaluar la lluvia sobre un área determinada se puede realizar mediante el uso de la posición relativa de los pluviómetros respecto del área. Si sólo hay un pluviómetro en la zona, el área de la cuenca puede estar representada por este pluviómetro. Sin embargo, es usual que en la zona en cuestión existan varios pluviómetros para evaluar cuál es el valor de lluvia que se puede asociar al área en cuestión se utilizan muchos métodos; el método de la media aritmética, el método de los polígonos de Thiessen, el método del inverso de la distancia al cuadrado. Uno de los más utilizados es el método de los polígonos de Thiessen que describiremos a continuación. Sea una cuenca de área A en la cual se encuentran en ella y alrededor de ella una cierta cantidad de pluviómetros y en cada pluviómetro se registra una cantidad de lluvia acumulada Pi. Los polígonos de Thiessen tratan de evaluar qué área de la cuenca le pertenece a cada pluviómetro. De esta manera se puede establecer una correspondencia de cada parte de la cuenca con un pluviómetro concreto. La cuestión es que se define el alcance del pluviómetro como la mitad de la distancia entre dos pluviómetros consecutivos.


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Figura 5-19. Distribución de áreas de la hoya según polígonos de Thiessen.

Las áreas aferentes se distribuyen trazando primero las líneas normales a la recta que une los polígonos, uniéndolas hasta completar un cerco alrededor de cada pluviómetro. Una vez hecho esto se calcula el área que pertenece a cada pluviómetro y se calcula la siguiente relación para conocer la precipitación que cae en la cuenca.

Donde la precipitación se mide en mm y el área en km2. Método dela Isoyetas El método de las isoyetas determina las líneas de igual altura de precipitación. En todo el plano y después se calcula el área entre Isoyetas y se determina así la precipitación caída entre estas. Véase la Figura 5-20


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Figura 5-20. Distribución de la precipitación con Isoyetas.

El cálculo de la precipitación se consigue aplicando la siguiente fórmula:

5.2.4 CÁLCULO ESTADÍSTICO DE VARIABLES PRECIPITACIONES Y CAUDALES

En el análisis de frecuencia, una serie es una secuencia conveniente de datos, por ejemplo, de observaciones horarias, diarias, estacionales o anuales de una variable hidrológica. Cuando el registro de tales observaciones contiene todos los fenómenos acaecidos en un periodo dado, la serie se denomina de duración completa. Por razones de conveniencia, el registro contiene frecuentemente solo fenómenos de magnitud superior a un nivel predeterminado o a un valor de umbral; tales series se denominan de duración parcial o de valores por encima de un umbral. Las series que contienen solamente el fenómeno de mayor magnitud acaecido cada año se denominan series de máximos anuales.


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Las series de máximos anuales se utilizan muy frecuentemente en los análisis de frecuencia por dos razones. En primer lugar, por conveniencia, ya que la mayoría de los datos son procesados de tal modo que la serie anual es fácil de construir. En segundo lugar, por la simplicidad de los métodos que permiten extrapolar la frecuencia de sus datos a periodos externos al intervalo de observaciones. Si la serie de datos es parcial, el procedimiento no será tan simple, ya que habrá que considerar el proceso de aparición de las crecientes a lo largo de un año y la distribución de su magnitud cuando sobrevienen. Otro de los problemas que plantean las series de duración parcial radica en que las series de sucesos muy cercanos en el tiempo no son independientes, y concurren también efectos estacionales. Sin embargo, cuando la tasa de acaecimiento de valores por encima de un umbral es suficientemente alta y puede ser modelada mediante dos distribuciones biparamétricas simples, las estimaciones obtenidas de los cuantiles de crecida deberán ser más exactas que los correspondientes análisis de frecuencia de crecida anuales. Sin embargo, cuando se ajusta una distribución triparamétrica, como la distribución de Pareto generalizada para los valores de excedencia de los sucesos con distribución de Poisson, no parece ser particularmente ventajoso utilizar una serie de duración parcial, sea cual sea el número de crecidas registradas en promedio cada año. No será, pues, sorprendente que el registro del valor de un gran número de pequeños fenómenos aporte escasa información sobre el riesgo de que sobrevengan otros de gran magnitud, a menos que la estructura del modelo sea bastante rígida. Una de las limitaciones de las series anuales es que cada año está representado por un solo suceso. El segundo suceso de mayor magnitud, para un año dado, puede ser mayor que el más intenso de otros años, y sin embargo no figuraría en la serie. Este problema se puede subsanar utilizando series de duración parcial, ya que en ellas se consideran todos los valores por encima de un umbral especificado. Para los análisis estocásticos, en que no es necesaria la independencia entre sucesos, puede ser necesario utilizar series de duración completa. Estas son también válidas para los análisis probabilísticos de datos de regiones áridas, en que los sucesos son raros y casi independientes. El periodo de retorno T de un nivel dado es el promedio del número de años en que se espera un único fenómeno igual o superior. El periodo de retorno es igual al valor inverso de la probabilidad de excedencia durante un único año. Denotando la probabilidad de excedencia mediante 1/Ta, donde Ta es el periodo de retorno anual, la relación entre el periodo de retorno anual y el periodo de retorno de la serie de duración parcial puede expresarse como sigue:

1

𝑇𝑎= 1 − 𝑒𝑥𝑝(−𝜆𝑞𝑒) = 1 − exp (−1/𝑇𝑝)


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Donde Tp = 1/(λqe) es el periodo de retorno promedio de la serie de duración parcial, λ es la tasa de acaecimiento de valores por encima del umbral, y qe es la probabilidad de que, cuando sobrevenga esa crecida, esta supere el nivel considerado. Esta ecuación puede ser resuelta para Tp, obteniéndose:

𝑇𝑝 = 1/𝑙𝑛[1 − 1/𝑇𝑎] Tp es menor que Ta ya que, en una serie de duración parcial, puede acaecer más de un fenómeno cada año. Para periodos de retorno superiores a 10 años, las diferencias entre los periodos de retorno obtenidos mediante las series anuales y parciales son irrelevantes. En este apartado se exponen la metodología y las diferentes herramientas para el tratamiento de los datos brutos de precipitación (en caso de estaciones pluviométricas) y de caudal (en caso de estaciones de aforo) para obtener las lluvias o caudales asociados a un periodo de retorno para el que se dimensionen las actividades de adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas. 5.2.4.1 DISTRIBUCIONES DE PROBABILIDAD UTILIZADAS EN HIDROLOGÍA

Las distribuciones de probabilidad se utilizan en muy diversos estudios hidrológicos, particularmente en estudios de caudales altos y bajos extremos, crecidas, volúmenes de embalse, cantidades de precipitación de lluvia y modelos de series temporales. Son muchas las distribuciones de probabilidad propuestas para modelizar fenómenos hidrológicos extremos. Sin embargo, pese a las profusas investigaciones dedicadas a este tema, ninguno de los modelos parece ser más adecuado para todas las aplicaciones prácticas. Por ello, el usuario deberá seleccionar entre los modelos disponibles atendiendo al problema que desea resolver y a la naturaleza de los datos con que cuenta. Así pues, en el presente capítulo se examinaran solo algunas de las distribuciones más habitualmente utilizadas. Por lo general, las distintas distribuciones que se ajustan de manera satisfactoria a los datos observados difieren apreciablemente en los extremos, especialmente cuando interviene una extrapolación. No hay ninguna directriz general para extrapolar distribuciones, particularmente cuando el alcance de la extrapolación es superior al doble de la longitud del registro. Para decidirse por una de ellas, será necesario comparar los resultados de varias distribuciones posibles. La utilización de una distribución matemática presenta varias ventajas:

a) representa una interpretación suavizada y coherente de la distribución empírica. En consecuencia, los cuantiles y otros elementos estadísticos calculados mediante la distribución ajustada deberán ser más exactos que los calculados mediante la distribución empírica;


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b) permite representar los datos de manera más compacta y más fácilmente utilizable; y

c) ofrecerá probablemente una descripción más realista del rango y verosimilitud de

valores que puede adoptar la variable aleatoria. Así, por ejemplo, al utilizar la distribución empírica, se supone implícitamente que no puede haber valores superiores o inferiores a los valores máximo o mínimo de la muestra. En la mayoría de las situaciones, este supuesto es totalmente inaceptable.

Tabla 5-3. Distribuciones de frecuencia habitualmente utilizadas.

Fuente: OMM. Tabla II.5-4 Distribuciones de frecuencia habitualmente utilizadas (Stedinger y otros, 1993). Guía de prácticas hidrológicas. Volumen II.

A continuación ser realiza una descripción de las distribuciones de frecuencia más utilizadas para la obtención de caudales de crecida.


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5.2.4.1.1 DISTRIBUCIONES NORMALES

Distribución normal: La distribución normal (N) es útil en hidrología para describir fenómenos de comportamiento razonable, como el caudal total anual. En la tabla de la figura anterior, se indica la función de densidad de probabilidad de una variable aleatoria normal X, no

acotada superior ni inferiormente, con un valor medio μx y una varianza 𝜎𝑥2. El coeficiente

de asimetria de las distribuciones normales es cero, ya que estas son simétricas. La función de distribución acumulativa de la distribución normal no tiene una expresión conocida, pero los libros de estadística contienen tablas de la variable aleatoria normal normalizada (zp). La cantidad de zp es un ejemplo de factor de frecuencia, ya que el p-

ésimo cuantil xp de una distribución normal cuya media es μ y cuya varianza es 𝜎2puede describirse como sigue:

𝑥𝑝 = 𝜇 + 𝜎𝑧𝑝

Distribución log-normal: Por lo general, las distribuciones de crecida presentan una asimetría positiva y no son adecuadamente descritas por una distribución normal. En muchos casos, la variable aleatoria correspondiente al logaritmo de los flujos de crecida estará adecuadamente descrita por una distribución normal. La distribución log-normal (LN) biparamétrica tiene una función de densidad de probabilidad indicada en la tabla anterior. Frecuentemente, los logaritmos de una variable aleatoria X no se ajustan a una distribución normal. En tales casos, el problema puede resolverse introduciendo un parámetro de contorno z antes de calcular los logaritmos, obteniéndose así una distribución log-normal triparamétrica (LN3) (Stedinger y otros, 1993), de manera que:

𝑌 = 𝑙𝑛[𝑋 − 𝜉] Presente una distribución normal. Así:

𝑋 = 𝜉 + exp (𝑌) Presenta una distribución LN3. En términos de los factores de frecuencia de la distribución normal típica zp, los cuantiles de una distribución log-normal son:

𝑥𝑝 = 𝜉 + 𝑒𝑝𝑥(𝜇𝑌 + 𝜎𝑌𝑍𝑝)

Donde μY y σY son la media y la desviación típica de Y.


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5.2.4.1.2 DISTRIBUCIONES DE VALORES EXTREMOS

Gumbel (1958) definió tres tipos de distribuciones de valores extremos para describir la distribución de los valores más altos o más bajos de una muestra de gran tamaño. Todos ellos han sido ampliamente utilizados en hidrología para describir las crecidas de mayor magnitud o los flujos de menor intensidad. Distribución de Gumbel: Los flujos anuales corresponden al valor máximo de todos los flujos de crecida que sobrevienen a lo largo de un año. Cabría suponer, pues, que su distribución pertenece probablemente a la clase general de distribuciones de valores extremos desarrollada en la obra de Gumbel (1958). Sea X1,…,Xn un conjunto de caudales anuales máximos, y X = max{Xi}. Si los valores de Xi son independientes y son variables aleatorias sin un límite superior, independientes y distribuidas idénticamente, con un extremo superior de forma aproximadamente exponencial, para valores grandes de n, la variable aleatoria X presentara una distribución de valores extremos de tipo I o una distribución de Gumbel con una función de distribución acumulativa indicada en la tabla resumen de distribuciones de frecuencia habitualmente utilizadas. Distribución de valores extremos generalizada: La distribución de valores extremos generalizada abarca los tres tipos de distribuciones de valores extremos respecto de máximos. La distribución de Gumbel y la distribución de valores extremos generalizada se utilizan ampliamente para el análisis de frecuencia de crecida en todo el mundo (Cunnane, 1989). En la resumen de distribuciones de frecuencia habitualmente utilizadas se ofrece la función de distribución acumulativa de la distribución de valores extremos generalizada. La distribución de Gumbel es un caso especial de distribución de valores extremos generalizada, que corresponde a k = 0. En esta expresión, x es un parámetro de ubicación, α es un parámetro de escala, y k es el importante parámetro de configuración. Para k > 0, la distribución tiene una cota superior finita en ξ + α/κ; para k < 0, el extremo derecho es más grueso y no está acotado superiormente. Distribución biparamétrica de Weibull: Cuando Wt es el flujo fluvial mínimo en diferentes días del año, el mínimo anual será el menor de los Wt, cada uno de los cuales está acotado inferiormente por el valor cero. En tales casos, la variable aleatoria X = min {Wt} puede ser adecuadamente descrita mediante una distribución de valores extremos de tipo III para mínimos, o distribución de Weibull. Para k < 1, la densidad de probabilidad de Weibull tiende a infinito cuando x se aproxima a cero, y cae lentamente para valores de x muy elevados. Para k = 1, la distribución de Weibull reduce la distribución exponencial correspondiente a γ = 2. Para k


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> 1, la función de densidad de Weibull es similar a una función de densidad de una distribución de Pearson de tipo III para valores pequeños de x y de αP3 = k, pero tiende a cero más rápidamente para valores de x elevados. Distribuciones de Pearson de tipo III Las distribuciones de Pearson de tipo III (P3) se utilizan habitualmente para describir muestras de datos hidrológicos extremos. Para las consideraciones siguientes, se ha adoptado la notación de esta última obra. La función de densidad de probabilidad de la distribución P3, indicada en la tabla resumen de distribuciones de frecuencia

n), β(escala)

el coeficiente de asimetría es el utilizado en la publicación del Interagency Advisory Committee on Water Data (1982) para describir los datos mediante una distribución P3. Los momentos deberán utilizarse con precaución, ya que podrían determinar una cota superior menor que alguna de las crecidas observadas. La distribución log-Pearson de tipo III (LP3) describe una variable x cuyo logaritmo y = log x presenta una distribución P3. Figura 5-21. La función de densidad de probabilidad para la distribución de Pearson de tipo III con

la cota inferior z = 0, la media m = 1 y los coeficientes de asimetría g = 0,7, 1,4, 2 y 2,8 (correspondientes a una distribución gamma y a parámetros de configuración a =8, 2, 1 y 0,5,

respectivamente.

Fuente: OMM

Distribución generalizada de Pareto La distribución generalizada de Pareto presenta una forma matemática muy simple, y es útil para modelizar fenómenos situados por encima de una cota inferior especificada para la cual la función de densidad presenta un valor máximo (κ < 1). Tal es el caso, por


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ejemplo, de las alturas de lluvia diarias y del conjunto de las crecidas que superan un pequeño umbral. Frecuentemente, el valor de la cota inferior está determinado por las limitaciones físicas existentes, por lo que solo será necesario estimar dos parámetros. Si la situación física no determina el valor de la cota inferior, la menor observación obtenida podría bastar como estimador de la cota inferior para x. Existe una relación muy interesante entre la distribución generalizada de Pareto y la distribución generalizada de valores extremos. Si los valores máximos de una serie de duración parcial se suceden como en un proceso de Poisson y presentan magnitudes descritas mediante una distribución generalizada de Pareto, los máximos anuales superiores al umbral de la serie de duración parcial exhibirán una distribución generalizada de valores extremos con el mismo valor de κ. Método no paramétrico de estimación de la función de densidad El método no paramétrico no obliga a presuponer la forma funcional de la función de densidad general, ni a estimar los parámetros basándose en la media, la varianza y la asimetría. Para realizar una estimación no paramétrica de la densidad nuclear, será necesario seleccionar una función de núcleo K, que será una función de densidad de probabilidad, y calcular un factor de suavización H. Seguidamente, utilizando una muestra de N observaciones de la variable x, podrá obtenerse una aproximación de la función de densidad de probabilidad para la variable x asignando a cada xj una probabilidad 1/N, y utilizando seguidamente la función de núcleo para esparcir ese valor de probabilidad en torno al valor de cada xj, obteniéndose así la ecuación siguiente:

𝑓(𝑥) =1

𝑁𝐻∑𝐾(

𝑥 − 𝑥𝑖

𝐻)

𝑁

𝑖=1

Un estimador de núcleo expresado por esta ecuación está basado en el principio de que un núcleo de una función de distribución de forma especificada, triangular, normal o de Gumbel está asociado a cada una de las observaciones a lo largo de una escala especificada, expresada mediante H. La suma ponderada de esas funciones constituye la estimación no paramétrica de la función de densidad. El valor óptimo de H puede determinarse mediante un proceso de validación cruzada y existen programas informáticos desarrollados a tal efecto. 5.2.4.2 CRITERIOS DE VALIDEZ DE SERIES DE DATOS

Para que los resultados del análisis de frecuencia sean teóricamente válidos, las series de datos deberán satisfacer determinados criterios estadísticos, como los de aleatoriedad, independencia, homogeneidad y estacionalidad:


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Aleatoriedad: En un contexto hidrológico, aleatoriedad significa esencialmente que las fluctuaciones de la variable se deben a causas naturales. Por ejemplo, los flujos de crecida apreciablemente alterados por las operaciones de un embalse no son naturales y, en consecuencia, no se pueden considerar como aleatorios, a menos que se eliminen antes los efectos de la regulación.

Independencia: La independencia implica que ninguna observación de la serie de datos

influye en las observaciones posteriores. Incluso si los sucesos de una serie son aleatorios, podrían no ser independientes. Los grandes almacenamientos naturales en la cuenca de un río, por ejemplo, pueden hacer que los flujos altos estén seguidos de flujos altos, y los flujos bajos, de flujos bajos. La dependencia varía con el intervalo entre elementos sucesivos de la serie: la dependencia entre valores sucesivos del flujo diario tiende a ser grande, mientras que la dependencia entre los valores máximos anuales es generalmente pequeña. Del mismo modo, cabe suponer que los elementos de una serie anual de lluvias de corta duración son, en la práctica, independientes. En algunos casos, sin embargo, puede haber una dependencia significativa entre los valores máximos anuales, por ejemplo, en el caso de ríos que fluyen a través de grandes almacenamientos como lagos.

Homogeneidad: Homogeneidad significa que todos los elementos de la serie de datos

provienen de una misma población. Por ejemplo, una serie de valores de flujo que contenga tanto crecidas de nieve fundida como de lluvia podría no ser homogénea; sin embargo, dependiendo de los resultados de las pruebas, podría ser aceptable tratarla como tal. Cuando la variabilidad del fenómeno hidrológico es demasiado grande, como en el caso de las precipitaciones extremas, la no homogeneidad suele ser difícil de descifrar, siendo más fácil detectarla en las sumas de precipitación anual.

Estacionalidad: Estacionalidad significa que, excluyendo las fluctuaciones aleatorias, la

serie de datos es invariante con respecto al tiempo. La no-estacionalidad puede consistir en tendencias, saltos o ciclos. En el análisis de crecidas, los saltos se deben generalmente a un cambio abrupto en una cuenca fluvial o un sistema fluvial, como la construcción de una presa. Las tendencias pueden estar causadas por cambios graduales de las condiciones climáticas o del uso de la tierra, como en el caso de la urbanización. Los ciclos pueden estar asociados a oscilaciones del clima en largos períodos.

Para satisfacer estos criterios estadísticos existen diversas metodologías y pruebas que se enumeran a continuación pero que no serán desarrollados en este documento:


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Pruebas de independencia y estacionalidad de Wald-Wolfowitz

Prueba de Mann-Kendall de detección de tendencias

Prueba de Mann-Whitney de homogeneidad y estacionalidad (saltos)

Tamaño de muestra y longitud de registro de Sevruk y Geiger

Prueba de Grubbs y Beck de detección de datos anómalos

Procedimientos bayesianos

5.2.4.3 ESTADÍSTICAS DE POBLACIÓN Y ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS

En el supuesto de que los fenómenos extremos están adecuadamente descritos por una familia de distribuciones, la tarea del hidrólogo consistirá en estimar los parámetros de la distribución, a fin de que sea posible calcular los cuantiles y valores esperados requeridos con el modelo ajustado. En la bibliografía estadística e hidrológica, se describen numerosos métodos y filosofías para la estimación de los parámetros de diferentes distribuciones. En la siguiente tabla se resumen los principales parámetros y estadística de población utilizados en hidrología:


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Figura 5-22. Parámetros de población y estadística de muestra. Hidrología aplicada. Ven

Te Chow 1994

Para la obtención de parámetros el planteamiento más simple es el método de los momentos. En este método se considera que unos buenos estimativos de los parámetros de una función de probabilidad son aquellos para los cuales los momentos de la función de densidad de probabilidad alrededor del origen son iguales a los momentos correspondientes de la información de la muestra. Tal como se muestra en la siguiente figura si a cada uno de los valores de la información se le asigna una “masa” hipotética igual a su frecuencia relativa de ocurrencia (1/n) y si se imagina que este sistema de


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masas se rota alrededor del origen x=0, entonces el primer momento de la observación xi alrededor del origen es el producto de su brazo de momento xi y de su masa 1/n, y la suma de estos momentos para toda la información es la media de la muestra.

n

i

n

i

ii xx

nn

x

1 1

1

Figura 5-23. El método de los momentos selecciona valores para los parámetros de la función de densidad de probabilidad de tal manera que sus momentos son iguales a

aquellos de la información de la muestra

El centroide correspondiente de la función de probabilidad es:


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dxxxf )(

El segundo y tercer momento en la distribución de probabilidad pueden igualarse a los valores de la muestra para determinar los valores de los parámetros de la distribución de probabilidad. Comúnmente se usa la varianza como el segundo momento central donde

22 xE , y el coeficiente de asimetría como el tercer momento central

estandarizado, 33/ xE , para determinar el segundo y tercer parámetro de la

distribución si se requiere. Una variante del método de los momentos, que ha resultado eficaz en hidrología para la distribución de valores extremos generalizada, es el método de los momentos ponderados por probabilidad, o de los momentos de orden L. Los momentos ponderados por probabilidad de los momentos L correspondientes permiten resumir en otros términos las propiedades estadísticas de los conjuntos de datos hidrológicos. Una de las ventajas de los estimadores basados en los momentos de orden L estriba en que son combinaciones lineales de las observaciones, por lo que no es necesario elevar al cuadrado o al cubo los valores de observación. En consecuencia, el coeficiente L de variación y la asimetría L están casi exentos de error sistemático, mientras que los estimadores de momento-producto del coeficiente de variación y del coeficiente de asimetría presentan un acusado error sistemático y son muy variables. Recientemente, ciertos hidrólogos han concluido que los métodos de regionalización basados en los momentos de orden L son superiores a los basados en momentos tradicionales. Además, han dado buenos resultados en el ajuste de varios tipos de distribución a los datos obtenidos en el emplazamiento. El primer momento de orden L es la media aritmética:

𝜆1 = 𝐸(𝑋) Supongamos que X(i/n) es la i-ésima observación de valor más alto de una muestra de tamaño n (i = 1 corresponde al valor máximo). Sea cual sea la distribución, el segundo momento de orden L es una descripción de escala basada en la diferencia esperada entre dos observaciones seleccionadas aleatoriamente:

𝜆2 = (1/2)𝐸[𝑋1/2 − 𝑋2/2]

Análogamente, los indicadores por momentos L de asimetría y curtosis están basados en:

𝜆3 = (1/3)𝐸[𝑋1/3 − 2𝑋2/3 + 𝑋3/3]


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𝜆4 = (1/4)𝐸[𝑋1/4 − 3𝑋2/4 + 3𝑋3/4 − 𝑋4/4]

Del mismo modo que los momentos-producto pueden utilizarse para definir coeficientes de variación y asimetría sin dimensiones, los momentos de orden L pueden permiten definir un coeficiente L de variación sin dimensiones y un coeficiente L de asimetría. Los estimadores por momentos de orden L han sido frecuentemente calculados con base a una estadística intermedia, denominada de momentos ponderados por probabilidad. Numerosos estudios anteriores utilizaban estimadores por momentos ponderados por probabilidad basados en puntos de una gráfica; posteriormente, se vio que carecían de la coherencia de invariancia requerida de ese tipo de estimadores, por lo que las investigaciones se centraron en los estimadores por momentos ponderados por probabilidad, que carecen de error sistemático. Otro método muy utilizado es el método de la máxima verosimilitud en el que se considera que el mejor valor de un parámetro de una distribución de probabilidad debería ser el valor que maximiza la verosimilitud o probabilidad conjunta de ocurrencia de la muestra observada. En este sentido, se supone que el espacio muestral se divide en intervalos de longitud dx y se toma una muestra de observaciones independientes e idénticamente distribuidas x1, x2,…, xn. El valor de densidad de probabilidad para X=xi es f(xi), y la probabilidad de que la variable aleatoria ocurra en el intervalo que incluye xi es f(xi)dx. Debido a que las observaciones son independientes, su probabilidad de ocurrencia

conjunta está dada como el producto f(x1) dx f(x2) dx… f (xn) dx = nn

i i dxxf 1)( y dado

que el intervalo dx es fijo, el maximizar la probabilidad conjunta de la muestra observada equivale a maximizar la función de verosimilitud:

n

i

ixfL1

)(

Debido a que muchas de la funciones de probabilidad son exponenciales, algunas veces es conveniente trabajar con la función logaritmo de verosimilitud:

n

i

ixfL1

)(lnln

El método de la máxima verosimilitud teóricamente es el más correcto para ajustar distribuciones de probabilidad a información en el sentido de que produce los parámetros estimados más eficientes, aquellos que estiman los parámetros de la población con los menores errores promedio. No obstante, para algunas distribuciones de probabilidad, no existe solución analítica para todos los parámetros en términos de las estadísticas de la muestra y la función logaritmo de verosimilitud debe maximizarse numéricamente, lo cual puede ser bastante difícil. En general, el método de los momentos es más fácil de aplicar


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que el método de la máxima verosimilitud y es más apropiado para análisis prácticos en hidrología. Cuando la magnitud de los datos es muy variable, como sucede frecuentemente durante el control de la calidad del agua, los momentos-producto de muestras de los logaritmos de los datos se utilizan frecuentemente para resumir las características de un conjunto de datos o para estimar los parámetros de la distribución. Las transformaciones logarítmicas son un medio eficaz para normalizar los valores que varían en órdenes de magnitud y para evitar que valores ocasionalmente elevados ejerzan una influencia dominante en el cálculo de los estimadores de momentos-producto. Sin embargo, existe también la posibilidad de que se asigne una ponderación excesiva a observaciones de valor inhabitualmente bajo o de datos anómalos de valores bajos. Ello puede ser un problema cuando los fenómenos de gran magnitud revisten interés o cuando hay valores de pequeña magnitud inadecuadamente medidos. Un valor pequeño puede reflejar un error de redondeo o puede ser interpretado como igual a 0 cuando se encuentra por debajo de determinado umbral. Además de un período relativamente breve de mediciones sistemáticas, en ocasiones se dispone también de información histórica relativa, por ejemplo, a la magnitud de las crecidas antes del comienzo de la acumulación sistemática de registros. Esta información histórica también debe ser incluida en el análisis de frecuencia. Diferentes procesos generan registros históricos y registros físicos de paleocrecidas. Las crecidas que han dejado una marca de su altura máxima serán las más intensas sucedidas durante el período correspondiente, mientras que los depósitos de sedimentos en aguas estancadas de áreas protegidas pueden aportar evidencias sobre la magnitud de las crecidas importantes. Frecuentemente, es posible ampliar un registro breve utilizando un registro de mayor duración procedente de una estación cercana cuyas observaciones presentan una alta correlación en el periodo de registro breve. En particular, puede utilizarse una serie prolongada de una estación cercana para mejorar las estimaciones de la media y de la varianza de los fenómenos que ocurren en el emplazamiento del registro breve. Para ello, no será necesario construir la serie ampliada propiamente dicha; bastará con mejorar las estimaciones de los momentos Las series de valores de caudales bajos contienen frecuentemente años con valores iguales a cero, mientras que las series de valores máximos pueden contener también valores equivalentes a cero en algunos de los emplazamientos. En ciertas áreas áridas, los valores de caudal iguales a cero son más frecuentes en los registros que los caudales de valor positivo. El registro de valores iguales a cero de un caudal implica o bien que el cauce estaba completamente seco, o que el caudal era inferior a un límite de registro o de detección. Esto implica que algunas series de caudal bajo serán conjuntos de datos censurados. Los valores iguales a cero no deben ser ignorados sin más, y no reflejan necesariamente mediciones exactas del caudal mínimo de un cauce. Basándose en la configuración hidráulica de un instrumento de medida y en el conocimiento de la curva de


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gasto y de las políticas de registro de datos, podría determinarse el caudal más bajo que es posible estimar de manera fiable sin que su valor sea cero. 5.2.4.4 PRUEBAS DE CALIDAD DE AJUSTE

En hidrología se dispone de varias pruebas estadísticas rigurosas y útiles para determinar si es o no razonable concluir que un conjunto de observaciones dado ha sido obtenido de una familia de distribuciones en particular. La prueba para medir la bondad de ajuste de los datos históricos a la recta de mejor ajuste utilizando la metodología de Chi-cuadrado Χ2 consiste en:

Se toman conjuntos de datos de la serie histórica divididos en un número k apropiado de intervalos. Este número de intervalos debe situarse entre los 15 y los 25.

Se calcula el número esperado de eventos en el mismo intervalo, Ei:

)()( iii IFSFnE

Donde i toma valores 1, 2, 3,…, k. F (Si) es una función de distribución de probabilidad en el límite superior del intervalo i F (Ii) es una función de distribución de probabilidad en el límite inferior del intervalo i n es el número de datos Con los datos ordenados en intervalos de clase, se calcula el valor de C para todas las funcione de distribución analizada, por medio de:

i

k

i

ii

E

EN

C

1

2)(

Donde N es el número observado de eventos en el intervalo i Se define el valor de una variable aleatoria con distribución Chi-cuadrado (X2) para q=(k-1-m) grados de libertad y un nivel de significancia S, donde m es el número de parámetros estimados a partir de datos. El valor de X2

(1-S),(k-1-m) se obtiene de la siguiente tabla, que contiene la distribución Chi cuadrado, X2. El valor usual de S es igual a 0,05.


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Figura 5-24. Valores percentiles para la distribución Chi-cuadrado con v grados de libertad

v X2 0,995 X2

0,99 X2 0,975 X2

0,95 X2 0,90 X2

0,75 X2 0,50 X2

0,25 X2 0,10 X2

0,05 X2 0,025 X2

0,01 X2 0,005

1 7,88 6,63 5,02 3,84 2,71 1,32 0,455 0,102 0,016 0,0039 0,0010 0,0002 0,0000

2 10,6 9,21 7,38 5,99 4,61 2,77 1,39 0,575 0,211 0,103 0,0506 0,0201 0,0100

3 12,8 11,3 9,35 7,81 6,25 4,11 2,37 1,21 0,584 0,352 0,216 0,115 0,072

4 14,9 13,3 11,1 9,49 7,78 5,39 3,36 1,92 1,06 0,711 0,484 0,297 0,207

5 16,7 15,1 12,8 11,1 9,24 6,63 4,35 2,67 1,61 1,15 0,831 0,554 0,412

6 18,5 16,8 14,4 12,6 10,6 7,84 5,35 3,45 2,2 1,64 1,24 0,872 0,676

7 20,3 18,5 16 14,1 12 9,04 6,35 4,25 2,83 2,17 1,69 1,24 0,989

8 22 20,1 17,5 15,5 13,4 10,2 7,34 5,07 3,49 2,73 2,18 1,65 1,34

9 23,6 21,7 19 16,9 14,7 11,4 8,34 5,9 4,17 3,33 2,7 2,09 1,73

10 25,2 23,2 20,5 18,3 16 12,5 9,34 6,74 4,87 3,94 3,25 2,56 2,16

11 26,8 24,7 21,9 19,7 17,3 13,7 10,3 7,58 5,58 4,57 3,82 3,05 2,6

12 28,3 26,2 23,3 21 18,5 14,8 11,3 8,44 6,3 5,23 4,4 3,57 3,07

13 29,8 27,7 24,7 22,4 19,8 16 12,3 9,3 7,04 5,89 5,01 4,11 3,57

14 31,3 29,1 26,1 23,7 21,1 17,1 13,3 10,2 7,79 6,57 5,63 4,66 4,07

15 32,8 30,6 27,5 25 22,3 18,2 14,3 11 8,55 7,26 6,26 5,23 4,6

16 34,3 32 28,8 26,3 23,5 19,4 15,3 11,9 9,31 7,96 6,91 5,81 5,14

17 35,7 33,4 30,2 27,6 24,8 20,5 16,3 12,8 10,1 8,67 7,56 6,41 5,7

18 37,2 34,8 31,5 28,9 26 21,6 17,3 13,7 10,9 9,39 8,23 7,01 6,26

19 38,6 36,2 32,9 30,1 27,2 22,7 18,3 14,6 11,7 10,1 8,91 7,63 6,84

20 40 37,6 34,2 31,4 28,4 23,8 19,3 15,5 12,4 10,9 9,59 8,26 7,43

21 41,4 38,9 35,5 32,7 29,6 24,9 20,3 16,3 13,2 11,6 10,3 8,9 8,03

22 42,8 40,3 36,8 33,9 30,8 26 21,3 17,2 14 12,3 11 9,54 8,64

23 44,2 41,6 38,1 35,2 32 27,1 22,3 18,1 14,8 13,1 11,7 10,2 9,26

24 45,6 43 39,4 36,4 33,2 28,2 23,3 19 15,7 13,8 12,4 10,9 9,89

25 46,9 44,3 40,6 37,7 34,4 29,3 24,3 19,9 16,5 14,6 13,1 11,5 10,5

26 48,3 45,6 41,9 38,9 35,6 30,4 25,3 20,8 17,3 15,4 13,8 12,2 11,2

27 49,6 47 43,2 40,1 36,7 31,5 26,3 21,7 18,1 16,2 14,6 12,9 11,8

28 51 48,3 44,5 41,3 37,9 32,6 27,3 22,7 18,9 16,9 15,3 13,6 12,5

29 52,3 49,6 45,7 42,6 39,1 33,7 28,3 23,6 19,8 17,7 16 14,3 13,1

30 53,7 50,9 47 43,8 40,3 34,8 29,3 24,5 20,6 18,5 16,8 15 13,8

40 66,8 63,7 59,3 55,8 51,8 45,6 39,3 33,7 29,1 26,5 24,4 22,2 20,7

50 75,5 76,2 71,4 67,5 63,2 56,3 49,3 42,9 37,7 34,8 32,4 27,9 28

60 92 88,4 83,3 79,1 74,4 67 59,3 52,3 46,5 43,2 40,5 37,5 35,5

70 104,2 100,4 95 90,5 85,5 77,6 69,3 61,7 55,3 51,7 48,8 45,4 43,3

80 116,3 112,3 106,6 101,9 96,6 88,1 79,3 71,1 64,3 60,4 57,2 53,5 51,2

90 128,3 124,1 118,1 113,1 107,6 98,6 89,3 80,6 73,3 69,1 65,6 61,8 59,2

100 140,2 135,8 129,6 124,3 118,5 109,1 99,3 90,1 82,4 77,9 74,2 70,1 67,3


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Hoja No. 104


Se verifica que el cumplimiento de la siguiente desigualdad, de lo contrario la función no se acepta:

)1(),1(2

mkSXC

La prueba de Kolmogorov-Smirnov permite obtener límites para cada una de las observaciones de una gráfica de probabilidad cuando la muestra ha sido efectivamente obtenida de la distribución supuesta. La prueba de correlación de gráfica de probabilidad es más eficaz para averiguar si una muestra ha sido obtenida de una distribución especificada. Esta prueba consiste en:

Se define el valor de la función de distribución de probabilidad observada según la siguiente ecuación

11)(0

n

mxF m

Donde m es el número de orden de cada uno de los datos de la serie disponible ordenados de mayor a menor n es el número toral de datos de la serie.

Se calcula el parámetro S, como el valor absoluto de la diferencia entre la función de distribución de probabilidad observada F0(xm) y la estimada F(xm)

11)(0

n

mxF m

Se determina el valor de C del anterior parámetro el cual se toma de la siguiente tabla en función del número de datos de la serie disponible y del nivel de significancia que se seleccione. En hidrología se suele tomar un nivel de significancia entre 0.05 y 0.10 valores correspondientes a intervalos de confianza entre 0.95 y 0.90 respectivamente..


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Hoja No. 105


Figura 5-25. Valores cuantiles superiores de la distribución estadística de Kolmogorov-Smirnov

Si S<C el ajuste es correcto y se ajusta la función de distribución que se está analizando

El método de los momentos de orden L, recientemente desarrollado, permite evaluar si el supuesto de una distribución de Gumbel o de valores extremos, o una distribución normal es coherente con un conjunto de datos (ver numeral 5.2.4.3). No es objeto de la presente guía profundizar en las pruebas de calidad de ajuste, en caso necesario se puede consultar la siguiente referencia bibliográfica. Stedinger J. R., R. M. Vogel y E. Foufoula-Georgiou, 1993: “Frequency analysis of extreme events”, en Maidment, D. R. (ed.), Handbook of Applied Hydrology, Nueva York, McGraw-Hill.

0,8 0,85 0,90 0,95 0,99

1 0,900 0,925 0,95 0,975 0,995

2 0,684 0,726 0,776 0,842 0,929

3 0,585 0,597 0,642 0,708 0,828

4 0,494 0,525 0,564 0,624 0,733

5 0,446 0,474 0,51 0,565 0,669

6 0,410 0,436 0,47 0,521 0,618

7 0,381 0,405 0,438 0,486 0,577

8 0,358 0,381 0,411 0,457 0,543

9 0,339 0,360 0,388 0,432 0,514

10 0,322 0,342 0,368 0,41 0,49

11 0,307 0,326 0,352 0,391 0,468

12 0,295 0,313 0,338 0,975 0,45

13 0,284 0,302 0,325 0,361 0,433

14 0,274 0,292 0,314 0,349 0,418

15 0,266 0,283 0,304 0,338 0,404

16 0,258 0,274 0,295 0,328 0,392

17 0,250 0,266 0,286 0,318 0,381

18 0,244 0,259 0,278 0,309 0,371

19 0,237 0,252 0,272 0,301 0,363

20 0,231 0,246 0,264 0,294 0,356

25 0,210 0,220 0,240 0,270 0,320

30 0,190 0,200 0,220 0,240 0,290

35 0,180 0,190 0,210 0,230 0,270

PROBABILIDAD DE LOS

INTERVALOS DE CONFIANZA n


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Hoja No. 106


5.3 MÉTODOS DE TRANSFORMACIÓN DE LLUVIA – ESCORRENTÍA

Los modelos lluvia – escorrentía son utilizados cuando no existe la posibilidad de obtener medidas directas de caudales de drenaje en cuencas hidrográficas, y son modelos en los cuales se calcula la escorrentía superficial. De esta manera, a través de datos históricos de lluvia de corta duración, existentes en la cuenca de interés y representativos de ella, aplicados a la hoya hidrográfica con características específicas geométricas, de suelos, vegetación, etc., se calcula el caudal máximo instantáneo de escorrentía superficial sobre la cuenca. Existen dos métodos para ello:

1) Método racional. Existe discrepancia entre los diferentes autores sobre el rango de aplicabilidad del método en relación con el área de drenaje de las cuencas. Valores entre 0.65 y 12.5 km2 han sido citados en la literatura técnica. La tendencia actual es usar 1.3 a 2.5 km2 como el límite superior para la aplicabilidad del método racional. Teniendo en cuenta lo recomendado en el Manual de drenaje para carreteras del Instituto Nacional de Vías se deberá adoptar un área de drenaje máxima igual a 2.5 km2 para el uso de este método.

2) Método del hidrograma de escorrentía superficial, utilizado para áreas de drenaje mayores a 2.5 km2. Sherman, el autor de la metodología, lo propuso para áreas de drenaje de hasta 20 km2, pero es usual utilizarlo en hidrología para valores mayores. Cuando las áreas de drenaje en una cuenca son mayores a este valor, se aconseja subdividirla en subcuencas y aplicar metodologías computacionales (programas HEC-1 o HEC-HMS, por ejemplo) para tener en cuenta el hidrograma de creciente producido por cada una de las subcuencas y su tránsito a través del canal principal de la misma.

5.3.1 MÉTODO RACIONAL

El método racional parte de la definición del coeficiente de escorrentía C, valor adimensional, el cual se puede definir como la relación entre el volumen de escorrentía superficial, VE, y el volumen de precipitación total, VP, ambos expresados en m3, así:

𝐶 =𝑉𝐸

𝑉𝑃=

𝑉𝐸

𝑡𝑉𝑃

𝑡

Ahora bien:


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Hoja No. 107


𝑉𝐸

𝑡= 𝑄𝐸

y 𝑉𝑃

𝑡= 𝑖𝐴

Dónde: QE: Caudal de escorrentía superficial, en metros cúbicos por segundo (m3/s). i: Intensidad de precipitación, en metros por segundo (m/s). t: Tiempo de duración de la lluvia, en segundos (s). A: Área de drenaje de la hoya hidrográfica, en metros cuadrados (m2). Agrupando la ecuación se puede expresar como:

𝑄𝐸 = 𝐶𝑖𝐴

Al utilizar la fórmula racional, se supone que el caudal QE toma un valor de caudal máximo (pico) QP, cuando, debido a una cierta intensidad de lluvia sobre el área de drenaje, es producido por esa precipitación que se mantiene por un tiempo igual al tiempo de concentración del caudal en el punto en consideración. Teóricamente, éste es el tiempo de concentración, el cual se define como el tiempo requerido para que la escorrentía superficial fluya desde la parte más remota de la hoya hasta el punto de interés. Entonces, QP corresponde a una lluvia de intensidad i sobre un área de drenaje A, lluvia ésta que dure, como mínimo, un tiempo tal que toda el área de drenaje contribuya a la escorrentía superficial, siendo QP el caudal máximo de escorrentía superficial, el cual está dado por:

𝑄𝑃 = 𝐶𝑖𝐴 Ajustando las unidades, si A está dado en km2, i en mm/h y Qp en m3/s, la ecuación queda igual a:

𝑄𝑃 =𝐶𝑖𝐴

3.6

Donde el coeficiente de escorrentía puede expresarse como:

20

00

11

·23·

PP

PPPPC

d

dd

Dónde:


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Hoja No. 108


Po es el umbral de escorrentía que depende del uso y tipo de suelo, de la cobertura vegetal de la cuenca y de la humedad antecedente del suelo antes de la lluvia de diseño, expresado en mm. Pd es la precipitación máxima anual en 24 horas para un periodo de retorno específico, expresado en mm. En la siguiente tabla se resumen los valores del coeficiente de escorrentía utilizados en Colombia:

Tabla 5-4. Valores de C considerados en Colombia


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Hoja No. 109


Fuente: Manual de Drenaje para carreteras. Invias 2009.

La intensidad de lluvia se puede expresar como:

128

28

1

1,0

1.01,0

D

dd I

I

I

I

Considerando una duración efectiva de la lluvia D igual al tiempo de concentración Tc de la cuenca. I1 es la intensidad horaria para el periodo de retorno considerado, es decir la intensidad de precipitación de una duración efectiva de la lluvia de una hora, expresada en mm/h Id es la intensidad media diaria para el periodo de retorno considerado, que es la intensidad de precipitación para una duración efectiva de la lluvia de 1 día Para el cálculo del tiempo de concentración Tc existe una gran cantidad de fórmulas que se han desarrollado en diferentes estudios locales de diferentes autores. En el caso de Colombia se recomienda el uso de la fórmula de Kirpich:

𝑇𝐶 = 0.06628 (𝐿

𝑆0.5)0.77

Dónde:


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Hoja No. 110


Tc es el tiempo de concentración expresado en horas L la longitud del cauce principal en km S la pendiente entre las elevaciones máximas y mínimas del cauce principal en tanto por uno (m/m). EJEMPLO 1

Se toma como ejemplo la primera Subcuenca del río Teusacá, la cual va desde el nacimiento hasta el embalse de San Rafael, esta Subcuenca posee las siguientes características:

Área = 53 km2

Longitud = 11.6 Km

Pendiente = 0.02333 m/m. Solución

Método de Kirpich:

𝑇𝑐 = 0.06628(11.6 𝑘𝑚

(0.02333𝑚/𝑚)0.5)0.77

= 1.86 ℎ = 111.65 𝑚𝑖𝑛

EJEMPLO 2 Para este ejemplo se toman datos del río Soacha, sabiendo que la aplicabilidad del método racional depende del tamaño de la cuenca, se obtendrá el caudal del río para una Subcuenca adoptada de 2.45 Km2, correspondiente a la cuenca aferente hasta el nacimiento del río, aplicando el método racional:

𝑄𝑃 =𝐶𝑖𝐴

3.6

Fórmula aplicable si A está dado en km2, i en mm/h y Qp en m3/s. - Área: 0.14 Km2 - Tiempo de concentración 10 minutos (asumido). - Coeficiente de escorrentía 0.30 (Según ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.) Para esta Subcuenca se tienen los siguientes valores de intensidad de precipitación para una duración igual a 10 minutos:


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Hoja No. 111


minutos

M 40 Intensidad mm/hora

Periodo de retorno

3 5 10 25 50 100

10 79.85 87.55 99.18 116.96 132.50 150.11

Al aplicar el método racional se obtienen los siguientes resultados:

minutos

Caudal m3/s

Periodo de retorno

3 5 10 25 50 100

10 0.93 1.02 1.16 1.36 1.55 1.75

5.3.2 MÉTODO DEL HIDROGRAMA DE ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

Como se ha comentado anteriormente, este método de cálculo se emplea habitualmente para el cálculo hidrológico en cuencas con una superficie asociada superior a 2,50 km2. Para la definición del caudal acumulado en un punto de la cuenca hidrográfica es necesaria la obtención del hidrograma de escorrentía superficial total resultante de un volumen unitario de lluvia neta, uniformemente distribuido en el espacio y en el tiempo. La altura de la lluvia neta o efectiva corresponde con la altura de escorrentía superficial total del hidrograma unitario.

𝑑𝐴 = ∫ 𝑄𝑒𝑑𝑡𝑡

0

Dónde: d es la lluvia neta o efectiva total, expresada en mm. A es el área asociada a la cuenca hidrográfica, expresada en km2. Qe es la escorrentía superficial total expresada en m3/s. t es el tiempo base del hidrograma unitario de la cuenca, expresado en horas La lluvia o precipitación efectiva o neta es igual a la precipitación total menos la intercepción, menos la detención superficial, menos la infiltración. Para problemas de drenaje superficial se supone, por seguridad, que antes del evento de la precipitación de diseño ha llovido en la cuenca y que, por lo tanto, la intercepción y la detención superficial ya han sido copadas; por lo que la lluvia o precipitación efectiva o neta es igual a la precipitación total menos la intercepción, menos la detención superficial, menos la infiltración.


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Hoja No. 112


En caso de que la lluvia efectiva sea igual a 1 mm, el hidrograma de escorrentía superficial se denomina hidrograma unitario de escorrentía superficial. De nuevo, las lluvias netas se suponen de distribución uniforme y de intensidad constante en toda el área de drenaje de la hoya. Existen dos suposiciones básicas en la teoría de hidrograma unitario:

a) Las variaciones estacionales en las características superficiales de la hoya no se tienen en cuenta; es decir, que se considera que las precipitaciones antecedentes no influyen la distribución en el tiempo de la escorrentía superficial producida por una lluvia determinada.

b) Para calcular la escorrentía superficial producida por cualquier otra lluvia neta, diferente de una lluvia neta unitaria, se supone que el sistema es lineal e invariante en el tiempo.

Con estos principios, Sherman introdujo el denominado hidrograma unitario, el cual es una herramienta útil en la transformación de datos de lluvia a caudal. Los hidrogramas de escorrentía superficial en una cuenca se pueden calcular por dos metodologías, a saber: con datos históricos de creciente, o mediante metodologías relacionadas con hidrogramas unitarios sintéticos. Hidrogramas de escorrentía superficial con datos históricos de creciente. La metodología de cálculo es la siguiente:

Seleccionar un hidrograma de creciente histórico importante de un solo pico en el sitio de la estación hidrométrica.

Al hidrograma de creciente descontarle su caudal base, mediante metodologías reconocidas dando como resultado el hidrograma de escorrentía superficial total.

Dibujar el hidrograma de escorrentía superficial total en ordenadas ortogonales (en ángulo recto) x, y.

Calcular el volumen del hidrograma de escorrentía superficial.

De la ecuación anterior, con el área de drenaje de la hoya conocida, calcular la altura de lluvia efectiva d.

Calcular la duración de la lluvia efectiva mediante el método de las curvas S, o mediante formulación empírica, la cual conduce en general a que la duración de la


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Hoja No. 113


lluvia efectiva está entre un valor de 0.100 y 0.133 del valor del tiempo de concentración de la cuenca Tc.

Hidrogramas unitarios sintéticos. Estos hidrogramas han sido desarrollados, mediante formulación empírica, por diferentes autores dando lugar a diferentes hidrogramas unitarios que han sido denominados sintéticos, los cuales se calculan con base en características físicas de la cuenca en consideración. A continuación se expondrán diferentes hidrogramas unitarios que pueden utilizarse en hidrología: 1. Hidrograma unitario triangular

Al no contarse con datos históricos de precipitación-escorrentía en una cuenca hidrográfica, se pueden deducir hidrogramas unitarios a partir de medios sintéticos. Un hidrograma unitario sintético es un hidrograma unitario estimado siguiendo una metodología establecida, sin necesidad del análisis de datos de precipitación-escorrentía. El desarrollo de hidrogramas unitarios sintéticos se basa en el siguiente principio: si el volumen del hidrograma de escorrentía superficial es conocido (el volumen de escorrentía superficial es igual al área de la cuenca hidrográfica multiplicado por la altura de precipitación efectiva), el caudal pico puede ser calculado suponiendo una cierta forma del hidrograma unitario. Si se supone una forma triangular, el volumen es igual a:

𝑉 =𝑄𝑝𝑇𝑏𝑡

2= 𝐴 ∙ 𝑃

Dónde: V: Volumen bajo el hidrograma unitario triangular, en metros cúbicos (m3). Qp: Caudal pico, en metros cúbicos por segundo (m3/s). Tbt: Tiempo base del hidrograma unitario triangular, en segundos (s). A: Área de drenaje de la cuenca hidrográfica, en metros cuadrados (m2). P: Unidad de altura de precipitación efectiva, en metros (m). Para un milímetro de lluvia efectiva, el caudal pico resulta igual a:

𝑄𝑝 =0.20833𝐴

𝑡𝑝


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Hoja No. 114


Dónde: Qp: Caudal pico por milímetro de lluvia efectiva, en metros cúbicos por segundo (m3/s). A: Área de drenaje, en kilómetros cuadrados (km2). tp: Tiempo al pico del hidrograma unitario triangular, en horas (h). Además,

tp =tr2

+ 0.6tc

tl = tp −tr2

Dónde: tr: Duración de la lluvia efectiva, en horas (h). tc: Tiempo de concentración de la hoya, en horas(h). tl: Tiempo de desfase de la hoya, en horas (h).

Figura 5-26. Diagrama del hidrograma unitario triangular.

Fuente: Chow1992

2. Hidrograma Unitario de Snyder

En 1938 Snyder introdujo el concepto del hidrograma unitario sintético. El análisis de un gran número de hidrogramas de hoyas hidrográficas en la región de los Montes Apalaches, en Estados Unidos, condujo a la siguiente fórmula para el tiempo de desfase:


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Hoja No. 115


𝑡𝑙 = 𝐶𝑡(𝐿 ∙ 𝐿𝑐)0.3

Dónde: tl: Tiempo de desfase, en horas (h). L: Longitud a lo largo del cauce principal desde la divisoria de aguas hasta la salida, en kilómetros (km). Lc: Longitud a lo largo del cauce principal desde el punto más cercano al centroide de la hoya hasta la salida, en kilómetros (km). Ct: Coeficiente que tiene en cuenta el gradiente de la hoya, y está asociado al almacenamiento de la misma. Con las distancias L y Lc en km, Snyder da valores de Ct variando en un rango de 1.35 a 1.65, con un promedio de 1.50. La fórmula de Snyder para el caudal pico es:

𝑄𝑝 =𝐶𝑝𝐴

𝑡𝑙

Cp es un coeficiente empírico que relaciona el tiempo base del hidrograma unitario triangular con el tiempo de desfase de la cuenca. Snyder da valores de Cp en los rangos de 0.56 a 0.69, los cuales están asociados con la relación Tbt/tl en el rango de 3.57 a 2.90. El menor valor de Cp (es decir, el menor caudal pico) implica un mayor valor de Tbt/tl y una mayor capacidad de almacenamiento de la hoya hidrográfica. En unidades del sistema métrico, la fórmula del caudal pico es:

𝑄𝑝 =0.278𝐶𝑝𝐴

𝑡𝑙

Dónde: Qp: Caudal pico del hidrograma unitario correspondiente a 1 mm de precipitación efectiva, en metros cúbicos por segundo (m3/s). A: Área de drenaje de la hoya hidrográfica, en kilómetros cuadrados (km2). tl: Tiempo de desfase de la hoya, en horas (h). En el método de Snyder, la duración de la lluvia efectiva es una función lineal del tiempo de desfase:

𝑡𝑟 =2

11𝑡𝑙


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Hoja No. 116


Dónde: tr: Duración de la lluvia efectiva, en horas (h). En la aplicación del procedimiento para la estimación de creciente, Snyder reconoce que la duración de la tormenta es usualmente mayor que la duración calculada en la ecuación anterior. Por lo tanto, ideó una fórmula para aumentar el tiempo de desfase, con el fin de tener en cuenta el incremento de la duración de la lluvia efectiva. Lo anterior conduce a:

𝑡𝐼𝑅 = 𝑡𝑟 +𝑡𝑅 − 𝑡𝑟

4

Dónde: tlR: Tiempo de desfase ajustado a una nueva duración de la lluvia efectiva tR, en horas (h). Suponiendo, por simplicidad, una lluvia efectiva uniforme, el tiempo al pico del hidrograma unitario es igual a la mitad de la duración de la lluvia efectiva más el tiempo de desfase. Por consiguiente, el tiempo al pico en términos del tiempo de desfase es:

𝑡𝑝 =12

11𝑡𝑙

Figura 5-27 Hidrograma unitario de Snyder

Fuente: Manual de Drenaje para carreteras. Invias 2009

Calculando el tiempo base del hidrograma unitario, Snyder incluyó el flujo subsuperficial como parte de la escorrentía directa. Esto resulta en un tiempo base mayor que el


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Hoja No. 117


correspondiente solamente a la escorrentía directa. La fórmula de Snyder para el tiempo base es la siguiente:

𝑇𝑏 = 72 + 3𝑡𝑙 Dónde: Tb: Tiempo base del hidrograma unitario (incluyendo flujo subsuperficial), en horas (h). tl: Tiempo de desfase, en horas (h). Para un tiempo de desfase de 24 horas, esta fórmula da Tb/tl = 6, el cual es un valor razonable, considerando que el flujo subsuperficial ha sido incluido en los cálculos. Para tiempos de desfase menores, sin embargo, la ecuación da valores altos no reales de Tb/tl. Por ejemplo, para un tiempo de desfase de 6 horas, Tb/tl = 15. Para hoyas hidrográficas de mediano tamaño, y excluyendo el flujo subsuperficial, la experiencia ha mostrado valores de Tb/tp alrededor de 5 (correspondiendo a valores de Tb/tl alrededor de 5.45), posiblemente más reales. El método de Snyder da un caudal pico, un tiempo al pico y un tiempo base del hidrograma unitario. Estos valores pueden ser utilizados para graficar el hidrograma unitario, sumando la condición de que el volumen del hidrograma unitario debe ser igual a una unidad de la altura de la lluvia efectiva. El método de Snyder es muy utilizado por el U.S. Army Corps of Engineers. Su experiencia condujo a dos fórmulas empíricas que ayudan a determinar la forma del hidrograma unitario de Snyder:

𝑊50 =5.87

(𝑄𝑝

𝐴 )1.08

𝑊75 =3.35

(𝑄𝑝

𝐴 )1.08

Dónde: W50: Ancho del hidrograma unitario para el 50 por ciento de caudal pico, en horas (h). W75: Ancho de hidrograma unitario para el 75 por ciento del caudal pico, en horas (h). Qp: Caudal pico, en metros cúbicos por segundo (m3/s). A: Área de drenaje de la hoya hidrográfica, en kilómetros cuadrados (km2).


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Hoja No. 118


Estos anchos de tiempo deben ser proporcionados de tal manera que una tercera parte quede localizada antes del caudal pico y que las dos terceras partes restantes lo sean después de éste. Snyder advierte que el tiempo de desfase posiblemente tiende a variar con la magnitud de la creciente, y que los cálculos del hidrograma unitario sintético tienden a ser más precisos para hoyas de forma regular que para aquéllas de forma irregular. Snyder recomienda que los coeficientes Ct y Cp sean determinados de acuerdo con datos regionales. 3. Hidrograma Unitario del United States Soil Conservation Service (SCS)

El hidrograma unitario sintético del SCS es el hidrograma unitario adimensional desarrollado por Víctor Mockus en 1950. Este hidrograma fue estudiado con base en el análisis de un gran número de hidrogramas unitarios naturales de un amplio rango de tamaños de hoyas hidrográficas y sitios geográficos. Para calcular el tiempo de desfase de la hoya hidrográfica, el método del SCS usa los dos métodos siguientes: (1) el método de número de curva CN que se explicará más adelante en este Manual, y (2) el método de velocidad. En el método del número de curva CN, el tiempo de desfase se expresa a través de la siguiente fórmula:

𝑡𝑙 =𝐿0.8(2540 − 22.86𝐶𝑁)0.7

14104𝐶𝑁0.7𝑆0.5

Dónde: Tc: Tiempo de concentración, en horas (h). CN: Número de curva del SCS. L: Longitud del cauce principal, en metros (m). S: Pendiente del cauce principal, en metros por metro (m/m). La ecuación está restringida a números de curva CN en un rango de 50 a 95. En el método de la velocidad, la corriente principal se divide en tramos y se estima el caudal de creciente para dos años de período de retorno (o alternativamente a cauce lleno). En ciertos casos, puede ser deseable utilizar caudales correspondientes a períodos de retorno de 10 años o más. Se calcula la velocidad promedio y el tiempo de concentración de cada tramo se calcula usando la longitud de los diferentes tramos de la corriente. La suma del tiempo de concentración de todos los tramos es el tiempo de concentración de la hoya. El tiempo de desfase se estima como sigue:


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Hoja No. 119


𝑡𝑙 = 0.6𝑡𝑐

Dónde: tl: Tiempo de desfase, en horas (h). tc: Tiempo de concentración, horas (h). La experiencia del SCS ha mostrado que esta relación es típica en hoyas de mediano tamaño. En el método del SCS, la relación del tiempo al pico tp y la duración de la lluvia efectiva tr se fijan así:

𝑡𝑝 = 5𝑡𝑟

Esta ecuación es cercana a la relación de Snyder de 6. Suponiendo, por simplicidad, una precipitación efectiva uniforme, por definición el tiempo al pico tp es igual a:

𝑡𝑝 = 0.5𝑡𝑟 + 𝑡𝑙

En el sistema métrico, la fórmula del caudal pico es:

𝑄𝑝 =0.208𝐴

𝑡𝑝

Dónde: Qp: Caudal pico del hidrograma unitario para 1 mm de precipitación efectiva, en metros cúbicos por segundo (m3/s). A: Área de drenaje de la hoya hidrográfica, en kilómetros cuadrados (km2). tp: Tiempo al pico, en horas (h). Intentos para extender el rango de aplicabilidad del método del SCS han conducido a la variación de la relación Tbt/tp. Se puede demostrar que la relación p del volumen al pico (volumen bajo el lado creciente del hidrograma unitario triangular) y el volumen del hidrograma unitario triangular es el valor recíproco de la relación Tbt/tp. En el caso del hidrograma unitario sintético estándar del SCS, Tbt/tp =8/3 y p=3/8. En términos de p, la ecuación se puede expresar como sigue:

𝑄𝑝 =2𝑝𝐴

𝑡𝑝

Lo cual convierte el método del SCS en un modelo de dos parámetros, como el método de Snyder, con lo que se aumenta su flexibilidad.


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Hoja No. 120


Figura 5-28 Hidrograma unidimensional del SCS y tabla parametrizada adimensional que lo define.

EJEMPLO 3

Para este ejemplo se retoma la el río Teusacá y la Subcuenca que va desde el nacimiento hasta el embalse de San Rafael, los valores de entrada son los siguientes: Área (Km2)= 53 Longitud (m)= 11612 Pendiente (m/m)= 0.02333 CN= 80 Determinar el hidrograma unitario de esta Subcuenca siguiendo la metodología del Hidrograma Unitario del United States Soil Conservation Service (SCS). El primer paso es determinar el tiempo de desfase de la Subcuenca utilizando la siguiente ecuación:

𝑡𝑖 =𝐿0.8(2540 − 22.86 𝐶𝑁)0.7

14104 𝐶𝑁0.7𝑆0.5


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Hoja No. 121


Dónde: ti= Tiempo de desfase. CN= Numero de curva del SCS. L= Longitud del cauce principal en metros. S= Pendiente del cauce principal, en metros por metro.

𝑡𝑖 =116120.8(2540 − 22.86 ∗ 80)0.7

14104 ∗ 800.70.023330.5= 3.83 ℎ

Luego se calcula el tiempo al pico:

𝑡𝑝𝑡𝑖

=10

9

𝑡𝑝 =10

9∗ 3.83 = 4.25 ℎ

Al hacer la multiplicación se obtiene el siguiente Hidrograma:

t/tp Q/Qp

0.00 0.0000

0.85 0.2593

1.70 0.8037

2.55 1.7111

3.40 2.4111

4.25 2.5925

5.10 2.4111

5.95 2.0222

6.80 1.4518

7.65 1.0111

8.50 0.7259

9.35 0.5367

10.21 0.3811

11.06 0.2774

11.91 0.1996

12.76 0.1426

13.61 0.1037

14.46 0.0752


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Hoja No. 122


t/tp Q/Qp

15.31 0.0544

16.16 0.0389

17.01 0.0285

17.86 0.0259

18.71 0.0181

19.56 0.0078

20.41 0.0039

21.26 0.0000

Obtención del hietograma de la lluvia de diseño. Para los modelos lluvia-escorrentía es necesario calcular los hietogramas de precipitación (ordenamiento de la precipitación de diseño durante la duración total del aguacero de diseño y el periodo de retorno que se esté analizando) en intervalos de tiempo congruentes con la duración de la lluvia efectiva del hidrograma de escorrentía superficial seleccionado, igual a tr.

0.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00

Q (

m3

/s)

Tiempo (Horas)

Hidrograma Unitario SCS

Hidrograma Unitario SCS


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La obtención de estos hidrogramas se pueden utilizar dos metodologías en función del tipo de lluvia de diseño que se desee estudiar: hietograma procedente de una lluvia histórica o con base a las curvas IDF asociadas a la cuenca hidrográfica. 1. Hietogramas de aguaceros puntuales de diseño con datos de precipitación

históricos

El registro pluviográfico de un aguacero da como resultado una curva de masas de precipitación, o una curva de lluvias acumuladas, o la cantidad de agua que ha caído desde que se inició el aguacero. Mediante los valores acumulados de la curva de masas, se puede calcular el hietograma de precipitación.

Figura 5-29 Curva de masas de precipitación histórica y hietograma de precipitación obtenido.

Es necesario estudiar diferentes aguaceros importantes y críticos en un pluviógrafo representativo en la hoya hidrográfica con sus respectivas curvas de masas para definir el aguacero representativo sobre la hoya. Para ello, se debe seguir el siguiente procedimiento:

a) Calcular las curvas de masas adimensionales de cada uno de los aguaceros y dibujarlas sobre la misma gráfica. La curva de masas adimensionales relaciona la precipitación parcial acumulada del aguacero sobre la precipitación total del mismo en las ordenadas contra el tiempo parcial acumulado del aguacero sobre el tiempo total del mismo en las abscisas.

b) Para diferentes duraciones adimensionales tparcial acumuladol/ttotal calcular el valor de Pparcial acumuladol/Ptotal con una frecuencia de excedencia específica. Por ejemplo, si se tienen datos de 20 aguaceros y se requiere conocer el de la probabilidad de excedencia del 20 %, se selecciona el valor del 4º aguacero (20 x 0.2 = 4), y así sucesivamente. Se deben seleccionar los valores de tiempo parcial acumulado congruentes con la duración de la lluvia efectiva del hidrograma de escorrentía superficial seleccionada, igual a tr; es decir, tr, 2tr, 3tr, 4tr, etc.


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Hoja No. 124


c) Con el procedimiento anterior, se construyen curvas de masas adimensionales para diferentes frecuencias de excedencia, por ejemplo, 10, 20, 25, 50, 75, 80 y 90 %.

d) Se calcula la duración del aguacero de diseño para la hoya seleccionada, mediante observación de los diferentes pluviogramas analizados. Esta duración deberá ser, como mínimo, igual al tiempo de concentración de la hoya.

e) Se lleva a cabo un análisis de frecuencias de la precipitación máxima anual para la duración seleccionada del aguacero, tomando los datos históricos de precipitación en los pluviogramas estudiados. De esta manera, se calcula la precipitación para diferentes periodos de retorno para la duración seleccionada.

f) Se calculan las curvas de masas para diferentes frecuencias de excedencia, con base en los resultados anteriores, el tiempo total definido y la precipitación total calculada para un periodo de retorno específico.

g) Se calcula el hietograma de lluvia efectiva de diseño para la frecuencia de excedencia y el periodo de retorno seleccionados.

2. Hietogramas puntuales de aguaceros de diseño con curvas intensidad-duración-frecuencia

El procedimiento para obtener el hietograma con datos de la curva IDF es el siguiente:

a) Con base en los datos de las curvas intensidad-duración-frecuencia para la estación analizada, representativa de la hoya hidrográfica hasta el sitio de interés, se deben calcular las curvas de masas de los aguaceros puntuales para duraciones entre 0 min y el tiempo de concentración de la hoya y los periodos de retorno seleccionados, en intervalos de tiempo congruentes con la duración de la lluvia efectiva del hidrograma de escorrentía superficial seleccionado, igual a tr.

b) Posteriormente, con base en estas curvas de masas, se deberán calcular los hietogramas de los aguaceros puntuales respectivos.

c) Para dar una secuencia más crítica del aguacero, como es usual en este tipo de análisis, y por medio del método del Bloque Alterno, los incrementos de lluvia de los hietogramas mencionados previamente se deben arreglar de la siguiente manera: el valor más bajo se colocará en el primer lugar, el segundo valor en orden creciente se colocará en último lugar, el tercer valor en tal orden se ubicará en segundo lugar, el cuarto valor en el penúltimo lugar, y así sucesivamente. El resultado corresponde con los hietogramas de lluvia puntual de los aguaceros de diseño.

Calculo de curvas IDF


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Con datos de precipitación

Para el cálculo de las curvas intensidad – duración – frecuencia con datos históricos de precipitación se debe seguir el siguiente procedimiento:

a) Definir una estación provista de pluviógrafo, representativa de la cuenca hidrográfica de análisis.

b) Para cada año de registros históricos, seleccionar los aguaceros de corta duración más intensos.

c) Se selecciona una duración específica del aguacero. Se comienza usualmente con 10 min de duración. Para cada aguacero se selecciona la máxima precipitación en 10 min.

d) Para cada año, se selecciona la precipitación máxima (en este caso para 10 min de duración), de todos los aguaceros de ese año.

e) Lo anterior da como resultado una muestra de datos de precipitación máxima anual para todos los años analizados (para 10 min de duración en este caso)

f) La muestra de datos se ajusta a una distribución probabilística conocida (Gumbel y Log-Pearson Tipo III, por ejemplo) y se hacen inferencias estadísticas, calculando los valores de precipitación para periodos de retorno, por ejemplo, de 2, 5, 20, 20, 50 y 100 años.

g) Se repite el procedimiento anterior para duraciones totales de la lluvia iguales a 20, 30, 45, 60, 90, 120, 150 y 180 min.

h) Se calculan o trazan curvas de mejor ajuste a los datos resultantes anteriores, obteniéndose curvas de intensidad de precipitación para cada uno de los periodos de retorno mencionados y duraciones entre 10 min y el tiempo de concentración de la hoya. Esta familia de curvas tiene una forma semejante y, usualmente, se pueden ajustar con todos los datos resultantes a una ecuación del tipo:

nm ttTKi )/()( 0

Donde i es la intensidad de precipitación en mm/h T es el periodo de retorno en años t es la duración de la lluvia en min K, n, m, t0 son parámetros de ajuste.


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Hoja No. 126


Método simplificado Para Colombia, y siempre y cuando no se disponga de datos históricos de precipitación de duración corta, se puede utilizar una metodología simplificada de obtención de curvas IDF a partir de la precipitación promedio anual en 24 horas en una estación, por la sencillez que presenta su uso. La expresión utilizada es:

c

db

t

MTai

)60/(

Donde i es la precipitación expresada en mm/h T el periodo de retorno expresado en años M la precipitación máxima promedio anual en 24 h a nivel multianual expresada en mm t la duración de la lluvia expresada en minutos a, b, c, d los parámetros de ajuste de regresión para las curvas IDF regionalizados en Colombia según las zonas que se pueden observar en la siguiente figura y que adoptan los valores de la siguiente tabla. Figura 5-30. Valores de a, b, c y d del método simplificado de calculo de curvas IDF regionalizados

para Colombia

REGIÓN a b c d

Andina (R1) 0,94 0,18 0,66 0,83

Caribe (R2) 24,85 0,22 0,50 0,10

Pacífico (R3) 13,92 0,19 0,58 0,20

Orinoquía (R4) 5,53 0,17 0,63 0,42


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Hoja No. 127


Figura 5-31 Regiones en Colombia para la definición de los parámetros a, b, c y d

Fuente: Manual de Drenaje de Carreteras. INVIAS. 2009

Corrección de los hietogramas puntuales en función de la distribución espacial de la cuenca hidrográfica. Los hietogramas de lluvia puntual se deben transformar a hietogramas de lluvia espacial, para tener en cuenta el hecho de la espacialidad de la hoya y que la precipitación promedio en un aguacero en una hoya es menor a medida que aumenta su área de drenaje Dentro del cálculo de la precipitación espacial sobre una hoya hidrográfica se cuentan los siguientes métodos: 1. Aritmético. 2. Polígonos de Thiessen. 3. Isolíneas de igual precipitación o isohietas.


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Hoja No. 128


En caso de que se cuente con precipitaciones puntuales limitadas que no permitan hacer análisis de la reducción de la lluvia por espacialidad en la hoya, tipo curvas PADF (Precipitación-Área-Duración-Frecuencia), es necesario calcular la precipitación espacial promedio en la hoya de manera empírica, mediante la siguiente expresión:

𝑃𝑃𝑟𝑜𝑚𝐶𝑢𝑒𝑛𝑐𝑎 = 𝑓(𝑎)𝑃𝑃𝑢𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙

Para los valores de f(a) se pueden utilizar las siguientes ecuaciones: - Ecuación de Fhürling

𝑓(𝑎) = 1.0 − 0.0054𝐴0.25 Dónde: A es el área de drenaje de la cuenca expresada en m2 Ecuación Del ICEP (Institution of Civil Engineers Proceedings)

𝑓(𝑎) = 1.0 − 0.0268𝐴0.387𝑡𝑐−0.261

Dónde: A es el área de drenaje de la cuenca expresada en km2 y tc el tiempo de concentración de la cuenca expresado en h - Ecuación EEUU

𝑓(𝑎) = 1.0 − 0.05𝐴0.264𝑡𝑐0.361

Dónde: A es el área de drenaje de la cuenca expresada en km2 y tc el tiempo de concentración de la cuenca expresado en h. EJEMPLO 4. Como ejemplo se toma el análisis de precipitación máxima en 24 horas realizado por esta Consultoría para los tributarios estudiados. En las estaciones pluviométricas se registran los valores máximos anuales de precipitación en 24 horas, parámetro que permite mediante análisis estadístico de eventos extremos obtener valores de este parámetro para diferentes periodos de retorno, con lo


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Hoja No. 129


cual mediante la aplicación de modelos lluvia escorrentía del tipo HEC que aplican el concepto de hidrógramas unitarios a eventos de precipitación asociados con diversos periodos de retorno, se puede obtener valores de crecientes para diferentes periodos de retorno en puntos específicos de las cuencas. Estos modelos requieren parámetros morfométricos de la cuenca tales como áreas de drenaje, longitudes de cauces para la determinación de tiempos de concentración y parámetros dependientes de clase de suelos y cobertura vegetal para la determinación de pérdidas durante el evento.

El valor del promedio de las precipitaciones en 24 horas máximas anuales (parámetro M) se encuentra en los registros en 41 milímetros, valor que se considera bajo con respecto a registros de este parámetro en otras regiones del país. Este valor oscila entre 30 y 50 milímetros superando los 50 solamente en la estación Torca y en estaciones en la divisoria occidental del rio Balsillas. Para el cálculo de las curvas de Intensidad Duración

Código Estación M Código Estación M

2120026 Ventalarga 40,9 2120156 La Picota 36,3

2120043 Villapinzon 32,1 2120182 Peñas Blancas 57,2

2120044 La Pradera 41,3 2120178 Pedro Palo 58,1

2120051 Apostólica 33,4 2120134 Parque Sopó 35,8

2120055 La Union 42,9 2120634 Paraiso Perdido 34,5

2120060 Guarani 54,8 2120195 Montecillos 40,6

2120188 VillaPaula 36,1 2120170 El Llano 36,9

2120629 Venecia 42,1 2120071 Las Margaritas 39,3

2120185 La tribuna 63,9 2120174 Manjui 43,4

2120077 Torca 57,0 2120169 Ladera Grande 38,2

2120069 El Tesoro 39,7 2120167 El Hoyo Arriba 37,0

2120565 Tabio 35,2 2120214 El Guerrero 40,9

2120176 Santa Isabel 23,5 2120562 Guatavita 41,7

2120136 Santa Ines 47,7 2120193 Guanquica 48,8

2120172 San Jorge 51,1 2120166 El Fute 36,1

2120088 El Salitre 33,9 2120632 La Fortuna 34,9

2120541 Represa Neusa 40,8 2120138 El Encanto 41,7

2120516 La Ramada 37,6 2120630 Doña Juana 31,5

2120862 La primavera 39,3 2120540 Checua 35,4

2120559 Apto Guaimaral 37,1 2120213 El Cedral 41,7

2120168 Alto de Aire 38,3 2120112 La Casita 55,5

2120159 Alco 34,1 2120173 Campobello 34,5

2120141 Acandy 36,4 2120187 Bombas Sequile 29,6

2120074 Zipaquira 48,1 2120075 Bojacá 31,5

2120633 Barrancas 39,8

Precipitación máxima en 24 horas (mm)


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Hoja No. 130


Frecuencia se usará la metodología desarrollada por Vargas y Díaz Granados, que se apoya esencialmente en el valor medio de las lluvias en 24 horas, aplicando unos parámetros obtenidos de un análisis regional para el país. La fórmula escogida corresponde a la ecuación 8 para la región Andina

I = 0.94 (T0.18) (M0.83)/(t0.66) Siendo I la intensidad en milímetros por hora, T el periodo de retorno en años, M el promedio de las lluvias máximas anuales en 24 horas y t la duración de la lluvia en horas. A continuación se muestran las curvas IDF para un valor del parámetro M de 40, que es el más representativo de estas cuencas, otra figura que muestra la curva de 50 años que se usará para el estudio de los jarillones en las partes inundables para valores de M entre 30 y 60 milímetros en 24 horas. En esta misma figura y para validar la metodología se han dibujado curvas IDF tomadas de las fórmulas que emplea la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, una para 50 años de periodo de retorno que se asemeja a la obtenida por la fórmula para M 50, y otra de diez años de periodo de retorno que se asemeja a la obtenida para M=30. Las fórmulas de la Empresa varían para cada esquina de unos cuadrantes que tienen en consideración las variaciones de la precipitación en el área urbana de la ciudad.

Curvas IDF (M=40)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 30 60 90 120 150 180

Inte

sid

ad (

mm

/h)

Tiempo en minutos

M=40

3 años

5 años

10 años

25 años

50 años

100 años


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Hoja No. 131


Periodo de retorno (50 años)

5.4 OTROS MÉTODOS PARA OBTENCIÓN DE CAUDALES

5.4.1 MÉTODO DE TRASPOSICIÓN DE CAUDALES

En caso de que se disponga con una estación hidrométrica sobre una corriente de agua de la hoya hidrográfica dentro de la ubicación de proyecto, con datos históricos de caudal máximo instantáneo, se toman sus valores máximos instantáneos anuales, se ajustan a distribuciones probabilísticas conocidas, y se hacen inferencias estadísticas, como se indica en capítulo 9. Se debe tener en cuenta que los caudales máximo instantáneos son los valores de caudal máximo que cruzan por una sección hidrométrica en una corriente y son registrados en estaciones limnigráficas a través de datos de lecturas de miras máximas instantáneas, integradas con la respectiva curva de calibración de caudales líquidos. Es posible que la estación hidrométrica no se encuentre exactamente en el sitio de estudio, sino en la misma hoya hidrográfica, pero en otra ubicación. En este caso se pueden transformar caudales máximos instantáneos anuales de diferentes periodos de retorno de esta estación hasta el sitio de proyecto, mediante relaciones de áreas de drenaje, utilizando la siguiente formulación:

Qp = QE(Ap/AE)X

Dónde:

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

0 30 60 90 120 150 180

Inte

sid

ad (

mm

/h)

Tiempo en minutos

Periodo de retorno 50 años

M 30M 40M 50M 60EAAB 50EAAB 10


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Hoja No. 132


Qp es el caudal en el punto de estudio (m3/s) QE es el caudal obtenido en la estación hidrométrica (m3/s) Ap área de la cuenca hidrográfica asociada al punto de estudio (km2) AE área de la cuenca hidrográfica asociada a la estación hidrométrica (km2) El valor de X varía entre 0.5 y 0.75. A falta de datos de calibración, se acostumbra tomar un valor igual a 0.5.

En todo caso, para la aplicación de esta metodología es imperativo que las áreas de drenaje no sean muy diferentes. En general, esta diferencia no podrá ser mayor o menor al 50 % del valor original del área de drenaje. Por otro lado, únicamente podrá aplicarse en aquellas cuencas hidrográficas que sean hidrológica y climatológicamente homogéneas.

EJEMPLO 5

Para este ejemplo se toman los valores de los caudales máximos de la estación Limnimétrica Villapinzón, propiedad de la CAR, a partir del análisis probabilístico realizado por esta Consultoría se obtuvieron los siguientes resultados:

Frecuencia de Caudales Máximos Instantáneos Anuales Estación Villapinzón

Periodo de Retorno (Años) Estación Villapinzón (m3/s)

2 6

5 11

10 21

20 35

50 50

100 70

Se tiene que el río Bogotá tiene una Subcuenca hidrográfica de 99.43 Km2 hasta el sitio donde está localizada la estación Villapinzón. Se requiere calcular el caudal del mismo río Bogotá, aguas arriba, para un área aferente equivalente al 50 % del área antes mencionada.

Debido a que las dos subcuencas tienen características similares, y el tamaño entre las dos no difiere en más del 50%, se puede aplicar la trasposición de caudales por medio de la siguiente ecuación:


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Hoja No. 133


QAA = QEst Villapinzón(A𝐴𝑔𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑟𝑖𝑏𝑎/AEst Villapinzón)0.5

QAA = QEst Villapinzón(99.43 𝐾𝑚2/49.72 𝐾𝑚2)0.5

Reemplazando los valores de la estación Limnimétrica de Villapinzón se obtienen los siguientes resultados:

Frecuencia de caudales máximos anuales A. Arriba Estación Villapinzón

Tr (años) Aguas Arriba Estación Villapinzón (m3/s)

2 4.24

5 7.78

10 14.85

20 24.75

50 35.36

100 49.50

5.4.2 MÉTODO DE REGIONALIZACIÓN DE CAUDALES

Cuando se cuenta con varias estaciones hidrométricas con datos de caudales máximos instantáneos anuales históricos en una región de cierta magnitud e hidrológicamente homogénea, se puede aplicar el método del análisis regional de frecuencias de esta variable hidrológica. Para ello se sigue la siguiente metodología:

a) Se calculan los valores de caudal para diferentes periodos de retorno en cada una de las estaciones hidrométricas.

b) Se calcula la relación generalizada para la región, entre el caudal con periodo de retorno de 2.33 años Q2.33 (caudal promedio en la distribución Gumbel) y el área de drenaje A, con base en los datos de cada una de las estaciones hidrométricas.

Q2.33 = f(A)

c) Para cada estación, se calcula la relación entre el caudal para cada periodo de retorno T definido (dando valores de periodos de retorno iguales a 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años) y el caudal con periodo de retorno de 2.33 años QT/Q2.33).

d) Se debe realizar un ensayo (test) de homogeneidad estadístico, con el fin de asegurar que los datos obtenidos correspondan a una región hidrológicamente homogénea. Si el resultado de una de las estaciones queda por fuera de la franja de confianza del referido ensayo, se debe eliminar tal valor. La pregunta de si los datos en un grupo de estaciones son homogéneos, se puede contestar en un sentido estadístico determinando si ellos difieren de uno a otro por cantidades que


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Hoja No. 134


no pueden ser explicadas al azar. Por otro lado, donde esas diferencias no son más que debidas a la casualidad, se puede concluir que los datos representan aspectos diferentes de la misma entidad y, por consiguiente, pueden ser tenidos como homogéneos.

e) Se calcula el valor promedio o el valor mediano de la relación QT/Q2.33 para la región para los diferentes periodos de retorno considerados, con base en los valores individuales para cada estación.

f) Para una estación no aforada en la región con un área de drenaje A, el valor del caudal con un periodo de retorno determinado QT se calcula estableciendo, en primer lugar, el valor del Q2.33 con la relación generalizada Q2.33 = f (A) para la región y, luego, utilizando la relación generalizada QT/Q2.33 para la referida región.

EJEMPLO Determinar los caudales máximos para una Subcuenca del río Bogotá comprendida entre el nacimiento y un punto aguas arriba de la estación Villapinzón, cuya área es de 497150 m2, usando el método de la regionalización de caudales Para este ejemplo se usarán las estaciones hidrométricas, investigadas dentro del marco del presente estudio, para la cuenca alta del río Bogotá. En el estudio hidrológico se buscaron todas las estaciones limnigráficas y limnimétrica ubicadas sobre el río Bogotá desde su nacimiento hasta Puente La Virgen. Se buscó la información mencionada en la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, CAR, y en la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, EAAB. Se encontraron como resultado un total de dieciocho (18) estaciones en la CAR y trece (13) estaciones en la EAAB. Las estaciones sobre el río Bogotá de la EAAB fueron descartadas debido a que en sus registros solo se poseían datos de niveles pero no se tenían los datos de caudales, los cuales son el objeto del estudio. Por lo tanto, las estaciones utilizadas en este estudio son operadas en su totalidad por la Corporación Autónoma Regional, CAR. De las estaciones encontradas sobre el río Bogotá operadas por la CAR, se descartaron diez (10) estaciones por que no se tenían registros. En total quedaron ocho (8) estaciones para análisis. Todas las estaciones se presentan en el Cuadro No. 1 del Anexo 3-4 del estudio correspondiente; en este cuadro se presenta el nombre, tipo, código de la estación estudiada y sus características de localización, elevación y entidad. A continuación se presenta el resultado de los caudales máximos instantáneos anuales diferentes periodos de retorno de cada estación obtenidos en el estudio.


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Hoja No. 135


El siguiente paso es calcular la relación generalizada para la región, entre el caudal con periodo de retorno de 2.33 años Q2.33 y el área de drenaje A, con base en los datos de cada una de las estaciones hidrométricas.

Estación Área Drenaje para cada estación (m2) Q2.33/Ad

Villapinzón 77956612 8.00595E-08

Saucio 281802713 9.98355E-08

Santa Rosita 330905915 8.89335E-08

Puente Florencia 641814823 3.76942E-08

Tocancipá 1011828206 2.49548E-08

Puente Vargas 1511220196 2.33054E-08

La Balsa - Chía 2111850209 1.64159E-08

Puente La Virgen 2373969087 1.56273E-08

CUADRO No. 6

ESTACIONES HIDROMÉTRICAS RÍO BOGOTÁ - RESUMEN FRECUENCIAS DE

CAUDALES MÁXIMOS INSTANTÁNEOS ANUALES

(valores en m3/s)

Estación Periodo de Retorno (Años)

2 2.33 2.5 5 10 20 50 100 200 500

Villapinzón 5.17 6.24 6.79 13.67 23.03 34.63 53.09 69.27 87.25 113.68

Saucio 24.54 28.13 32.43 38.08 46.92 55.07 65.12 72.31 79.22 88.00

Santa Rosita 26.02 29.43 33.83 40.08 50.80 61.56 75.82 86.64 97.49 111.85

Puente Florencia 21.61 24.19 27.36 31.65 38.56 45.13 53.42 59.47 65.37 72.98

Tocancipá 22.68 25.25 28.45 32.83 40.02 46.96 55.85 62.41 68.86 77.23

Puente Vargas 31.54 35.22 39.73 45.83 55.69 65.06 76.91 85.56 94.00 104.89

La Balsa - Chía 32.17 34.67 35.80 46.37 56.30 65.81 77.93 86.82 95.53 106.80

Puente La Virgen 33.59 37.10 41.50 47.60 57.69 67.52 80.22 89.65 98.95 111.09


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Hoja No. 136


Nota: No se toman los valores de la estación Villapinzón, dado el descarte de ésta, como se muestra más

adelante.

A continuación se calcula, para cada estación, la relación entre el caudal para cada periodo de retorno T definido (dando valores de periodos de retorno iguales a 2, 5, 10, 20, 50 y 100 años) y el caudal con periodo de retorno de 2.33 años QT/Q2.33).

QT/Q2.33

TR 2 5 10 20 50 100

Villapinzón 0.828 2.190 3.691 5.548 8.506 11.098

Saucio 0.872 1.353 1.668 1.957 2.315 2.570

Santa Rosita 0.884 1.362 1.726 2.092 2.577 2.944

Puente Florencia 0.893 1.308 1.594 1.865 2.208 2.458

Tocancipá 0.898 1.300 1.585 1.860 2.212 2.472

Puente Vargas 0.896 1.301 1.581 1.847 2.184 2.429

La Balsa - Chía 0.928 1.338 1.624 1.898 2.248 2.504

Puente La Virgen 0.905 1.283 1.555 1.820 2.162 2.416

y = 2.2188x-0.873

R² = 0.9708

0

2E-08

4E-08

6E-08

8E-08

0.0000001

1.2E-07

0 500000000 1E+09 1.5E+09 2E+09 2.5E+09

Relación Generalizada

Relación Generalizada Potencial (Relación Generalizada)


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Hoja No. 137


Se aprecia claramente que la estación Villapinzón presenta un desfase respecto a las demás, por lo tanto se deberá analizar, en el siguiente paso, si se descarta. El paso siguiente es realizar un ensayo (test) de homogeneidad estadístico, con el fin de asegurar que los datos obtenidos correspondan a una región hidrológicamente homogénea. Si el resultado de una de las estaciones queda por fuera de la franja de confianza del referido ensayo, se debe eliminar tal valor.

QT/Q2.33 Medidas Descriptivas

Tr Villapinzón

Saucio

Santa

Rosita

Puente Floren

cia

Tocancip

á

Puente Vargas

La Balsa - Chía

Puente La

Virgen

Media Aritméti

ca

Varianza

Desviación

Estándar

Coeficiente de variación

2 0.83 0.87 0.88 0.89 0.90 0.90 0.93 0.91 0.89 0.001 0.029 0.033

5 2.19 1.35 1.36 1.31 1.30 1.30 1.34 1.28 1.43 0.095 0.308 0.216

10 3.69 1.67 1.73 1.59 1.58 1.58 1.62 1.56 1.88 0.539 0.734 0.391

20 5.55 1.96 2.09 1.87 1.86 1.85 1.90 1.82 2.36 1.666 1.291 0.547

50 8.51 2.31 2.58 2.21 2.21 2.18 2.25 2.16 3.05 4.875 2.208 0.724

100 11.10 2.57 2.94 2.46 2.47 2.43 2.50 2.42 3.61 9.180 3.030 0.839

promedio 0.458

Nuevamente se aprecia el desfase, esta vez de los parámetros estadísticos, de la estación Villapinzón, respecto a las estaciones vecinas, corroborando la necesidad de sacar esta estación de los cálculos siguientes.

0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

0 20 40 60 80 100 120

Villapinzón

Saucio

Santa Rosita

Puente Florencia

Tocancipá

Puente Vargas

La Balsa - Chía

Puente La Virgen


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Hoja No. 138


Con la estación Villapinzón descartada se procede a calcular el valor promedio o el valor mediano de la relación QT/Q2.33 para la región para los diferentes periodos de retorno considerados, con base en los valores individuales para cada estación.

QT/Q2.33

TR 2 5 10 20 50 100

Villapinzón 0.828 2.190 3.691 5.548 8.506 11.098

Saucio 0.872 1.353 1.668 1.957 2.315 2.570

Santa Rosita 0.884 1.362 1.726 2.092 2.577 2.944

Puente Florencia 0.893 1.308 1.594 1.865 2.208 2.458

Tocancipá 0.898 1.300 1.585 1.860 2.212 2.472

Puente Vargas 0.896 1.301 1.581 1.847 2.184 2.429

La Balsa - Chía 0.928 1.338 1.624 1.898 2.248 2.504

Puente La Virgen 0.905 1.283 1.555 1.820 2.162 2.416

Regional (Promedio) 0.897 1.321 1.619 1.906 2.272 2.542

Para el punto intermedio entre el nacimiento del río Bogotá y la estación Villapinzón con un área de drenaje de 497150 m2, el valor del caudal con un periodo de retorno determinado QT se calcula estableciendo, en primer lugar, el valor del Q2.33 con la relación generalizada Q2.33 = f (A), cuya ecuación se determinó anteriormente:

𝑄2.33𝐴𝑖⁄ = 2.2188 𝐴−0.873

y = 0.4187ln(x) + 0.6346

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

0 20 40 60 80 100 120

Regional

Regional Logarítmica (Regional)


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Hoja No. 139


Entonces:

𝑄2.33 = 497150(2.2188(497150)−0.873) = 11.73 𝑚3/𝑠 Con el Q2.33 hallado se utiliza la relación generalizada QT/Q2.33 para determinar los caudales para los diferentes periodos de retorno. La ecuación regional obtenida para la relación QT/Q2.33 es la siguiente:

𝑄𝑇𝑄2.33

⁄ = 0.4187 ln(𝑇𝑟) + 0.6346

Entonces:

𝑄𝑇 = 11.73(0.4187 ln(𝑇𝑟) + 0.6346) Aplicando esta ecuación se obtienen los siguientes caudales máximos para el lugar incógnita y para diferentes periodos de retorno:

Q Máximos Instantáneos Anuales Lugar Incógnita

TR2 10.85

TR5 15.36

TR10 18.76

TR20 22.17

TR50 26.67

TR100 30.08

5.5 SOFTWARE PARA CÁLCULO HIDROLÓGICO Existen diversos programas de cálculo asistido por ordenador para la obtención del hidrograma de lluvia generado en una cuenca pero el que más distribución y científicamente probado es el desarrollado por la United State of America Corps of Engineers HEC-HMS.

Tabla 5-5. Programas de cómputo relacionados.

Programa Hidrología

HEC-1

HEC-HMS

HYDRAS 3.


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El Modelo computacional HEC-1 fue el estándar de simulación hidrológica hasta 1992, año en el que fue substituido per HEC-HMS, que es en referente actual por sus capacidades y facilidad de uso. El modelo computacional HEC-HMS ha sido diseñado para simular la escorrentía superficial en una corriente de agua en respuesta a un evento de precipitación como un sistema interconectado de componentes hidrológicas e hidráulicas. Cada componente se modela como un aspecto del proceso precipitación - escorrentía dentro de una porción de la hoya hidrográfica, comúnmente referida como una subhoya. Una componente puede representar una entidad de escorrentía superficial, un canal de una corriente, o un embalse. La representación de una componente requiere un conjunto de parámetros que especifican las características particulares de tal componente y las relaciones matemáticas que describen los procesos físicos que ocurren y la involucran. El resultado del proceso de modelación es la determinación de los hidrogramas de creciente en puntos determinados de la hoya hidrográfica. En esta guía no se pretende profundizar en el funcionamiento de los programas de cálculo asistido por ordenador. No obstante a continuación se presenta una descripción teórica del modelo HEC-HMS:

- Red de canales

La hoya hidrográfica se subdivide en un sistema interconectado de canales utilizando mapas topográficos y cualquier otra información geográfica que describa las características existentes o proyectadas de la red de drenaje. En primer término, se delimita la hoya hidrográfica, la cual se subdivide posteriormente en un número determinado de subhoyas de acuerdo con sus propias características, determinando el ejercicio anterior el número y los tipos de componentes de canales que se usan en el modelo y la interrelación entre ellas.

- Componente de escorrentía superficial del terreno

La componente de escorrentía superficial del terreno de las subhoyas se utiliza para representar el movimiento del agua sobre la superficie del terreno y en los canales de las respectivas subhoyas. El dato de entrada a esta componente es el hietograma de precipitación total. La precipitación efectiva que produce escorrentía superficial se calcula substrayendo al valor de la precipitación total la infiltración las pérdidas por detención en el terreno con base en una función de la tasa de infiltración del agua en el suelo. Para los estimativos anteriores, se supone que la precipitación y la infiltración son uniformes sobre cada una de las subhoyas establecidas. Estas pérdidas debidas a la intercepción superficial del terreno, almacenamientos en depresiones e infiltración son denominadas en el modelo computacional HEC-HMS como las pérdidas de la precipitación, las cuales pueden ser estimadas a través de las


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siguientes metodologías: pérdida inicial y tasa de pérdida uniforme; tasa de pérdida exponencial; método de la curva número CN del Soil Conservation Service, SCS; tasa de pérdida de Holtan; y función de infiltración de Green y Ampt. Los excesos de lluvia efectiva son transitados posteriormente a través de las técnicas del hidrograma unitario o de la onda cinemática a la salida de la subhoya, estimándose el hidrograma de escorrentía respectivo. La técnica del hidrograma unitario produce un hidrograma de escorrentía en el punto más aguas abajo de la subhoya respectiva. Si la ubicación para el cálculo de escorrentía no es apropiada, puede ser necesario subdividir aún más la subhoya o utilizar el método de la onda cinemática para distribuir entradas de caudal localizadas en puntos específicos. El modelo computacional HEC-HMS tiene en cuenta las siguientes metodologías de hidrogramas unitarios: Clark, Snyder y adimensional del SCS. Para las hoyas hidrográficas en consideración, también por su simplicidad y uso arraigado, se ha tenido en cuenta el método del hidrograma unitario adimensional del SCS, el cual se basa en las características del tiempo de desfase, el cual, a su vez, se basa en el tiempo de concentración y en el área de drenaje de la subhoya considerada.

- Componente de tránsito en canales

Se utiliza una componente de tránsito del hidrograma de escorrentía en los canales para representar la transformación de la onda de creciente a lo largo de ellos. El dato de entrada a esta componente es un hidrograma de creciente en el punto más aguas arriba, resultante de contribuciones individuales o combinadas de escorrentía de las subhoyas y de su tránsito en canales o embalses. Si se utiliza el método de la onda cinemática, la escorrentía distribuida de los elementos de subhoyas localizadas dentro de la propia subhoya en consideración es también un dato de entrada, el cual se combina con el hidrograma de creciente más aguas arriba mencionado previamente, para ser transitados hasta el final del tramo de canal. El hidrograma es transitado hasta el punto más aguas abajo del canal en estudio, con base en las características geométricas y de rugosidad de éste.

- Combinación de componentes de transito de canales y escorrentía superficial de las subcuencas

Se puede representar cualquier tipo de conexión de procesos de precipitación - escorrentía en las subhoyas y el tránsito en canales en la hoya hidrográfica en estudio, a través de una combinación adecuada de las componentes de escorrentía superficial en las subhoyas y de tránsito en canales. La conexión de las componentes de la red de canales está implicada por el orden en el cual las componentes de los datos están arregladas. La simulación debe comenzar siempre en la parte más aguas arriba de la subhoya considerada en un ramal de la red de canales. La simulación procede hacia aguas abajo hasta que se alcanza la confluencia respectiva. Antes de simular los procesos aguas abajo de una


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confluencia, todas las crecientes hasta tal confluencia deben ser calculadas y transitadas hasta ese punto.

Finalmente, el programa numérico HYDRAS 3 tiene como principal objetivo la transferencia, transformación y administración de datos medidos de las áreas de hidrometría, meteorología y tecnología de medio ambiente y se menciona en la presente guía por ser el programa utilizado por el IDEAM para la gestión de sus estaciones de medida. No se pretende profundizar en el uso de este programa ya que está especialmente enfocado para ser usado por organismos de gestión de redes de medida tipo estaciones meteorológicas, hidrométricas y control de calidad ambiental, no obstante se enumerarán las principales funciones de las que dispone:

Comunicación con aparatos OTT (extraer datos por lectura)

Manejo de aparatos OTT (parametrizar)

Administración de estaciones (administración de datos maestros)

Administración de series de tiempo Inclusión de mapas e ilustraciones

Evaluación gráfica múltiple

Editor gráfico

Representación numérica de datos medidos

Evaluación estadística (tabla principal, tabla permanente, página del anuario)

Sensor virtual

Análisis de correlación

Representación de isolíneas Importación de valores medidos

Exportación de valores medidos


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TABLA DE CONTENIDO

6 ESTUDIOS HIDRÁULICOS ................................................................................... 144

6.1 OBJETO ........................................................................................................................... 144 6.2 ESCENARIOS DE TRABAJO .......................................................................................... 144

6.2.1 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE HIDRÁULICA FLUVIAL ........................................... 145 6.2.2 DIMENSIONALIDAD DEL FLUJO (UNIDIMENSIONAL, BIDIMENSIONAL) .......... 145

6.2.2.1 CRITERIOS Y RECOMENDACIONES PARA DECIDIR EL MODELO HIDRÁULICO UNIDIMENSIONAL (1D) O BIDIMENSIONAL (2D) .......................................................................... 146

6.3 MODELOS HIDRÁULICOS ............................................................................................. 148 6.3.1 PROGRAMAS DE CÓMPUTO HIDRÁULICO ......................................................... 148 6.3.2 MODELOS UNIDIMENSIONALES (1D) .................................................................. 149

6.3.2.1 RECOMENDACIONES PARA ESTUDIOS CON MODELOS HIDRÁULICOS UNIDIMENSIONALES ...................................................................................................................... 151

>0,100 ............................................................................................................. 152

6.3.3 MODELOS BIDIMENSIONALES (2D) ..................................................................... 153 6.4 CALIBRACIÓN DE LOS MODELOS ................................................................................ 156

6.4.1 DATOS HIDROLÓGICOS ....................................................................................... 156 6.4.2 GEOMETRÍA DEL CAUCE Y DE LAS LLANURAS DE INUNDACIÓN .................. 158 6.4.3 COEFICIENTES DE RESISTENCIA HIDRÁULICA ................................................ 159 6.4.4 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE LAS SECCIONES ............................... 159 6.4.5 COEFICIENTES HIDRÁULICOS DE LAS ESTRUCTURAS .................................. 159 6.4.6 MODIFICACIONES DE LA GEOMORFOLOGÍA DEL RIO ..................................... 159 6.4.7 VARIACIONES ABRUPTAS EN LAS CURVAS DE CAUDAL ................................ 160 6.4.8 PASOS A SEGUIR PARA LA CALIBRACIÓN ........................................................ 160 6.4.9 CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA ....................................................... 161


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6 ESTUDIOS HIDRÁULICOS

6.1 OBJETO El objeto del presente capítulo es la definición de los escenarios de trabajo y de los métodos de cálculo hidráulico asistido por ordenador que mejor se adapte a las condiciones del tramo de la corriente hídrica superficial en estudio para la definición de las actividades de adecuación hidráulica y ambiental.

6.2 ESCENARIOS DE TRABAJO El comportamiento de un río es complejo y no del todo conocido y se debe desterrar completamente la concepción errónea de que es un canal de contornos fijos por el que pasa un fluido limpio. La realidad dista mucho de esta suposición. Los ríos pueden presentar un comportamiento irregular, circulan sobre cauces cambiantes, tanto en planta como en sección transversal, y por estos lechos circula una mezcla de agua, sedimentos y materiales flotantes. La complejidad es tal que pueden producirse variaciones en las condiciones hidráulicas del río, variando la rugosidad, la velocidad, la pendiente, la altura de agua, la anchura y la forma en planta según la geología, la vegetación y la acción humana. Estas modificaciones de las condiciones hidráulicas pueden producirse de forma rápida o diferida en el tiempo dependiendo de muchos factores, buena parte de los mismos únicamente son conocidos de forma cualitativa. Además cuando un río se modifica localmente, se pueden producir cambios en su comportamiento que pueden propagarse tanto aguas arriba como aguas abajo e incluso hacia sus tributarios. Es evidente que la confiabilidad de los estudios hidráulicos que se lleven a cabo dependerá de la habilidad que el ingeniero tenga para comprender el comportamiento real del río que se quiera estudiar. Por eso será de vital importancia la realización de trabajos de campo en los que se consultará a vecinos, autoridades locales, técnicas del organismo de gestión del río sobre el comportamiento del río en periodos de crecientes, la evolución en el tiempo del lecho y la repercusión de las obras, encauzamientos y puentes construidos.


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6.2.1 MÉTODOS DE ANÁLISIS DE HIDRÁULICA FLUVIAL

En 1959 Rouse estableció tres tipos de análisis en hidráulica fluvial:

a. Experiencia de campo b. Modelos físicos a escala reducida c. Modelos de simulación numérica

La experiencia de campo es extremadamente valiosa para poder analizar un río, aunque por sí sola no se considera suficiente para la realización de estudios hidráulicos, ya que no permite hacer predicciones del comportamiento de un río cuando se producen episodios de lluvias extremas. No obstante, es muy importante a la hora de hacer estimaciones iniciales del alcance del estudio y posterior calibración de modelos hidrológicos e hidráulicos. La realización de modelos físicos a escala reducida en laboratorios especializados constituye una herramienta formidable en la modelación del comportamiento de un río y, en muchos casos, el único método confiable para hacer una predicción sobre su comportamiento. El problema que conlleva su aplicación es el elevado coste económico y el tiempo necesario para su realización que suele ser elevado. Por ellos su realización se reduce al estudio de problemas complejos o de importancia singular, en general asociados a vertederos y desagües de embalses, desvíos y encauzamientos singulares. Los modelos de simulación numérica son los que se aplican habitualmente por que tienen un coste razonable y, si se usan adecuadamente, son capaces de modelar con suficiente exactitud el comportamiento de gran parte de ríos. Como ya se ha indicado repetidamente es muy importante la experiencia de campo para poder calibrar o contrastar los resultados.

6.2.2 DIMENSIONALIDAD DEL FLUJO (UNIDIMENSIONAL, BIDIMENSIONAL)

Es evidente que el flujo de un río es tridimensional (3D), no obstante debido a la complejidad y a que la resolución de las ecuaciones tridimensionales de flujo supone un alto nivel de capacidad de cálculo, únicamente se utilizan en entornos de investigación y desarrollo. Por lo tanto, ante la simulación numérica del comportamiento de un río queda decidir en las primeras fases de planificación del estudio para la adecuación hidráulica y restauración fluvial si realizar el estudio con un modelo unidimensional (1D) o el grado de complejidad requiere realizar un modelo bidimensional (2D).


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En la práctica la utilización de modelos de simulación numérica bidimensionales (2D) es laboriosa e implica la utilización de equipos con alta capacidad de cálculo. Los modelos 2D no están tan contrastados como lo están los modelos unidimensionales (1D). Los modelos de simulación numérica unidimensionales (1D) consideran que la velocidad del flujo es paralela a su dirección, dirección que evidentemente puede cambiar de sección a sección. Esta simplificación puede aplicarse en muchos casos, no obstante, cuando no pueda aplicarse habrá que recurrir a modelos bidimensionales (2D). 6.2.2.1 CRITERIOS Y RECOMENDACIONES PARA DECIDIR EL MODELO

HIDRÁULICO UNIDIMENSIONAL (1D) O BIDIMENSIONAL (2D)

Se conocen algunas reglas prácticas para estimar cuando es conveniente la utilización de modelos bidimensionales, como, por ejemplo, cuando la longitud del tramo es inferior a 20 veces su anchura o la anchura es más de 50 veces la altura de agua . En todo caso estas reglas únicamente tienen alguna validez cuando el río circula por amplias llanuras de inundación o zonas deltaicas. En cambio, hay muchas otras circunstancias, algunas de enorme importancia para considerar la realización de modelos bidimensionales:

Cuando las velocidades en las llanuras de inundación son muy menores a las velocidades del cauce principal. En este caso las alturas de agua obtenidos en modelos unidimensionales (1D) serán menores a los reales.

Cuando el río circula por una curva con una velocidad suficientemente importante como para movilizar el lecho significativamente. En este caso la erosión del lecho calculada con base a la velocidad media de la sección (unidimensional) será inferior a que se produzca realmente.

Cuando haya separaciones del lecho en las que el flujo no circule en línea recta. Esto se produce cuando hay presencia de islas, desviaciones importantes, puentes con muchos ojos, algunos de ellos prácticamente inefectivos, por estar situados en sobreanchos del lecho y en curva.


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Figura 6-1.Casos en los que es necesario la realización de estudios bidimensionales

Cuando la anchura de flujo es importante, como en deltas de ríos o zonas muy llanas. En este sentido para determinar el tipo de modelo 1D o 2D se debe tener en cuenta la morfología del canal del río en planta y la tipología del valle fluvial.

Figura 6-2. Tipología de Valle Fluvial. Figura 6-3. Tipología del canal del rio.

Tabla 6-1. Modelo hidráulico según la morfología del canal del río en planta.

Criterios y Recomendaciones Tipos de estudios hidráulicos

Tipología del Canal del Rio Unidimensional (1D)

Bidimensional (2D)

Rectilíneo (1D)

Sinuoso (1D) (2D)

Meandriforme (1D) (2D)

Trenzado (1D) (2D)


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Para cursos meandriformes, se recomienda utilizar el modelo 1D para cauces de aguas bajas y 2D para cauces de aguas altas donde se produce inundabilidad en zonas urbanas.

Tabla 6-2. Modelo hidráulico 1D o 2D según la tipología de valle fluvial.

Criterios y Recomendaciones Tipos de estudios hidráulicos

Tipo de Valle Fluvial Unidimensional (1D) Bidimensional (2D)

Garganta (1D)

Forma de V (1D)

U estrecha (1D)

U ancha (1D) (2D)

No perceptible (1D) (2D)

Asimétrico (1D) (2D)

En valles en U ancha con cursos meandriformes con curvas muy cerradas se recomiendas realizar estudios bidimensionales. En valles No Perceptibles, si hay riesgo elevado de inundabilidad de infraestructuras principales o asentamientos urbanos se recomienda realizar estudios bidimensionales. En valles Asimétricos, si hay riesgo elevado de inundabilidad de infraestructuras principales o asentamientos urbanos se recomienda realizar estudios bidimensionales. En todo caso los modelos bidimensionales deben ser utilizados cuando se cuente con información suficiente topobatimétrica y de cobertura del suelo. Además es deseable que existan mediciones de campo que permitan medir la bondad del modelo y no depender del ejercicio puramente teórico sin contrastación contra un evento real medido.

6.3 MODELOS HIDRÁULICOS

6.3.1 PROGRAMAS DE CÓMPUTO HIDRÁULICO

Actualmente existen diversos programas de cálculo unidimensional para estudios hidráulicos entre los que destacarían por su amplia distribución y aplicación el modelo de distribución gratuita HEC-RAS (River Analysis System), desarrollada por el Hydrologic Engineering Center del US Army Corps of Engineers y el modelo comercial Mike 11 desarrollado por DHI. La principal diferencia entre estos dos modelos, a parte del algoritmo de cálculo, es la posibilidad que posee Mike 11 de combinarse con modelos hidrológicos para la generación y propagación de hidrogramas. Para el cálculo hidráulico en régimen gradualmente variado el programa recomendado por su uso, por estar científicamente contrastado y ser de distribución gratuita es HEC-RAS.


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En el caso de cálculo de transitorios ambos programas son válidos, no obstante la capacidad de Mike 11 de generar y transitar hidrogramas es mucho más potente que la desarrollada por USACE. En este sentido, cabe destacar que ambos modelos pueden presentar considerables errores de cálculo en transitorio, ya que las ecuaciones presentan inestabilidades (falta de convergencia) en cambios rápidos de régimen. Los modelos bidimensionales más potentes que existen actualmente en cuanto a capacidad y complejidad son Sobek de Delft Hydraulics y Mike Flood de DHI. Ambos diseñados para proyectos de inundabilidad en áreas extensas y ambos implementando la misma metodología para el cálculo de acoplamiento 1D/2D. De los numerosos paquetes de software que proporcionan análisis hidráulicos, el diseñador deberá tener un conocimiento apropiado en relación con el manejo del respectivo programa, con el fin de elegirlo y utilizarlo correctamente y de revisar de manera idónea los resultados de su aplicación y extraer las conclusiones correctas.

Tabla 6-3 Resumen de programas de cómputo.

Programa Hidráulica. Corrientes hídricas

HEC-RAS (1D)

MIKE 11 (1D)

WSPRO (1D)

ISIS (1D)

BRI-STARS (1D)

FESWMS (2D)

SOBEC (1D-2D)

MIKE FLOOD (1D-2D)

IBER (2D)

TUFLOW (1D-2D)

INFOWORKS 2D (2D)

6.3.2 MODELOS UNIDIMENSIONALES (1D)

En los ríos naturales el flujo circula de una forma no estacionaria, no obstante, cuando el cambio del caudal en el tiempo (hidrograma de caudal) presenta una variación muy lenta, se suele modelar como flujo estacionario por simplicidad. El flujo no permanente se rige por las ecuaciones de Saint Venant 1D. Estas ecuaciones forman un sistema de dos ecuaciones diferenciales en derivadas parciales de tipo hiperbólico. Por lo tanto, únicamente existe solución analítica en unos pocos casos extremadamente simples, por lo que en la práctica han de solucionarse numéricamente. Las ecuaciones de Saint Venant son:


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Ecuación de continuidad 𝜕𝐴

𝜕𝑡+

𝜕𝑄

𝜕𝑥= 𝑞𝑙

Dónde: - A área mojada, expresada en m2

- Q Caudal, expresado en m3/s - t tiempo, expresado en s - x distancia en la dirección del flujo, expresado en m ql caudal de entrada al volumen de control que no proviene del flujo principal del río, es decir, que no está englobado en Q. Se expresa en m3/s por m de longitud de río. Ecuación de momentum

1

𝐴

𝜕𝑄

𝜕𝑡+

1

𝐴

𝜕

𝜕𝑥(𝑄2

𝐴) + 𝑔

𝜕𝑦

𝜕𝑥− 𝑔𝑆𝑓 − 𝑔𝑆0 = 𝑞𝑙(𝑣𝑙)𝑥

Dónde: - A área mojada, expresada en m2

- Q Caudal, expresado en m3/s - t tiempo, expresado en s - x distancia en la dirección del flujo, expresado en m - y altura de agua (profundidad), expresado en m - v velocidad media, expresado en m/s - g aceleración de la gravedad, expresado en m/s2 - Sf pendiente de la línea de energía, expresada en m/m - So pendiente del lecho del río, expresado, expresada en m/m - ql caudal de entrada al volumen de control que no proviene del flujo principal del río, es

decir, que no está englobado en Q. Se expresa en m3/s por m de longitud de río. - (vl)x componente x de la velocidad media del flujo ql, expresado en m/s. En los modelos simplificados de las ecuaciones de Saint Venant, en muy pocas ocasiones se considera la existencia de un flujo ql que no proviene del flujo principal y ql es nulo. Se simplifican las ecuaciones de Saint Venant quedando así:

𝜕𝐴

𝜕𝑡+

𝜕𝑄

𝜕𝑥= 0 Ecuación de continuidad

1

𝐴

𝜕𝑄

𝜕𝑡+

1

𝐴

𝜕

𝜕𝑥(𝑄2

𝐴) + 𝑔

𝜕𝑦

𝜕𝑥− 𝑔𝑆𝑓 − 𝑔𝑆0 = 0 Ecuación de momentum


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6.3.2.1 RECOMENDACIONES PARA ESTUDIOS CON MODELOS HIDRÁULICOS UNIDIMENSIONALES

En este apartado se realizan una serie de consideraciones a tener en cuenta en el uso de los modelos hidráulicos unidimensionales. Los criterios recogidos se expresan en función de los parámetros habitualmente utilizados en HECRAS.

Para mejorar la comprensión e identificar los elementos que componen el modelo es necesario que tanto el eje como las secciones estén georreferenciadas. Para ello se recomienda el uso de herramientas de GIS o CAD para la importación exportación de la geometría.

La escala de la topografía y batimetría para llevar a término la modelación hidráulica ha de tener la precisión suficiente para distinguir correctamente los elementos del territorio que pueden incidir substancialmente sobre el flujo. Se recomienda 1:1.000. Trabajos con cartografía inferior a 1:1.000 o sus modelos digitales del terreno (MDT) equivalentes (con un paso de malla máximo de 5 m x 5m) tienen menos confiabilidad. En caso que no sea posible, se admitirá trabajar con escalas 1:5.000

Como norma general la separación de secciones transversales (L) será proporcional a la anchura del río (B):

L ≈ B en el caso de ríos irregulares L ≈ 5B en el caso de ríos muy regulares En las zonas próximas del régimen crítico esta separación tendrá que reducirse. Debe observarse que este criterio depende del caudal, ya que a mayor caudal mayor anchura de río. Por otro lado, se tendrá que observar el resumen de avisos y errores para comprobar si hay indicaciones sobre la necesidad de incrementar la densidad de secciones. Cuando la variación entre secciones no se produzca de forma gradual se deberán ajustar los coeficientes de pérdidas por expansión o contracción teniendo en cuenta la siguiente tabla:

Tabla 6-4 Coeficiente de contracción y expansión a considerar.

Tipos de régimen

Tipos de transición Contracción Expansión

Transiciones graduales 0,1 0,3

Subcrítico Secciones típicas de puentes 0,3 0,5

Transiciones bruscas 0,6 0,8

Supercrítico Transiciones graduales 0,05 0,1

Transiciones bruscas 0,1 0,2


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No hay que confundir las secciones interpoladas con las obtenidas a partir de topografía, ya que estas no aportan información de carácter geométrico, pero pueden ser útiles para obtener valores de nivel o velocidad en determinado puntos de interés.

Como norma general la anchura de la topografía a considerar en la sección se tomará a cada lado del cauce principal y deberá contener la extensión ocupada por el flujo y no confinarlo.

Para poder reproducir correctamente las características de las secciones deberán tener un mínimo de 8 puntos formadas por el canal principal y las dos llanuras de inundación (sección tipo que no ha de darse en todos los casos).

Se tendrán que definir adecuadamente todos los elementos que puedan influenciar en las condiciones hidráulicas de las secciones: áreas inefectivas, levees, obstrucciones, bifurcaciones, puentes, etc.

En la caracterización de las secciones es fundamental la definición de los coeficientes de rugosidad. En general la estimación de estos coeficientes está rodeada de dudas, ya que sus valores dependen del mismo caudal y por lo tanto pueden variar en función de la intensidad del flujo. Es por ese motivo que se tiende a usar un coeficiente de valor alto para obtener valores conservadores (en cuanto a altura de agua), no obstante será necesario realizar un análisis de sensibilidad para observar la varianza de los resultados al modificar los coeficientes. Como se verá en el siguiente capítulo este coeficiente es una de las principales herramientas para la calibración de los modelos hidráulicos.

Tabla 6-5 Coeficientes de rugosidad de Manning típicos. Fuente HEC.

Lecho Coeficiente de rugosidad, n

Hierba y prados 0,035

Campos de cultivo y huertos 0,040

Arboles espaciados (frutales, parques) 0,050-0,060

Bosque de ribera y cañizar 0,080

Zona urbana (variable) >0,100

La definición de las condiciones de contorno deberá justificarse adecuadamente o en su defecto realizar un análisis de sensibilidad en niveles, velocidades y superficies inundadas. En el caso que el tramo de estudio se vea afectado por las condiciones de contorno, se deberá ampliar el ámbito de estudio de forma que no se vean condicionados los resultados a estas condiciones de contorno. En caso que no sea posible la ampliación suficiente se tendrá que comprobar que el error entre imponer como condición de contorno la altura de agua normal y crítico presenta unas diferencias entre la lámina de agua inferior a 10 cm.


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6.3.3 MODELOS BIDIMENSIONALES (2D)

A veces la definición de un modelo unidimensional no aporta datos reales del comportamiento hidráulico del río. Históricamente las modelaciones hidráulicas para tránsito de crecientes se hicieron con modelos unidimensionales, HEC-RAS, WSPRO, ISIS, BRI-STARS, etc., formaban parte de los códigos utilizados con estos fines. Tal y como es conocido las estructuras hidráulicas (puentes, aliviaderos, vados…) formaban parte esencial de los modelos, puesto que era un hecho que condicionaban enormemente los resultados hidrodinámico debido a las restricciones de flujo que suponían en la mayoría de casos. El cálculo se apoyaba en una serie de ecuaciones empíricas extraídas principalmente de experimentos en laboratorio. Los experimentos se solían realizar en canales donde el flujo era unidimensional, así que se adaptaban plenamente a los requerimientos de los modelos numéricos. Curiosamente las estructuras hidráulicas fueron la razón de la aparición de los primeros modelos 2D de shallow waters para después convertirse en su principal debilidad. Casos pioneros fueron los de FESWMS (Froehlich 1989) desarrollado por la Federal Highway Administration y Telemac (Galland et al. 1991), desarrollado por Électricité de France (EDF). Como puede verse en la siguiente figura, extraída del manual de FESWMS, queda clara su orientación al cálculo de puentes. Los factores que determinan la correcta modelación de un puente son: 1. Inclusión del efecto de las pilas del puente como fuerza de dragado. 2. Modelado de las pérdidas de energía provocadas por el efecto de contracción de los estribos.

Figura 6-4. Representación de un puente en FESWMS.

Fuente: Froehlich 2003.


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En los modelos unidimensionales ambos se incluyen de forma sistemática (el efecto de la contracción aparece como pérdidas de contracción/expansión). En los modelos bidimensionales se incluían las pilas como la fuerza correspondiente y las pérdidas por contracción a través de las pérdidas causadas por el modelo de turbulencia. En la época de desarrollo de los primeros modelos 2D se daban una serie de particularidades técnicas que posteriormente resultaron muy relevantes.

1. Los modelos se basaban en la técnica de los elementos finitos (FEM), por lo tanto incluir los modelos de turbulencia era especialmente sencillo puesto que se trataba de añadir un término difusivo, especialidad de FEM.

2. Las mallas de FEM eran por definición no estructuradas y permitían mallar perfectamente el contorno del puente.

3. Eran códigos implícitos, por lo que no había restricción en el paso de cálculo del modelo, por muy detallada que fuese la malla cerca del puente.

Tenían unas debilidades importantes:

a) Resolvían las ecuaciones en forma no conservativa. b) No modelaban correctamente los frentes de onda. c) Eran esencialmente no conservativos, por lo que solía perderse algo de agua.

Ya entrados en el siglo XXI los modelos 2D pasaron de FEM a volumen finito (FVM), esto significo que los modelos pasaron a ser:

1) Resolver la forma conservativa de las ecuaciones 2) Calcular correctamente regímenes transcríticos (rápido, lento, frente de onda) 3) Gestionar correctamente el proceso de secado-mojado 4) Conservar correctamente la masa

Esto permitió simular perfectamente roturas de presa, resaltos hidráulicos e infinidad de problemas hidráulicos complejos, pero perjudicó en algunos aspectos:

a) Códigos no adaptados al modelado de la turbulencia por ser inadecuados para los términos difusivos b) Códigos explícitos, por lo tanto los pasos de tiempo de cálculo deben ser muy pequeños cuando la malla es muy fina.

Por lo tanto, a pesar de las impresionantes mejoras obtenidas en la modelización 2D las estructuras hidráulicas siguen siendo el talón de Aquiles de estos modelos. Los modelos más potentes que existen actualmente en cuanto a capacidad y complejidad son Sobek de Delft Hydraulics y Mike Flood de DHI. Ambos diseñados para proyectos de


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inundabilidad en áreas extensas y ambos implementando la misma metodología para el cálculo de acoplamiento 1D/2D. Esto significa que el cauce, donde están todas las estructuras, se modela usando las ecuaciones 1D de antaño, modelando las estructuras a través de las tablas y ecuaciones desarrolladas en laboratorios. Y el agua que desborda los márgenes pasa al modelo 2D donde no hay estructuras. Las ecuaciones de aguas someras (shallow waters) se basan en simplificaciones de las ecuaciones de Saint Venant en 2D y pueden expresarse como:

Dq

y

hv

x

hu

t

h1

DDxfx uqSSy

huvghhu

xt

huh11,,0

22 2/

DDyfy vqSSghhvyx

huv

t

hv11,,0

22 )2/(

Dónde: - h es la profundidad del agua - u es la velocidad en la dirección X - v es la velocidad en la dirección Y - S0,x es la pendiente del lecho en la dirección X - S0,y es la pendiente del lecho en la dirección Y - Sf,x es la pendiente de fricción en la dirección X - Sf,y es la pendiente de fricción en la dirección Y - q1D es el caudal por unidad de área - u1D es la componente de la velocidad del caudal q1D en la dirección X - v1D es la componente de la velocidad del caudal q1D en la dirección Y

Además de los modelos comerciales descritos anteriormente se ha desarrollado en España un modelo gratuito bidimensional llamado IBER y que está profesionalmente reconocido y desarrollado por el Centro de Estudios Hidrográficos (CEDEX), el Instituto FLUMEN (Universidad Politécnica de Cataluña), Grupo de Ingeniería del Agua y del Medio Ambiente (Universidad de Coruña) y el Centro Internacional de Métodos Numéricos en Ingeniería (vinculado a la Universidad Politécnica de Cataluña). Se menciona este modelo, ya que además de ser gratuito se puede utilizar considerando un funcionamiento 1D acoplado a 2D es de uso libre, resuelve las ecuaciones de shallow waters con la posibilidad de tener en cuenta el término de turbulencia, utiliza un esquema de primer orden de volúmenes finitos, particularmente apropiado para el flujo con variaciones rápidas. Para resolver las ecuaciones se utiliza el algoritmo basado en el esquema de Gudonov (1959) y utiliza el “Riemannsolver” (Alcrudo et Mullet.Marit, 2005)


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siendo éste totalmente conservativo y “Shocl-capturing” por lo que puede alcanzar cualquier tipo de cambio en el régimen del flujo. Dispone de módulos para la introducción de obras de drenaje y puentes, así el cálculo de rotura de embalse y difusión de contaminantes. Se basa en un programa de mallado que puede generar mallas estructuradas y no estructuradas que permite adaptarse a cualquier tipo de geometría. Tanto los modelos descritos anteriormente, como los que se comentan en la adenda siguiente, son válidos siempre y cuando se contrasten y calibren con mediciones reales.

6.4 CALIBRACIÓN DE LOS MODELOS La calibración de un modelo hidráulico consiste en el ajuste de los parámetros del modelo, tales como la rugosidad y los coeficientes de las estructuras hidráulicas para que reproduzcan los datos observados en campo dentro de unos márgenes de error aceptables. Los factores que delimitan la calibración de un modelo son:

Datos hidrológicos.

Geometría del cauce y de las llanuras de inundación.

Coeficientes de rugosidad.

Capacidad de almacenamiento o laminación de las llanuras de inundación.

Coeficientes hidráulicos de las estructuras.

Modificaciones de la geomorfología del río.

Variaciones abruptas en las curvas de caudal de las secciones calculadas.

El gran problema que se presenta en la calibración de un modelo hidráulico es la inconsistencia, es decir, que un modelo puede ajustarse para reproducir un evento pero no otro. El ingeniero deberá investigar cómo identificar errores e inconsistencias en los datos de entrada y los posibles cambios en la forma del sistema. Una vez se comprende el sistema el ingeniero puede desarrollar los procedimientos que permitan compensar las diferencias con las mediciones reales.

6.4.1 DATOS HIDROLÓGICOS

Se deberán corregir de los registros considerados del escenario para que la entrada del hidrograma sea más precisa evitando saltos de ± 0,30m. Se comprobará que los datos medidos en campo no tengan errores y sean continuos y correspondientes al mismo escenario. Se deberá realizar una caracterización mediante curva de caudal de la sección de control considerada:


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Figura 6-5. Ejemplo de caracterización de sección de control.

Fuente Gary W. Brunner, 2008.

Para que el modelo sea preciso se deberá contar con datos de entrada de toda la cuenca contribuyente al punto de control. En aquella parte de la cuenca en la que no haya estación de aforo/caudalímetro se deberá obtener el caudal aportante mediante transformación lluvia-escorrentía o realizar alguna medición puntual del caudal y nivel para un ajuste de base, aunque únicamente sea para caudales bajos. Las marcas históricas de grandes crecientes suelen estimarse como las marcas dejadas en edificios, puentes, árboles u otro tipo de elementos. En caso que se consideren como dato de calibración de un modelo hidráulico deberán tenerse en cuenta una serie de consideraciones:

Tener en cuenta el efecto del viento y del posible oleaje que pueden dejar marcas más elevadas que la altura de agua realmente ocurrido.

El efecto de la capilaridad de las paredes de los edificios y otras estructuras.

En las llanuras de inundación pueden hallarse marcar con un nivel superior al que circula por el cauce principal. Esto se debe tener en cuenta principalmente para la calibración de modelos unidimensionales.


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Debido a que las pilas de un puente funcionan como una barrera al flujo, el nivel marcado en éstas se tendrá que considerar como línea de energía y no como altura de agua (profundidad), debido a la gran pérdida de energía cinética que se produce en estos puntos.

Figura 6-6. Ejemplo de gráfica que compara marcas de inundación y cota de agua teórica de un modelo hidráulico.

Fuente Gary W. Brunner, 2008

6.4.2 GEOMETRÍA DEL CAUCE Y DE LAS LLANURAS DE INUNDACIÓN Es necesario tener un número adecuado de secciones que definan precisamente la geometría del canal y de las llanuras de inundación para evitar la producción de errores a la hora de realizar la calibración del modelo. Se deberá comprobar que todas las estructuras hidráulicas han sido descritas de forma precisa. Revisar que los desbordamientos laterales se han modelizado adecuadamente (levees, áreas inefectivas, estructuras laterales) En caso que se realice un modelo unidimensional, se deberá tener en cuenta que se asume un nivel constante para toda la sección, por lo que podría ser necesario separar las llanuras de inundación como si fueran cauces paralelos que funcionan como almacenamiento de agua.


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6.4.3 COEFICIENTES DE RESISTENCIA HIDRÁULICA

Como se ha explicado en el capítulo anterior, la determinación del coeficiente de rugosidad puede ser un trabajo muy complicado y que puede variar por diversos factores. El coeficiente varía con el caudal, con el transporte de sedimentos, con el transporte de flotantes, con la temperatura, entre otros. Es por ello que al tratarse de una variable hidráulica tan subjetiva, sea también la principal variable que se utiliza para la calibración de niveles (alturas de agua) y velocidades en los modelos hidráulicos.

6.4.4 CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE LAS SECCIONES

Se deberá delimitar las zonas de inundación activa en un mapa topográfico. El área que quede fuera de esta zona se considerará zonas de almacenamiento. Como criterio para delimitar zonas de almacenamiento se considerará aquellas en las que la velocidad sea inferior a 0,4 m/s. Las zonas de amortiguamiento de crecientes de las secciones deberán tener la misma cota de la lámina de agua que el cauce principal de la sección. Este almacenamiento implica la atenuación del caudal y del tránsito de crecientes. Habitualmente el almacenamiento produce el ralentizamiento de dicho tránsito de crecientes y la reducción del caudal pico.

6.4.5 COEFICIENTES HIDRÁULICOS DE LAS ESTRUCTURAS

Los coeficientes de pérdidas en puentes y obras de drenaje menores tienden a provocar un efecto local de amortiguamiento de crecientes y una mínima afectación en el hidrógrama dependiendo de la sobreelevación provocada. El efecto de presas y estructuras transversales dependerá del volumen de almacenamiento aguas arriba de estas estructuras. Las estructuras laterales tendrán un papel importante en el cómputo de agua que saldrá del sistema fluvial.

6.4.6 MODIFICACIONES DE LA GEOMORFOLOGÍA DEL RIO

En aquellos cursos en los que la morfología es variable y cuyo cauce puede variar durante el paso de una creciente (cauce aluvial), se debería considerar una envolvente de la


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sección que tenga en cuenta la movilización del fondo fluvial, así como una rugosidad en función de las formas de fondo que puedan aparecer. Esto puede suceder por ejemplo en un curso meandriforme para una gran creciente llegando a producirse cortas y grandes variaciones de los meandros que forman el río.

Figura 6-7. Ejemplos de formas de fondo producidas en ríos.

Fuente: Chow, 1994.

6.4.7 VARIACIONES ABRUPTAS EN LAS CURVAS DE CAUDAL

Los saltos y bucles en la curva de caudal de una sección pueden estar provocados por efectos del hidrograma en régimen transitorio, saltos en las formas del lecho, llanuras de inundación muy extensas.

6.4.8 PASOS A SEGUIR PARA LA CALIBRACIÓN

Para poder realizar una buena calibración del modelo hidráulico se deberán seguir los siguientes pasos;

1. Modelización de un amplio abanico de caudales en estacionario y calibración de los valores de la n de Manning y establecer las curvas de caudal en las secciones con marcas históricas de grandes crecientes o estaciones o puntos manuales de aforo.

2. Seleccionar un evento en transitorio para modelarlo hidráulicamente. Comprobar que cada evento parte de caudal bajo, alcanza el pico y vuelve a caudales bajos.

3. Ajuste de almacenamiento y de las estructuras laterales (en el caso de HecRas) para mejorar el tránsito del hidrógrama, especialmente para el periodo, el pico, el volumen y la forma del hidrógrama.


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4. Ajuste del coeficiente n de Manning para reproducir el suceso registrado en la sección de control.

5. Calibración fina para sucesos de bajo caudal a alto usando factores de rugosidad-caudal cuando y como sea apropiado.

6. Refinamiento de la calibración mediante factores de rugosidad estacional.

7. Verificar la calibración del modelo ejecutando otros eventos o periodos de tránsito elevados que no hayan sido considerados en la calibración. Se considera que una buena calibración del modelo hidráulico se produce cuando la diferencia de niveles real y calculado es inferior al 5% del nivel real o inferior a 0,30m.

8. Si se considera que es necesario realizar un ajuste posterior, hacer ajustes y volver a ejecutar los eventos considerados.

En aquellos tramos a calibrar en los que no existan estaciones de aforo o registros históricos, podrán realizarse aforos manuales de forma puntual para la obtención de nivel y caudal para caudales bajos que permitan un primer ajuste de calibración del modelo.

6.4.9 CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA

Para la realización de una calibración eficaz de los modelos hidráulicos se deben tener en cuenta una serie de consideraciones y peligros:

Incremento del valor del n de Manning:

o La duración de la creciente aumentará localmente.

o El pico de la creciente se reducirá a medida que se traslade hacia aguas abajo.

o El tiempo de transito aumentará.

o El efecto bucle de la curva de caudal se amplificará.

Incremento del almacenamiento de agua:

o El pico de la creciente se atenuará.

o El tiempo de transito aumentará.

o La cola del hidrograma tendrá mayor duración.


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o El suceso puede aumentar o disminuir en función de cómo se dé el almacenamiento final y si el transporte se reduce.

Calibrar teniendo en cuenta diferentes escenarios y no únicamente un solo escenario.

No forzar la calibración con valores no realistas de Manning o de almacenamiento.

Realizar un estudio de sensibilidad de las condiciones de contorno en aquellos casos en los que la sección de control esté próxima a ellos.

La falta de convergencia en la calibración puede estar motivada por una falta de calidad en los datos de las secciones.

Las áreas de almacenamiento fuera de los canales se suele subestimar dando lugar a ondas de creciente muy rápidas.

Tener en cuenta que las secciones de HEC-RAS en estacionario no consideran áreas de almacenamiento.

Considerar una amplia gama de caudales para la calibración de las llanuras de inundación. En caso que sea posible, se realizaran aforos manuales para caudales bajos allí donde no existan estaciones de aforo.

Para ríos que puedan estar influenciados por zonas deltaicas o colas de embalses el término inercial de la ecuación del momento es muy importante. Por lo que se recomienda prestar especial atención en la definición de las áreas de almacenamiento y no en modificar el coeficiente de Manning.

Se debe considerar que en el suceso de una inundación histórica pueden haberse producido sucesos extraordinarios como la rotura de diques o su desbordamiento


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TABLA DE CONTENIDO

7 ESTUDIOS DE SOCAVACIÓN .............................................................................. 165

7.1 SOCAVACIÓN ................................................................................................................. 167 7.2 COMPONENTES DE LA SOCAVACIÓN ......................................................................... 168

7.2.1 Socavación no recuperable. .................................................................................... 168 7.2.1.1 Análisis de la socavación no recuperable. ........................................................................ 169

7.2.2 Socavación por aumento del caudal ....................................................................... 170 7.2.3 Socavación por contracción del cauce .................................................................... 170 7.2.4 Socavación local en los estribos.............................................................................. 170 7.2.5 Socavación local en las pilas ................................................................................... 170 7.2.6 Inestabilidad geomorfológica de la corriente ........................................................... 171

7.3 SOCAVACIÓN GENERAL .............................................................................................. 171 7.3.1 CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓN GENERAL ......................................................... 174 7.3.2 SOCAVACIÓN GENERAL EN CASOS ESPECÍFICOS.......................................... 178 7.3.3 SOCAVACIÓN EN CONFLUENCIAS...................................................................... 180 7.3.4 SOCAVACIÓN POR RECTIFICACIÓN DEL CAUCE O ELIMINACIÓN DE UN MEANDRO .............................................................................................................................. 181 7.3.5 SOCAVACIÓN EN CURVAS .................................................................................. 182 7.3.6 SOCAVACIÓN EN ROCA ...................................................................................... 183

7.4 SOCAVACIÓN POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE ....................................................... 184 7.5 SOCAVACION EN ESTRIBOS DE PUENTES ................................................................ 195

7.5.1 MÉTODOS PARA EL CALCULO DE SOCAVACIÓN JUNTO A ESTRIBOS DE PUENTES Y OBRAS DE CONTROL ..................................................................................... 198

MÉTODO DE BREUSERS Y RAUDKIVI .......................................................................................... 198 7.6 SOCAVACIÓN EN LAS PILAS DE PUENTES................................................................. 198

7.6.1 FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACIÓN EN PILAS ................................... 199 7.7 MÉTODOS DE CÁLCULO ............................................................................................... 201

7.7.1 Método de la FHWA (HEC-18) ................................................................................ 201 7.7.2 Método Nueva Zelanda ........................................................................................... 204 7.7.3 Método de Laursen y Toch ...................................................................................... 207 7.7.4 Método del TRRL ..................................................................................................... 207 7.7.5 ANCHO DE LAS FOSAS DE SOCAVACIÓN EN PILAS DE PUENTES ................ 209

7.8 SOCAVACIÓN EN ESPIGONES ..................................................................................... 209 7.9 SOCAVACIÓN EN EL PIE DE UN VERTEDERO ............................................................ 211

7.9.1 Método de Veronese ............................................................................................... 211 7.9.2 Método de Mason y Amurugan (1985) .................................................................... 212 7.9.3 Método de Mikhalev ................................................................................................. 213

7.10 MODELOS HIDRODINÁMICOS ...................................................................................... 214 7.10.1.1 HEC-RAS ..................................................................................................................... 215 7.10.1.2 SRH-1D ........................................................................................................................ 217

7.11 EJEMPLOS PRÁCTICOS ................................................................................................ 219 7.11.1 EJEMPLO PRACTICO 1 ......................................................................................... 219

7.11.1.1 Colocación de un AZUD Aguas Abajo del Puente ....................................................... 222


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7.11.1.2 Colocación de Espigones Aguas Arriba. ...................................................................... 223 7.11.1.3 Colocación de Muros de Encauce Aguas Arriba .......................................................... 225

7.11.2 EJEMPLO PRACTICO 2 ......................................................................................... 225 7.11.2.1 Modificación del cambio de dirección ........................................................................... 227 7.11.2.2 Resistencia del fondo a la acción erosiva .................................................................... 232


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7 ESTUDIOS DE SOCAVACIÓN

Es de entender que el tránsito normal de las corrientes de las aguas, provocan de manera continua el arrastre de material y en épocas extremas de sequía en muchos casos se observa que el recurso hídrico desaparece, mostrando en toda su dimensión la morfología del río. En épocas de sequía en algunos ríos se mantienen unas cantidades mínimas del flujo, lo cual permite también apreciar a primera vista su forma y profundidad. En muchos casos al presentarse escasez en el recurso hídrico y por efectos antrópicos, los cauces de los ríos y quebradas son modificados, presentándose ocupación o invasión. Colombia desde la expedición del Código Civil en 1887, al hacer referencia al cauce de los ríos y quebradas, establece que, “el suelo que el agua ocupa y desocupa alternativamente en sus creces y bajas periódicas, forma parte de la ribera o del cauce, y no accede mientras tanto a las heredades contiguas”, indicando con esto que se debe entender que los ríos y quebradas son producto de la construcción natural de manera milenaria. También contempla el mencionado Código, al hacer referencia al término aluvión que “Se llama aluvión el aumento que recibe la ribera de un río o lago por el lento e imperceptible retiro de las aguas”, este material hace parte de la morfología de los cauces, y cuando ocurren crecientes debido a los procesos de lluvia, se presentan cambios, producto del arrastre del aluvión, lo mismo que por efectos de socavación se modifica el cauce. De manera general cuando por efectos constructivos invasivos de las madres viejas de los cauces de los ríos y quebradas, éstos al volver por sus antiguos recorridos, provocan efectos de socavación arrastrando el material, que en muchos casos han sido depositados para elaborar rellenos y levantar construcciones. (Ver fotografías)


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Fotografía 7-1. Efectos de la Socavación.

Fuente: CAR

Fotografía 7-2. Efectos de la Socavación

Fuente: CAR – IEH

Se debe entender que normalmente sobre todos los cauces de ríos y quebradas se construyen puentes para interconectar las vías, y en muchas ocasiones las vías se trazan paralelamente a ellos, por tanto es importante recurrir al manual de drenaje INVIAS3, para analizar los efectos de socavación que se presentan por los diferentes eventos.

3 Manual de drenaje para carreteras. República de Colombia. Ministerio de Transporte. Instituto Nacional de Vías –INVIAS- 2009.


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7.1 SOCAVACIÓN Todos los casos de socavación van asociados a tiempos, modo y lugar, entendido que la trayectoria de cada fuente hídrica es diferente, por tanto las ecuaciones que se emplean en los cálculos de socavación son una ayuda en determinar los efectos de este fenómeno, pero debe primar la experticia del diseñador, sin desconocer que, debido a los fenómenos de los cambios climáticos, la naturaleza va mostrando realidades sustanciales, por lo que, lo modelos empleados deben ser ajustados o revisados permanentemente. El proceso de socavación se da por el aumento súbito de las corrientes de las aguas de los ríos y quebradas que causan un efecto natural en la profundización de los cauces.

Otra forma de socavación es la que se produce por efectos antrópicos, cuando se modifica el cauce para la construcción de obras (puentes, carreteras, etc.), de tal forma que las corrientes de las aguas al ser obstruidas, generan el efecto sobre las estructuras que obstruyen su tránsito natural, lo que provoca que algunas de ellas fallen por los procesos de socavación.

Plantea Barbosa Gil que: 4

El conocimiento de los procesos hidrodinámicos y morfológicos de una corriente aluvial, dadas unas condiciones hidrológicas conocidas, permite desarrollar un adecuado plan de manejo de los diseños hidráulicos que se lleven a cabo en dicho cauce. Entre los procesos fluviales, se destacan tres procesos como elementales: la erosión, el transporte y la depositación de sedimentos.

La erosión fluvial puede darse tanto en las bancas como en el fondo, dependiendo los grados de libertad del cauce (Maza Álvarez & García Flores, 1996). La erosión natural del fondo en cauces naturales producida por un incremento del caudal líquido, sea por crecidas naturales o inducidas, es llamada socavación general.

Los factores que influyen en la socavación general se pueden agrupar en tres grupos: factores geomorfológicos, factores de transporte y el tipo de material que conforma el lecho; todos factores únicos para cada río, lo cual dificulta la existencia de una ley general (Melville & Coleman, 2000).

Al hacer referencia qué tan antiguos son los estudios y análisis de los procesos de socavación, Suárez Díaz, consigna:5 “El estudio de la socavación es realmente nuevo y se

4 BARBOSA GIL, Sebastián. Metodología para calcular la profundidad de socavación general en ríos de

montaña (lecho de gravas). Medellín, 2013. Trabajo de Grado (Master Recursos Hidráulicos). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Minas. Escuela de Geociencias y Medio Ambiente. 5 SUÁREZ DÍAZ, Jaime. Control de erosión en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre Erosión y Deslizamientos — Ingeniería de Suelos Ltda. Universidad Industrial del Santander – Bucaramanga- Colombia. 2001


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inició con las investigaciones de E.M. Laursen en 1949, pero los procedimientos de diseños de estructuras contra socavación no se iniciaron hasta 1960 y fue hasta 1998 cuando se especificaron procedimientos unificados para el cálculo de socavación en los diseños de puentes por parte de la FHWA en los Estados Unidos.”

Igualmente manifiesta que, 6 La FHWA ha publicado hasta la fecha cinco guías para el manejo de la inestabilidad de los cauces y la socavación:

HEC-23 “Bridge Scour and Stream Stability Countermeasures” (Lagasse y otros, 1997) HEC-18 “Evaluation Scour at bridges” (Richardson y otros, 1995) HEC 20 “Stream Stability at Highway Structures” (Lagasse y otros, 1995) HIRE “Highways in the river environment” (Richardson y otros, 1990) HEC 11 “Design of Riprap Revetment” (Brown y otros, 1989) Dentro de otras herramientas que se usan para la modelación hidrodinámica que tienen en cuenta el transporte de sedimentos y modificaciones en el lecho de los ríos está el HEC-RAS o el SRH-1D, con lo que es posible establecer la variabilidad de los cauces por efectos de la socavación.

7.2 COMPONENTES DE LA SOCAVACIÓN7 En casos específicos donde más se evalúan casos de socavación son en los sitios donde se construyen los puentes, pues es clara la intervención del cauce, y en muchos casos, se observa el constreñimiento del mismo. Al evaluar la socavación en el sitio de un puente, plantea Jaime Suarez Díaz, se deben tener en cuenta seis componentes:

7.2.1 Socavación no recuperable. 8

Es el cambio en el nivel del fondo del cauce con el tiempo, a 10, 50, 100 o 500 años. Esta profundización o agradación del cauce ocurre en longitudes importantes de la corriente en un proceso que obedece a fenómenos geomorfológicos, los cuales pueden ser acelerados por la intervención antrópica de la cuenca o el cauce. La evaluación de esta erosión o agradación requiere de una investigación de la hidrología, geología, geomorfología e historia de la corriente y de la cuenca de drenaje y establecer modelos para predecir la evolución futura. Se conoce de ríos que en menos de 30 años se han profundizado más de diez metros (Richardson y Lagasse, 1999).

6 Ibídem. 7 Ibídem. 8 Ibídem.


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La degradación no recuperable en ocasiones es ignorada en los cálculos de socavación porque los ajustes del fondo del canal a lo largo de todo su sistema no son detectados o se asume que son insignificantes. Sin embargo, el conocimiento de esta degradación puede permitir detectar grandes profundizaciones del cauce durante la vida útil de una estructura. Los ríos y corrientes son detalles dinámicos del paisaje que se ajustan naturalmente al alterarse sus condiciones ambientales. Esta habilidad para ajustarse implica que cualquier cambio natural o antrópico necesariamente causa un ajuste en la morfología del canal, en las cargas de sedimentos, y en las características hidráulicas aguas arriba y aguas abajo en un intento del río por adaptarse a la alteración. Si el balance equivale a que la energía del flujo aumenta, el canal se ajustará a buscar un nivel menor de energía degradándose aguas arriba, ampliándose y sedimentando aguas abajo. La degradación puede ocurrir sobre un periodo grande de años y puede afectar longitudes grandes del canal, ríos completos o sistemas completos de cuencas. Por ejemplo, la degradación de largo plazo en el río Mississipi varía de acuerdo al sitio entre 1.6 y 9.1 metros (Wilson, 1999).

7.2.1.1 Análisis de la socavación no recuperable. 9

La evaluación de la erosión a largo plazo requiere del análisis de los cambios tanto naturales como inducidos por el hombre, incluyendo los siguientes:

• Alteraciones del canal de la corriente por dragado, canalización, y otras. • Minería de arena y grava en la corriente, la cual genera un desequilibrio de

sedimentos. • Construcción de represas que cambian las características del flujo y retienen el

suministro de sedimentos. • Cambios en el uso del suelo como quemas, sobrepastoreo y urbanización. • Cambios naturales por sismos, actividades volcánicas, cambios climáticos,

deslizamientos de tierra, etc.

Analizando estos factores se puede realizar una evaluación cualitativa de su efecto sobre el fondo del cauce. Adicionalmente se pueden realizar cálculos extrapolando información usando criterios de Ingeniería. Con este objeto existen programas de computador para analizar la socavación y la sedimentación, tales como BRI-STAR de la FHWA (Molinas, 1993), HEC-6 del U.S. Army Corps of Engineers (1991), y CAESAR (Palmer y otros, 1999). Los problemas de degradación de los ríos por minería son muy difíciles de resolver (Crossett, 1993). La degradación de algunos ríos en California por la explotación de arenas es del orden de cinco metros. La estabilización de las orillas y estructuras de puentes en una situación como esta, es prácticamente imposible.

9 Ibídem.


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7.2.2 Socavación por aumento del caudal10

Al aumentar el caudal la velocidad aumenta y se produce erosión en el fondo de la corriente. Al bajar nuevamente el nivel de la corriente, comúnmente esta socavación se recupera nuevamente por sedimentación. La socavación ocurre en periodos de horas o días, afectando prácticamente todo el cauce. Al pasar la avenida nuevamente se produce sedimentación y generalmente el cauce recupera, al menos parcialmente, el material socavado durante el paso de la creciente.

7.2.3 Socavación por contracción del cauce11

La construcción de un puente puede disminuir el ancho del cauce para el paso de grandes caudales y al presentarse los caudales, se produce un aumento extraordinario de las velocidades en la contracción, produciéndose socavación del fondo del cauce en el sector contraído. La socavación por contracción del cauce puede ser muy grande. Richardson y Lagasse (1999) describen casos de socavación de más de seis metros en la contracción de un puente durante avenidas de corta duración. Existen ecuaciones y modelos de computador que permiten calcular la socavación en las contracciones de los puentes con bastante precisión. Algunos de los programas utilizados para calcular la socavación en contracciones de puentes son: WSPRO, HEC-RAS, BRI-STARS,UNET, FESWMS y RMA-2V.

7.2.4 Socavación local en los estribos

Junto a los estribos del puente se genera turbulencia, la cual produce erosión adicional y disminuye localmente el nivel del fondo del cauce junto al estribo. Los vórtices junto a los estribos forman fosas profundas de erosión especialmente en los extremos del estribo junto al sitio de estrechamiento del cauce. Esta socavación debe adicionarse a la profundidad de socavación producto de la contracción de la sección del cauce.

7.2.5 Socavación local en las pilas

En las pilas dentro del cauce se producen remolinos de turbulencia, los cuales hacen que el nivel del río descienda especialmente junto a estas estructuras. Alrededor de las pilas se forma una fosa profunda por socavación, producida por un sistema de vórtices generados por la interferencia que la pila causa al flujo.

10 Ibídem. 11 Ibídem.


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7.2.6 Inestabilidad geomorfológica de la corriente

La movilidad lateral de la corriente modifica necesariamente los niveles del fondo del cauce en sitios específicos. La precisión de los modelos de socavación depende fuertemente de la disponibilidad de información para calibración y verificación de las fórmulas empleadas. Es difícil que un modelo de socavación pueda repetirse fácilmente en el campo, debido a la gran diversidad de variables topográficas, hidráulicas, hidrológicas, sedimentológicas y geológicas que intervienen en el proceso de socavación, las cuales no es posible modelar con exactitud.

7.3 SOCAVACIÓN GENERAL 12 Varios autores establecen que la socavación general, se debe a las siguientes causas:

a. Aumento del caudal durante las avenidas

b. Incremento de la pendiente del cauce por alteración del canal, o corte de meandros.

c. Remoción de sedimentos del flujo por la construcción de una presa o por extracción de materiales del fondo del cauce.

d. Transferencia de agua de una cuenca a otra, la cual altera la capacidad de transporte de sedimentos de ambas corrientes.

e. Disminución de la rugosidad del cauce por obras de regulación del canal.

f. Contracción de la sección del cauce. Esta socavación es una erosión general de todo el cauce y no depende de que exista o no un puente u otra estructura. La socavación general es13 aquella disminución en el nivel base del lecho del cauce como consecuencia de aumento en la velocidad y el esfuerzo cortante del flujo en el lecho, que pone en movimiento las partículas de fondo y de las márgenes que se encuentran en equilibrio, indistintamente de la presencia o no de cualquier estructura antropogénica. Los procesos fluviales y geomorfológicos que dan lugar a la socavación general ocurren en un amplio rango de escalas espacio-temporales.

12 Ibídem. 13 BARBOSA GIL, Sebastián. Metodología para calcular la profundidad de socavación general en ríos de

montaña (lecho de gravas). Medellín, 2013. Trabajo de Grado (Master Recursos Hidráulicos). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Minas. Escuela de Geociencias y Medio Ambiente.


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Una de las causas más comunes de la socavación general es debido a la a la reducción de la sección del cauce, por diferentes causas, y en especial en las zonas urbanizadas se da por no respetarse el cauce natural del río o quebrada. Dentro de la socavación general se incluyen los procesos de degradación naturales como incisión del lecho, migración lateral, cambios en las formas del lecho y socavación en confluencias. En términos de escala espacial, inestabilidades dentro de la cuenca pueden influir en los procesos que contribuyen a la socavación general. Por ejemplo, cambios en los usos del suelo pueden afectar la disponibilidad de sedimentos que transporta un río y por consiguiente afectar directamente las tasas de socavación de algún tramo en particular. Los cambios ocasionados por la socavación general a diferentes escalas espaciales son proporcionales a la escala temporal en que ocurren, es decir, cambios en los patrones de drenaje y perfiles longitudinales en una cuenca varían en escalas de tiempo geológicas. A escala de tramo, el alineamiento de un cauce puede variar desde años a siglos, cambios en la sección transversal pueden ocurrir de días a años, y cambios a escalas locales, como las formas del lecho, pueden variar incluso a escala horaria. Los cambios a largo plazo son consecuencia de una degradación progresiva y cuasi permanente debida a cambios hidrológicos y/o geomorfológicos a escala de cuenca, por ejemplo, cambio climático, disminución del nivel base o construcción de una presa.14 A corto plazo, la socavación general se desarrolla durante una creciente o crecientes continuas durante un espacio temporal corto (días u horas). La socavación es un fenómeno complejo que para la comprensión del problema y su solución requiere un análisis cualitativo inicial, enfocado en entender los procesos físicos a escala de cuenca, de tramo y de sección. La relación cualitativa propuesta por Lane (1955) ayuda a comprender las respuestas de un río ante cambios en la cuenca que pueden producir Agradación o degradación del lecho. 15 Lane representa el sistema fluvial como una balanza que permite predecir la respuesta cualitativa de un cauce ante algún cambio que se presente en alguno de los elementos característicos de la cuenca.

14 Ídem. 15 Ídem.


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Figura 7-1. Esquema de la analogía de la balanza de Lane

Figura 7-2. Esquema de Socavación.


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4. CAUCE NATURAL

5. CAUCE CON UN PUENTE

6. CAUCE EN EL MOMENTO DE UNA CRECIENTE

Fuente: Control de erosión en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre Erosión y

Deslizamientos — Ingeniería de Suelos Ltda. Universidad Industrial del Santander – Bucaramanga- Colombia. 2001

El manual de drenaje INVIAS16, plantea que existen muchos métodos para evaluar la socavación general, siendo el más utilizado en el medio colombiano el propuesto por Lischtvan - Lebediev. Asimismo, se emplean otros métodos como el de Maza Álvarez, Maza Álvarez - Echavarría Alfaro y el de Blench, entre otros.

7.3.1 CÁLCULO DE LA SOCAVACIÓN GENERAL

Según se establece las expresiones o métodos más tradicionales para evaluar la socavación general son las siguientes:

16 Manual de drenaje para carreteras. República de Colombia. Ministerio de Transporte. Instituto Nacional de Vías –INVIAS- 2009. Cap. 6.


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MÉTODO DE LISCHTVAN – LEBEDIEV

Es el método de mayor aplicación para determinar la socavación general en el lecho de una corriente y también se puede emplear para estimar la socavación por contracción en el caso que se vaya a proyectar un puente, por lo cual el efecto de la contracción no debe adicionarse a los valores de socavación obtenidos. El criterio propuesto por Lischtvan – Lebediev se basa en la obtención de la condición de equilibrio entre la velocidad media real del flujo y la velocidad media máxima necesaria para no erosionar el material del fondo; la profundidad de socavación en cualquier punto de la sección transversal se obtiene al igualar las ecuaciones de la velocidad real y la velocidad erosiva.

Dependiendo del material que conforma el lecho del río, que podría corresponder a suelos de tipo granular o cohesivos, para cada caso se propone una ecuación que permite hallar la profundidad de socavación. En la Figura presentan las principales variables.

Figura 7-3. Socavación General – Definición de variables

Fuente: INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Manual de Drenaje para carreteras.

SUELOS GRANULARES

Dónde:

YS: Profundidad del flujo después de ocurrida la socavación. Se mide desde el nivel del agua cuando pasa la creciente, hasta el nivel del fondo del cauce erosionado, en metros (m).


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Hoja No. 176


Yo: Profundidad inicial existente en una línea vertical predeterminada de la sección medida desde el nivel del agua cuando pasa la creciente, hasta el nivel del cauce antes del proceso de socavación, en metros (m).

α: Coeficiente de sección, definido como:

Qd: Caudal de diseño asociado al periodo de retorno, en metros cúbicos por segundo (m3/s).

Ym: Profundidad media, en metros (m), definida como:

A: Área hidráulica, en metros cuadrados (m2).

Be: Ancho efectivo de la superficie del agua en la sección transversal, en metros (m). Del ancho total se debe descontar el ancho de las pilas, cuando el ángulo de incidencia de la corriente con respecto al eje de la pila es 0. En caso de que la corriente forme un ángulo con las pilas, este valor se debe ajustar.

β: Coeficiente de frecuencia. Este coeficiente toma en cuenta el periodo de retorno T comprendido entre 15 y 1500 años. (Tabla 10.3) Para obtener su valor se propone la siguiente expresión:

µ: Coeficiente de contracción. Este valor es en función de la velocidad media del flujo y de la distancia libre entre pilas cuando hay un puente. (Tabla 10.1)

φ: Coeficiente de corrección por el efecto de la densidad del agua durante la creciente. (Tabla 10.4) Para agua clara (clear water) este valor es igual a 1.0. Si la creciente transporta sedimentos en suspensión (lived– bed), este coeficiente se calcula como:


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Hoja No. 177


γas: Peso específico del agua más sedimento, entoneladas por metro cúbico (T/m3).

dm: Diámetro medio de las partículas del material granular, en milímetros (mm). Se calcula como:

di: Diámetro en milímetros (mm) de una fracción de la curva granulométrica del material.

Pi: Peso de esa fracción expresado en porcentaje con respecto al total de la muestra (porcentaje retenido).

Z: Exponente variable que depende del diámetro medio de las partículas del material granular.

SUELOS COHESIVOS

Dónde: YS, α, Yo, β, μ, φ se definen igual que para suelos granulares.

γd: Peso volumétrico seco del material cohesivo, en toneladas por metro cúbico (T/m3).

x, y: Exponente variable que depende del peso volumétrico seco del material cohesivo. (Tabla 7-1)


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Hoja No. 178


7.3.2 SOCAVACIÓN GENERAL EN CASOS ESPECÍFICOS17

Una gran cantidad de ríos presentan trenzas o anaramificación de canales. La sección del río consiste en una serie de canales con profundidades y anchos diferentes (Figura 7 – 4). Por modificaciones en el caudal o por comportamiento natural, estos canales pueden no solamente profundizarse o socavarse, sino que también pueden moverse lateralmente. En la misma forma pueden formarse nuevos canales. Los ríos trenzados son por naturaleza inestables y la socavación puede alcanzar valores muy altos prácticamente imposibles de predecir. Los movimientos laterales del cauce pueden ser hasta 1000 metros por año (Joglekar, 1971), e incluso los ríos trenzados más estables pueden moverse entre 10 y 100 metros por año. (Schumm 1977, Shen 1979).

Figura 7-4. Socavación y desplazamiento lateral en cauces trenzados

17 SUÁREZ DÍAZ, Jaime. Control de erosión en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre Erosión y Deslizamientos — Ingeniería de Suelos Ltda. Universidad Industrial del Santander – Bucaramanga- Colombia. 2001


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Hoja No. 179


Tabla 7-1. Valores del coeficiente de contracción del cauce. (Maza, 1967).

Velocid

ad media

en mts/seg

Luz libre entre dos pilas, en metros

10 13 16 18 21 25 30 42 52 63 106 124 200

Coeficiente μ

Menor de 1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.50 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00

2.00 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00

2.50 0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00

3.00 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

3.50 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

4.00 o Mayor

0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99

Tabla 7-2.Valores de x, y, z (Maza, 1967).

Suelos cohesivos Suelos

granulares γ

d X

1

1+x

γ

d x

1

1+x d (mm) Z

1

1+z d (mm) z

1

1+z 0.80 0.52 0.66 1.20 0.39 0.72 0.05 0.43 0.70 40.000 0.30 0.77

0.83 0.51 0.66 1.20 0.38 0.72 0.15 0.42 0.70 60.000 0.29 0.78 0.86 0.50 0.67 1.28 0.37 0.73 0.50 0.41 0.71 90.000 0.28 0.78 0.88 0.49 0.67 1.34 0.36 0.74 1.00 0.40 0.71 140.000 0.27 0.79

0.90 0.48 0.67 1.40 0.35 0.74 1.50 0.39 0.72 190.000 0.26 0.79 0.93 0.47 0.68 1.46 0.34 0.75 2.50 0.38 0.72 250.000 0.25 0.80

0.96 0.46 0.68 1.52 0.33 0.75 4.00 0.37 0.73 310.000 0.24 0.81 0.98 0.45 0.69 1.64 0.31 0.76 6.00 0.35 0.74 370.000 0.23 0.81 1.00 0.44 0.69 1.64 0.31 0.76 8.00 0.35 0.74 450.000 0.22 0.83

1.04 0.43 0.70 1.71 0.30 0.77 10.00 0.34 0.75 570.000 0.21 0.83 1.08 0.42 0.70 1.80 0.29 0.74 15.00 0.33 0.75 750.000 0.20 0.83

1.12 0.41 0.71 1.89 0.28 0.78 20.00 0.32 0.76 1.000.000

0.19 0.84 1.16 0.40 0.71 2.00 0.27 0.79 25.00 0.31 0.76


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Hoja No. 180


Tabla 7-3. Valores de β (Maza, 1967).

Probabilidad (en % de

que se presente el

caudal de diseño)

Coeficient

e β

100 0.77 50 0.82

20 0.86

10 0.90

5 0.94 2 0.97

1 1.00 0.3 1.03

0.2 1.05 0.1 1.07

Tabla 7-4. Valores de ψ (Maza, 1967).

γ mezcla agua –

sedimento

Coeficiente ψ

1.05 1.06

1.10 1.13

1.15 1.20

1.20 1.27 1.25 1.34

1.30 1.42 1.35 1.50

1.40 1.60

7.3.3 SOCAVACIÓN EN CONFLUENCIAS18

Cuando dos ríos se unen, o dos canales bifurcados se reunifican, el resultado de los movimientos espirales que se producen, genera niveles de socavación significativos. Esta socavación depende del ángulo de la confluencia y los caudales aportados por cada corriente. Entre mayor es el ángulo de confluencia ø la socavación es mayor y si los caudales aportados son muy similares entre las dos corrientes, la socavación es también superior. (Figura 7 – 5)



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Figura 7-5. Influencia del ángulo de confluencia y la relación de caudales sobre la socavación en

una confluencia

Fuente: Klaassen y Vermeer, 1988.

ℇ =2(𝑄1 − 𝑄2)

𝑄1 + 𝑄2

ø = Angulo de confluencia ε = Relación de caudales ys = Profundidad máxima de cauce socavado yo = Promedio de la profundidad de los dos canales independientes.

7.3.4 SOCAVACIÓN POR RECTIFICACIÓN DEL CAUCE O ELIMINACIÓN DE UN MEANDRO

Hay planteamientos que: “al eliminar un meandro o rectificar un cauce se aumenta la pendiente del cauce en el sitio, lo cual genera una socavación o profundización del cauce por aumento de la velocidad. Esta profundización puede afectar varios kilómetros de cauce, tanto aguas abajo como aguas arriba. El río trata de autoajustarse a las nuevas


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Hoja No. 182


condiciones y se pueden demorar varios años para que el río logre un nuevo equilibrio a una profundidad mayor”. 19

Fotografía 7-3. Tramos ya Rectificados del Río Bogotá en su Cuenca Media

Fuente: IEH

7.3.5 SOCAVACIÓN EN CURVAS 20

La socavación en las curvas es un fenómeno muy difícil de analizar, en razón de los flujos secundarios y la gradación de los sedimentos. Ni el nivel de agua ni la profundidad del cauce son constantes a lo largo de la curva y ambos son difíciles de predecir. La superficie del agua aumenta hacia el extradós de la curva y el cauce tiende a profundizarse por acción de los flujos secundarios. No existe una teoría para analizar con precisión el fenómeno de socavación en una curva. Según Maza la socavación en el extradós de una curva puede ser hasta tres veces mayor que en un tramo recto y propone la siguiente relación:

ys (tramo curvo) = k . ys (tramo recto)

Donde k depende del radio de curvatura r y del ancho del cauce W.

Tabla 7-5. Valores de k para el cálculo de socavación en curvas

W/r Coeficiente k 0.5 3.0

0.33 2.57

19 SUÁREZ DÍAZ, Jaime. Control de erosión en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre Erosión y Deslizamientos — Ingeniería de Suelos Ltda. Universidad Industrial del Santander – Bucaramanga- Colombia. 2001 20 Ibídem.


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W/r Coeficiente k

0.25 2.20 0.20 1.84

0.16 1.48 0 1.27

Fuente García, 1979.

Fotografía 7-4. Socavación en curvas

Fuente IEH

7.3.6 SOCAVACIÓN EN ROCA 21

Aunque para muchos la roca se considera como un material ideal para la cimentación de puentes, han ocurrido fallas de puentes cimentados en roca a causa de la socavación (Froehlich y otros 1995). Las rocas fracturadas son extraordinariamente propensas a la socavación. Los bloques producto de la fracturación son fácilmente erosionados por las corrientes de agua. Las rocas solubles son susceptibles a la socavación no recuperable. En las rocas el fenómeno de meteorización es fundamental en los procesos de socavación.

21 Ibídem


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Fotografía 7-5. Ejemplo socavación en roca

Fuente IEH

7.4 SOCAVACIÓN POR CONTRACCIÓN DEL CAUCE

Muchos ríos y quebradas, por efecto de construcción de infraestructura vial, son sometidos a una constricción, por tanto es importante tener en cuenta que esta acción antrópica produce un descenso del fondo del cauce por efectos del aumento de la velocidad de la corriente intervenida.


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Hoja No. 185


Fotografía 7-6 Socavación por construcción.

Figura 7-6. Esquema de la contracción

Suarez22 consigna en su libro varias fórmulas de acuerdo a los criterios que han logrado establecer investigadores en el tema de socavación, entre ellas están:

22 Ibídem.


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CRITERIO DE MAZA Según Maza la socavación por contracción del cauce se puede evaluar empleando el mismo criterio que para la socavación general o bien mediante la expresión.

𝑐𝑡 = 𝑦𝑜 ⌈𝑊𝑜

𝑊𝑡⌉ 0,642

Dónde: y = Tirante medio en las secciones inalteradas (o) y reducidas (t) W = Anchos de la superficie libre. MÉTODO DE LAURSEN Laursen (1960) desarrolló una expresión para cuantificar la socavación en una contracción

⌈𝑦2

𝑦1⌉ = ⌈

𝑊1

𝑊2⌉

∝

Dónde: y2 = Profundidad promedio en la sección contraída. y1 = Profundidad promedio aguas arriba de la contracción W1 = Ancho del fondo aguas arriba de la contracción W2 = Ancho del fondo en la sección contraída. α varía de 0.64 a 0.8 Posteriormente Gill (1981) determinó que los valores reales de socavación son superiores a los obtenidos por el método de Laursen. MÉTODO DE LAURSEN MODIFICADO Una versión modificada de la teoría de Laursen (1960) fue presentada por Richardson y Davis (1995) para contracciones largas.

⌈𝑦2

𝑦1⌉ = ⌈

𝑄2

𝑄1⌉

67

⌈𝑊1

𝑊2⌉

𝑘1


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Q1 = Flujo aguas arriba (cm/seg) Q2 = Flujo en la sección contraída k1 = Coeficiente que depende del modo de transporte de los sedimentos (Tabla 7-6.).

Tabla 7-6. . Valores de K1 en la ecuación de Laursen Modificada

k1 Modo de transporte de los sedimentos

0.59 Mayoría de material en contacto con el lecho

0.64 Algo de material suspendido

0.69 Mayoría de material suspendido


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Hoja No. 188


MÉTODO DE RICHARDSON Y DAVIS

Con base en las teorías desarrolladas inicialmente por Laursen (1963), Richardson y Davis (1995) obtuvieron las siguientes ecuaciones para determinar la socavación por contracción del cauce:

𝑦 = [𝑛²𝑣²

𝐾𝑠(𝑆𝑠 − 1)𝐷]

3

Dónde:

Y = Profundidad promedio en la sección contraída (m)

Ks = Coeficiente de Shields el cual varía entre 0.03 y 0.1 (Vanoni, 1975) (Figura 4.8)

n = 0.041 D501/6 Coeficiente de Manning

Ss = Gravedad especifica (2.65)

D = Diámetro de las partículas más pequeñas no transportables (m)

V = Velocidad promedio en la sección contraída

La anterior formula puede expresarse en función del canal Q y el ancho del cauce W.

𝑦 = [𝑛²𝑄²

𝐾𝑠(𝑆𝑠 − 1)𝐷𝑊²]

3/7

o en función del diámetro medio efectivo de las partículas Dm = 1.25 D50 (Richardson y Richardson, 1999)

𝑦 = [0,025𝑄²

𝐷𝑚² ᷄³𝑊²]

3/7


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Hoja No. 189


Figura 7-7. Coeficiente de Shields.

MÉTODO DE KOMURA La contracción de los cauces ocurre en zonas donde se construyen puentes, espigones o estructuras de contención de la orilla. La socavación puede calcularse mediante la siguiente expresión (Komura, 1971):

∆𝑧

𝑦= (1 + 1,2𝐹𝑟²) [(

𝑊

𝑊1) ² ᷄³ − 1]

Dónde: Δz= Socavación y = Altura del cauce inicial W = Ancho inicial W1 = Ancho contraído Fr = Numero de Froude MÉTODO DE MICHIUE Otra fórmula utilizada es la de Michiue y otros (1984).

∆𝑧

ℎ= [(

𝐵1

𝐵)−4 7⁄

− 1] + ( 0.5 𝑟2) [(𝐵1

𝐵)

−6 7⁄

− 1]


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Hoja No. 190


MÉTODO DE GILL Finalmente se presenta la fórmula desarrollada por Gill (1972)

∆𝑧

𝑦= (

𝐵1

𝐵)−6 7⁄

[(𝑊1

𝑊)−𝑃

(1 − 𝜏𝑐

𝜏) +

𝜏𝑐

𝜏]

−3 7⁄

− 1

Dónde: Ʈ = El esfuerzo de corte en el cauce arriba de la contracción Ʈ c= Esfuerzo de corte crítico para el material de fondo Las anteriores fórmulas también pueden utilizarse para contracciones debidas a espigones y otras estructuras. MÉTODO DEL TRRL Para calcular la socavación debida a la construcción de un puente, el TRRL (1992) recomienda utilizar un procedimiento de cálculos consecutivos hasta que se obtenga una velocidad estable para el caudal de diseño. La velocidad se calcula con la fórmula de Manning:

𝑉 =1

𝑛 (

𝐴

𝑃)⅔

Una vez obtenida la velocidad para una socavación supuesta, se la compara con la velocidad competente de acuerdo a la Figura 7 – 8 . Se repiten nuevamente los cálculos de velocidad con nuevos niveles de socavación hasta que las dos velocidades coincidan.


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Hoja No. 191


Figura 7.8 Diagrama para calcular la contracción en un rio

Figura 7.9 Diagrama para el calculo de velocidad componente de socavación, método TRRL (1992)


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Tabla 7-7. Velocidades componentes para suelos de diversas erosionabilidades TRRL (1992)

Profundidad del flujo

(m)

Velocidad competente Vc m/seg

Erosionabilidad alta

Erosionabilidad mediana

Erosionabilidad baja 1.5 0.6 1.0 1.8

3 0.65 1.2 2.0 6 0.7 1.3 2.3

15 0.8 1.5 2.6

METODO GERMAN DEL CAMPO23 La metodología establecida por German del Campo, se basó en una investigación que se orienta hacia el estudio de la socavación general en cauces aluviales, donde se plantea que las socavaciones ocurren por “condiciones de desequilibrio cuando la capacidad de transporte, dentro de un campo de flujo, es superior a la tasa de abastecimiento de material solido al volumen de control.” Esta metodología práctica la desarrollaron sobre el río Magdalena y Cauca, donde los rangos de caudales están entre 91 m3/s y 13.000 m3/s. En un análisis comparativo24 se dice que la teoría desarrollada por Del Campo, establece que la profundidad de socavación está relacionada con el caudal unitario y el número de Froude de la siguiente manera:

Pmáx=0,4671qmáx0,667Fmáx

-0,667 MÉTODO DE JOSÉ ANTONIO MAZA ÁLVAREZ25 Propone calcular la profundidad crítica para la condición de equilibrio que ocurre cuando dentro de un proceso de socavación la velocidad media del flujo iguala a la velocidad media máxima necesaria para no erosionar el material del lecho. Dicha condición teórica de equilibrio se representa por:

UE = UR Dónde:

23 Del Campo, Germán. (1995), “Una Metodología de Cálculo de Socavación en Cauces Aluviales a partir de Información de Aforos Líquidos”. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá 24 ALDANA, J., ORDOÑEZ, J. COMPARACIÓN DE FORMULAS PARA CALCULAR LA SOCAVACIÓN GENERAL EN CAUCES ALUVIALES. Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. 25 Ibídem.


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Hoja No. 193


UR = Velocidad media real del flujo, en m/s, en una franja o línea vertical UE = Velocidad media del flujo para empezar a erosionar un material dado del fondo, en m/s. La forma general expresada por Maza, considera que la profundidad de socavación está dada por:

U𝑅 =∝. 𝑑˳5/3

𝑑𝑠

En donde UR es la Velocidad media real de flujo en m/s, 𝑑˳ es la profundidad normal

antes de la socavación en metros y 𝑑𝑠 es la profundidad de socavación en metros.

Se indica que el proceso erosivo se detendrá cuando el valor de 𝑑𝑠 sea de tal magnitud

que UR es igual al valor de UE para las partículas representativas del material del lecho. Los investigadores Aldana y Ordoñez, al hacer los análisis comparativos de acuerdo a los criterios establecidos por de Del Campo y los de Maza establecen:26 Dado que el Método de Del Campo-Ordóñez es independiente del diámetro de las partículas, solo es posible comparar estos métodos si suponemos que, en los ríos cuyo régimen presenta números de Froude menores a 0.4 el lecho contiene arenas y gravas con predominio de arenas, mientras que para ríos cuyo régimen presenta Números de Froude mayores a 0.4, puede haber un porcentaje mayor de gravas y cantos, con predominio de arenas gruesas y gravas finas en el lecho y en la carga; estas condiciones son compatibles con las existentes en la mayoría de los cauces aluviales. Teniendo en cuenta lo anterior, se comparan los dos métodos, de modo que el de Del Campo-Ordóñez se analiza para F = 0.1, cuando el de Maza, se calcula para un diámetro de los sedimentos de 0.00025 m; mientras que para números de Froude mayores, se compara Del Campo-Ordóñez para F = 0.4, con Maza para diámetro de los sedimentos de 0.01 m. Los resultados se presentan en las siguientes figuras.

Figura 7.10 Comparación de Métodos para Sedimentos Finos y Número de Froude Bajo

26 Ibídem.


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Figura 7.11 Comparación de Métodos para Sedimentos Gruesos y Número de Froude Alto

Las figuras muestran que, sin importar el régimen de flujo y el diámetro de la partícula, la mayor profundidad de socavación se presenta con los criterios de Einstein y Meyer Peter, y la menor con el método de Del Campo-Ordóñez. Para F = 0.1 y lechos de arena fina, es


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decir D = 0.25 mm, los criterios de Meyer Peter y Shields toman valores muy cercanos, mientras que Lebediev toma valores bajos, muy cercanos a Del Campo-Ordóñez; en este caso los dos métodos producen resultados prácticamente idénticos. Para F>0.4 y lechos de grava fina, es decir D = 1.0 cm, se observa que los criterios de Meyer Peter, Lebediev y Shields toman valores muy cercanos entre sí, mientras que Del Campo-Ordóñez toma valores menores con respecto a los demás.

7.5 SOCAVACION EN ESTRIBOS DE PUENTES27

Figura 7.12 Esquema del flujo junto a estribos de puentes



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Figura 7.13 Método para determinar la socavación en estribos de puentes (Breusers y Raudkivi,

1991). (EROS 4-16) B)

Los estribos de los puentes represetnan generalmente puntos de cambio brusco de la sección del río generándose turbulencias, las cuales a su vez producen socavación. Ver Figura 7 – 14

Figura 7.14 Localización de los vórtices principales en la contracción del cauce por un puente

La socavación local en el estribo de un puente ocurre en dos sitios del estribo. Puede ocurrir una gran fosa de socavación en el pie del estribo, causado por un remolino


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horizontal y otra fosa aguas abajo del estribo causado por un remolino vertical. La fosa formada por el remolino horizontal se forma generalmente en la punta aguas arriba del estribo. El resultado es una socavación de hasta 2.6 veces la socavación debida a la contracción, si el cambio de sección es brusco y de hasta 1.5 veces para cambios de sección gradual (utilizando diques guía). La mayoría de las fórmulas desarrolladas para calcular la socavación en el estribo se refieren a la estimación de la fosa, producida por el remolino horizontal. La totalidad de estas ecuaciones se basan en experimentos de laboratorio y no han sido verificadas en campo (Richardson y Lagasse, 1999), por lo tanto se requiere criterios de ingeniería para diseñar las cimentaciones de los estribos. Para la protección contra la socavación causada por el remolino vertical se puede utilizar riprap o en su defecto un muro o dique para guiar la corriente aguas abajo del estribo. Estas estructuras también deben protegerse con revestimientos para evitar la erosión.

Figura 7.15 Tipos de estribo para cálculo de socavación


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Hoja No. 198


7.5.1 MÉTODOS PARA EL CALCULO DE SOCAVACIÓN JUNTO A ESTRIBOS DE PUENTES Y OBRAS DE CONTROL

MÉTODO DE BREUSERS Y RAUDKIVI

El Método de Breusers y Raudkivi (1991) en modelos de laboratorio desarrollaron una grafica para obtener la socavación en estribos de puentes dependiendo de la altura de flujo, y la longitud de estribo dentro del cauce (Figura 7.13)

MÉTODO DEL TRRL El TRRL sugiere calcular la socavación junto a los estribos del puente metidos en el río, de acuerdo al sistema del TRRL explicado en capitulo 7.4, multiplicado por un factor de 2.25 (Tabla 7-8)

Tabla 7-8. Factores multiplicadores para calcular la socavación junto a estribos de puentes y obras

de control de ríos.

Naturaleza de la obra Multiplicador Espigones 2.0 a 2.75

Estribos de puentes 2.25

Protección lateral 1.5 a 2.0

7.6 SOCAVACIÓN EN LAS PILAS DE PUENTES28 Alrededor de las pilas o estructuras en la mitad de un cauce se forman sistemas de remolinos o vórtices y estos remolinos generan socavación. Generalmente, se genera un remolino en herradura y un remolino de estela o perturbación de dinámica del flujo (Figura 7 – 16). El mecanismo de socavación depende principalmente del remolino de herradura. Los sedimentos son levantados y sacados del hueco de socavación por este gran remolino en combinación con el remolino de estela. La velocidad de rotación del remolino es mayor aproximadamente a 70 grados del eje de la corriente en una pila cilíndrica. La fosa de socavación tiene una profundidad y ancho variables. Figura 7.16 Diagrama en sección longitudinal del flujo alrededor de la pila de un puente



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Hoja No. 199


.

7.6.1 FACTORES QUE AFECTAN LA SOCAVACIÓN EN PILAS

Los factores principales que afectan las características de la socavación en pilas de puentes son:

a. Las propiedades del líquido: Densidad, viscosidad cinemática, aceleración de la gravedad.

b. Las propiedades del flujo: Profundidad, velocidad, ángulo de ataque c. Las propiedades del material de fondo del cauce: Densidad y tamaño de las

partículas. d. Las características de la pila: Ancho, forma, orientación.

Existe una gran cantidad de fórmulas y modelos para el cálculo de socavación en pilas de puentes, especialmente para los casos de materiales granulares en el cauce. La socavación en pilas de puentes puede ser tan profunda en materiales cohesivos como en materiales no cohesivos, sin embargo, en suelos cohesivos puede tomar más tiempo en lograrse la profundidad máxima de socavación. El ancho de la pila es un factor determinante de la socavación. En el caso en el cual la relación entre la profundidad de flujo y el ancho de la pila y/d < 2.5, el efecto del ancho es mayor que para y/d > 2.5 (Johnson, 1999).


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Hoja No. 200


Efecto de los elementos junto a la pila Se ha encontrado que la colocación de cercas flotantes alrededor de las pilas disminuye la profundidad de la socavación entre 15 y 50%, dependiendo en la profundidad sumergida de la cerca. Estas cercas aunque se les utiliza para evitar que las embarcaciones golpeen las pilas de los puentes, también cumplen con el objetivo de disminuir la socavación. Cuando se construyen cercas alrededor de las pilas, la profundidad de socavación es menor pero la fosa socavada es más ancha (Abed, 1999). La colocación de discos alrededor de la pila es una forma de disminuir el efecto de la socavación. Su efecto es bloquear parcialmente y extender la formación del vórtice vertical creado por la pila. La mejor localización del disco es profundo sobre la superficie del cauce. Al colocarlo a mayor altura el efecto disminuye, debido a que el remolino se genera debajo del disco. La presencia de cimientos o de apoyos para pilotes, debajo de las pilas puede disminuir o aumentar la socavación. Los cimientos que sobresalen por encima del fondo pueden aumentar la socavación, y los cimientos anchos, por debajo del fondo pueden disminuirla. La localización del punto de variación depende de la relación entre la profundidad del flujo, el ancho del cimiento y la profundidad de la parte superior del cimiento.

Figura 7.17 Esquema en planta de un vórtice de herradura alrededor de la pila de un puente.


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Hoja No. 201


7.7 MÉTODOS DE CÁLCULO29 Existe una gran cantidad de métodos para estimar la socavación local en pilas de puentes. De estos métodos presentamos los más utilizados:

7.7.1 Método de la FHWA (HEC-18)

Esta fórmula fue desarrollada por Richardson y Davis (1995) y presentada como Norma de diseño por la Federal Highway Administration de los EE.UU.

𝑌𝑠

𝑦= 2.0 𝐾1𝐾2𝐾3𝐾4 [

𝑑

𝑦]0,65

𝐹𝑟0.43

Esta ecuación tiene los siguientes límites: yS ≤ 2.4 d, para Fr < 0.8 yS ≤ 3.0 d, para Fr > 0.8 Donde: yS = Profundidad de socavación. Fr = V / (g.y)1/2 V = Velocidad del flujo de acercamiento y = Profundidad del flujo d = Diámetro de la pila. K1, K2, K3, K4 = factores de forma, ángulo de orientación, rugosidad del fondo y uniformidad de la gradación respectivamente. El factor K1 depende de la forma de la pila y se obtiene de la Tabla 7-9, (Figura 7-18).

Tabla 7-9. Factor de forma de la pila K1

Forma de la pila Factor K1 Nariz cuadrada 1.1

Nariz redonda 1.0

Nariz circular 1.0

Nariz puntiaguda 0.9

Grupo de cilindros 1.0

Para ángulos de ataque del flujo mayores de 5o se utiliza K1 = 1.0



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Hoja No. 202


Figura 7.18 Formas de la pila para cálculo de socavación por el método del FHWA

El coeficiente K2 depende del ángulo de ataque del flujo (Tabla 7-10) y puede calcularse por medio de la ecuación.

𝐾2 = (cos 𝜃 + 𝐿 𝑑 sin 𝜃⁄ )0.65 Si L/d es mayor de 12 se debe utilizar L/d = 12 como valor máximo de K2.

Tabla 7-10. Factor de corrección para el ángulo de ataque del flujo


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Hoja No. 203


Ángulo Factor K2

L/d=4 L/d=8 L/d=12

0 1.0 1.0 1.0

15 1.5 2.0 2.5

30 2.0 2.75 3.5

45 2.3 3.3 4.3

90 2.5 3.9 5.0

El coeficiente K3 depende de la rugosidad general del cauce y se obtiene de acuerdo a la Tabla 7-11

Tabla 7-11. Factor de corrección por rugosidad general del cauce.

Características del fondo del cauce

Altura de dunas (m)

Factor K3

Aguas limpias - 1.1

Fondo plano y antidunas - 1.1

Dunas Pequeñas 3>H<0.6 1.1

Dunas medianas 9>H>3 1.1 a 1.2

Dunas grandes H>9 1.3

El coeficiente K4 tiene por objeto disminuir el valor calculado de socavación para tener en cuenta que las partículas grandes de material disminuyen la socavación, y se obtiene de la siguiente expresión:

𝐾4 = [1 − 0.89 (1 − 𝑉𝑅)2]0.5

𝑉𝑅 = 𝑉𝑂 − 𝑉𝑖

𝑉𝑐90 − 𝑉𝑖

𝑉𝑖 = 0.645 (𝐷50

𝑑)0.053

𝑉𝑒50

𝑉𝑒50 = 6.19 𝑦1 6⁄ 𝐷501 3⁄

Donde: K4 = Factor de corrección por gradación de los materiales VR = Relación de velocidades Vo = Velocidad de acercamiento m/seg Vi = Velocidad de acercamiento a la cual se inicia erosión en la pila, en granos de tamaño D50 m/seg


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Hoja No. 204


d = Ancho de la pila en metros y = Profundidad del flujo de acercamiento Vc90 = Velocidad critica para movimiento incipiente de material de tamaño D90 m/seg Vc50 = Velocidad critica para movimiento incipiente de material de tamaño D50 m/seg La FHWA estableció las siguientes limitantes para la aplicación del coeficiente K4: • El coeficiente K4 se aplica solo cuando D50 > 60 mm. • K4 = 1.0 para VR > 1.0 • Valor mínimo de K4 = 0.7. Estos límites al coeficiente K4 fueron confirmados por Richardson y Richardson (1999).

7.7.2 Método Nueva Zelanda

Este método fue presentado por Melville y Sutherland (1988) y se basa en que la máxima posible socavación (z) que puede ocurrir en una pila cilíndrica es igual a 2.4 veces el diámetro de la pila d. z máxima = 2.4 d. Este valor máximo puede reducirse utilizando una serie de coeficientes que dependen de diferentes factores.

𝑧

𝑑= 2.4 𝐾𝑢𝐾ℎ𝐾𝑑𝐾𝜎𝐾𝑠𝐾𝛼

Donde: Ku = Factor de intensidad de flujo Kh = Factor de profundidad Kd = Factor de tamaño de sedimentos Kσ = Factor de la gradación de los sedimentos Ks = Factor de la forma de la pila Kα = Factor del alineamiento de la pila|

𝐾𝑢 = [𝑉 − 𝑉𝑎−𝑢2

𝑉𝑐]

Para V< Va Ku= 1.0

Para V>Va


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Hoja No. 205


Donde: V = Velocidad promedio del flujo de acercamiento Va= Velocidad promedio de acercamiento por encima de la cual no se forma coraza en el fondo. Vc = Velocidad media de flujo de erosión.

𝐾ℎ = 1.0

𝑆𝑖 ℎ 𝑑⁄ > 2.6

𝐾ℎ = 0.78 (ℎ 𝑑⁄ )0.255

𝑆𝑖 ℎ 𝑑⁄ < 2.6

𝐾𝐷 = 1.0

𝑆𝑖 𝑑 𝐷50 < 2.5⁄ Figura 7.19 Determinación de la profundidad de socavación alrededor de una pila (Laursen y

Toch).


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Hoja No. 206


𝐾𝜎 = 1 𝑃𝑎𝑟𝑎 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜𝑠 𝑏𝑖𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑏𝑎𝑑𝑜𝑠

𝐾𝑍 = 𝑆𝑒 𝑜𝑏𝑡𝑖𝑒𝑛𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑎 4.12

𝐾𝛼 ≈ 9.6 − 8.6 (1 −𝛼

90º)0.11 (1−𝐿 𝑏⁄ )

Donde: α = Angulo de ataque en grados L = Longitud de la pila b = Ancho de la pila

Tabla 7-12. Factores de forma de la pila Ks para el cálculo de socavación.

Forma en

planta de

la pila

Longitud

/

ancho

Ks

Lenticular 2.0 0.97

3.0 0.76 4.0 0.67 a 0.73

7.0 0.41

Elíptica 2.0 0.91


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Hoja No. 207


3.0 0.83

Perfil

Joukowski

4.0 0.86 4.1 0.76

Rectangular 2.0 1.11 4.0 1.11 a 1.40

6.0 1.11

7.7.3 Método de Laursen y Toch

La socavación alrededor de la pila de un puente según Laursen y Toch se puede calcular mediante la gráfica de la figura 7-19

7.7.4 Método del TRRL

El TRRL recomienda utilizar la gráfica de la Figura 7-20, multiplicada por un factor que se obtiene de la tabla 7- 13.

Tabla 7-13 Factores multiplicadores para el cálculo de socavación en pilas de puentes método

TRRL-1992

Angulo de

inclinación

de la pila

con la

corriente

Relación Largo / ancho de la pila

4 8 12

Factor multiplicador

0° 1,00 1,00 1,00

5° 1,17 1,40 1,65

10° 1,33 1,70 2,12

15° 1,50 2,00 2,50

20° 1,67 2,25 2,83

25° 1,83 2,50 3,17

30° 2,00 2,75 3,50

Figura 7.20 Curvas para estimar la profundidad local de socavación en pilas de puentes de

acuerdo al TRRL-1992


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Hoja No. 208


Observaciones al cálculo de la socavación en pilas La experiencia ha demostrado que para pilas muy anchas la formula del FHWA da valores muy superiores a los reales. Igual situación ocurre cuando se calcula la socavación para cimientos anchos. Sin embargo, este método es el más utilizado especialmente por su carácter de norma obligatoria en los EE.UU. El valor d que se utiliza en la fórmula debe ser el valor del ancho de pila cerca al fondo del cauce, después de tener en cuenta tanto la degradación a largo plazo como la socavación por contracción del cauce. Cuando hay grupos de pilas que se proyectan por encima del fondo del cauce después de la degradación a largo plazo y la socavación por contracción, se puede suponer que el grupo de pilas se ha representado por una pila de ancho igual al área proyectada sumada, de las pilas, ignorando el espacio entre ellas. En el caso en que exista la posibilidad de acumulación de material grueso entre las pilas, debe suponerse una pila del ancho total del sistema. Un caso extremadamente grave de socavación ocurriría si se llega a presentar flujo a presión debajo del puente. La socavación en la pila se incrementaría de 2.3 a 10 veces el valor calculado (Abed, 1991). En el caso de flujos hiperconcentrados de sedimentos se aumenta en forma sustancial la socavación en la pila de un puente y deben suponerse socavaciones muy superiores a las calculadas, sin embargo, no existen expresiones debidamente aceptadas para el cálculo de la socavación en este caso.


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Hoja No. 209


7.7.5 ANCHO DE LAS FOSAS DE SOCAVACIÓN EN PILAS DE PUENTES

La mayoría de las ecuaciones para el cálculo de la socavación están orientadas a calcular los valores verticales de la socavación, sin embargo, en muchos casos es importante determinar el ancho de las fosas de socavación, especialmente cuando existe el riesgo de que las socavaciones de dos elementos de la estructura se traslapen. Butch (1999) realizó mediciones de socavación en los puentes de la ciudad de Nueva York y encontró que las fosas de las pilas atravesadas al flujo son de menor ancho aguas arriba de la pila y de mayor ancho aguas abajo de esta. El ancho máximo de la fosa de socavación para una pila orientada con el flujo, de acuerdo a Richardson (1999) se puede obtener por medio de la expresión:

𝑊𝑠 = 𝑦𝑠(1.36 cot ∅ + 0.44) + 0.10

Donde: ys = Profundidad de socavación φ = Ángulo de fricción del material granular Ver figura 7-20.

7.8 SOCAVACIÓN EN ESPIGONES30 Los espigones actúan como deflectoras del flujo, disminuyendo el ancho efectivo del cauce. Las velocidades se aumentan y se producen dos tipos de socavación, las cuales deben sumarse: a. Socavación por contracción del cauce, la cual puede calcularse con los sistemas desarrollados para otro tipo de contracciones. b. Socavación local en la en la punta del espigón.



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Hoja No. 210


Figura 7.21 Esquema de espigones para calcular la socavación

La socavación en la punta del espigón depende de la posición del espigón, su forma y su inclinación con respecto a la orilla. Breusers y Raudkivi recomiendan utilizar la siguiente expresión:

𝑦 = 2 (𝐾1𝐾2𝐾3)𝑞12 3⁄

Dónde: q1 = Descarga unitaria en la sección contraída en m3 / seg. K1, K2, K3, son coeficientes que se obtienen de las tablas 7-14, 7-15 y -16.

Tabla 7-14 Coeficiente K1

α Ángulo entre el espigón y la orilla (en

grados)

K1

30 0.8

45 0.9

60 0.95 90 1.0


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Hoja No. 211


α Ángulo entre el espigón y la orilla (en

grados)

K1

120 1.05 150 1.50


Pendiente de la pared

del dique K2

Vertical 1.0 45o 0.85


Posición del espigón respecto al canal

K3

Canal recto (Ambas orillas)

1.0

Parte cóncava de la curva

1.1

Parte convexa de la curva

0.8

Sector aguas abajo en una curva muy fuerte

1.4

Sector aguas abajo en una curva moderada

1.1

7.9 SOCAVACIÓN EN EL PIE DE UN VERTEDERO31 Un aspecto muy importante en el diseño de vertederos es la predicción de la socavación local que va a ocurrir aguas abajo de la estructura de caída. Los ingenieros deben diseñar estructuras que resistan la suma de la socavación general debida a la corriente y la socavación local ocasionada por la caída de agua. Existen varios métodos para el cálculo de la socavación local, los cuales dan resultados muy diferentes: Los métodos más utilizados son los siguientes:

7.9.1 Método de Veronese

El método de Veronese reportado por Mason y Arumugan (1985) está representado por la siguiente ecuación:



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Hoja No. 212


𝐷𝑠 + 𝑌𝑡 = 0.202 𝐻0.225 𝑞0.54 𝑑𝑚−0.42

El método de Veronese fue desarrollado en 1937 y solo tiene importancia histórica.

7.9.2 Método de Mason y Amurugan (1985)

Este método se desarrolló con base en las mediciones de la socavación en los vertederos de grandes estructuras como presas.

𝐷𝑠 + 𝐷𝑝 = 𝐾𝑞0.6

𝑉0

𝑆0.8 𝑑𝑠0.4 sin 𝛽

Dónde:

𝐾 = 𝐶𝑑2 (

𝑦 sin ∅

𝐵 sin(∅ + 𝛼)(𝑦𝑠 − 𝑦)𝑔)0.8

Las ecuaciones de Bormann y Julien son aplicables tanto para chorros libres como para chorros sumergidos. El ángulo α se considera igual al ángulo β’, para chorros libres. Para chorros sumergidos el ángulo β’ puede calcularse por medio de la siguiente ecuación:

𝛽 = 0.316 sin+ 0.15 ln (𝐷𝑝 𝑦𝑜

𝑦0) + 0.13 ln

𝑦𝑡

𝑦0 0.5 ln (

𝑉0

√𝑔 𝑦0

)́


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Hoja No. 213


Figura 7.22 Socavación en el pie de un vertedero

.

7.9.3 Método de Mikhalev

Para calcular la socavación máxima generada por un vertedero sobre una superficie sin proteger para materiales granulares con diámetro medio, mayor de un milímetro Mikhalev (1971) propuso la siguiente ecuación:

𝑧 + ℎ𝑑

𝑏1= 4,8 (sin 𝛽1 + 0.33 cos 𝛽1)

[

(𝐹𝑟𝐷)4 3⁄

𝑘 (ℎ𝑑

𝐷95)1 3⁄

− 1

]

𝐹𝑟𝐷 = √𝑈0

2 + 𝑉12

√𝑔 𝐷95

𝑏1 = 𝑞

√𝑈02 + 𝑉1

2

= 𝑞

√𝑈02 + 2𝑔𝑦∅2

𝛽1 = tan−1 (∅ √2𝑔𝑦

𝑈0)

Dónde: z = Profundidad máxima de socavación. hd = Profundidad de flujo aguas abajo de la socavación b1 = Espesor del chorro. β1 = Angulo de caída del chorro Uo = Velocidad del agua en la cresta (flujo crítico)


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Hoja No. 214


V1 = Velocidad vertical del chorro (a calcular por fórmulas básicas de hidráulica) q = Descarga o caudal específico y = Altura de caída g = Aceleración de la gravedad k = Coeficiente que depende de la profundidad del agua, aguas abajo y del diámetro de las partículas (Tabla 7.17) φ = Coeficiente de velocidad (Tabla 7-18)

Tabla 7-17 Coeficiente K

Hd /D95 k

> 10 1.21

10 1.26

<10 1.32

Tabla 7-18 Coeficiente Ф

y, altura de caída del

agua (m)

φ Coeficiente de

velocidad

1 0.97

2 0.95

3 0.91

4 0.88

5 0.86

Observaciones al cálculo de socavación en vertederos Los cálculos de socavación como tendencia general son el resultado de mediciones en laboratorio de modelos para casos específicos y no el resultado de una interpretación precisa de los procesos físicos de la socavación. La fórmula de Veronese generalmente da valores inferiores de socavación a las fórmulas restantes y existen diferencias de resultados de magnitudes considerables entre las diferentes fórmulas, las cuales varían en ocasiones hasta 20 veces el uno del otro (Bormann, 1999). Por la razón anterior los ingenieros se ven forzados a tomar decisiones utilizando ecuaciones desarrolladas para situaciones muy diferentes a aquellas del diseño y con la incertidumbre de que la socavación real pueda ser también muy diferente a la calculada.

7.10 MODELOS HIDRODINÁMICOS Los procesos de socavación pueden ser modelados en diferentes dimensiones (1D, 2D y 3D), mediante esquemas de solución numérica de las ecuaciones que determinan el comportamiento del flujo, los sedimentos y su interacción.


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Hoja No. 215


Hace 20 años, el uso de la modelación numérica para solucionar problemas fluviales era impensado, pues las limitaciones computacionales de velocidad y almacenamiento hacían difícil su aplicación a problemas reales de escala finita. Hoy en día, la modelación numérica es un área en continuo desarrollo, en la que se aún no se ha evaluado el potencial que tienen estas herramientas para modelar casos prácticos. En términos generales, los modelos unidimensionales son apropiados para simular procesos de agradación y/o degradación general. Los modelos bidimensionales también pueden ser aplicados para este propósito, y permiten un mejor análisis de la erosión en una contracción, aunque entre mayor sea la dimensión del modelo, se necesitan más requerimientos de información base y parámetros de calibración. Por tanto, según sea la necesidad es más conveniente usar uno u otro modelo. Los modelos unidimensionales con módulos de simulación de lecho móvil y transporte de sedimentos son generalmente usados para predecir cambios en el lecho. Entre los modelos más comerciales de éste tipo se destacan el HEC-6 (actual HEC-RAS), GSTAR (actual SRH) y el MIKE11, desarrollados por el U.S. Army Corps of Engineers, el U.S. Bureau of Reclamation y el Danish Hydraulics Institute, respectivamente. Los resultados de éstos y de cualquier otro modelo unidimensional para predecir cambios en el lecho depende en gran medida de las ecuaciones de transporte adoptadas en la modelación (Melville & Coleman, 2000). Asimismo, Fan (1994) concluye en sus estudios que los modelos unidimensionales son altamente dependientes de los datos de entrada, incluso más que los modelos bidimensionales, siendo esenciales para su desarrollo, calibración, validación e implementación. El autor encontró que para los mismos datos, diferentes modelos pueden predecir resultados significativamente diferentes (Melville & Coleman, 2000). Para el presente trabajo, se seleccionaron los dos modelos unidimensionales más comerciales en el medio y que han tenido un mayor y continuo desarrollo en modelación de cambios en el lecho, el HEC-RAS (antiguo HEC-6) y el SRH-1D (antiguo GSTAR). A continuación se presenta una descripción de sus principales características, capacidades y limitaciones. 7.10.1.1 HEC-RAS

El HEC-RAS (Hydrologic Engineering Center – River Analysis System) es un modelo hidrodinámico desarrollado por U.S. Army Corps of Engineers, capaz de realizar análisis unidimensionales de sistemas fluviales mediante cuatro componentes: simulación de perfiles de flujo permanente, simulación de flujo no permanente, cálculo de transporte de sedimentos y cambios en el lecho, y calidad de aguas. El software está en continuo desarrollo, la última versión del HEC-RAS es la 4.1 de enero de 2010.


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Hoja No. 216


El software está fundamentado en la solución de la ecuación de la energía, donde las pérdidas por fricción son evaluadas mediante la ecuación de Manning y las pérdidas por contracción y/o expansión son proporcionales al cambio en las cabezas de velocidad. Para situaciones de flujo rápidamente variado, como en la entrada a obras hidráulicas o resaltos hidráulicos, HEC-RAS usa también la ecuación de momentum para encontrar la solución. Para flujo no permanente, HEC-RAS resuelve las ecuaciones de conservación de masa y momentum mediante un esquema implícito de diferencias finitas desarrollado por Preissmann y Chen (1973). El módulo de sedimentos del HEC-RAS permite calcular el transporte de sedimentos mediante diferentes métodos, y para condiciones de concentración, distribución granulométrica y velocidad de caída de las partículas definidas por el usuario. Las ecuaciones de transporte incluidas en el modelo son: 1. Método de Ackers & White (1973). 2. Método de Engelund &Hansen (1972). 3. Método de Laursen modificado por Copeland (1989). 4. Método de Meyer-Peter & Muller (1948). 5. Método de Toffaleti (1968). 6. Método de Yang (arenas 1973 y gravas 1984). Los cambios en el lecho son calculados mediante la solución de la ecuación de continuidad de sedimento (también conocida como ecuación de Exner), bajo tres restricciones: limitantes temporales de depositación y de erosión, y acorazamiento del lecho. Capacidades

- HEC-RAS posee interfaz gráfica que facilita las labores de pre proceso y post proceso de la información de entrada y visualización de resultados. HEC-RAS modela el tránsito de hidráulico de flujo permanente y no permanente, en régimen de flujo subcrítico, supercrítico y mixto, para tramos de cauces con pendiente longitudinal menor al 10%.

- HEC-RAS es capaz de modelar tanto flujo gradualmente variado como rápidamente variado, mediante la soluciones de las ecuaciones de energía y momentum.

- HEC-RAS posee herramientas que permiten comparar planes de modelación.

- HEC-RAS es capaz de modelar desde tramos sencillos, hasta sistemas fluviales dendríticos y divergencias de flujo, apoyado con herramientas de optimización.


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Hoja No. 217


- HEC-RAS permite analizar el comportamiento hidráulico de obras hidráulicas como

puentes, vertederos, alcantarillas, compuertas, etc.

- HEC-RAS permite importar y exportar la geometría de un caso de modelación y los resultados obtenido a un SIG y combinarlos con un modelo digital del terreno.

- HEC-RAS posee herramientas de modelación de transporte de sedimentos y cambios en el lecho a través de varias metodologías.

- HEC-RAS tiene en cuenta el acorazamiento del lecho para la predicción de cambios en el lecho.

- HEC-RAS permite hacer análisis de temperatura y transporte de algunos solutos importantes para analizar la calidad del agua.

Limitaciones

- HEC-RAS modela flujos en ríos con pendientes menores al 10%.

- HEC-RAS sólo considera flujo unidimensional, aunque aproximaciones numéricas permite realizar una distribución de velocidades en la sección.

- HEC-RAS tiene problemas de estabilidad numérica en la simulación de flujos altamente dinámicos.

7.10.1.2 SRH-1D

SRH-1D (Sedimentation and River Hydraulics – One Dimension) es un modelo numérico unidimensional para simulación hidráulica y de sedimentos en ríos aluviales, desarrollado por el U.S. Bureau of Reclamation. El software está en continuo desarrollo, la última versión del SRH-1D es la 3.0 de noviembre de 2012. SRH-1D es capaz de modelar problemas complejos en hidráulica fluvial como el comportamiento de ríos con lecho móvil, con flujo de caudales permanentes y no permanentes, transporte de sedimentos cohesivos y no cohesivos, o simulación de barras e islas. SRH-1D emplea las mismas ecuaciones que HEC-RAS para la modelación del flujo permanente y no permanente. Para la solución de flujo no permanente SRH-1D también permite el uso del esquema numérico de solución del modelo MIKE11 (Huang & Greimann, 2012).


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Hoja No. 218


Los cambios en el lecho y el transporte de sedimentos son modelados a partir de la ecuación de continuidad de Exner (flujo cuasi no permanente), válida cuando la concentración de sedimentos en suspensión puede ser ignorada. Para el tránsito de sedimentos en condiciones no permanente (cuando la concentración cambia rápidamente), SRH-1D tiene la opción de modelar el problema mediante la solución de la ecuación de convección-difusión promediada en la profundidad, solucionada mediante el esquema de Lax-Wendroff. Ésta opción puede traer problemas de estabilidad en el modelo, por tanto su uso no es conveniente si no es estrictamente necesario. Las ecuaciones de transporte de sedimentos que incluye el modelo son: 1. Método de Meyer-Peter & Muller corregido por Wong & Parker (2006). 2. Método de Engelund & Hansen (1972). 3. Método de Laursen (1958) modificado por Madden (1993). 4. Método de Ackers & White (1973) modificado por HR Wallingford (1990). 5. Método de Brownlie (1981). 6. Método de Yang (arenas 1973 y gravas 1984). 7. Método de Parker (1990). 8. Método de Wilcok & Crowe (2003). 9. Método de Wu (2000). 10. Método de Gaeuman (2009). Capacidades

- SRH-1D calcula los perfiles de flujo de canales sencillos o múltiples para flujo permanente y no permanente.

- SRH-1D estima el transporte de sedimentos cohesivos y no cohesivos mediante múltiples ecuaciones de sedimentos aplicables a un amplio rango de condiciones de flujo y sedimentos.

- SRH-1D es capaz de calcular erosión, agregación, depositación y consolidación de

sedimentos cohesivos.

- SRH-1D calcula transporte de sedimentos por clases, distribución del sedimento y acorazamiento.

- SRH-1D calcula la erosión de lechos en roca.

- SRH-1D permite modelar condiciones de frontera internas, como puentes,

compuertas, vertederos, etc. Limitaciones


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Hoja No. 219


- SRH-1D no posee interfaz gráfica para la entrada de datos ni visualización de resultados.

- SRH-1D es un modelo unidimensional. Fenómenos donde los componentes 2D y 3D no puedan ser ignorados no es conveniente modelarlos.

- SRH-1D sólo funciona en el sistema operativo Windows 7 de 64-bits.32

7.11 EJEMPLOS PRÁCTICOS33

7.11.1 EJEMPLO PRACTICO 1

TEORÍA DE RÉGIMEN Método de Lischtvan – Lebediev Supongamos que tenemos las siguientes condiciones en el cauce de un río:

Pendiente media del curso de agua durante la crecida: i = 0,001

Sección media de escurrimiento: Ω = 460 m2

Perímetro mojado: χ = 130 m

Probabilidad de la crecida: 20%

Condiciones del suelo: - Material GRANULAR (dm = 50 mm, x=0,35)

Coeficiente de Manning: n = 0,025

Perfil batimétrico (tirantes de cada faja durante la avenida)

32 BARBOSA GIL, Sebastián. Metodología para calcular la profundidad de socavación general en ríos de

montaña (lecho de gravas). Medellín, 2013. Trabajo de Grado (Master Recursos Hidráulicos). Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Minas. Escuela de Geociencias. y Medio Ambiente. p. 15-19. 33 GUITELMAN A, PÉREZ S. Erosión y socavación. Cátedra de construcciones hidráulicas. Facultad de Ingeniería. Departamento de Hidráulica. Universidad de Buenos Aries. Argentina.


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Hoja No. 220


Figura 7.23 Perfil Batimétrico

a) Verificación de la Aplicabilidad del Método

Primero se verifica que el método de Litschvan-Levediev sea aplicable a este caso. Para ello deberemos calcular, por lo tanto, el Número de Froude del escurrimiento. Entonces: 1. Calculamos el Radio Medio Hidráulico:

2. Calculamos el caudal con la expresión de CHEZY:


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Hoja No. 221


3. Calculamos la velocidad media durante la avenida:

4. Calculamos el tirante medio durante la crecida:

5. Finalmente, calculamos el Número de Froude:

Vemos que F<1 (régimen lento), por lo tanto el método es aplicable. b) Cálculo del Perfil Erosionado Debido a que se trata de un material de fondo granular, aplicamos la siguiente fórmula para obtener el tirante erosionado Hs:

Aplicando la fórmula, entonces, obtenemos:


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Hoja No. 222


Figura 7.24 Perfil erosionado

SOLUCIONES POSIBLES AL PROBLEMA Cuando la erosión generalizada adquiere valores importantes resulta conveniente aplicar medidas correctivas en el curso de agua, a saber: 7.11.1.1 Colocación de un AZUD Aguas Abajo del Puente

La profundidad de erosión es mayor cuanto mayor sea la pendiente del cauce. De esta forma, la colocación del Azud aguas abajo genera una zona de estancamiento tal que se produce una sedimentación importante sobre el lecho, disminuyendo la pendiente del mismo. Esto puede apreciarse en la siguiente Figura 7.25


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Hoja No. 223


Figura 7.25 Colocación de un Azud Aguas Abajo

Este azud puede construirse de manera muy sencilla y económica mediante la utilización de Gaviones, dándole a la estructura buenas características de flexibilidad y adaptabilidad. 7.11.1.2 Colocación de Espigones Aguas Arriba.

Estos espigones, si se colocan correctamente, favorecen el fluir de la corriente, con el consecuente depósito del material transportado. Los mismos pueden ser:

Figura 7.26 Tipo de Espigones


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Hoja No. 224


También, en este caso, es conveniente la utilización de Gaviones en la construcción de las estructuras. Los espigones resultantes son de forma escalonada:

Figura 7.27 Espigones hechos con gaviones.

.

Además, es conveniente colocar una colchoneta al pie del espigón (zona crítica del mismo) que absorba la energía del agua que cae (con la ventaja de poder adaptarse a la deformación del fondo) y evitar, por lo tanto, una erosión excesiva. Para que esta colchoneta actúe adecuadamente será necesaria la colocación de un filtro (o geotextil) entre ésta y el fondo en caso de existir material fino y con el fin de evitar su sifonamiento. La separación entre espigones dependerá de la inclinación de los mismos respecto de la corriente (α), de su longitud (Lt) y de la ampliación teórica esperada de la corriente una vez superado el obstáculo (β). Es decir:

Sep = Lt.(cosα + senα.cosβ) Se recomienda que:


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Hoja No. 225


- En tramos rectos: 4 Lt < Sep < 6 Lt - En tramos curvos: 2,5 Lt < Sep < 4 Lt - El muro del espigón esté siempre sumergido (altura aproximada=3h) y que la raíz sea siempre insumergible (altura aproximada = 1,1h). - Si B es el ancho de la sección del cauce: h < Lt < B/3 7.11.1.3 Colocación de Muros de Encauce Aguas Arriba

Estos muros (como se muestra en la Figura 4) logran un ordenamiento de la corriente y de los vórtices generados en la misma, con una disminución notable del fenómeno de erosión.

Figura 7.28 Muros de encauce

7.11.2 EJEMPLO PRACTICO 2

Supongamos una pila ubicada en la faja Nro.10 del Ejemplo Práctico Nro.1, con las siguientes dimensiones:


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Hoja No. 226


Figura 7.29 Pila en el cauce

Suponemos, además, un Ángulo de Ataque nulo (α=0°). Entonces, • Como se trata de una crecida:

• Como la pila es redondeada:

• Ingresando al gráfico correspondiente con


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Hoja No. 227


Por lo tanto, utilizando la fórmula de NICOLLET, se obtiene:

PROTECCIÓN DE LAS PILAS CONTRA LA EROSIÓN Luego de haber seleccionado la forma de la pila pueden considerarse ciertas condiciones adicionales para impedir o disminuir los efectos erosivos a su alrededor. En términos generales, existen dos formas de controlar el proceso de erosión:

1- Impedir o modificar el cambio de dirección en la región de aguas arriba de la pila, tratando de reducir los vórtices.

2- Tratar que el fondo del cauce resista la acción erosiva. Veremos a continuación, entonces, las distintas posibilidades que existen para cada uno de estos dos enfoques. 7.11.2.1 Modificación del cambio de dirección

Zapata de Fundación o Cabezales La zapata o cabezal sobre la cual se puede tener que fundar la pila por razones estructurales, puede llegar a una probabilidad de disminuir la erosión hasta un valor de 1/3 de la erosión que ocurriría con la pila sola.


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Hoja No. 228


Figura 7.30 Protección en la base por zapatas

En el caso de pilas (y zapatas) de sección circular se encontró que la disposición óptima se logra con zapatas cuyo diámetro es tres veces el de la pila y con su techo ubicado a b/2 por debajo del nivel natural del lecho.

Voladizo Desarrollado A nivel nacional, los ingenieros COTTA y JENSEN desarrollaron un dispositivo aplicable a pilas de sección rectangular (con bordes redondeados o no) y de sección circular. Consiste en una losa en voladizo que rodea a la pila a la altura del lecho y cuya disposición y relaciones se resumen en las Figuras 31 y 32. En todos los casos, el voladizo debe colocarse en el nivel del lecho o preferentemente más bajo, pues si emergiera del lecho perdería rápidamente eficacia. El espesor recomendado no debe superar 0,08b para evitar que un eventual afloramiento empeore la situación. El hormigón del voladizo debe protegerse en todo su contorno mediante una pieza metálica moldeada en U. Si se previeran descensos del lecho por erosión generalizada del río o de la contracción del puente, el voladizo tendría que ubicarse en el nivel mínimo previsto para el lecho (pudiendo dejarse un segundo en el nivel actual del lecho).


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Hoja No. 229


Figura 7.31 Protección con placas (Método de Cotta-Jensen)


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Hoja No. 230


Figura 7.32 Protección con placas (Método de Cotta-Jensen) Corte B-B

Pilas Auxiliares Aguas Arriba Este método consiste en la construcción de pequeñas pilas delante de la pila estructural, tal como se muestra en la Figura 7-33. Dichas pilas tienen el propósito de romper la corriente incidente y controlar el vórtice en herradura, que genera la erosión.


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Hoja No. 231


Figura 7.33 Protección con pilas adicionales

Sin embargo, si bien los ensayos de laboratorio indicaron reducciones de erosión del 50% mediante este método, no se pueden enunciar leyes o criterios de diseño para el sistema.

Pantalla Auxiliar Aguas Arriba Este tipo de protección es útil sólo cuando el ángulo de ataque es nulo, ya que no ha sido ensayado para corrientes oblicuas. Se puede ver su disposición en la Figura 7-34. La altura más económica de pantalla es del orden de h0/3 pues su acción protectora es la misma que si llegara a la superficie y se recomienda ubicarla a una distancia de 2,2b aguas arriba de la nariz de las pilas. Con este tipo de protección se obtienen reducciones de erosión del orden del 70%.


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Hoja No. 232


Figura 7.34 Protección pantallas

Es muy útil como paliativo colocando la pantalla una vez que se alcanzó el foso máximo de erosión y rellenando luego el pozo hasta alcanzar las mismas condiciones que tendría si la protección hubiera sido colocada antes de iniciarse la erosión. 7.11.2.2 Resistencia del fondo a la acción erosiva

Protección con Enrocado (RIP-RAP) El método consiste en evitar la erosión mediante el volcado de piedras en el foso alrededor de la pila. La experiencia demuestra, además, que el RIP-RAP es el único tipo de protección que permite controlar totalmente la socavación. Es muy importante la adecuada selección del material que conformará el enrocado. El peso de sus componentes se determina en base a resultados experimentales que arrojan el resultado que, para un sedimento dado que conforma el lecho, la erosión aparece cuando U ≅ Uc para cualquier diámetro de la pila. Por lo tanto, si la velocidad media máxima calculada para el río en la sección del puente se denomina Umax, será necesario colocar elementos de enrocado capaces de ser estables ante velocidades de 2Umax (siempre definidas como medias en la vertical). El diámetro del enrocado estable d puede determinarse, suponiendo un perfil logarítmico de velocidades (LOPARDO, 1976), según la siguiente expresión simplificada:


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Hoja No. 233


En esta expresión, según puede apreciarse, el diámetro está implícito, por lo que se lo puede hallar por tanteos. También puede utilizarse la conocida fórmula de IZBASH:

Algunas recomendaciones prácticas: a) El enrocado debería ser, en lo posible, de tamaño uniforme en la superficie. b) Debe colocarse un buen filtro invertido para evitar que el material fino del lecho resulte absorbido por la corriente. c) Se recomienda colocar el enrocado a partir del nivel inferior que puede alcanzar el lecho durante la socavación general bajo el puente (ver Figura 7-35). Esto debe hacerse con el fin de no reducir el área hidráulica útil de la sección transversal bajo el puente.

Figura 7.35 Profundidad a colocar la Protección del enrocado

d) Esta protección es útil para la pila orientada en el sentido de la corriente y para cualquier ángulo de ataque de la misma. Cuando α=0 la protección sólo es


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Hoja No. 234


necesaria en el frente de la pila. Cuando la corriente puede incidir en cualquier ángulo la protección debe rodear el pedraplén. Ver Figura 7-36.

Figura 7.36 Forma de colocación del enrocado de proteccón

e) Las dimensiones en horizontal de la protección deben cubrir, al menos, una distancia de dos veces el ancho de la pila medido desde la cara de la misma.

f) Tener mucho cuidado, porque una mala colocación de la protección de enrocado puede provocar por sí misma un fenómeno erosivo local.

Protección con Gaviones y Colchonetas

Este constituye un método más efectivo que el anterior y consiste básicamente en rodear la pila con gaviones. En contacto con el suelo, además, se dispondrán colchonetas que, colocados adecuadamente con la utilización de algún material de filtro (Ej.: Geotextil), tendrán el objetivo de impedir el arrastre del material de fondo y de dar resistencia al mismo.


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Hoja No. 235


TABLA DE CONTENIDO

8 ACTIVIDADES AMBIENTALES ............................................................................ 237

8.1 CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA DE LAS CORRIENTES. ......................................... 237 8.1.1 PLAN DE MONITOREO DE FLORA Y FAUNA ...................................................... 238

8.1.1.1 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 238 8.1.1.2 IMPACTOS A EVALUAR .................................................................................................. 238 8.1.1.3 ESTACIONES DE MONITOREO...................................................................................... 238 8.1.1.4 ACTIVIDADES .................................................................................................................. 238 8.1.1.5 INDICADORES ................................................................................................................. 238 8.1.1.6 REGISTRO. ...................................................................................................................... 238 8.1.1.7 MANEJO DE COBERTURA VEGETAL ............................................................................ 239 8.1.1.8 INVENTARIO DE ÁRBOLES ............................................................................................ 239 8.1.1.9 MANEJO DE FAUNA SILVESTRE ................................................................................... 240 8.1.1.10 MEDICIONES FORESTALES ...................................................................................... 241 8.1.1.11 INVENTARIO FORESTAL 100% ................................................................................. 243 8.1.1.12 MUESTREO ESTADÍSTICO ........................................................................................ 243 8.1.1.13 LOCALIZACIÓN DE LAS PARCELAS DE MUESTREO .............................................. 245 8.1.1.14 CÁLCULO DEL VOLUMEN DE MADERA APROVECHABLE ..................................... 245

8.2 MODELOS DE CALIDAD DE AGUA ................................................................................ 246 8.2.1 WASP (EPA) ............................................................................................................ 247 8.2.2 HEC-RAS VERSIÓN 4.0 (USACE).......................................................................... 248 8.2.3 MIKE 11 (DHI).......................................................................................................... 248 8.2.4 MODULO WQ ECO LAB (CALIDAD DEL AGUA) ................................................... 249 8.2.5 SMS (MODULO DE CALIDAD DEL AGUA RMA4, EMSI) ...................................... 250 8.2.6 QUASAR EXTENDIDO (Whitehead at al, 1997, Camacho, 1997) ......................... 250

8.3 EVALUACIÒN Y MANEJO AMBIENTAL DE LAS INTERVENCIONES ........................... 251 8.3.1 LICENCIAS, PERMISOS Y/O AUTORIZACIONES AMBIENTALES ...................... 263 8.3.2 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL ............................................................................ 263

ESTRUCTURA DE LAS FICHAS AMBIENTALES .......................................................................... 264 ETAPA PRELIMINAR ...................................................................................................................... 266 ETAPA CONSTRUCTIVA ................................................................................................................ 277 ETAPA DE DESMANTELAMIENTO ................................................................................................ 305

8.3.3 ESTRATEGIA PARA LA RESTAURACIÒN DEL MEDIO BIÒTICO ....................... 308 8.3.3.1 MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DEL HÀBITAT ......................................................... 308 8.3.3.2 AMPLIACION Y ESTRUCTURACION DEL HABITAT ...................................................... 312

8.4 PAISAJISMO ................................................................................................................... 314 8.4.1 OBJETIVO ............................................................................................................... 315 8.4.2 CONDICIONES FÍSICAS BÁSICAS ........................................................................ 316 8.4.3 OFERTA AMBIENTAL ............................................................................................. 317 8.4.4 POTENCIAL BIÓTICO ............................................................................................. 317 8.4.5 POTENCIAL SOCIODINÁMICO .............................................................................. 318 8.4.6 FACTORES TENSIONANTES ................................................................................ 318 8.4.7 POTENCIAL DE RESTAURACIÓN ......................................................................... 318 8.4.8 RESTABLECIMIENTO DE LA VEGETACIÓN ARBÓREA ..................................... 318 8.4.9 DISEÑO DE LA REHABILITACIÓN ECOLÓGICA DE LA RONDA ........................ 319


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Hoja No. 236


8.4.10 CRITERIOS DE DISEÑO PARA EL RESTABLECIMIENTO DE LA COBERTURA VEGETAL ................................................................................................................................ 319 8.4.11 DISEÑO DEL RESTABLECIMIENTO DE LA COBERTURA VEGETAL ................. 324 8.4.12 PLANTACIÓN EN PARCHES QUE IMITAN LA NATURALEZA ............................. 324 8.4.13 PORTES DE LOS ARBOLES, ASPECTOS SILVICULTURALES .......................... 325 8.4.14 SELECCIÓN DE ESPECIES PARA LA PLANTACIÓN........................................... 325 8.4.15 SELECCIÓN DE ESPECIES PARA LA PLANTACIÓN EN EL PARQUE LINEAL . 327

Cercas vivas .................................................................................................................................... 328 8.4.16 CRITERIOS DE PLANTACIÓN ............................................................................... 329 8.4.17 DISEÑO PARA BOSQUE MELÍFERO .................................................................... 329 8.4.18 DISEÑO CON VEGETACIÓN PROTECTORA. ...................................................... 330 8.4.19 ARREGLOS FLORÍSTICOS .................................................................................... 331 8.4.20 LA PLANTACIÓN .................................................................................................... 331 8.4.21 RESTABLECIMIENTO DE LA VEGETACIÓN ARBÓREA - MANTENIMIENTO .... 331 8.4.22 PLANOS DE DISEÑO ............................................................................................. 332

8.5 MODELOS DE INTERVENCIÓN SOBRE RONDA HÍDRICA .......................................... 332 8.5.1.1 JARILLONES .................................................................................................................... 332 8.5.1.2 PAISAJISMO DONDE HAYA OBRAS ADICIONALES DE PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES Y ESTABILIZACIÓN DE MÁRGENES. ................................................................ 338


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Hoja No. 237


8 ACTIVIDADES AMBIENTALES

El presente numeral es una guía que debe ser aplicada por los respectivos ejecutores de las obras de adecuación hidráulica y restauración ambiental, ya que se establecen las medidas necesarias a tener en cuenta dentro del componente ambiental orientada no solo a la elaboración y presentación de un estudio o plan de manejo ambiental como producto final, sino también como la identificación de las limitantes y aspectos ambientales relevantes para el desarrollo de este tipo de obras. La información correspondiente al componente ambiental debe ser integrada de manera completa según los numerales respectivos detallados en el presente capítulo y en los que se encuentren relacionados. Es indispensable que los profesionales encargados de elaborar el capítulo ambiental, estén integrados directamente con el cuerpo técnico de las obras para que los estudios, análisis, planteamientos y recomendaciones del componente ambiental se ajusten a las características propias del sitio y del contexto del proyecto, y así generar un producto sujeto a la realidad y particularidades del medio ambiente del país.

8.1 CARACTERIZACIÓN ECOLÓGICA DE LAS CORRIENTES. Para la Adecuación Hidráulica y Restauración Ambiental de Corrientes Hídricas Superficiales, se requiere la caracterización del componente biótico de la ronda hídrica a intervenir, definiendo las áreas que serán objeto de adecuación para efectuar el inventario de cada grupo de fauna y flora presente en la zona. Estos inventarios son recomendados para generar las bases científicas en el desarrollo de planes y estrategias que cumplan la función de proponer labores de prevención, mitigación, compensación, reubicación y rehabilitación de flora y fauna. Para realizar esta caracterización se recomienda recolectar la mayor información ecológica detallada posible y efectuar los inventarios requeridos, enfatizando el (los) tipo(s) de especie(s) que presente la mayor amenaza por la actividad de adecuación hidráulica; para posteriormente identificar y evaluar los impactos del proyecto durante la etapa de construcción y puesta en marcha, sobre el ecosistema en particular. La caracterización se debe efectuar en dos fases, una antes del inicio de las obras y la segunda después de finalizadas las obras, en el que se presente además las actividades de rescate y rehabilitación de la fauna afectada y la reforestación o traslado de especies para el caso de la flora. A continuación se lista el procedimiento recomendado para efectuar la caracterización de flora y fauna.


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Hoja No. 238


8.1.1 PLAN DE MONITOREO DE FLORA Y FAUNA

El plan de monitoreo sugerido debe contener por lo mínimo los siguientes aspectos. 8.1.1.1 OBJETIVOS

Establecer los objetivos específicos y generales del monitoreo, detallando las características propias de cada zona o sitio de estudio. 8.1.1.2 IMPACTOS A EVALUAR

Identificar los impactos potenciales que pueden generar las actividades de adecuación hidráulica y restauración ambiental, de acuerdo al ecosistema que se esté evaluando. 8.1.1.3 ESTACIONES DE MONITOREO

En este numeral, se deben determinar las áreas de monitoreo, de acuerdo a las observaciones efectuadas para identificar en donde se concentra la mayor densidad de población faunística. 8.1.1.4 ACTIVIDADES

Describir las actividades que se van a realizar, las metodologías a usar y los elementos que se van a usar de soporte. 8.1.1.5 INDICADORES

Se deben definir los indicadores para evaluar el trabajo de campo en la identificación y conteo de especies. Algunos de los siguientes son los indicadores sugeridos para utilizar durante estas actividades:

Determinación abundancia y densidad de la población por unidad de superficie

(Individuos/hectárea).

Porcentaje de disminución o aumento de la población de fauna.

Patrones de uso de hábitat.

Descripción de algunos aspectos ecológicos de las especies más representativas. 8.1.1.6 REGISTRO.


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Hoja No. 239


Una vez definido los indicadores, se efectuarán las tareas de registro de información recolectada durante las actividades de campo. Se sugiere la siguiente lista de actividades para el registro de resultados: Informes periódicos del estado las especies identificadas.

Informes periódicos del estado las especies trasladadas.

Informes periódicos del estado de conservación de las especies rescatadas.

Registro fotográfico.

8.1.1.7 MANEJO DE COBERTURA VEGETAL

En este numeral se presentan los aspectos que se deben tener en cuenta para efectuar la caracterización de la cobertura vegetal, con el fin de determinar las especies vegetales que se verán afectadas. La caracterización florística deberá tener un registro fotográfico de las especies potencialmente afectadas, deberán tenerse en cuenta de los siguientes aspectos: Estado físico: condiciones del tallo (recto, torcido, inclinado), presencia de rebrotes,

daños mecánicos, ramas secas, bifurcaciones.

Estado sanitario: Sano, presencia de insectos, clorosis, gomosis, tumores, chancros, hongos.

Observaciones: Zonas de pendientes, cercanos a estructuras, interferencias con redes, riesgo a volcamientos.

Concepto técnico: tala, bloqueo y traslado, permanencia, tratamiento especial como podas.

8.1.1.8 INVENTARIO DE ÁRBOLES

Se deberá realizar el correspondiente inventario de árboles para identificar los individuos aptos que serán reubicados se condicionan para trasplantarse en otras áreas, cuyos suelos presenten características adecuadas para su desarrollo. Para efectuar estas actividades, inicialmente se debe contar con la ayuda de imágenes satelitales y plano topográfico, para realizar las interpretaciones y las planeaciones de los inventarios forestales.


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Hoja No. 240


Con la ayuda de imágenes satelitales, se debe proceder a seleccionar puntos de control o sitios para levantamiento de información forestal y de manchas forestales que presenten las siguientes características:

Homogeneidad de la mancha forestal

Fácil acceso al sitio

Distribución de las parcelas en todo el trayecto a estudiar. Para el sector del inventario forestal al 100%, se localizarán los árboles objeto de estudio y se procederá a planear la ruta de trabajo, tomando como ejemplo lo presentado en la figura siguiente:

Figura 8-1. Ejemplo de localización del tramo de inventario forestal.

Fuente: CONSORCIO IEH GRUCON – HIDROVIAS

8.1.1.9 MANEJO DE FAUNA SILVESTRE

Capacitación y educación ambiental Se deberá realizar antes de iniciar obras, charlas informativas y educativas con los trabajadores, con el fin de indicar la conservación de los recursos naturales de la zona del proyecto, haciendo énfasis en las especies de fauna endémica y en peligro de extinción. Estas charlas informativas deberán estar acompañadas de láminas o fotografías de las especies de fauna presentes en la zona de trabajo.


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Hoja No. 241


Se deberá hacer énfasis en la prohibición de la extracción o captura o muerte de individuos de cualquier especie animal avistada (anfibios, reptiles, peces, aves o mamíferos), so pena de acciones legales. 8.1.1.10 MEDICIONES FORESTALES

La captura de información debe ser tomada en un formulario prediseñado (Figura 8-2), el cual permitirá que la información sea precisa y ordenada. Las mediciones dasométricas estarán a cargo de un profesional en mediciones forestales, acompañado por auxiliares de campo para la medición de cada árbol a censar.

Figura 8-2. Planilla de campo inventarios forestales

Fuente: CONSORCIO IEH GRUCON – HIDROVIAS Medición del diámetro a la altura del pecho. Esta medición se realiza con cinta métrica, sobre una altura promedio de 1.3 con respecto al horizonte del suelo. El valor medido se expresa en metros y sirve para estimar el área basal del tronco del árbol y posteriormente para determinar el volumen de madera contenido en una altura determinada. En la práctica se mide el CAP (circunferencia a la altura del pecho) con cinta métrica, este valor posteriormente se transforma a DAP (Diámetro del fuste a la altura del pecho) con el fin de determinar el volumen de madera aprovechable de cada árbol medido. Ver Fotografía 8-1.

HOJA NO.

(Inicio) ESTE NORTE

(Final) ESTE NORTE

N W X Y Comercial Total

INVENTARIO FORESTAL

APROVECHAMIENTO Y CARACTERIZACION FORESTAL (FUSTAL)

RESPONSABLE

(INDIVIDUOS CON DAP MAYOR A 10 cm)

UNIDAD DE COBERTURA FECHA

DEPARTAMENTO

PREDIO

RECONOCEDOR DE CAMPO

PARCELA No

MUNICIPIO

VEREDA

No NOMBRE COMÚN Observaciones: Estado fisico y sanitario

SUB-PARCELA

COORDENADAS (PERFIL DE VEGETACIÓN)

C.A.P a 1.30 m (en cm)

DIÁMETRO DE COPA m ALTURA (m)

COORDENADAS PARCELA


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Hoja No. 242


Fotografía 8-1. Medición de árboles (DAP) con cinta métrica


Estimación de las alturas del fuste del árbol. De acuerdo con la experiencia del profesional se hacen las estimaciones de las alturas de los fustes de cada árbol inventariado; la altura comercial corresponde a la altura libre desde el suelo hasta donde se encuentre la primera ramificación; la altura total corresponde a la altura desde el nivel del suelo hasta el ápice del árbol. Estas alturas permiten hacer estimaciones de volúmenes de madera aprovechable. Esta información es complementada con datos de cada árbol, especie, tipo y diámetro de copa, emplazamiento, otras. Cada árbol se georeferenciará con un GPS para su posterior localización en el plano digital. Marcación de árboles Cada árbol objeto de censo o medición, será marcado en el fuste, con una numeración consecutiva, ascendente, sin repetición del mismo, es decir cada individuo arbóreo presentará un único código de identificación. Ver Fotografía 8-2.


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Hoja No. 243


rio

20m

Fotografía 8-2. Marca con pintura de un fustal inventariado


8.1.1.11 INVENTARIO FORESTAL 100%

El inventario se efectuará sobre toda la comunidad arbórea que presente un DAD> 10 cm. 8.1.1.12 MUESTREO ESTADÍSTICO

Se levantarán parcelas de muestreo con el objetivo de caracterizar la población arbórea e inferir un volumen de madera aprovechable. Las parcelas pueden organizarse como se muestran en la Figura 8-3.

Figura 8-3. Tamaño y forma de parcela sobre la ronda del río.

En la fotografías 8.3 a 8.5 se presenta a manera de ejemplo la metodología del levantamiento de las parcelas para el muestreo.


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Hoja No. 244


Fotografía 8-3. Levantamiento de parcelas de muestreo.

Fuente: CONSORCIO IEH GRUCON – HIDROVIAS.

Fotografía 8-4. Levantamiento de parcelas de muestreo.

Fuente: CONSORCIO IEH GRUCON – HIDROVIAS.


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Hoja No. 245


Fotografía 8-5. Levantamiento de parcelas de muestreo


8.1.1.13 LOCALIZACIÓN DE LAS PARCELAS DE MUESTREO

Presentar las coordenadas y la localización geográfica de las parcelas de muestreo, levantadas para la estimación del volumen de madera aprovechable. Es de observar que dicha estimación se realizó para arboles adultos establecidos en las márgenes del río y para vegetación de porte medio que aporta igualmente en madera.

Tabla 8-1. Localización de parcelas de muestreo.

No.

Parcela N W

8.1.1.14 CÁLCULO DEL VOLUMEN DE MADERA APROVECHABLE

El cálculo del volumen permite conocer las existencias volumétricas totales y comerciales obtenidas en el área de estudio, El volumen para los individuos de porte fustal se calculó a partir del área basal, la altura comercial y un factor forma o coeficiente mórfico de 0.7 cuya fórmula final es la siguiente: V = AB x Hs x FF


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Hoja No. 246


AB= 0,7854 x (D)2=Área basal (m²) Hs = Altura comercial (m) ó ht = Altura total Ff = Factor de forma balanceado (0.7) para especies nativas de bosque natural34. Análisis estadístico Los parámetros estadísticos que se utilizarán para estimar el volumen de madera aprovechable se presentan en la Tabla 11-2.

Tabla 8-2 Parámetros estadísticos

PARÁMETRO ECUACIONES

Volumen promedio

Desviación estándar

Coeficiente de variación

Error estándar (S)

Grados de libertad n-1

T de Student Tabla

Vol. Max Prom. +(t x S)

Vol. Min Prom -(t x S)

Error permitido S % Cv/√n

Los valores que se obtendrán en el análisis estadístico se calcularon a partir de los volúmenes comerciales y totales calculados en las parcelas de muestreo en los tramos definidos por la autoridad ambiental competente.

8.2 MODELOS DE CALIDAD DE AGUA En este numeral se describen los principales modelos dinámicos de calidad del agua que existen en la literatura, para determinar las características fisicoquímicas del recurso en un tiempo determinado. Los siguientes son los sugeridos para la presentación de este numeral, los cuales fueron tomados del Informe Calidad del Agua del Río Bogotá Tomo II: Modelación dinámico de calidad del agua del Río Bogotá. Calibración y Simulación de Escenarios de Saneamiento de la Universidad Nacional de Colombia y la Empresa de

34 Acuerdo 028 del 30 de Noviembre de 2004. CORPORACIÓN AUTÓNOMA REGIONAL (CAR).

n

x

1

2

2

N

nS

%100

SCV

n

S


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Hoja No. 247


Agua y Alcantarillado de Bogotá. Se presenta básicamente las generalidades que cada modelo tiene y sus alcances. Los modelos dinámicos de calidad de agua implementados en el Río Bogotá, fueron el ADZ-MDLC-QUASAR y el modelo HEC-RAS vs 4.0, por ser programas versátiles, agiles, flexibles y amigables con el usuario.

8.2.1 WASP (EPA)

El modelo WASP (Water Quality Analysis Modeling System) fue desarrollado por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, siglas en inglés) de los Estados Unidos. Ambiental para interpretar y predecir las respuestas de la calidad del agua frente a fenómenos naturales y contaminación producida por el hombre. El modelo WASP es un programa dinámico para sistemas acuáticos que incluye además el análisis de columnas de agua y de capas bénticas35. El modelo permite investigar sistemas de 1, 2 y 3 dimensiones además de una gran variedad de contaminantes. Cuenta al igual con un programa básico que ayuda a representar procesos variables en el tiempo, tales como advección, dispersión, cargas puntuales y difusas y cambios en las condiciones de frontera. Se pueden especificar coeficientes, flujos advectivos, cargas de contaminantes y condiciones de frontera variables en el tiempo. Las ecuaciones solucionadas por WASP se encuentran basadas en el principio fundamental de conservación de la masa. El modelo está constituido por dos programas de operación independiente: DYNHYD y WASP, los cuales pueden ser ejecutados de manera conjunta o separadamente. El programa hidrodinámico (DYNHYD) simula el movimiento del agua mientras que el programa de calidad (WASP) simula el movimiento e interacciones de contaminantes en el agua. Adicionalmente se encuentran dos submodelos cinéticos los cuales son el EUTRO de contaminantes convencionales (oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, nutrientes y eutrofización) y el TOXI de contaminantes tóxicos (químicos orgánicos, metales y sedimentos). En el modelo de WASP7 existe una variable de estado vinculada a sólidos la cual es utilizada para simular SST, sólidos no bióticos o sustancias conservativas; al igual que la absorción y adsorción de amoníaco y fosfato a sustancias sólidas puede modelarse. También la concentración de sólidos puede utilizarse para la predicción de la extinción de luz, el modelo permite además tener en cuenta detritos de muerte de fitoplancton y perifiton y reaireación.

35 ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Water Quality Analysis Simulation Program-WASP. [En línea]. <http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/wasp.html> [citado el 29 de enero de 2015].

http://www.epa.gov/athens/wwqtsc/html/wasp.html


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Hoja No. 248


8.2.2 HEC-RAS VERSIÓN 4.0 (USACE)

El Sistema de Análisis de Ríos del Centro de Ingeniería Hidrológica (HEC-RAS, siglas en inglés) del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos (US Army Corps of Engineers), desarrolló un modelo gratuito el cual se encuentra disponible en su página web. La versión 4.0 de HEC-RAS incluye la modelación hidráulica detallada para condiciones de flujo permanente y no permanente y las siguientes características en el componente de calidad del agua:

Modelación del transporte de solutos.

Modelación del transporte de sedimentos y métodos de análisis de los impactos de sedimentos (SIAM.)

Calidad del agua.

Modelo de temperatura.

Transporte y comportamiento de un conjunto limitado de componentes.

Reglas definidas por el usuario para el control de operación de compuertas.

Reglas de operación de estaciones de bombeo.

Ecuación de Hager para vertederos laterales.

Herramientas de Geo – Referenciación. El componente de calidad del agua del modelo HEC-RAS es relativamente reciente y está destinada a permitir al usuario realizar análisis de calidad del agua en sistemas fluviales. No obstante, no tiene el código abierto por lo tanto no puede modificarse.

8.2.3 MIKE 11 (DHI)

MIKE 11 de la empresa DHI es un software profesional de ingeniería que permite la modelación hidráulica de calidad del agua y el transporte de sedimentos en estuarios, ríos, sistemas de irrigación, canales, además de la modelación integrada de lodos. Es un modelo unidimensional dinámico para diseño detallado, manejo y operación de sistemas simples y complejos de canales y ríos. El programa funciona a través de módulos que son acoplados en un proyecto al igual que en WASP y HEC-RAS versión 4. Algunos de los módulos incluidos en el programa son:

Hidrodinámica.

Advección – Dispersión.

Transporte de Sedimentos

ECOLab (Módulo para la modelación de calidad del agua)

Lluvia – Escorrentía

Predicción de inundaciones

Asimilación de datos


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Hoja No. 249


8.2.4 MODULO WQ ECO LAB (CALIDAD DEL AGUA)36

ECO Lab es un laboratorio numérico para modelación ecológica. Es una herramienta abierta y genérica para personalizar modelos de ecosistemas acuáticos, permitiendo describir calidad del agua, eutrofización, metales pesados y ecología. Este módulo es usualmente utilizado para modelación de calidad del agua como parte de la evaluación de impactos ambientales de diferentes actividades humana, así como para la predicción en tiempo real de calidad del agua. La fortaleza de esta herramienta (ECO Lab) es la flexibilidad que ofrece para modificar e implementar fácilmente descripciones matemáticas de ecosistemas y ser acopladas con el módulo hidrodinámico de MIKE 11. El módulo puede describir substancias disueltas, material particulado (vivo o muerto), organismos biológicos vivientes y otros componentes (todo referido como variables de estado). El módulo fue desarrollado para describir procesos físicos, químicos, biológicos y ecológicos, así como las interacciones entre las variables de estado. Las variables de estado incluidas en ECO Lab pueden ser transportadas por procesos de advección – dispersión, basándose en la hidrodinámica, o pueden tener características más naturales (e.g. vegetación con raíces). La plantilla WQ se puede utilizar en un rango amplio de investigaciones ambientales, tales como:

Estudios sobre problemas de higiene relacionados con bacterias que provienen de aguas residuales y otras fuentes.

Supervivencia de bacterias relacionadas con diferentes condiciones ambientales.

Condiciones de oxígeno afectadas por DBO y otras substancias que consumen oxígeno.

Diseminación, degradación e interacciones entre nutrientes inorgánicos: amoniaco, nitritos, nitratos y fosfatos.

Evaluación de problemas potenciales de eutrofización.

Decaimiento de substancias químicas y evaluación de efectos basados en niveles de concentración.

36 EMPRESA DE ACUEDUCTO Y ALCANTARILLADO DE BOGOTÁ Y UNIVERSIDAD NACIONAL DE

COLOMBIA. Calidad del agua del Río Bogotá, Tomo II: Modelación dinámico de calidad del agua del río Bogotá. Calibración y simulación de escenarios de saneamiento. Bogotá, 2010.


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8.2.5 SMS (MODULO DE CALIDAD DEL AGUA RMA4, EMSI)37

SMS (Surface Water Modelling System) desarrollado por Enviromental Modeling Systems Incorporated (EMSI) es una interfaz gráfica para pre y pos procesamiento de modelos hidrodinámicos en una, dos y tres dimensiones. Incluye elementos finitos 2D, diferencias finitas 2D, elementos finitos 3D y herramientas de modelación 1D. Los modelos soportados por SMS incluyen GFGEN, RMA2 (modelo hidrodinámico que se acopla a RMA4), RMA4 (modelo para calidad del agua), SED2D-WES, ADCIRC, CGWAVE, STWAVE, M2D, HIVEL2D y HEC-RAS. Los modelos numéricos soportados por SMS calculan gran variedad de información aplicable a la modelación de aguas superficiales. Las aplicaciones primarias de los modelos incluyen cálculo de niveles y velocidades de flujo en condiciones de flujo permanente y no permanente. Otras aplicaciones adicionales permiten la modelación de contaminantes, intrusión salina, transporte de sedimentos, dispersión de ondas, propiedades de ondas y otros.

8.2.6 QUASAR EXTENDIDO (Whitehead at al, 1997, Camacho, 1997)38

El modelo QUASAR Extendido proviene de la integración del modelo hidrológico de tránsito de caudales multilineal discreto de retraso y cascada (Multilinear discrete lag cascade of channel routing, MDLC, Camacho y Lees, 1998),con el modelo de zona muerta agregada de transporte de solutos (Aggregated dead zone model, ADZ, Beer y Young, 1983), y con el modelo extendido de calidad del agua en ríos (Quality Simulation Along River Systems, QUASAR, Whitehead et. al, 1997; Camacho, 1997; Lees et al., 1998) y se propone como modelo para la modelación del impacto en la calidad del agua de vertimientos dinámicos de contaminación puntual. La base del modelo integrado hidráulico y de calidad del agua es el modelo Quality Simulation Along River Systems (QUASAR, Whitehead et al., 1997; Lees et al., 1998), el cual ha sido extendido para modelar determinantes biológicos, bacteriológicos y físico-químicos adicionales a los del modelo original. Como determinantes físico-químicos se incluyen temperatura, conductividad, sólidos suspendidos totales, demanda biológica de oxígeno, nitrógeno amoniacal, nitratos, fósforo soluble reactivo, fósforo particulado, y oxígeno disuelto. Como determinantes biológicos se consideran la clorofila-a. Como determinante bacteriológico se modela el indicador de Coliformes totales. En el modelo se considera retroalimentación al conjunto de nutrientes y materia orgánica debido a procesos de respiración y muerte de fitoplancton.

37 Ibíd., p.24 38 Ibíd. p. 25.


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Hoja No. 251


8.3 EVALUACIÒN Y MANEJO AMBIENTAL DE LAS INTERVENCIONES

La evaluación y el manejo ambiental es una herramienta muy relevante y significativa que ayuda a identificar problemas y a plantear soluciones respecto al componente ambiental de cualquier proyecto, debido a las intervenciones que se efectúan sobre el medio ambiente. Por consiguiente, en esta guía se presenta la información a considerar con respecto a la elaboración del documento ambiental para este tipo de proyectos. En el Informe Ambiental se debe presentar la metodología escogida para la evaluación de los impactos ambientales y su respectiva descripción y análisis de resultados. Igualmente para el componente biótico se debe incluir la caracterización de la fauna y flora de las rondas de las corrientes hídricas superficiales en consideración: además se debe considerar información relevante desde el punto de vista ambiental en los planes y/o esquemas territorial, planes de ordenamiento de cuencas abastecedoras, áreas protegidas en las regiones (reservas de la sociedad civil, áreas de resguardos indígenas) y otras zonas sensibles desde el punto de vista ambiental para cualquiera de los elementos de una Adecuación Hidráulica y Restauración Ambiental de Corrientes Superficiales Hídricas. Estas áreas deben ser ubicadas en mapas o en planos en una escala apropiada, al igual que las obras de adecuación hidráulica, para identificar las limitantes que se puedan presentar en las etapas siguientes de Estudio de Alternativas y Diseño.

IMPACTO AMBIENTAL Se define como el proceso para la Prevención y la Corrección de los impactos que las obras o actividades humanas pueden generar en el ambiente, mediante la identificación y valoración de los impactos y el diseño y ejecución de planes de manejo ambientali. Otra definición es la que presenta Ortega y Rodríguez (1997)ii, quienes la identifican como el procedimiento técnico jurídico-administrativo empleado para la toma de decisiones relacionadas con actividades con repercusión sobre el medio ambiente, regulado por la legislación vigente.

EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL De acuerdo a los cálculos hidráulicos e hidrológicos, que definen las obras de adecuación hidráulica, el ancho del cauce y ronda de los ríos, la ampliación y corrección de los cauces, entre otras, y la recuperación ambiental de la cuenca, se deben evaluar los impactos ambientales ocasionados por las actividades que plantean a ejecutar para la ampliación de la capacidad hidráulica.


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Estas actividades que se contemplan son las de excavación, adecuación, construcción, dragado, movimiento de tierra, demoliciones de viviendas existentes, remoción de escombros, traslado de árboles, tala, movimiento de maquinaria, entre otros, que se encuentren dentro del trazado de la ampliación del cauce y ronda hidráulica, producto de los cálculos elaborados y los modelos hidráulicos implementados. Se precisar y establecer las actividades que afectan directa o indirectamente el entorno de la obra en sus componentes biótico, físico y socioeconómico, para cualificar y cuantificar el tipo de impacto generado (positivo y negativo), para eso, se hace necesario relacionar e indicar los factores ambientales afectados durante cada una de las actividades requeridas para la ejecución de dichas obras.

IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES

Se debe identificar y evaluar los factores e impactos ambientales que potencialmente pueden generarse por las actividades del proyecto. Es importante anotar que con las medidas de manejo planteadas se tiende a reducir los impactos de manera tal que sean los mínimos posibles y darles el manejo apropiado, incluyendo los criterios y parámetros establecidos por la Autoridad Ambiental en el ejercicio de la planeación de uso y manejo sostenible de los recursos naturales. Identificadas las actividades a desarrollar en la ejecución de los proyectos de adecuación hidráulica de los ríos y quebradas, se debe analizar y establecer los impactos (positivos y negativos) ambientales originados durante la ejecución de las obras.

ACTIVIDADES IDENTIFICADAS

De manera general en la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de ríos y quebradas como ya sea mencionado, se deben tener en cuenta las actividades como la gestión social, las obras civiles, desmantelamiento, limpieza y restauración, seguridad industrial y salud ocupacional, con sus respectivas acciones a implementar, estas se presentan en la siguiente Tabla 8.3. Una vez indicados el carácter de la actividad y las acciones relacionadas a cada una de estas, se debe proceder a determinar los componentes y factores ambientales, para posteriormente determinar los criterios de evaluación para cuantificar la importancia de cada impacto; identificando de este modo las actividades a las cuales se les debe tener

un mayor control y seguimiento debido a su alto grado de afectación.


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Hoja No. 253


Tabla 8.3 Listado de las acciones a ejecutar durante el proyecto.

CARÁCTER DE LA ACTIVIDAD ACCIÓN DEL PROYECTO

GESTIÓN SOCIAL

Licencias, Permisos y/o Trámites

Información y Socialización del Proyecto

Adquisición de predios

Reasentamiento Poblacional

Contratación del Personal

Gestión y Coordinación Interinstitucional

OBRA CIVIL

1. Preliminares:

Adecuación de Vías

Manejo de Campamentos Transitorios

Movilización de Equipos y Maquinaria

Señalización

2. Excavación

Remoción y Descapote de la Cobertura Vegetal

Excavación de Tierra

Explotación de Materiales

Disposición de material de excavación

3. Demoliciones

Demolición de infraestructura

Disposición de Escombros

4. Rellenos

Conformación de jarillón y de berma

Disposición de Material Sobrante

Empadrización

5. Redes eléctricas

Reubicación de postes en concreto

DESMANTELAMIENTO, LIMPIEZA Y RESTAURACIÓN

Revegetación y arborización de áreas intervenidas

Tratamiento de especies vegetales existentes

Compensación por áreas Intervenidas

Desarme, retiro y limpieza final de la obra.

SEGURIDAD INDUSTRIAL Y SALUD OCUPACIONAL

Monitoreo y Control

Plan de Contingencias


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Hoja No. 254


IDENTIFICACIÓN DE IMPACTOS Identificadas las actividades a ejecutar durante la adecuación hidráulica y recuperación de cauces en ríos y quebradas, mediante visitas y reconocimiento en campo, se determinan las afectaciones o impactos ambientales que potencialmente pueden ser generados en la ejecución de las obras y con ello posteriormente se determina el grado y la calificación de afectación de acuerdo a la metodología a utilizar. Un impacto ambiental se puede interpretar como la diferencia de las condiciones ambientales entre:

La situación antes y después del desarrollo del proyecto.

La situación del ambiente futuro, tal y como evoluciona sin el desarrollo del proyecto.

Se debe describir el área de influencia del proyecto y proceder a identificar los componentes y factores ambientales susceptibles a ser perjudicados y relacionar los impactos generados para cada uno de ellos con las actividades a ejecutar. Se muestra la siguiente (Tabla 8.4).

Tabla 8.4 Componentes biofísicos y socioeconómicos afectados durante el proyecto

MEDIO COMPONENTE

AMBIENTAL FACTOR

AMBIENTAL IMPACTOS

FÍSICO

SUELO

Uso del Suelo Cambio en el uso del suelo

Perdida de suelo

Calidad

Generación de procesos Erosivos

Cambio en las propiedades y características del suelo

Contaminación del suelo

Geotecnia Inestabilidad de taludes

Cambio del relieve

AIRE

Calidad del aire

Contaminación al Aire por Material Particulado y gases

Ruido Contaminación Acústica

AGUA

Calidad fisicoquímica

Contaminación del agua

Calidad microbiológica


Dinámica de Cauces

Modificación en el régimen hídrico

PAISAJE Estética Modificación del Paisaje

Impacto Visual


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MEDIO COMPONENTE

AMBIENTAL FACTOR

AMBIENTAL IMPACTOS

BIÓTICO

FLORA

Cobertura vegetal

Disminución de la cantidad y calidad de flora

Recuperación de cobertura vegetal.

Fragmentación de Zonas Boscosas

Tala de árboles

Diversidad vegetal

Disminución de Recursos Naturales

FAUNA

Diversidad de fauna

Migración de especies

Alteración de la cadena alimenticia

Hábitat Intervención de Hábitats

Disminución de fauna nativa

SOCIOECONÓMICO

COMUNIDAD

Población Mejora en la calidad de vida

Generación de Expectativas

Inclusión ciudadana

Molestias e incomodidades en la comunidad

Generación de conflictos por uso de la tierra

Participación ciudadana

Estructura poblacional

Reubicación

INFRAESTRUCTURA

Servicios públicos

Afectación de Infraestructura Pública y Privada

Mejora de Infraestructura Pública y Privada

Interferencia con servicios públicos existentes

Seguridad vial Afectación de vías secundarias

ECONOMÍA

Estructura de la propiedad

Valorización de la tierra

Demolición de viviendas

Mercado laboral

Generación de empleo

Aumento de ingresos familiares

Los impactos ambientales establecidos en la tabla anterior son aquellos que por las condiciones bióticas, abióticas, socioeconómicas del área de influencia y del proyecto, se asocian a las actividades características de la construcción de jarillones y modificación de cauces de ríos y quebradas, lo que indica que para su evaluación se requiere el uso de una matriz de impacto ambiental según el método seleccionado, el cual se describe en el punto de CRITERIOS Y METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN. Para la ejecución de proyectos de recuperación hidráulica y adecuación de los cauces de ríos y quebradas es necesario acudir a los recursos naturales entre los que se encuentran:


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Agua Superficial: es el recurso más significativo no solo porque gira en torno al desarrollo de las obras, sino porque en ciertas actividades que se desarrollarán se hace uso de su disponibilidad, por lo que se debe seguir los lineamientos establecidos en el Decreto 1541 de 4 de agosto de 1978, el Decreto 3930 de 2010 “Por el cual se reglamenta parcialmente el título I de la Ley 9ª de 1979, así como el capítulo II del título VI -parte III- libro II del Decreto-Ley 2811 de 1974 en cuanto a usos del agua y residuos líquidos y se dictan otras disposiciones”. Deroga el D-1594-84 excepto los Art-20 y 21, el Decreto 4728 de 2010, y por tanto tener en cuenta los formularios únicos nacionales de concesión de aguas. Sin embargo es de aclarar que cuando se da aplicación al Decreto 2041 de 2014, se solicita licencia ambiental donde se incluyen todas las variables ambientales.

Aprovechamiento Forestal: dado que las obras se ejecutarán en algunas zonas donde se removerá la cobertura vegetal y se procederá a un descapote, lo mismo que a la necesaria tala de v el Contratista Constructor deberá gestionar el permiso de aprovechamiento forestal ante la Autoridad Ambiental competente. Así mismo deberá caracterizar la flora y fauna de la zona para identificar las especies que se verán afectadas por las obras, para gestionar la compensación correspondiente. Para ello debe atender lo indicado en Decreto 1791 De 1996 “Por medio de la cual se establece el régimen de aprovechamiento forestal” y la Resolución 1517 de 2012 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible “Por la cual se adopta el manual para la asignación de compensaciones por pérdida de biodiversidad”.

Reubicación de fauna: En la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los cauces de ríos y quebradas, en el desarrollo de las obras, se pueden encontrar especies de fauna, por tanto es importante, tener en cuenta la figura de la reubicación de la fauna silvestre, lo cual debe ser trasladada bajo la supervisión de la Autoridad Ambiental. En el mismo sentido la tenencia temporal, es un tipo de mecanismo, el cual se debe recurrir a la normatividad ambiental entre ellas el Decreto Ley 2811 de 1974, Decreto 1608 de 1978 “Por el cual se reglamenta el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente y la Ley 23 de 1973 en materia de fauna silvestre”, Ley 84 de 1989 “Por la cual se adopta el Estatuto Nacional de Protección de los Animales y se crean unas contravenciones y se regula lo referente a su procedimiento y competencia”, la Resolución 192 de 2014 “Por la cual se establece el listado de las especies silvestres amenazadas de la diversidad biológica colombiana que se encuentran en el territorio nacional, y se dictan otras disposiciones”.

Residuos Sólidos: como toda obra de construcción se generarán desechos sólidos, los cuales serán tratados, separados y dado el caso movilizados a una escombrera. En el mismo sentido, cuando se desarrollan las obras de dragado de los ríos y quebradas, y, adecuación de los cauces y rondas, se pueden encontrar depósitos


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de residuos sólidos, los cuales hay que darles tratamiento, para ser trasladados a rellenos sanitarios. En este caso se debe atender de acuerdo a las característica de los mismos, lo consignado en el Decreto 1713 de 2002 “por el cual se reglamenta la Ley 142 de 1994, la Ley 632 de 200 y la Ley 689 de 2001, en relación con la prestación del servicio público de aseo, y el Decreto Ley 2811 de 1974 y la Ley 99 de 1993 en relación con la Gestión Integral de Residuos Sólidos”, además en caso de ser Residuos Sólidos Peligrosos –RESPEL- se debe atender lo estipulado en el Decreto 1443 DE 2004 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial; “Por el cual se reglamenta parcialmente el Decreto-Ley 2811 de 1974, la Ley 253 de 1996, y la Ley 430 de 1998 en relación con la prevención y control de la contaminación ambiental por el manejo de plaguicidas y desechos o residuos peligrosos provenientes de los mismos, y se toman otras determinaciones”, lo mismo que tener en cuenta lo ordenado por el Decreto 4741 De 2005 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial “Por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral”.

Material de Construcción: para la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los cauces de ríos y quebradas, se requiere de material de relleno para suplir las necesidades de las obras. Este material deberá seguir lo que se establezca en las especificaciones técnicas de los diseños hidráulicos. En caso de que el material sea de procedencia de cantera deberá tener los certificados de origen del mismo y que cumple con la concesión minera y las autorizaciones de licencias y permisos ambientales requeridos.

Conformada tanto las actividades como sus potenciales impactos ambientales, como parte del ejercicio de planeación de los trabajos a desarrollar en la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los cauces, se procede a la descripción del método que se considera se debe utilizar para la evaluación ambiental del proyecto.

CRITERIOS Y METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN El análisis integrado de las características técnicas y de la dinámica de los componentes ambientales de la zona de estudio sobre las actividades de las actividades de un proyecto a desarrollar, mediante la identificación y evaluación de impactos, se debe fundamentar en los lineamientos de la Metodología General para la Presentación de Estudios Ambientales del hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. El objetivo de la evaluación es confrontar la situación ambiental de referencia (Línea Base) con la situación ambiental futura debido a la transformación que se da por las diferentes actividades de las actividades de un proyecto de adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los ríos y quebradas, con el fin de determinar cuáles de estas actividades pueden generar impactos para luego ser clasificados y proceder al diseño de programas para su control y manejo bajo parámetros de calidad ambiental.


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En la identificación de los impactos ambientales se debe tomar como fundamento las relaciones que se establecen entre la ejecución de unas actividades constructivas, operativas y el entorno físico-biótico pero sobre todo el social y económico del área de influencia de la obra en cuestión. Las metodologías más utilizadas para la evaluación de impactos ambientales son las de Leopold, Conesa, EPM y Metodología de Valoración Cualitativa, las cuales permiten analizar la interacción entre las acciones ejecutadas para un proyecto y los impactos a los sistemas naturales y/o socioeconómicos presentes, determinando de este modo la afectación del medio provocada por la obra o actividad a desarrollarse. De las metodologías previamente mencionadas, las que más se ajustan al desarrollo de la evaluación ambiental para la recuperación de los cauces de ríos y quebradas son las metodologías de Leopold y Conesa, por ser las más utilizadas en los estudios ambientales de los diferentes proyectos que se ejecutan en el país y también por ser metodologías que pueden modificarse de acuerdo a una obra en particular. Sobre la metodología de Leopold, esta es de carácter cualitativo mientras que la de Conesa corresponde a una evaluación cuantitativa, donde a cada atributo o criterio de evaluación le es asignado un valor para calcular un puntaje final. Debido a la importancia de los impactos que se generan en la recuperación ambiental de ríos y quebradas y su adecuación hidráulica, se recomienda ajustar las dos metodologías, pues con ello nos va a dar unos resultados ajustados a la realidad. Estas dos metodologías consolidadas permite establecer y determinar ciertos criteriosiii de sensibilidad y evaluación (Tabla 8.5). Estos son establecidos con el fin de calificar la importancia que tiene determinada actividad sobre los factores ambientales involucrados en las actividades y proyectos.

Tabla 8.5 Criterios de evaluación.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

CRITERIO DE CALIFICACÓN AMBIENTAL

DESCRIPCIÓN VALORACIÓN CUALITATIVA

VALORACIÓN CUANTITATIVA

CARÁCTER DEL IMPACTO (Ca) La actividad genera un cambio

que puede considerarse benéfico o perjudicial.

Positivo o favorece al ambiente

+

Negativo o deteriora el ambiente

-

GRADO DE SEVERIDAD SI LLEGARA OCURRIR EL

ASPECTO AMBIENTAL (Mg)

Intensidad o grado de incidencia o de cambio que una acción produce sobre un factor

ambiental considerado.

Muy alta 8

Media 4

Moderada 2

Baja 1


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ALCANCE DEL IMPACTO (Ai)

Tiene en cuenta la superficie espacial afectada por una

acción determinada. Se refiere al área de influencia teórica del

efecto, en relación con el entorno del proyecto.

Regional 8

Local 2

Puntual 1

PROBABILIDAD DE OCURRENCIA DEL ASPECTO

AMBIENTAL (Po)

Se refiere a la posibilidad de que el impacto se presente.

Cierto 4

Frecuente 2

Remoto 1

POSIBILIDAD DE RECONSTRUCCIÓN DEL

COMPONENTE AFECTADO (Rc)

Se refiere a la posibilidad de reconstrucción parcial o total

del factor afectado como consecuencia de la acción del

proyecto considerada, mediante la introducción de

medidas de manejo.

Irrecuperable 8

Mitigable 4

Mediano plazo 2

Inmediata 1

MANERA COMO SE MANIFIESTA EL IMPACTO (Tp)

Se refiere a la relación causa efecto o a la forma de

manifestación del efecto sobre un factor, como consecuencia

de una acción.

Directo 4

Indirecto 1

DURACIÓN DEL EFECTO O IMPACTO (Dr)

Hace referencia al tiempo que permanezca el efecto desde su aparición y a partir del cual el factor afectado comienza su retorno al estado inicial con o

sin medidas correctivas.

Permanente 4

Temporal 2

Fugaz 1

TENDENCIA O ACUMULACIÓN (Td)

Hace referencia al incremento progresivo de la manifestación del efecto, cuando persiste de forma continuada y reiterada la acción que lo genera. También

puede entenderse como el efecto que se presenta como

resultado de nuevas actividades en un sitio en el cual han existido procesos

anteriores.

Acumulativo 4

Simple 1

REVERSIBILIDAD DEL EFECTO O IMPACTO (Rv)

Se refiere a la posibilidad de reconstrucción del factor

afectado por el proyecto o de retornar a las condiciones

iníciales por medios naturales una vez desaparece la acción.

Irreversible 4

Mediano plazo 2

Corto plazo 1

SINERGÍA (Si)

Se refiere al complemento de dos o más efectos simples, es decir la manifestación de los efectos simples, provocados

por acciones que actúan paralelamente, es superior al

Muy sinérgico 4

Sinérgico 2

Sin sinergismo 1


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Hoja No. 260






que resultaría cuando las acciones actúan de manera no

simultánea.

PLAZO DE MANIFESTACIÓN (Pm)

Hace referencia al tiempo que transcurre entre la ejecución de cierta acción y la aparición del

impacto, sobre el factor ambiental.

Inmediato 4

Mediano plazo 2

Largo plazo 1

IMPORTANCIA (I)

Hace referencia a la importancia del efecto de una

acción sobre un factor ambiental. Está representada por un valor que se deduce en

función de los valores asignados a los parámetros de

evaluación y sensibilidad.

I=(Ca)*(3*Mg+2*Ai+Po+Rc+Tp+Dr+Td+Rv+Si+Pm)

Fuente: Guía Metodológica para la Evaluación de Impacto Ambiental (Conesa, Vicente)

Durante cada etapa de cada proyecto, los impactos deben ser calificados de acuerdo a la valoración cualitativa y cuantitativa descrita en la tabla anterior. La escala de valoración cuantitativa, muestra la importancia de un impacto cualquiera que sea; esta puede tomar valores entre de -76 a +76. Consecuentemente, se establecen rangos de calificación de la importancia del impacto (Tabla 8.6).

Tabla 8.6 Rango de calificación de los impactos ambientales

IMPORTANCIA RANGO DE CALIFICACIÓN

Menos de -55 CRITICO

Entre -40 a -54 SEVERO

Entre -25 a -39 MODERADO

Entre -1 a -24 IRRELEVANTE

Mayores de 0 POSITIVO

Fuente: Guía Metodológica para la Evaluación de Impacto Ambiental (Conesa, Vicente)

A partir de la calificación obtenida se pueden o deben priorizar los impactos para tomar medidas correctivas y/o preventivas, con el fin de mitigar los impactos ocasionados. Estas medidas se deben consignar en las fichas de manejo ambiental y en los programas de las actividades especiales, para ello se puede observar los modelos que se plantean en el aparte denominado 8.3.2 ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., las


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Hoja No. 261


cuales son desarrolladas con el objetivo de proponer acciones preventivas, mitigables y correctivas, necesarios para el desarrollo actividades a implementar. La matriz de Leopold modificada y ajustada de acuerdo a los criterios determinados por Conesa, se conforma según las características especiales del proyecto; lo que permite identificar las interacciones más importantes entre el medio ambiente y el proyecto. El análisis de la matriz permite definir la dirección y/o comportamiento de los impactos que se ocasionarían por las obras proyectadas para la adecuación hidráulica y restauración ambiental de los cauces de ríos y quebradas. En las filas de la matriz se presentan los componentes y factores ambientales involucrados durante cada etapa del proyecto mientras que en las columnas se presentan las fases del proyecto con sus respectivas actividades. Ejemplo desarrollado para la Cuenca Alta del Río Bogotá.

Tabla 8.7. Matriz resumen de impactos evaluados según lo establecido para determinar su importancia durante la ejecución de la obra.


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8.3.1 LICENCIAS, PERMISOS Y/O AUTORIZACIONES AMBIENTALES

Para la adecuación hidráulica y restauración ambiental se deben definir qué permisos, autorizaciones y/o concesiones serán adelantadas o requeridas para el Informe Ambiental entre ellos pueden ser: ocupación de cauces, aprovechamiento forestal, concesión de aguas, fuentes de materiales, etc. En el caso de que se requiera la Licencia Ambiental se requiere cumplir con los procedimientos y contenido del documento detallado en el Decreto 2041 de 2014.

8.3.2 PLAN DE MANEJO AMBIENTAL

Si no se requiere la Licencia Ambiental para el proyecto, se debe por tanto, preparar un Plan de Manejo Ambiental con sus respectivas fichas ambientales para las obras que se van a construir, de acuerdo con el índice que se sugiere a continuación: Introducción Objetivos generales y específicos


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Hoja No. 264


Normativo Descripción del Proyecto Identificación del Área de Influencia Directa e Indirecta Descripción de las características del entorno: medio biótico, abiótico y

socioeconómico. Evaluación del impacto ambiental: identificación y evaluación de impactos

Ambientales y presentación de los criterios y metodologías de evaluación Plan de Manejo Ambiental: presentación de las fichas ambientales con sus

respectivas medidas de prevención, mitigación, corrección y/o compensación de los impactos ambientales negativos que pueda ocasionar el proyecto en el medio ambiente y/o a las comunidades. Las fichas pueden seguir un orden cronológico para que sean fáciles de consultar y de entender.

Programa para la atención de contingencias: identificación del tipo de contingencias que existen, la identificación de riesgos y amenazas

Programa de manejo de sedimentos Igualmente en el Plan de Manejo Ambiental (PMA) se consideran las medidas de mitigación, compensación, prevención y control para mantener la preservación y protección de los recursos naturales presentes en el área de influencia del proyecto a desarrollar, de tal manera que estos no se vean afectados durante el progreso de las actividades proyectadas. En estas medidas se encuentran consignadas las directrices con el fin de controlar y mitigar los impactos ambientales generados. Estas medidas fueron diseñadas en forma de fichas de manejo ambiental, en el que existe una ficha por cada una de las actividades involucradas en el desarrollo del proyecto, con el fin de facilitar la implementación y manejo en campo a medida en que las actividades son realizadas. ESTRUCTURA DE LAS FICHAS AMBIENTALES

Las fichas ambientales que se deben presentar, se definen de acuerdo a las actividades proyectadas para las obras y los impactos asociados a cada uno, los cuales afectan los medios físicos, bióticos y socioeconómicos del área de influencia directa del proyecto. La estructura planteada para la presentación de las fichas se construyó tomando como guía el Título I Componente Ambiental para los Sistemas de Acueducto, Alcantarillado y Aseo del Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS. La estructura de las fichas es la siguiente:

1. Objetivo: define la actividad que se desea controlar presentando el alcance de las medidas a aplicar.

2. Impactos Potenciales: en el cual se identifican las consecuencias ambientales que puede generar la actividad correspondiente.


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3. Medidas de mitigación: describe las principales medidas de control que hacen parte del proceso objeto de la ficha.

4. Acciones a Desarrollar: en donde se describen la serie de acciones propensas a prevenir y mitigar los impactos y efectos negativos que la actividad pueda generar.

5. Responsable: establece el responsable y/o encargado de dirigir y administrar las medidas de mitigación, corrección y compensación ambiental.

6. Monitoreo y control: se establecen las actividades de control y registros necesarios para la evaluación de la efectividad de las medidas aplicadas.

En la Tabla 8.8 se presenta el título de cada ficha para las etapas: Preliminar, Constructiva y Post Operativa.

Tabla 8.8 Listado de Fichas Ambientales del Proyecto.

IDENTIFICACIÓN

FICHA TITULO

ETAPA PRELIMINAR

EP-1 LICENCIAS, PERMISOS Y TRÁMITES

EP-2 COORDINACIÓN INTERINSTITUCIONAL

EP-3 INFORMACIÓN Y SOCIALIZACIÓN DEL PROYECTO

EP-4 SEGURIDAD INDUSTRIAL Y SALUD OCUPACIONAL

EP-5 MONITOREO Y CONTROL

ETAPA DE CONSTRUCCIÓN

EC-6 MANEJO DE CAMPAMENTOS TRANSITORIOS

EC-7 DESVÍOS DE TRÁFICO

EC-8 MOVILIZACIÓN DE EQUIPOS

EC-9 SEÑALIZACIÓN

EC-10 CONTROL DE AIRE Y RUIDO

EC-11 PROGRAMA PARA EL MANEJO Y PROTECCIÓN DE FAUNA

SILVESTRE

EC-12 BLOQUEO DE ÁRBOLES, RESCATE DE BRINZALES Y MANEJO DE

RESIDUOS PROVENIENTES DE LA PODA.

EC-13 MANEJO ESPECIAL DE PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO

EC-14 REMOCIÓN MANEJO DE COBERTURA VEGETAL Y DESCAPOTE

EC-15 MANEJO DE EXCAVACIÓN DE TIERRA Y DRAGADO

EC-16 CONFORMACIÓN DE JARILLÓN Y BERMA

EC-17 EXPLOTACIÓN DE MATERIALES

EC-18 EMPADRIZACIÓN Y ARBORIZACIÓN DE ÁREAS INTERVENIDAS

EC-19 DISPOSICIÓN DE MATERIAL SOBRANTE, RESIDUOS SÓLIDOS Y

ESCOMBROS

ETAPA DE DESMANTELAMIENTO

ED-20 DESARME RETIRO Y LIMPIEZA FINAL DE LA OBRA


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ETAPA PRELIMINAR

FICHA EP-1 LICENCIAS, PERMISOS Y TRÁMITES

1. Objetivos:

Tramitar antes de iniciar la etapa de construcción las licencias, permisos y demás trámites requeridos para el desarrollo de las obras. En este caso, se debe junto a la Corporación Autónoma Regional (CAR) estimar los permisos requeridos para esta obra. Coordinar con las demás entidades relacionadas las diferentes actividades para una correcta ejecución del proyecto. Así mismo para proyectos en operación mantener las licencias y permisos obtenidos.

2. Impactos Potenciales:

Incumplimiento Legislación vigente. Descoordinación entre las diferentes entidades. Sanciones. Caducidad de los permisos obtenidos. Demora en la ejecución de los proyectos

3. Medidas de Control:

Conocimiento de la legislación aplicable. Trámite oportuno de licencias, permisos y autorizaciones correspondientes. Renovación de los permisos ambientales. Reuniones con las entidades pertinentes.

4. Acciones a Desarrollar

- Para tipo de obras que se requiere de Licencia Ambiental, de acuerdo con lo consignado en el Decreto 2041 de 2014. Competencia de la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA), el cual menciona que los proyectos que adelanten las Corporaciones Autónomas Regionales a que hace referencia el inciso segundo del numeral 19 del artículo 31 de la Ley 99 de 1993, requiere de este permiso. Por consiguiente, el Contratista debe gestionar todos los permisos que correspondan al desarrollo de la obra.

- Tramitar las autorizaciones para realizar el retiro de cobertura vegetal y tratamiento de especies vegetales, las cuales deberán seguir las normas correspondientes vigentes.

- Identificar fuentes de materiales de construcción y escombreras autorizadas. Es

responsabilidad del Contratista Constructor identificar dichos lugares antes de iniciar las obras proyectadas. Dado el caso que no existan escombreras certificadas, se debe concertar una reunión con la CAR y la Interventoría del proyecto para definir la disposición final de estos materiales.

- Los permisos que se deban gestionar en el momento de la construcción (generados por algún cambio en las condiciones iníciales del proyecto) estarán a cargo del Contratista Constructor y se referirán por ejemplo a permisos para la disposición final de escombros, lugares autorizados para el préstamo de materiales de construcción,


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FICHA EP-1 LICENCIAS, PERMISOS Y TRÁMITES

licencia de intervención y ocupación del espacio público y consumo de agua, tratamiento de especies vegetales, entre otros. Dichos permisos estarán contenidos en el trámite de la licencia ambiental ante la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA).

- El contratista debe plantear las diferentes alternativas de cierre de vías, interrupciones

de tráfico y rutas alternas para cada sector del proyecto, concertarlas con la comunidad circundante y enviar la solución adoptada a la autoridad de tránsito respectiva para obtener el permiso correspondiente.

5. Responsable

Los trámites y solicitudes estarán a cargo del contratista del proyecto, el director de la obra y los especialistas correspondientes, bajo la supervisión y control de la firma interventora y la Autoridad Ambiental competente.

6. Monitoreo y Seguimiento

Se llevará un control y registro de todas las reuniones sostenidas con las Autoridades Ambientales y la comunidad involucrada. Por otro lado, debe mantenerse en el sitio de obra las copias de licencias, permisos, y autorizaciones.

La interventoría ambiental, tendrá a su cargo la verificación de los permisos

pertinentes y el seguimiento de los mismos.

FICHA EP-2 COORDINACIÓN INTERINSTITUCIONAL

1. Objetivos:

Realizar proyectos de forma coordinada para maximizar esfuerzos y evitar duplicación de actividades por parte de las entidades involucradas en la realización del proyecto


Descoordinación entre las diferentes entidades. Falta de seguimiento a las actividades de la obra. Fallas de comunicación entre las partes involucradas

3. Medidas de Control:

Reuniones periódicas con los entes públicos y privados pertinentes. Fortalecimiento de las gestiones entre el contratista y las autoridades competentes.


- Se debe mantener comunicación permanente con las Autoridades locales administrativas y ambientales, para que estén informadas del proceso de construcción del proyecto.

- El Contratista Constructor deberá solicitar con la debida anticipación (al menos tres días) el apoyo requerido de las autoridades y demás entidades locales, en aspectos relacionados con las tareas de sensibilización, señalización y medidas preventivas de contingencia dirigidas a sus trabajadores y a la comunidad.


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FICHA EP-2 COORDINACIÓN INTERINSTITUCIONAL

- El Contratista Constructor debe solicitar con la debida anticipación (al menos tres días) el apoyo requerido de las Autoridades Ambientales y demás entidades locales, en aspectos relacionados con el desarrollo de las actividades del proyecto.

- El Contratista Constructor debe informar a los bomberos, centros de salud, policía y

demás instituciones sobre los posibles riesgos que puede ocasionar la obra, con el fin de que cada entidad tome las medidas necesarias.

- Para mantener una comunicación frecuente, sin interrupciones de cualquier tipo, es necesario que se emplee una actitud cordial y de mutuo respeto entre las partes, dadas las diferentes adversidades

5. Responsable

El contratista, el director de la obra y las autoridades correspondientes.


Llevar registros de todas las reuniones y comunicaciones cruzadas entre las diferentes entidades.

Mantener una comunicación cordial y receptiva entre las partes dada la complejidad del proyecto, en el que se verá involucrada la comunidad y las diferentes entidades involucradas.

FICHA EP-3 INFORMACIÓN Y SOCIALIZACIÓN DEL PROYECTO

1. Objetivos:

Establecer los mecanismos permanentes de comunicación con las comunidades afectadas por el proyecto. Establecer procesos de participación comunitaria durante la ejecución de la obra con el fin de verificar el cumplimiento de la presente guía.


Rechazo del proyecto por falta de información a la comunidad. Incomodidad y protestas de la comunidad por la alteración de sus actividades

cotidianas. Dificultades para implementar las medidas de mitigación previstas. Inconformidad de la comunidad por interferencias en servicios públicos. Malestar por las medidas de adquisición de predios de uso agrícola y de vivienda.

3. Medidas de Prevención y Control:

Implementación de un programa de información a la comunidad. Implementación de un programa de veeduría y participación ciudadana. Coordinación con entidades locales. Manejo de la información.


- El Contratista Constructor encargado de la ejecución de la obra deberá acudir a los consejos comunitarios y/o organizaciones sociales localizados en el área de influencia


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para dialogar con los líderes comunitarios y por medio de estos, convocar a la población para reuniones programadas con las autoridades competentes y la interventoría.

- Informar y difundir los diferentes mecanismos de participación ciudadana y contratación de mano de obra requerida para el desarrollo del proyecto. Para este fin serán repartidos volantes, se instalarán vallas informativas y se realizarán reuniones o charlas informativas necesarias con la comunidad. Dichas reuniones se realizaran en el lugar más apropiado y establecido por el Contratista Constructor. Se recomienda que el contratista lleve un acta y un listado de asistencia para la reunión.

- El material de información será entregado (o publicado) con una anticipación mínima de 3 días en sitios públicos o en lugares de alto impacto visual en varias tandas de acuerdo con el número de reuniones programadas con la comunidad. Se debe prever material restante los cuales serán divulgados en casos especiales; por ejemplo para informar a la comunidad sobre corte o suspensión de algún servicio, desvíos vehiculares, etc.

- Diseñar e implementar acciones de gestión social que promuevan las relaciones armónicas, basado en el principio de responsabilidad social, empresarial y participación comunitaria; con el fin de fomentar la sostenibilidad integral del proyecto. Estas acciones serán ejecutadas durante las reuniones programadas de acercamiento con la comunidad del área de influencia. En dicha reunión el Contratista Constructor se hace responsable de informar a la comunidad sobre todos los componentes del proyecto, requerimientos de personal, inducción de las medidas ambientales e información sobre contratación de personal para el desarrollo de las obras.

- Implementación de un programa de veeduría y participación ciudadana.

- El contratista deberá tener un programa especial para atender quejas y reclamos por parte de la comunidad. Así mismo, debe contar con una oficina establecida para que la comunidad pueda manifestar quejas escritas y/u orales. La comunidad es libre de expresar sus ideas y dar opiniones acerca del desarrollo de las obras, por lo tanto no se exigirá formato alguno para la realización de las quejas y/o reclamos.

- Con el objetivo de comparar y evaluar el estado actual del entorno en el área de

influencia de la obras, es necesario que el constructor diligencie, las respectivas actas de vecindad, cuyo formato es adjuntado al final de esta ficha. En esta acta se deben llenar todas las prioridades y compromisos relacionado con la reconstrucción de obras afectadas.

- Con el fin de mantener una organización y un orden lógico, en la reunión se debe realizar las siguientes acciones:


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Bienvenida a la comunidad y toma de asistencia. (acta de asistencia) Presentación de los asistentes (Interventoría y Contratista Consultor). Explicación de los objetivos de la reunión. Espacio para intervención de la comunidad (preguntas). Respuestas por parte del consultor y la Interventoría. Conclusiones de la reunión y cierre.

5. Responsable

El Contratista constructor. Trabajadora Social


Llevar registros de todas las reuniones y comunicaciones cruzadas entre las diferentes entidades.

Elaborar el acta respectiva y divulgar los compromisos resultantes, los cuales tendrán carácter de obligatorio para las partes. El interventor se encargará de que se cumplan los acuerdos pactados.

Anexo Acta de Vecindad

CONTENIDO El día_______del mes de_______del año_______, se reunieron_____________________interventor de la obra, quien actúa en representación de_____________________ y el ingeniero, residente de obra, quien actúa en representación de la firma_____________________, con el fin de elaborar el acta de vecindad relacionada con el espacio público de la zona de influencia del proyecto_____________________. Se recorrió la línea del proyecto y se identificaron los elementos que serán afectados con la ejecución de las obras, los que no deberán ser demolidos y que por lo tanto el Contratista no podrá dañar. Se tomó nota sobre el estado actual de cada uno de ellos, con el fin de garantizar que al finalizar los trabajos, sus condiciones sean iguales o mejores a las existentes en la actualidad. Igualmente, entre los días_______del mes de_______de_______, realizaron las actas de vecindad de las siguientes propiedades: 1._________________________________________________________________________________________________________________________________ 2._________________________________________________________________________________________________________________________________ 3._________________________________________________________________________________________________________________________________ 4._________________________________________________________________________________________________________________________________ 5._________________________________________________________________________________________________________________________________ 6._________________________________________________________________________________________________________________________________


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7._________________________________________________________________________________________________________________________________

COMPROMISOS ADQUIRIDOS: 1._________________________________________________________________________________________________________________________________ 2._________________________________________________________________________________________________________________________________ 3._________________________________________________________________________________________________________________________________ 4._________________________________________________________________________________________________________________________________

ANEXOS: 1. FICHA DE RECORRIDO 2. FOTOGRAFÍAS 3. VIDEO (si lo hay) 4. ACTAS DE VECINDAD DE PROPIEDADES

FIRMAS Contratista: Interventoría

FICHA EP-4 SEGURIDAD INDUSTRIAL Y SALUD OCUPACIONAL

1. Objetivos:

Evitar, minimizar y/o mitigar los inconvenientes a trabajadores y a la comunidad a causa de accidentes potenciales que se pueden presentar. Establecer las medidas necesarias de seguridad industrial a seguir durante la ejecución de las obras.


Riesgo de accidentalidad de los trabajadores en las actividades mecánicas y rutinarias del proyecto.

Problemas de salubridad de los trabajadores


la legislación laboral vigente. riesgo

propio para el proyecto.



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- De conformidad con la Ley 100 de 1993, el Constructor se obliga a afiliar a todos sus trabajadores al sistema de seguridad social integral, prestado por las entidades públicas o privadas autorizadas, con el fin de garantizar las prestaciones de salud, económicas y servicios sociales establecidos para los riesgos comunes y profesionales.

- El contratista constructor deberá presentar para aprobación de la Interventoría su Programa de Salud Ocupacional PSO, con base en las normas colombianas. Se sugiere un índice guía para el desarrollo del PSO (que se encuentra al final de esta ficha), el cual deberá ser socializado y aprobado entre el contratista constructor y la Interventoría. Este índice es una guía y por lo tanto es necesario que sea ajustado en caso que las condiciones iniciales del proyecto se modifiquen.

- Realizar examen médico de ingreso y una conferencia sobre salud preventiva. Sin el cumplimiento de los anteriores requisitos, ninguna persona podrá participar en las obras objeto del contrato. - De conformidad con el Decreto Ley 1295 del 1994 y la Ley 1562 de 2012, “Por la

cual se modifica el sistema de riesgos laborales y se dictan otras disposiciones en materia de salud ocupacional”, el Constructor se obliga a afiliar y cotizar para todos sus trabajadores por accidente de trabajo y enfermedad profesional, de acuerdo a la clase de riesgo en el que se le clasifique.

- Antes de iniciar la obra, el Constructor y Operador informará al Interventor, la

Administradora de Riesgos Laborales (ARL) en la que tiene afiliados a sus trabajadores, reportando de inmediato todo cambio que haga al respecto.

- Si por causa de riesgos Laborales se presenta alguna disminución o deterioro de la capacidad laboral de un trabajador, el Constructor y/o el Interventor, a través de su personal, deben investigar y efectuar el seguimiento del tipo de acciones llevadas a cabo para remediar o compensar esta situación.

- El Contratista debe disponer como mínimo de un coordinador de seguridad Industrial en el sitio de trabajo. Se deben relacionar los recursos destinados al desarrollo del programa de Seguridad Industrial, detallando el presupuesto asignado al programa, los medios de divulgación, lugares de capacitación, equipos de medición, equipo de protección personal, etc.

- El Constructor debe presentar un programa de salud ocupacional que contemple el cumplimiento de la legislación vigente para la prevención de accidentes durante las actividades de construcción y operación del proyecto. Se debe presentar un plan de inspecciones para evaluar la gestión administrativa en Seguridad Industrial, incluyendo la descripción de la metodología, los participantes, la periodicidad y el seguimiento a las recomendaciones. Igualmente debe aportar información acerca de las


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inspecciones de mantenimiento de sus equipos y herramientas. Así mismo, se debe presentar las investigaciones y reportes sobre los accidentes presentados durante la realización de las obras. Para tal fin, el contratista debe elaborar un procedimiento para realizar la investigación de los incidentes (Resolución 1401 de 2007).

- Todos los trabajadores deben estar afiliados al sistema de seguridad social antes del inicio de las obras; los pagos correspondientes a seguridad los debe realizar el contratista mensualmente y enviar el reporte (desprendibles de pago, etc.) a la Interventoría de la obra. Así mismo, debe ser entregado un informe semanal a la Interventoría listando el personal del contrato, detallando datos básicos como: nombre y apellidos, cédula, lugar de residencia, cargo, ARL, fecha de afiliación, y AFP y fecha de afiliación. Los comprobantes de pago deben estar archivados en las oficinas del contratista, esta información debe estar disponible para consulta permanente por parte de la Interventoría.

- El contratista debe explicar al personal afiliado al Régimen Subsidiado el procedimiento establecido por El Consejo Nacional de Seguridad Social en Salud según el ACUERDO 415 DE 2009 “Por medio del cual se modifica la forma y condiciones de operación del régimen subsidiado del sistema general de seguridad social en salud y se dictan otras disposiciones”, mediante el cual se mencionan los lineamientos a seguir para que el personal que ingrese al Régimen Contributivo con posterioridad a su afiliación al Régimen Subsidiado pueda volver a afiliarse al Régimen Subsidiado. La persona debe informar a la entidad territorial la pérdida del vínculo laboral que dio lugar a su afiliación al Régimen Contributivo y su intención de afiliarse nuevamente al Régimen Subsidiado. Adicionalmente, las personas deben cumplir los demás requisitos establecidos en el acuerdo mencionado.

- Se debe presentar un plan de emergencias indicando la organización, las brigadas de respuesta, los recursos disponibles para su ejecución, las líneas de comunicación, las categorías de emergencia y el programa de simulacros y entrenamiento.

- Se debe designar antes de iniciar las labores, la persona responsable por la seguridad industrial, quien debe conocer los procedimientos de trabajo y los planes de contingencia; así como las disposiciones legales vigentes sobre salud ocupacional y seguridad industrial.

- Cuando hay campamento o patio de almacenamiento de materiales, éste se debe proveer con un número suficiente de extinguidores para incendios, localizados estratégicamente sobre toda el área del mismo y especialmente en sitios donde sea mayor la posibilidad de esta emergencia.

- Realizar un programa de inducción, formación y capacitación sobre las actividades a desarrollar en el puesto de trabajo, los riesgos inherentes a este y su forma de prevención.


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- Promover la participación activa de los trabajadores en la organización y desarrollo de

actividades de recreación y deporte que permitan mantener y mejorar la salud física y mental de los mismos.

- Proporcionar la dotación y los elementos de protección personal a los trabajadores, consistente principalmente en overol, casco, respirador (cuando sea necesario), mascarillas para polvo, botas de caucho, careta para soldadura, monogafas, guantes de carnaza, caucho y látex, tapa oídos e impermeable.

- Identificar los factores de riesgo (biológicos, físicos y químicos) presentes durante la ejecución de las obras, con el fin de diseñar medidas para prevenir, minimizar y controlar estos riesgos. Adicionalmente, se debe identificar los riesgos asociados a cada una de sus actividades y utilizar los equipos de protección personal.

- Se debe promover la conformación del Comité Paritario de Salud Ocupacional (COPASO), asignando recursos, tiempo y espacios para el desarrollo de sus funciones.

5. Responsable

El director de la Obra Especialista o coordinador de salud ocupacional.


- Registrar inducciones, capacitaciones, entrega de dotación, inspecciones y verificación de pagos al SGSS.

- Registrar actas de reunión del grupo COPASO sobre las actividades relacionadas con la salud y bienestar de los trabajadores.

- Anexo Guía de Salud Ocupacional

GUIA DE TABLA DE CONTENIDO DEL PROGRAMA DE SALUD OCUPACIONAL INTRODUCCION

1. OBJETIVOS 2. ANTECEDENTES DEL PROGRAMA DE SALUD OCUPACIONAL 3. RESPONSABILIDADES

3.1 GERENCIA 3.2 COORDINADOR DEL PROGRAMA DE SALUD OCUPACIONAL 3.3 TRABAJADORES

4. INFORMACION GENERAL DEL CONTRATISTA CONSTRUCTOR 4.1 ACTIVIDAD ECONOMICA Y CLASIFICACION SEGÚN D.1607/02 4.2 DATOS DE IDENTIFICACION 4.3 NUMERO DE TRABAJADORES Y FORMA DE CONTRATACIÓN DE LOS TRABAJADORES 4.4 JORNADA LABORAL 4.5 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL (ORGANIGRAMA)


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4.6 MATERIA PRIMA, EQUIPOS UTILIZADOS Y PROCESOS 4.7 SEGURIDAD SOCIAL 4.8 DIAGNOSTICO INTEGRAL DE LAS CONDICIONES DE TRABAJO Y SALUD 4.9 MISION 4.10 VISION

5. POLITICAS DEL CONTRATISTA CONSTRUCTOR 5.1 FUNCIONES 5.2 PROPOSITOS 5.3 ESTRATEGIAS

6. ORGANIZACIÓN DE LA SALUD OCUPACIONAL 6.1 COORDINACION DEL PROGRAMA DE SALUD OCUPACIONAL 6.2 RECURSOS HUMANOS 6.3 RECURSOS FISICOS Y TECNOLOGICOS 6.4 RECURSOS FINANCIEROS

7. PANORAMA DE RIESGOS

7.1 GENERALIDADES 7.2 METODOLOGIA 7.3 MARCO TEORICO 7.4 CLASIFICACION DE LOS FACTORES DE RIESGO 7.4.1 FISICOS 7.4.2 QUIMICOS 7.4.3 BIOLOGICOS 7.4.4 PSICOLABORAL 7.4.5 ERGONOMICOS

7.4.6 SEGURIDAD 8. DESARROLLO DEL PROGRAMA DE SALUD OCUAPACIONAL

8.1 SUBPROGRAMA DE MEDICINA PREVENTIVA Y DEL TRABAJO 8.1.1 DEFINICION 8.1.2 OBJETIVOS 8.1.3 RECURSOS 8.1.4 ACTIVIDADES 8.1.4.1. ACTIVIDADES GENERALES 8.1.4.2. ACTIVIDADES ESPECÍFICAS 8.1.4.3. VIGILANCIA EPIDEMIOLOGICA

8.2. SUBPROGRAMA DE HIGIENE INDUSTRIAL 8.2.1 DEFINICION 8.2.2 OBJETIVOS 8.2.3 RECURSO HUMANO 8.2.4 ACTIVIDADES 8.2.4.1 ACTIVIDADES GENERALES 8.2.4.2 ACTIVIDADES ESPECIFICAS

8.3. SUBPROGRAMA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL


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8.3.1 DEFINICION 8.3.2. OBJETIVOS 8.3.3. RECURSO HUMANO 8.3.4. ACTIVIDADES 8.3.4.1. ACTIVIDADES GENERALES 8.3.4.2. ACTIVIDADES ESPECÍFICAS 8.3.5 PREPARACIÓN PARA EMERGENCIAS

9. COMITÉ PARITARIO DE SALUD OCUPACIONAL 10. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES 11. SEGUIMIENTO Y CONTROL

11.1 INDICADORES DE SISPOSICIÓN DE RECURSOS 11.2 INDICADORES DE ACTIVIDADES PROGRAMADAS VERSUS

EJECUTADAS 11.3 INDICADORES DE IMPACTO (INDICE DE SEVERIDAD, INDICES DE MORTALIDAD E INDICADORES DE CAPACITACION) 11.4 REVISION POR LA GERENCIA Y MEJORA CONTINUA

FICHA EP-5 MONITOREO Y CONTROL

1. Objetivos:

Establecer las acciones que permitan identificar la eficiencia de las medidas de prevención, mitigación y control del proyecto de las adecuaciones hidráulicas y recuperación ambiental del río o quebrada, para determinar su continuidad o ajuste.


Disposición inadecuada de residuos líquidos y sólidos en las aguas superficiales y subsuperficiales.

Alteración de las condiciones iniciales del suelo. Remoción de la capa vegetal debido a las actividades de construcción. Producción de material particulado, gases, ruido. Incomodidad por obras e interferencia en las actividades cotidianas.

3. Medidas de Prevención, Mitigación y Control:

Monitoreo de aguas, suelos y aire. Inspección a las áreas de influencia de las obras. Implementación de correctivos.


- Se deben realizar reuniones periódicas con la comunidad aledaña al área de influencia, especialmente con los habitantes de los municipios que son sujetos a adquisición de predios para el desarrollo de las obras. El contratista constructor debe recibir las quejas, recomendaciones o sugerencias por parte de los habitantes para efectuar la retroalimentación de las actividades que los afecten directamente.

- Tomar muestras y determinar las características fisicoquímicas y microbiológicas de

los lodos dragados del río o quebrada para su reutilización en la conformación de los jarillones u otras estructuras del cauce y/o berma senderos, etc, bajo el análisis


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FICHA EP-5 MONITOREO Y CONTROL

científico y no por presunciones. Las muestras se deben tomar el primer (1) día en que son retirados los lodos del río o quebrada y luego a los 30 días de ser deshidratados, para confrontar los resultados.

- Inspecciones en bosques y áreas vecinas a las obras para detectar posibles daños o

deterioros causados por la implementación de las obras (por personal, vías de acceso, excavaciones, etc.)

- Hacer un conteo de las especies vegetales presentes en las zonas que serán

intervenidas directamente, durante las actividades de descapote y tala. Adicionalmente se debe establecer el porcentaje de germinación de las especies vegetales sembradas y determinar el avance de la revegetalización para establecer la efectividad de las medidas.

- Inspección en zonas aledañas a las excavaciones para determinar posibles

inestabilidades. - Efectuar inspecciones periódicas para la detección de contaminación del suelo por

derrames de aceites, grasas y combustibles y toma de muestras del suelo.

- Inspección de las áreas de construcción con el fin de determinar el estado de limpieza, recipientes, sitios de disposición final de los residuos.

- Efectuar monitoreos de calidad del aire y ruido distribuidos en tiempo y espacio del proyecto y de acuerdo a las etapas del proyecto. Realizar tres monitoreos tanto para el parámetro aire como para el de ruido. Para cada uno, el primer monitoreo se debe efectuar al comienzo de las obras, el segundo cuando haya una avance del 50% de las obras y el último cuando al finalizar las actividades.

- Realizar capacitaciones periódicas (cada 3-4 meses) a los trabajadores sobre el cumplimiento y aplicación de las medidas de protección ambiental durante la obra.

5. Responsable

El director de la Obra Especialista de salud ocupacional, seguridad industrial y especialista ambiental.


- Llevar registros diarios de todas las actividades realizadas. - Llevar registros de los hallazgos y medidas implantadas.

ETAPA CONSTRUCTIVA

FICHA EC-6 MANEJO DE CAMPAMENTOS TRANSITORIOS

1. Objetivos:

Localizar las estructuras provisionales requeridas durante la etapa de construcción en sitios donde ocasione la menor afectación a la cotidianidad de los residentes de la zona.


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Destinar áreas específicas para la alimentación, el descanso y actividades de ocio y tiempo libre del personal de construcción. Implementación de servicios sanitarios para el personal de construcción y la obra en general. Prevenir, mitigar y readecuar los sitios que han sido intervenidos temporalmente con obras de tipo civil, en la ejecución de estudios geológicos o en los trabajos de excavación y construcción del proyecto.


Incomodidad y protestas de la comunidad por la alteración de sus actividades cotidianas.

Obstaculización de vías y zonas de tránsito peatonal. Generación de ruidos, olores y producción de residuos tanto sólidos como líquidos.

3. Medidas de Control y Mitigación:

Programas de Manejo y almacenamiento de materiales. Almacenamiento adecuado de líquidos y combustibles. Localización del Campamento. Procedimientos para el Manejo adecuado de residuos líquidos y sólidos. Dar cumplimiento a los Decretos 1594/84, 948/95, 2107/95, 1228/97, 1530/02,

4296/04, 979/06, 910/08, 1470/14.


- El campamento deberá estar demarcado y aislado totalmente, de manera que se garantice la seguridad del lugar, impidiendo la entrada de personas extrañas, animales y que a su vez proteja las zonas vecinas de la influencia de los trabajos. Los campamentos deberán estar bien iluminados, se recomienda contar con vigilancia e identificados con una valla, la cual debe tener el permiso necesario. El campamento debe delimitar y señalizar como mínimo:

o Oficinas o Almacén o Zona para uso de parqueo de vehículos o maquinaria o Zona de almacenamiento de materiales. o Zona de separación y almacenaje de residuos sólidos o Zona de almacenamiento de escombros. o Ruta de evacuación o Ubicación del material de primeros auxilios o Ubicación de los extintores o Ubicación de los baños

- Ubicar los elementos necesarios para la realización de la obra (materiales de construcción, herramientas, maquinaria, combustibles, etc.), de forma adecuada y


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correcta, respondiendo a una organización. Se deben destinar y señalizar áreas específicas para cada tipo de material. Las sustancias inflamables deberán estar en compartimientos aislados, y los trapos, estopas, impregnados de aceite u otra sustancia que pueda entrar fácilmente en combustión, deberán recogerse y depositarse en recipientes de cierre hermético.

- Todos los recipientes deben llevar etiquetas que permitan su respectiva identificación, siguiendo los lineamientos de la norma NTC 1692. Las hojas de seguridad de dichas sustancias deben permanecer cerca de la sustancia y en lugares visibles.

- El sitio de acopio no podrá ser instalado en zonas ambientalmente sensibles ni en espacio público, salvo los casos estrictamente necesarios, en común acuerdo entre el Contratista Constructor, la CAR y la Interventoría.

- Instalar canecas para el reciclaje y almacenamiento temporal de los residuos sólidos generados durante la instalación, operación y desmantelamiento de los sitios de acopio. Se instalarán canecas en las cuales serán reciclados y almacenados los residuos sólidos generados en el campamento. Estas serán ubicadas en lugares protegidos contra el agua.

- Los residuos dispuestos en las canecas deberán ser clasificados en ordinarios y peligrosos, según lo especificado en el Decreto 4741 de 2005 o en la norma GTC 24.

- Los residuos no reciclados, deben almacenarse en bolsas debidamente cerradas y ser entregadas a los camiones recolectores de basura del sector; o en su defecto transportarlas hasta el sitio de disposición de residuos autorizado por la Autoridad Ambiental competente, la Corporación Autónoma Regional (CAR), dando cumplimiento con lo establecido en el Decreto 4741 de 2005, resolución 1402 de 2006, Resolución 1362 de 2007

- Se debe evitar el acopio de materiales cerca de los cauces y estructuras de drenaje o zonas donde por acción de las aguas de escorrentía puedan transportarse hacia los drenajes naturales. Cuando los campamentos se hallen en zonas rurales deberán instalarse retirados de las fuentes superficiales como mínimo 100 metros y 20 metros de áreas boscosas.

- Los campamentos deberán estar dotados de baños con agua potable para cubrir las necesidades domésticas y vestidores para los trabajadores.

- No se permitirá el vertimiento de aguas residuales a los cuerpos de agua.

- El campamento deberá contar con equipos de extinción de incendios y material de

primeros auxilios.


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- Se debe contar con brigadas de limpieza por cada frente de obra y en el sitio de acopio base que al final de cada jornada laboral se encarguen de la limpieza general. Se deben establecer al menos dos brigadas por lugar de trabajo con la finalidad que las labores de limpieza sean alternadas.

- Se deben realizar inspecciones cada 15 días con el fin de verificar el cumplimiento de la presente ficha.

5. Responsable

El director de la obra. Especialista ambiental encargado.


- Dejar registros escritos de la sectorización del campamento, permisos de servicios obtenidos e instrucción al personal de la construcción.

- Llevar un registro de los residuos sólidos generados diariamente.

FICHA EC-7 DESVÍOS DE TRÁFICO

1. Objetivos:

Programar adecuadamente el manejo y operación del tráfico vehicular dentro de las zonas urbanas. Mitigar los impactos negativos generados sobre las vías intervenidas por el paso de vehículos de carga y de equipos en el área de influencia. Si es forzosa la intervención de la red vial en las obras proyectadas, es responsabilidad del Contratista garantizar la protección contra los riesgos creados tanto para los trabajadores y equipos dentro de la zona de trabajo, como para las personas y vehículos que utilizan la vía, procurando el mínimo de interrupciones en la circulación normal de la zona.


Alteración del tráfico vehicular y peatonal. Alteración de la calidad del aire Incomodidad a la comunidad por contaminación acústica.

3. Medidas de Mitigación y Control:

Preparar programa de desvíos. Habilitar pasos provisionales. Información a la comunidad.


- Concertar con las entidades encargadas de tránsito y transporte, las rutas opcionales y la forma cómo se manejarán los desvíos, considerando el tipo de maquinaria y vehículos a utilizar en la obra.

- El contratista debe planear el correspondiente Plan de Manejo de Tráfico (PMT) de


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acuerdo con la normatividad vigente, el cual debe estar aprobado por las autoridades Nacionales, locales, la Interventoría y por la CAR. Debe ser instalada toda la señalización adecuada y aprobada para el mismo. Este Plan de Manejo de Tráfico debe permanecer vigente durante todo el desarrollo de las obras. Los dispositivos para la regulación del tráfico (barricadas o vallas) deben ubicarse de acuerdo a la normatividad expedida en el Código de Transito, al igual que la reglamentaciones regionales o locales que existan en la materia, ya sea por el Ministerio de Vías y Transporte, los Institutos descentralizados, entre otros. Este plan debe contener como mínimo:

1. Diagnóstico de las características de tráfico existente (presencia de transporte público, afluencia de vehículos, estado de las vías).

2. Descripción y características de las obras. 3. Obligaciones del consultor con respecto al PMT 4. Implementación del Plan (señalización, senderos peatonales, comités

ambientales y de tránsito, personal dedicado a la implementación del plan, etc.).

5. Acciones de contingencia 6. Información y divulgación del Plan de Manejo de Trafico (antes, durante y

después de las obras). 7. Puesta en macha del PMT. 8. Supervisión del PMT.

- El anterior PMT debe ser concertado con las autoridades, dependiendo del lugar de

las obras, si son Nacional, Regional o locales, la CAR y la Interventoría. Para esto, se deben programar reuniones para establecer la modalidad de transporte de materiales y equipos, dada la complejidad de la obra. El Contratista Constructor debe observar algunas sugerencias y alternativas dadas por la comunidad, siempre y cuando se ajusten a la normatividad.

- Se debe diseñar una ruta de movilización de maquinaria y equipos por vías que interfieran el mínimo posible las actividades normales de la población, y hacerla cumplir por parte de los conductores de la obra.

- Se debe construir pasos temporales para peatones y vehículos, que serán instalados y mantenidos debidamente para evitar accidentes.

- La señalización a implementar en el PMT, deberá permanecer durante la totalidad de la ejecución de la obra. Estas deberán cumplir con lo establecido por el Manual de Señalización del Ministerio de Vías y Transporte. En la ficha de Señalización se debe presentar más en detalle este aspecto.

5. Responsable

Director de la obra y el especialista ambiental encargado..


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- Se debe elaborar el acta respectiva y divulgar los compromisos resultantes, los cuales tendrán carácter obligatorio para las partes. El interventor se encargará de que se cumplan los acuerdos pactados.

- Llevar un registro de los viajes programados para el transporte de materiales y maquinaria.

FICHA EC-8 MOVILIZACIÓN DE EQUIPOS

1. Objetivos:

Establecer las medidas de manejo ambiental necesarias para controlar los efectos generados por la movilización de maquinaria, equipos y materiales.


Emisión de ruido. Emisión de gases y partículas a la atmósfera. Vertimiento de grasas y aceites originados por el mantenimiento y lavado de

maquinaria. Contaminación de aguas por lavado de maquinaria. Contaminación de fuentes superficiales, subterráneas y suelos por derrames de

aceites y combustibles.


Mantenimiento adecuado de volquetas y equipo de construcción. Utilización de silenciadores en los escapes de los equipos. Restringir la utilización de pitos y bocinas. Señalización adecuada de accesos al sitio de las obras y áreas internas. Dar cumplimiento a los Decretos 1594/84, 948/95, 2107/95, 1228/97, 1530/02,

4296/04, 979/06, 910/08, 1470/14.


- Se debe llevar control sobre los conductores asociados al proyecto de tal forma que se asegure que están capacitados para realizar las labores pertinentes. Todos los conductores deben tener al día sus documentos personales y los de los vehículos al día y en regla, comprobando que están habilitados para laborar.

- Se debe mantener control sobre la operación realizada por los conductores y ayudantes por medio del registro de las actividades realizadas, pruebas de alcoholemia aleatorias y actividades de capacitación de las medidas ambientales.

- Todos los vehículos deben pasar por una inspección de ambiente, seguridad e higiene

al momento de vinculación con el proyecto. En esta inspección se debe verificar que posean todos los documentos al día (Matricula, SOAT, certificado de gases, revisión tecnomecánica, etc.), el estado del vehículo y sus componentes (Luces, llantas, carrocería, caja de herramientas, kit de carreteras, extintor, etc.).


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- Las operaciones de mantenimiento de estos vehículos deberán realizarse en talleres autorizados; evitar el cambio de aceite de estos dentro de la obra.

- Restringir el uso de bocinas y pitos, a fin de reducir la generación de ruido. Verificar el óptimo funcionamiento de los vehículos de transporte, a fin de generar el menor nivel de ruido y vibraciones posible. Además, todos los vehículos deben contar con silenciadores en el tubo de escape.

- Cumplir con el Decreto 2222 de 1993 del Ministerio de Minas y lo establecido en el reglamento de protección y control de la calidad del aire (Decreto 948 de 1995).

- Los vehículos destinados para el transporte de relleno debe tener en su carrocería los platones apropiados, de manera que la carga depositada en ellos no se derrame durante el transporte. Las volquetas utilizadas para el transporte de materiales, deben cumplir con la normatividad vigente y como mínimo lo mencionado en el siguiente procedimiento:

La carga debe acomodarse de tal manera que el material quede en su totalidad contenido en el platón o balde, sin sobrepasar la altura de los bordes del mismo.

La carga debe estar cubierta en su totalidad con una lona resistente la cual debe estar sujeta firmemente a las paredes exteriores del contenedor o platón, de tal forma que caiga sobre los mismos por lo menos 30 centímetros a partir del borde superior.

- Los vehículos debe ser sometidos a mantenimientos preventivos y correctivos. Es

obligación del contratista exigir el comprobante de estos mantenimientos a los contratistas encargados del transporte de materiales y revisar que los vehículos cuenten con el equipo de carretera requerido (gato, extinguidor, cruceta, botiquín, señales de carretera, linterna, caja de herramientas, llanta de repuesto, etc.).

- Se prohíbe la utilización de lubricantes usados como combustibles de mecheros, antorchas, etc., objetos de uso prohibido por la legislación protectora del recurso aire.

- Se debe tener en cuenta que el mantenimiento de la maquinaria pesada (de difícil traslado), como cambio de aceite lubricante e hidráulico, se puede hacer en el taller del campamento principal de obra o en las áreas que se utilicen para almacenamiento temporal de materiales de construcción, siempre y cuando se observen las siguientes normas:

o El aceite lubricante será extraído y se depositará en canecas de 55 galones, en perfecto estado, que no presenten escapes y que tapen herméticamente con el tapón propio de la misma. No se utilizarán trapos o tapones que permitan


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escapes de lubricante. Por ningún motivo se podrán verter aceites al suelo, mediante drenaje por gravedad a un hoyo y tapar posteriormente el mismo con material.

o El aceite hidráulico se cambiará utilizando el mismo procedimiento o drenándolo a un recipiente metálico de suficiente capacidad y posteriormente transvasarlo a una caneca de 55 galones.

o Los filtros de aceite y combustible, se retiraran en forma cuidadosa, disponiendo de una bandeja metálica, que retenga el remanente de aceite, para posteriormente transvasarlo a la caneca de almacenamiento temporal. Los filtros se deben transportar hasta el patio y allí depositarlos con los demás residuos sólidos especiales, para posteriormente hacer su disposición final de manera apropiada de acuerdo a la normatividad ambiental vigente. Por ningún motivo los operadores encargados de esta labor pueden dejar estos filtros en zonas cercanas a los patios de acopio temporal y otras áreas del campamento, entre la vegetación o en cuerpos de agua naturales.

o Los vehículos se podrán lavar en las estaciones de servicio de los municipios del área de influencia directa del proyecto, estos sitios deben tener los permisos requeridos para el desempeño de esta labor. No se permitirá lavar ni la maquinaria ni las volquetas en el frente de obra o en inmediaciones de quebrada o ríos localizados en la zona.

- Para el traslado de la maquinaria a la zona de los trabajos se deben tomar las

precauciones necesarias de acuerdo con las dimensiones y altura de la maquinaria, como puentes, galibo horizontal, distancias a líneas de transmisión de energía, pancartas y avisos, vegetación lateral, etc.

- Se restringe la movilización de maquinaria o equipos cuyo desplazamiento se efectúe sobre orugas. La movilización en este caso se deberá realizar mediante el empleo de tracto camiones (cama baja).

- Se debe reparar oportunamente los daños en los accesos y fuera de estos, causados por la movilización y transporte de maquinaria, equipos y materiales.

5. Responsable

El Contratista y director de la obra. Especialista de seguridad industrial y especialista ambiental.


Realizar un control de los vehículos utilizados para el transporte de materiales y equipos. El Contratista debe entregar a la Interventoría listados de equipos, maquinaria y vehículos, los cuales deben contar con SOAT, tarjeta de propiedad, pase de conductor, revisión técnico-mecánica (para garantizar que los frenos, sistema de


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suspensión, espejos, motor y llantas se encuentran en óptimas condiciones).

Llevar un registro de todas las actividades desarrolladas.

Solicitar la revisión técnico-mecánicas de los vehículos autorizados para el transporte de materiales y equipos.

FICHA EC-9 SEÑALIZACIÓN

7. Objetivos:

Prevenir accidentes laborales y de peatones por medio del establecimiento de sectores bien demarcados que permitan organizar las diferentes actividades de la obra. Implementar señales preventivas, reglamentarias e informativas durante el tiempo de ejecución de la obra.


Generación de riesgos para personas y bienes. Presencia de personas ajenas a la obra. Ocurrencia de accidentes. Alteración del tráfico vehicular y peatonal. Posible obstrucción de vías y accesos a propiedades privadas Generación de molestias e incomodidades a la comunidad.

9. Medidas de Prevención:

Demarcar el perímetro de la obra. Zonificar la obra en función de los diferentes usos. Implementar controles permanentes durante el tiempo de ejecución de la obra. Utilizar para cerramientos y demarcaciones, cintas reflectivas, círculos de señalización

y/o canecas visibles.


- Demarcar correctamente el perímetro de la obra para evitar incomodidades a la comunidad por las actividades de construcción.

- Las áreas en donde se realicen actividades de construcción y que estén expuestas al

público, deben estar señalizadas y demarcadas indicando la información y advertencias correspondientes.

- Se deben retirar los elementos de aislamiento y demarcación el día siguiente de

terminada la obra.

- Sobre los cruces de fuentes superficiales se instalarán señales indicando al personal la importancia de conservar los recursos naturales.

- Se deben aislar y demarcar los diferentes sectores de la obra, como oficinas,


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FICHA EC-9 SEÑALIZACIÓN

bodegas, depósito de materiales y/o servicios sanitarios para impedir riesgos e interferencias entre las actividades de la obra.

- Es importante la demarcación de sitios con factores elevados de riesgo, como redes de alta y media tensión, zonas inestables, zonas de almacenamiento y uso de explosivos, tránsito de maquinaria pesada y vehículos, almacenamiento de combustibles y materiales peligrosos, escaleras, etc. Se debe utilizar la debida señalización.

- Se podrán utilizar señales luminosas intermitentes, que demarquen la calzada de

tránsito por medio de focos luminosos distanciados no más de 10 m con una intensidad suficiente para que su visibilidad sea efectiva.

- Sólo se permitirá como fuente de energía luminosa una planta o generador de

capacidad suficiente para alimentar un mínimo de diez unidades, a menos que se obtenga una acometida oficial de las empresas prestadoras del servicio de energía.

11. Responsable

El Contratista y director de la obra Especialista de seguridad industrial


Se deben dejar registros fotográficos de la señalización implementada. Hacer un listado del tipo de señales implementadas.

FICHA EC-10 CONTROL DEL AIRE Y RUIDO

1. Objetivos:

Establecer las medidas a desarrollar en aquellas actividades y acciones que pueden generar un incremento en los niveles de material particulado, gases y ruido por efecto la operación de maquinaria, equipos y el transporte de materiales durante la construcción de las obras.


Emisión de gases y partículas a la atmósfera. Deterioro salud de los trabajadores. Incomodidad a la comunidad. Contaminación Acústica

3. Medidas de Mitigación y Control:

Cumplir la Resolución 541/94 del Ministerio de Ambiente en lo referente a carga, descarga, transporte, disposición final de escombros y demás materiales provenientes de este tipo de obra.

Exigir la sincronización de vehículos y equipos utilizados para el transporte de materiales.

Reducir la generación de ruido con la utilización de equipos en buenas condiciones, instalación temporal de barreras acústicas y ejecución de actividades en horario


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FICHA EC-10 CONTROL DEL AIRE Y RUIDO

comercial. Dar cumplimiento al Decretos 1594/84, 948/95, 2107/95, 1228/97, 1530/02, 4296/04,

979/06, 910/08, 1470/14, Resolución 1541 de 2013.


- El uso de maquinaria y equipos debe quedar restringido al horario diurno que fije la autoridad de acuerdo con la zona. La maquinaria y equipo deben contar con los aditivos necesarios para el control de los niveles de presión sonora. No se permite la operación de vehículos sin tubos de escape.

- Para evitar incomodidad, el Contratista Constructor debe mantener en óptimo estado

el equipo automotor y la maquinaria empleada en las obras, controlando los niveles de ruido. Debe ajustarse a la normatividad contenida en la Resolución Nº 8321 de 1983 del Ministerio de Salud y los Decreto, Resoluciones del Ministerio de Medio Ambiente.

- No se permite el uso de bocinas o pitos accionados por sistema de compresor de aire.

El personal expuesto al ruido debe usar protectores para oídos y cuando se trabaje con niveles máximos (90dB), programar las tareas con relevos, de manera que se tengan descansos alternativos de una (1) hora.

- Se prohíben las prácticas de quemas a cielo abierto de cualquier tipo de material. - Se deben humedecer periódicamente las áreas o focos de emisión de material

particulado. - Construir barreras protectoras en los frentes de obras. - Exigir el certificado de emisión ambiental vehicular expedida por la Autoridad

Ambiental competente.

5. Responsable

El director de la obra. Especialista ambiental.


- Llevar registros de los niveles de ruido generados y de las actividades diarias. - Efectuar mediciones periódicas y registro de la calidad del aire en zonas de foco

representativo.

FICHA EC-11 PROGRAMA PARA EL MANEJO Y PROTECCIÓN DE FAUNA SILVESTRE

1. Objetivos:

Establecer acciones para salvaguardar y proteger los nidos con huevos y/o polluelos de los árboles o matorrales, y/o individuos de las comunidades de reptiles y anfibios ubicados en las zonas a intervenir en las orillas del río o quebrada.


Cambio en la estructura de la comunidad biológica (mamíferos, aves, reptiles, anfibios.


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Deterioro del hábitat por remoción de jarillones y ampliación de cauce.

3. Medidas de Prevención:

Rescatar y proteger el mayor número de individuos de fauna presentes en la zona del proyecto.

Cumplir con la normatividad en el manejo de la fauna, Resolución 1172 DE 2004 “Por la cual se establece el sistema nacional de identificación y registro de los especímenes de fauna silvestre en condiciones ex situ”.


1. Programa de capacitación y educación ambiental

- El contratista debe realizar antes de iniciar obras, charlas informativas y educativas con los trabajadores, con el fin de indicar la conservación de los recursos naturales de la zona del proyecto, haciendo énfasis en las especies de fauna endémica y en peligro de extinción.

- Estas charlas informativas deber estar acompañadas de láminas o fotografías de

las especies de fauna presentes en la zona de trabajo.

- El contratista debe advertir que está prohibida la extracción o captura o muerte de individuos de cualquier especie animal avistada (anfibios, reptiles, peces, aves o mamíferos) en el sitio de trabajo, so pena de ser despido al igual de dar parte a la Autoridad Ambiental competente para que inicie los trámites competentes sancionatorios.

2. Rescate de fauna silvestre

- El contratista debe contar con personal especialista para realizar una revisión de las zonas a intervenir con un mes de antelación, dicho personal debe recorrer las zonas a intervenir para establecer la presencia y abundancia de las especies de anfibios, reptiles, aves y mamíferos presentes en el área del proyecto; se inspeccionarán los árboles objeto de intervención a lo largo y ancho del proyecto, de forma tal que se incluyan todos los estratos arbóreos presentes objeto de intervención por las labores constructivas.

- De igual modo, se debe describir la vegetación presente del tramo a intervenir. A la par con la fase de identificación de nidos, se registrarán las especies de aves detectadas visualmente, para esto es indispensable el uso de binoculares con buen aumento, esta información debe ser consignada en fichas.

- Para cada ejemplar observado se debe tomar información relativa al tipo de hábitat

ocupado, período de actividad, abundancia relativa y anotaciones ecológicas de interés general de acuerdo al Formato de Campo usado.


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- Anterior a la etapa de rescate se debe establecer el sitio previo donde se trasladen los nidos con los huevos, las crías en estado juvenil, o adultos; inicialmente se debe reubicar en árboles cercanos que no sean afectados y puedan dejarse allí sin ningún perjuicio o establecer contacto con las Autoridad Ambiental y/o entidades existentes, como por ejemplo en Bogotá con:

El Centro de Recepción y Rehabilitación de Fauna Silvestre del SDA La Unidad de Rescate y Rehabilitación de Animales Silvestres URRAS, en la

Universidad Nacional de Colombia facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia.

Sociedad protectora de animales CAR, etc.

- En el caso de la avifauna la identificación de nidos es una fase previa al rescate y

comprende las siguientes actividades:

o Se deberá realizar una inspección de los árboles y arbustos en las zonas inmediatas al río o quebrada y que van a ser intervenidas para descubrir los sitios de anidación.

o En árboles cuyos nidos se detecten a alturas donde sea fácil observar en

detalle los mismos se verificará, si existen huevos o crías y su estado de maduración, de lo contrario este procedimiento se efectuará en el mismo instante de las labores de rescate.

o La identificación de los nidos, seguimiento y rescate se centrará básicamente en aquellos que se encuentren ubicados en árboles cuyo tratamiento sea de tala o bloqueo y traslado.

o Las personas encargadas de esta actividad deberán llevar un formato de colecta de nidadas, en el que se incluirá la información necesaria para el manejo de ciertas variables en la zona de crianza artificial, así como para obtener información importante desde el punto de vista ecológico.

o Ésta información será consignada en una ficha o formato.

- El personal a cargo del rescate de los nidos deberá tener experiencia en trabajos

de altura y manejo de avifauna. En caso de que el nido sea de fácil acceso se puede emplear una escalera, pero si el nido se encuentra ubicado en árboles muy altos o en donde existan riesgos sobre la vida de las personas es mejor emplear mecanismos para el trabajo en alturas, y donde haya disponibilidad de ingreso de maquinaria una grúa con cabina de elevación.

- En el momento del rescate los nidos con los huevos o crías se deben colocar en


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cajas de cartón acondicionadas con papel periódico o tela gruesa (para evitar traumatismos en el transporte).

- Se deben transportar los huevos o crías en forma rápida para evitar cambio en las

condiciones vitales de los mismos, en caso de no poder transportarse prontamente, se deberá garantizar la temperatura óptima (de acuerdo a las especies) y la ubicación de los nidos o crías en un sitio seguro fuera del alcance de depredadores.

5. Responsable

El Director de la Obra. Biólogo Especialista.


Informes periódicos del estado de conservación de las especies rescatadas. Registro fotográfico de los nidos trasladados.

7. Indicadores

Abundancia y densidad de la población. Porcentaje de disminución o aumento de la población.

FICHA EC-12 BLOQUEO DE ARBOLES, RESCATE DE BRINZALES Y MANEJO DE RESIDUOS PROVENIENTES DE LA PODA

1. Objetivos:

Reducir la mortalidad de árboles y/o arbustos que serán removidos y están localizados dentro del área de influencia directa del proyecto. Conservar los individuos de aquellas especies que por sus condiciones naturales permiten la ejecución del tratamiento de bloqueo.


Erosión. Aridez. Deterioro paisajístico Aporte de sedimentos a los cuerpos de agua. Disminución de la flora y fauna del área de influencia

3. Medidas de Mitigación:

Estimación de especies que deberán ser bloqueadas Determinación del sitio definitivo de implante de los árboles bloqueados. Bloqueo de árboles y/o arbustos según especificaciones comunes a este tipo de

tratamiento. Obtención de los permisos de aprovechamiento único o de árboles aislados. Manejo adecuado del material vegetal Cumplir el Decreto 1791/96 sobre aprovechamiento forestal. Cumplir con la Resolución 1517 de 2012 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo

Sostenible.


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El bloqueo es una técnica desarrollada para trasplante de árboles y/o arbustos pertenecientes a determinadas especies que resisten las acciones y efectos de ésta técnica. Para su ejecución se debe realizar un plateo a cierta distancia de la base del tronco que dependerá del diámetro, altura y copa del árbol. Es necesario establecer el porcentaje de la raíz que va a ser cubierta con la tela del costal. Es necesario aplicar riego continuo a los árboles y/o arbustos bloqueados.

Los brinzales hacen referencia a los individuos arbóreos o arbustivos en estado juvenil

producto de la propagación por semillas, los cuales son importantes ya que se consideran como una estrategia de conservación de especies. Las áreas que van a ser intervenidas deben ser estudiadas para el cálculo de existencias de los brinzales los cuales deben ser rescatados para ser llevados al vivero, donde serán manejados y preparados para su posterior reubicación en el sitio definitivo, autorizado previamente. Se debe mapear e inventariar las existencias, realizar la extracción y empacar en bolsas de polietileno, aplicar riego a los arbolitos y trasladarlos posteriormente al vivero.

Los árboles a trasladar, es importante hacer un balance, entre la cantidad de CO2 que se produce por el efecto de la maquinaria a emplear para su traslado, la cantidad de combustible que se quema, cantidad de CO2 que el personal requerido emite, etc, versus, la edad del árbol y su representatividad en la generación de O2, con el fin de determinar si es beneficioso o no, trasladarlo o mejor hacer una medida de compensación de acuerdo a lo establecido en la Resolución 1517 de 2012 del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo sostenible.

Cuando se requiera la tala de árboles, reponer los mismos a través de la siembra de

nuevos individuos que cumplan las características técnicas propias del sitio. (Verificar los POT’s, los cuales establecen las variedades que se deben sembrar o acudir al libro Vegetación del territorio CAR, 450 especies de sus llanuras y montañas. Segunda Edición, 2012. ISBN 958-8188-06-7)

Cuando se requiera la ejecución de podas, las cuales generan residuos foliares y leñosos, estos deben ser aplicados de manera adecuada en espacios abiertos desprovistos de vegetación. Estos residuos vegetales no deben ser acumulados sobre vías, andenes o zonas verdes, ya que pueden generar focos de combustión o infección. Deben ser recogidos y depositados en bolsas de polietileno para ser dispuestos con los residuos generados en el campamento para posteriormente ser entregados a la empresa prestadora del servicio de aseo para su disposición final.

5. Responsable

El director de la obra. Especialista ambiental


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Especialista Forestal


- Efectuar registros que contengan el número de árboles bloqueados, material procedente de las podas y su entrega a la empresa de aseo

- Registro fotográfico del inventario de especies, tamaño y vivero de los brinzales - Se deben realizar inspecciones semanales por parte de la Interventoría Ambiental

mientras dure esta actividad.

FICHA EC-13 MANEJO ESPECIAL DE PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO

1. Objetivos:

Establecer medidas especiales de manejo de material arqueológico hallado fortuitamente en las áreas intervenidas durante la ejecución de las obras.


Pérdida de material arqueológico valioso. Manipulación inadecuada de elementos y/o objetos históricos. Destrucción del patrimonio arqueológico.


Suspender las actividades de excavación, remoción de cobertura vegetal entre otras de la zona afectada.

Conservar las zonas de hallazgo sin alterar sus características iniciales. Cumplir con la Ley 1185 de 2008 y sus Decretos Reglamentarios


- Cuando se registre el hallazgo fortuito de material o elementos arqueológicos, se deberá proceder a lo establecido en el Título I, Capítulo II (Manejo de bienes integrantes del patrimonio arqueológico) del Decreto 833 de 2002 donde se reglamenta en materia de Patrimonio Arqueológico Nacional.

- El director del proyecto o contratista de la obra deberá reportar los hallazgos de manera inmediata a las autoridades correspondientes como el ICANH y la CAR mientras se reciben las instrucciones para su manejo.

- El contratista constructor debe tener en cuenta la Ficha Arqueológica de la Región en

donde se desarrollan las obras y donde se reportan los hallazgos arqueológicos que estarían más cercanos a la zona donde se desarrollen las obras de adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los cauces de ríos y quebradas.

- Considerar los archivos de Tremarctos donde se muestra la información de hallazgos arqueológicos por municipio.

- Revisar la Circular Jurídica General Sobre Manejo del Patrimonio Arqueológico del Instituto Colombiano de Antropología e Historia ICANH.


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FICHA EC-13 MANEJO ESPECIAL DE PATRIMONIO ARQUEOLÓGICO

5. Responsable

El director de la obra. Especialista encargado.

6. Monitoreo y Control

- Verificar el cumplimiento de la legislación establecida por las autoridades ambientales y por el ICANH para este tipo de situaciones.

- Reportar el número de hallazgos a las autoridades civiles, ambientales y al ICANH. - Implementar un plan de manejo especial, en conjunto con la autoridad

correspondiente, en este caso el ICANH.

FICHA EC-14 REMOCIÓN, MANEJO DE COBERTURA VEGETAL Y DESCAPOTE

1. Objetivos:

Mitigar los impactos generados por la remoción de material vegetal sobre las zonas verdes y otras áreas que serán intervenidas durante el proyecto. Establecer medidas de restauración y conservación de todos aquellos sitios que requieran ser empradizados por aspectos paisajísticos y técnicos.


Erosión. Aridez. Deterioro paisajístico Ruido por operación de maquinaria y equipos. Emisiones de gases y partículas. Aporte de Sedimentos a los cuerpos de agua.


Delimitar y señalar adecuadamente el área a descapotar. Levantamiento y acopio temporal del material orgánico producido por el descapote. Uso del material orgánico del descapote en recuperación de suelos, protección de

taludes, estacas para cespedones y otras actividades. Obtención de los permisos de aprovechamiento único o de árboles aislados. Manejo adecuado del material vegetal.


- Disponer temporalmente el material orgánico en sitios no cercanos a poblaciones vegetales, a colectores naturales o artificiales de aguas lluvias.

- Las zonas verdes a intervenir deben ser evaluadas y aprobadas por la CAR y la Interventoría: Campamento base, zonas de almacenamiento, sitios de acopio y frentes de obra que requieran de remoción de capa vegetal y afectación de la fauna y flora. Además, se debe determinar junto con la Interventoría la conveniencia de almacenar temporalmente este, material para su posterior reutilización, o en caso contrario su disposición final en una escombrera autorizada.


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- No se permitirá el desmonte a través de la quema ni el uso de herbicidas o pesticidas,

sin avisar previamente a la Autoridad Ambiental. - Se deben seguir las siguientes medidas para el almacenamiento de la capa vegetal:

No se debe almacenar el material orgánico en sitios cercanos a colectores naturales o artificiales de aguas lluvias.

El material vegetal que se ha removido y que posteriormente se reutiliza o se trasplanta, debe ser tapado y cubierto por medio de una lona, para evitar su contaminación o deterioro.

Adicionalmente, el material deberá ser acordonado, alejado lo más posible del río o quebrada, realizando un manejo adecuado de las aguas lluvias, para cuando estas se presenten no causen encharcamientos o posibles remociones en masa (de acuerdo al sitio, la pendiente, etc, se debe junto con la interventoría y el constructor establecer la distancia mínima de almacenamiento)

Se debe realizar el manejo de aguas lluvias para evitar acumulación de agua en la zona de almacenamiento temporal del material y de ésta forma evitar el transporte de sedimentos.

El almacenamiento se debe hacer en pilas donde no se superen los 2.5 metros de altura con confinamiento en la base.

- Si aplica el caso, se pueden implementar medidas de compensación a las

afectaciones generadas, el contratista debe realizar un programa de revegetación con la ayuda de la Autoridad Ambiental competente, definiendo el lugar en donde se llevará a cabo el programa y se establecerán todas las especificaciones técnicas necesarias: tipo de plantas, método de siembra y fertilizantes a emplear.

- En las zonas verdes intervenidas se debe asegurar la restauración de sus condiciones iniciales por medio de las siguientes medidas:

o Reutilizar la capa vegetal retirada para la recuperación de las áreas intervenida. Para esto se pueden establecer cronogramas que permitan la restauración o la utilización de capas recién retiradas en zonas de trabajo ya terminadas.

o De ser necesario se debe aplicar fertilizantes orgánicos en áreas afectadas.


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o Reponer los árboles talados a través de la siembra de nuevos individuos que

cumplan las características técnicas propias del sitio. (Verificar los POT’s, los cuales establecen las variedades que se deben sembrar o acudir al libro Vegetación del territorio CAR, 450 especies de sus llanuras y montañas. Segunda Edición, 2012. ISBN 958-8188-06-7)

o La restauración de las zonas afectadas debe asegurar que la condición final sea similar a las condicionales iniciales.

- Preparar y abonar el terreno para la siembra de nuevas especies, que deben ser

nativas de la zona para mantener las condiciones medioambientales existentes.

- El área a recuperar debe ser delimitada y señalizada con cinta, para evitar daños durante el proceso de crecimiento y estabilización de las comunidades vegetales.

5. Responsable



- Inventarios iniciales de especies vegetales con seguimiento a los procesos de protección y recuperación de hábitat.

- Inventario de especies a sembrar o cultivar. - Se deben realizar inspecciones semanales por parte de la Interventoría Ambiental

mientras dure esta actividad.

FICHA EC-15 MANEJO DE EXCAVACIÓN DE TIERRA Y DRAGADO

1. Objetivos:

Implementar las medidas de manejo ambiental que mitiguen y/o controlen los efectos que el movimiento de tierras ocasiona sobre el medio ambiente, en todos los componentes de la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los cauces de ríos y quebradas.


Arrastre de sólidos por la acción de las aguas de escorrentía. Contaminación de aguas superficiales por aumento de material suspendido y aporte

de materia orgánica. Contaminación de suelo. Generación de material particulado. Incremento de niveles de ruido por la utilización de maquinaria. Cambios en la morfología del terreno. Erosión y desestabilización de taludes. Remoción y alteración de la capa vegetal. Contaminación del suelo por posibles fugas de lubricantes o combustibles de la


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maquinaria empleada.


Realizar las excavaciones teniendo cuidado con las estructuras de las vecindades y las redes de servicio público existentes.

Limitar los movimientos de tierra a solo los necesarios. Manejo de aguas superficiales y subsuperficiales. Reposición de cobertura vegetal.


- Reutilizar del material removido durante el proceso de excavación de tierra. El contratista debe considerar un espacio para el almacenamiento temporal del material reciclable de excavación, de forma lateral al segmento del corredor hidráulico intervenido para posteriormente ser reutilizado. El material removido debe estar alejado del río o quebrada y preferiblemente cubiertos, así mismo, deben estar cercados con una malla fina sintética para aislar el espacio de trabajo del área circundante y colocar señales que indiquen que tipo de actividad se está llevando a cabo. Aquel material que no pueda ser re-utilizado debe ser dispuesto en el relleno sanitario autorizado para tal fin, o en caso tal después de una evaluación técnica y científica puede ser utilizado para sellamiento de celdas de rellenos sanitarios.

- En las zonas de excavaciones más profundas, que requieran de una excavación previa para la ubicación de la máquina pesada, se debe instalar una barrera de polisombra que evite la entrada de transeúntes y a la vez ayude a controlar la emisión de material particulado al ambiente.

- Cubrir el material removido con plástico para evitar el levantamiento de polvo y material particulado.

- Los equipos y herramientas generadores de ruido deben operar de acuerdo al horario acordado con la Autoridad Ambiental correspondiente y con la interventoría, para evitar molestias y/o reclamos por parte de la comunidad.

- Cumplir con lo establecido en la resolución 541 de 1994 sobre disposición final de escombros.

- Se deben señalizar e instalar las vallas, cintas y señales preventivas.

- Identificar las áreas sensibles en el área de influencia, para señalizarlas u aislarlas durante la ejecución de las obras.

- El material proveniente de la excavación y dragado deberá disponerse dependiendo

del sitio de la obra de acuerdo a la pendiente y sus condiciones geomorfológicas y paisajísticas a una distancia que determinará el constructor, e interventor, junto con La Autoridad Ambiental, (en terrenos planos se considera un mínimo 30 m de distancia)


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del borde del río o quebrada. Se debe evitar que el material de excavación se mezcle con la capa vegetal retirada.

- Cuando sea necesario usar el espacio público, el tiempo de almacenamiento debe contar con el permiso respectivo de la Autoridad competente, en el cual se le indique el tiempo máximo o las que la Entidad competente autorice. Los sitios deben estar claramente delimitados, señalizados y cubiertos en su totalidad. La ubicación del material de excavación no debe poner en peligro la estabilidad de la obra y no debe interferir con las demás actividades y labores cotidianas del sector.

- Cuando se presenten las actividades de excavaciones y dragado sobre el cauce del

río o quebrada, se comunicará a la comunidad del entorno la suspensión temporal de las actividades de riego, para reducir el potencial de contaminación como consecuencia del aumento de sólidos en suspensión.

- En ningún caso se permite el vertimiento de las aguas de drenaje de la excavación

sobre las vías o zonas superficiales aledañas a la obra.

5. Responsable



- Realizar caracterizaciones semanalmente de los residuos sólidos generados por las labores de excavación, que incluyan datos relacionados con el lugar de generación, cantidades producidas y composición con el objeto de llevar estadísticas y análisis de tendencias en la reducción y manejo de los residuos sólidos generados.

- Verificación del cumplimiento del almacenamiento para el manejo de residuos sólidos (Decreto 1713 del 2002).

- Volúmenes de material llevados hacia las zonas de disposición.

FICHA EC-16 CONFORMACIÓN DE JARILLÓN Y BERMA

1. Objetivos:

Implementar las medidas de manejo ambiental que mitiguen y/o controlen los efectos para la conformación de los jarillones (en los casos requeridos para corrección del cauce y aumento de la capacidad hidráulica) y de la berma proyectados para la adecuación hidráulica y recuperación ambiental de los ríos y quebradas.


Contaminación de aguas superficiales por aumento de material suspendido y aporte de materia orgánica.

Contaminación de suelo. Generación de material particulado.


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FICHA EC-16 CONFORMACIÓN DE JARILLÓN Y BERMA

Incremento de niveles de ruido por la utilización de maquinaria. Cambios en la morfología del terreno. Erosión y desestabilización de taludes. Contaminación del suelo por posibles fugas de lubricantes o combustibles de la



Efectuar solo los movimientos de tierra necesarios. Manejo de aguas superficiales y subsuperficiales. Control de aire y ruido. Reposición de cobertura vegetal.


- Cubrir el material removido con plástico para evitar por efectos del viento se generen nubes de polvo y material particulado.

- Los equipos y herramientas generadores de ruido deberán operar de acuerdo al horario acordado con la Autoridad Ambiental correspondiente y con la interventoría, para evitar molestias y/o reclamos por parte de la comunidad.

- Se deben señalizar e instalar las vallas, cintas y señales preventivas.

- Identificar las áreas sensibles en el área de influencia, para señalizarlas o aislarlas durante la ejecución de las obras.

- Incorporar adecuadamente la capa superficial y el material orgánico removido para

constituir la base de la revegetación de la zona, garantizando el cubrimiento y protección del área. Este material debe ser utilizado para el acabado superficial de los jarillones implementados y en el espaldón del jarillón.

-

5. Responsable



- Realizar caracterizaciones semanalmente de los residuos sólidos generados por las labores de excavación, que incluyan datos relacionados con el lugar de generación, cantidades producidas y composición con el objeto de llevar estadísticas y análisis de tendencias en la reducción y manejo de los residuos sólidos generados.

-


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Hoja No. 299


FICHA EC-17 EXPLOTACIÓN DE MATERIALES

1. Objetivos:

Establecer las medidas de manejo ambiental para explotación de materiales de construcción y manejo de los mismos en la obra.


Arrastre de sedimentos y contaminación de las fuentes de agua. Contaminación de aguas y suelos por derrame de combustibles y lubricantes. Emisión de material particulado y gases. Incremento de niveles de ruido. Inestabilidad de taludes y generación de erosión superficial y subsuperficial. Ocupación y deterioro del espacio público. Generación de molestias a la comunidad


Manejo de aguas de escorrentía y subterráneas. Manejo de taludes de excavación según el diseño minero. Mantenimiento periódico de maquinaria y equipo. Recuperación paisajística mediante revegetación. Utilización de materiales pétreos de escombreras o canteras que cuenten con permiso

ambiental y planes de recuperación morfológica.


- Las actividades de explotación de materiales se deben realizar en horario diurno de acuerdo a lo establecido entre la interventoría y la Autoridad Ambiental correspondiente (CAR).

- Para la explotación de materiales en época seca, se deben implementar sistemas de

riego tanto en los acopios como en las vías aledañas. - Todos los vehículos de transporte de materiales y equipos y los dispuestos en la obra

deben tener sus motores sincronizados.

- Verificar que los sitios disponibles para material pétreo cuenten con la respectiva autorización de la Autoridad Ambiental competente. En caso de usar escombreras sin autorización, se debe obtener previamente la licencia ambiental de acuerdo con lo establecido en el Decreto1220 de 2005.

5. Responsable



- Realizar caracterizaciones semanalmente de los materiales explotados incluyendo datos relacionados con el lugar de generación, cantidades producidas y composición, con el objeto de llevar estadísticas y análisis de tendencias en la reducción y manejo de los residuos sólidos generados.


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Hoja No. 300


FICHA EC-18 EMPRADIZACIÓN Y ARBORIZACIÓN DE ÁREAS INTERVENIDAS

1. Objetivos:

Proporcionar cobertura vegetal a las áreas denudadas o directamente intervenidas por la acción del descapote. Reducir la conformación de procesos erosivos iniciales en las zonas denudadas del área de influencia. Enriquecer el paisaje de las zonas verdes del área de influencia del proyecto.


Erosión por desprotección del suelo de las zonas afectadas. Denudación del suelo de zonas afectadas por el desarrollo de las obras. Erosión por desprotección arbórea de los suelos. Deterioro estético del paisaje por las acciones de descapote.


Empradizar las áreas intervenidas por el proyecto. Reforestación oportuna de las áreas intervenidas y arborización de la cuenca de

protección de la fuente que sirve de fuente de abastecimiento a la población.


- Se debe disponer de la mano de obra necesaria para realizar las labores de limpieza permanente de las áreas tanto dentro y fuera de la zona del proyecto, que sean intervenidas por el mismo.

- Una vez desarrolladas las actividades de desmantelamiento se debe incluir el enriquecimiento y preservación de la cobertura vegetal, recuperando o mejorando la que se encontró al inicio del proyecto. Para eso, el contratista debe realizar un programa de re vegetación con la ayuda de la entidad administradora del recurso (CAR). Por mutuo acuerdo (entre la CAR y el contratista ejecutor), se debe definir el lugar en donde se llevará a cabo el programa de revegetación y se establecen todas las especificaciones técnicas necesarias: tipo de plantas, método de siembra y fertilizantes a emplear.

- Preparar y abonar el terreno para la siembra de nuevas especies, que deben ser nativas de la zona para mantener las condiciones medioambientales existentes.

- El área a recuperar debe ser delimitada y señalizada con cinta, para evitar daños durante el proceso de crecimiento y estabilización de las comunidades vegetales.

- El sistema de empradización consiste en el establecimiento de cobertura gramínea por medio de cespedones, a los cuales se debe proveer de lo siguiente:

Aplicación de riego, de tierra orgánica y afianzamiento al suelo con estacas.


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Hoja No. 301



Las especies vegetales que se vayan a sembrar, debe tener el visto bueno de la Autoridad Ambiental correspondiente (CAR).

- El proceso de arborización debe contemplar diferentes fases que comprenden:

Análisis nutricional del suelo, ahoyado, fertilización, plantación, riego, mantenimiento, protección y selección de las especies más recomendables.

- Se deben seguir las siguientes medidas para el almacenamiento de la capa vegetal:

No se debe almacenar el material orgánico en sitios cercanos a colectores naturales o artificiales de aguas lluvias.

El material vegetal que se ha removido y que posteriormente se reutiliza o se trasplanta debe ser tapado y cubierto por medio de una lona, para evitar su contaminación o deterioro.

Se debe realizar riego cada vez que las características físicas demuestren que sea necesario.

Se debe realizar el manejo de aguas lluvias para evitar acumulación de agua en la zona de almacenamiento temporal del material y de ésta forma evitar el transporte de sedimentos.

- En las zonas verdes intervenidas se debe asegurar la restauración de sus condiciones

iniciales por medio de las siguientes medidas:

o Reutilizar la mayor cantidad de capa orgánica retirada y almacenada, en el menor tiempo posible. Para esto se pueden establecer cronogramas que permitan la restauración en lo posible dentro de una misma semana o la utilización de capas recién retiradas en zonas de trabajo ya terminadas.

o Se debe aplicar abonos orgánicos en áreas afectadas.

o Reponer los árboles talados a través de la siembra de nuevos individuos que cumplan las características técnicas propias del sitio.

o La restauración de las zonas afectadas debe asegurar que la condición final sea igual o mejor que la inicial.

- El material vegetal se debe plantar eliminando la bolsa de polietileno, realizando un

corte de tal manera que no se desmorone el bloque de tierra. Una vez colocada la plántula en el hoyo se debe rellenar con el material extraído del mismo, cuidando que la planta quede a la misma profundidad que tenía originalmente. Debe apisonarse


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Hoja No. 302



suavemente alrededor de la plántula para evitar que queden posibles bolsas de aire. Finalmente, se debe aplicar el riego para lograr una mejor compactación.

- De ser necesario se harán podas que se realizan simultáneamente con los plateos, eliminando las ramas y bifurcaciones que impidan el buen desarrollo de las plántulas.

- En caso de que la siembra o trasplante de los prados y arboles no se exitosa, en el transcurso de 2 meses, de acuerdo al análisis que realice el ingeniero forestal o el profesional en la materia, deberá realizarse una resiembra nuevamente.

- Si los individuos plantados son jóvenes, debe hacerse un seguimiento mínimo durante

3 a 4 meses y si son adultos el tiempo mínimo, será de 6 a 8 meses respectivamente. Será responsabilidad del ejecutor de las siembras el cuidado de los individuos vegetales durante la realización de las obras.

5. Responsable

El director de la obra. Especialista ambiental Especialista encargado (biólogo – ecólogo – Ingeniero Forestal).


- Se deben realizar visitas de inspección para determinar la superficie cubierta, cantidad de árboles implantados, porcentaje de mortalidad.

- Se debe realizar controles semanales por parte del contratista y mensuales por parte

de la Autoridad competente.

FICHA EC-19 DISPOSICIÓN DE MATERIAL SOBRANTE, RESIDUOS SÓLIDOS Y ESCOMBROS

1. Objetivos:

Determinar las medidas de tipo preventivo y de control a implementar para el manejo de las zonas de disposición de materiales procedentes de las excavaciones y demás asociados al proyecto. Acordar con la Autoridad Ambiental competente y la Interventoría, el lugar apropiado para la disposición final de escombros y residuos sólidos.


Arrastre de sólidos por la acción de las aguas de escorrentía. Contaminación de aguas y fuentes superficiales por aumento de material suspendido y

aporte de materia orgánica. Generación de material particulado. Incremento de niveles de ruido por la utilización de maquinaria e interferencias del

tráfico vehicular y/o peatonal. Cambios en la morfología del terreno.


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Hoja No. 303



Erosión y desestabilización de suelos por la implementaron de la zona de disposición. Contaminación del suelo por posibles fugas de lubricantes o combustibles de la



Señalización y aislamiento del área de disposición. Adecuado almacenamiento y disposición de los residuos generados. Clasificación de los residuos generados en la etapa de construcción para facilitar su

reutilización de algunos de ellos. Manejo de aguas superficiales y subsuperficiales. Adecuado Transporte y disposición. Reposición de cobertura vegetal. Cumplimento de la legislación ambiental vigente ( Decreto 541/94)


- Antes de inicio de las obras, el Contratista debe solicitar ante la Autoridad Ambiental los sitios de disposición de los materiales de desecho autorizados y/o escombreras. Así mismo, deber solicitar toda la información correspondiente para el correcto manejo de los residuos generados en la obra.

- Los residuos sólidos removidos del fondo del río o quebrada por efecto de dragado o

perfilado deben separarse en sitios adecuados, los cuales deben seguir los lineamientos técnicos definidos en el Título F del RAS 2000. Para el transporte y disposición de este material se debe identificar cual será la empresa prestadora del servicio de aseo autorizada para este fin. En el caso de encontrarse residuos sólidos peligrosos –RESPEL- estos deben ser atendidos de acuerdo a la normatividad vigente.

- Para la disposición de escombros generados por las demoliciones, se debe identificar

las escombreras autorizadas por la Autoridad Ambiental correspondiente, previo almacenamiento del material en condiciones adecuadas para evitar el escape de material particulado y materiales al ambiente.

- Se debe seleccionar y demarcar una zona dentro del sitio de la obra para el almacenamiento temporal de los residuos producidos. Este sitio debe estar aislado de la zona de permanencia del personal, estar cubierto para evitar la generación de aguas de escorrentía contaminadas y en lo posible aislado del suelo natural para facilitar su limpieza.

- Realizar clasificación de los residuos y disponerlos en recipientes separados

identificándolos por colores de acuerdo con la Guía Técnica Colombiana GTC 24, en el numeral 4 Criterios para la Separación de la Fuente, Tabla 1 Código de Colores.

Tabla 1. Código de Colores


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Hoja No. 304



Fuente: Guía Técnica Colombiana GTC 24

- Se debe evitar el acopio de materiales cerca de los cauces y estructuras de drenaje

donde por acción de las aguas de escorrentía puedan transportarse hacia los drenajes naturales.

- Se deben tomar medidas para evitar que al momento de la conformación de la zona

de disposición se deslicen materiales hacia las zonas de protección. El material se debe disponer en forma de cordones y no de montículos.

- La zona de disposición final debe estar convenientemente señalizada.

5. Responsable

El Contratista y director de la obra. El especialista ambiental encargado.


- Llevar registros diarios de las actividades realizadas y volúmenes de excavación y de


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Hoja No. 305



relleno. - Registro diario de los volúmenes de residuos y escombros descargados en la zona de

disposición de materiales. - Supervisión por parte de la Interventoría del proceso de disposición e implementación

de las medidas de drenaje.

ETAPA DE DESMANTELAMIENTO

FICHA ED-20 DESMONTE, RETIRO Y LIMPIEZA FINAL DE LA OBRA

1. Objetivos:

Garantizar la correcta disposición de los residuos sólidos generados durante la ejecución de las obras. Establecer medidas para la adecuada presentación de la obra.


Disposición inadecuada de residuos líquidos y sólidos en las aguas superficiales y subsuperficiales.

Alteración de las condiciones iniciales del suelo. Remoción de la capa vegetal debido a las actividades de construcción. Producción de material particulado, gases, ruido. Incomodidad por obras e interferencia en las actividades cotidianas.


Señalización y aislamiento del área de desmonte. Adecuado almacenamiento y disposición de los residuos finales. Clasificación de los residuos generados para facilitar su reutilización de algunos de ellos. Manejo de aguas superficiales y subsuperficiales. Adecuado transporte y disposición de equipos y maquinaria.


- Se debe disponer de mano de obra necesaria para efectuar las labores de limpieza permanente de las áreas tanto dentro como fuera de la zona del proyecto.

- El campamento debe disponer de recipientes debidamente protegidos contra la acción del agua, con el fin de hacer separación de residuos en la fuente. Se debe contar con canecas en el campamento debidamente señalizadas que indiquen el tipo de material a disponer, y en los frentes de obra se deben ubicar bolsas plásticas para disponer los desechos generados. El contratista debe recoger los residuos sólidos presentes en los campamentos de obra y en las zonas de trabajo.

- Realizar la clasificación y acopio temporal de los residuos sólidos por tipo (residuos sólidos domiciliario o residuos sólidos especiales). Estos residuos deben ser entregados a la empresa de servicios públicos que desarrolla actividades de limpieza de las áreas


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Hoja No. 306



públicas de tal manera que sean removidos lo más pronto posible, como mínimo dos veces por semana.

- En los frentes de obra se deben tener zonas para el almacenamiento de los residuos sólidos producidos de acuerdo al código de colores ya descrito (Ver Ficha EC-19). Al finalizar cada jornada estos deben ser llevados al campamento base para ser agrupados correctamente y así disponer su entrega a los diferentes gestores autorizados de residuos.

- El almacenamiento y manejo de los escombros y sobrantes de excavación es responsabilidad única del Contratista quien actúa como generador de los mismos. Siendo co-responsables de su recolección, transporte y disposición final.

o Para los sitios donde se dispongan temporalmente materiales de excavación,

previamente autorizados por la Interventoría, se debe tramitar ante el propietario del predio, el permiso para su utilización.

o Este sitio debe estar aislado de la zona de permanencia del personal y debe estar cubierto para evitar la generación de aguas de escorrentía contaminadas.

o El material producto de las excavaciones debe ser retirado del sitio, tan pronto como está siendo producido, evitando así la acumulación y almacenamiento del mismo en el frente de obra, reduciendo riesgos de accidentalidad y afectación de la calidad visual de las zonas de intervención.

- Los diferentes materiales y escombros deben estar almacenados dentro de la zona

dispuesta para este fin, protegidos de la acción erosiva con plásticos, lonas o mallas, hasta que sean nuevamente utilizados en las obras o entregados para su reciclaje según corresponda. El almacenamiento y manejo de los materiales requeridos en el proyecto se hará de acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes y a las exigencias legales. Se debe evitar acumulación de materiales por largos períodos de tiempo

- Se debe evitar el acopio de materiales cerca de los cauces y estructuras de drenaje o zonas donde por acción de las aguas de escorrentía puedan transportarse hacia los drenajes naturales. Para esto, en los frentes de obra solo se tendrá el material necesario para el trabajo diario, mientras que el resto debe estar correctamente almacenado en el campamento base.

- El sitio para la disposición final de los escombros deberá ser determinado por las autoridades correspondientes, tomando en consideración requerimientos sanitarios y ambientales vigentes. Está prohibido que el Contratista disponga en lugares fuera de los autorizados por la municipalidad, la auditoría debe hacer seguimiento de este punto.

- La entrega de los desechos se debe realizar de acuerdo a lo dispuesto entre la Contratista


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Hoja No. 307



Constructor y la Interventoría, cumpliendo los siguientes puntos:

o Los residuos orgánicos y los desechos que no puedan ser reciclados, reutilizados o recuperados ser dispuestos en un lugar establecido previamente por las autoridades ambientales y/o municipales.

o Se deberán disponer de las grasas y aceites ya usados, así como de las telas y estopas utilizadas para el mantenimiento de los equipos de forma segura. Estos residuos deberán ser almacenados y entregados a empresas que presten el servicio de recolección de residuos peligrosos para su confinamiento, disposición final o reciclaje, o en su defecto en un lugar establecido previamente por las Autoridades Ambientales y/o municipales.

o La disposición de lodos sanitarios se hará en los sitios aprobados por las Autoridades Ambientales y en ningún caso podrán disponerse en terrenos permeables, cercanos a acuíferos, corrientes superficiales o edificaciones. Los lodos depositados se deberán cubrir con prontitud con materiales impermeables (arcilla) y disponerse de tal manera que las aguas de escorrentía no pase sobre ellos.

o Los materiales provenientes del descapote que no fueron reutilizados para la recuperación de áreas intervenidas por las obras deberán ser retirados por el contratista a los sitios autorizados para disposición final de residuos sólidos.

- Todas las vías deben ser barridas y aseadas inmediatamente después de haber concluido

las actividades de la obra, empleando medidas adecuadas para el control del polvo, como rociar agua previamente, teniendo especial cuidado de no causar molestias a los vecinos.

- La obra debe permanecer limpia, en buena condición sanitaria y libre de cualquier

acumulación de escombros y desechos.

5. Responsable

El dueño y constructor del proyecto


- Realizar caracterizaciones periódicas de los residuos sólidos generados por las labores de operación, que incluyan datos relacionados con el lugar de generación, cantidades producidas y composición con el objeto de llevar estadísticas y análisis de tendencias en la reducción y manejo de los residuos sólidos generados.

- Efectuar observaciones, mediciones y evaluaciones continuas en un sitio y período determinados, con el objeto de identificar los impactos y riesgos potenciales hacia el ambiente y la salud pública y de esta manera evaluar la efectividad de las acciones a desarrollar.

- Control periódico de la eficiencia del sistema de manejo y disposición de residuos sólidos.


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8.3.3 ESTRATEGIA PARA LA RESTAURACIÒN DEL MEDIO BIÒTICO

En este numeral se presentan las estrategias necesarias para rehabilitar a las especies afectadas por las actividades de adecuación y restauración ambiental de corrientes superficiales hídricas. Adicionalmente, se presentan las recomendaciones a tener en cuenta para lograr la recuperación de la cobertura vegetal alterada durante el desarrollo del proyecto.

Es importante mencionar que la restauración del área intervenida hace referencia al restablecimiento total o parcial de la cobertura vegetal de las áreas afectadas por las actividades propias del proyecto.

Para tal fin se hace necesario desarrollar dos programas que incidan en la restauración del componente biótico como son el mejoramiento de la calidad de hábitat y la ampliación y estructuración del hábitat. 8.3.3.1 MEJORAMIENTO DE LA CALIDAD DEL HÀBITAT

Para el mejoramiento de la calidad del hábitat se deben definir las actividades para las áreas intervenidas del proyecto, identificando el mayor número de individuos de fauna presentes en la zona del proyecto a rescatar y proteger. A continuación se presenta la información mínima a presentar para la estrategia de mejoramiento del hábitat Acciones a Desarrollar

1. Manejo y protección de fauna silvestre Rescate de fauna silvestre Se deberá contar con personal especializado para realizar una revisión de las zonas a intervenir, preferiblemente con un mes de antelación, el cual deberá recorrer las áreas objeto de intervención para establecer la presencia y abundancia de las especies de anfibios, reptiles, aves y mamíferos presentes en el área del proyecto; se inspeccionarán los árboles que rodean la corriente hídrica superficial a lo largo y ancho del proyecto, de forma tal que se incluyan todos los estratos arbóreos existentes que se encuentren dentro del área de influencia del proyecto. De igual modo, se describirá la vegetación presente del tramo a intervenir. A la par con la fase de identificación de nidos, se registrarán las especies de aves detectadas visualmente, para esto es indispensable el uso de binoculares con buen aumento, esta información será consignada en fichas. Para cada ejemplar observado se tomará información relativa al tipo de hábitat ocupado, período de actividad, abundancia relativa y anotaciones ecológicas de interés general de


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acuerdo al Formato de Campo usado. Un ejemplo de formato para registrar esta información es la siguiente:

Tabla 8-9. Ejemplo formato de registro

Distribución Especies

Clase Genero Especie Categoría Amenaza Endémica Migratoria

Fuente: Tomado de la Ficha Reporte de Alertas Tempranas de Biodiversidad de Tremarctos

Colombia, Sistema de Información de Alertas Tempranas. Anterior a la etapa de rescate se deberá establecer el sitio previo donde se trasladarán los nidos con los huevos, las crías en estado juvenil, o adultos. Inicialmente se reubicarían en árboles cercanos que no sean vean afectados por las intervenciones para que puedan dejarse allí sin ningún perjuicio o establecer contacto entidades existentes con respecto al rescate y rehabilitación de animales silvestres. En el caso de la avifauna, la identificación de nidos es una fase previa al rescate y comprende las siguientes actividades:

Se deberá realizar una inspección de los árboles y arbustos en las zonas inmediatas al río y que van a ser intervenidas para descubrir los sitios de anidación.

En árboles cuyos nidos se detecten a alturas donde sea fácil observar en detalle los mismos se verificará, si existen huevos o crías y su estado de maduración, de lo contrario este procedimiento se efectuará en el mismo instante de las labores de rescate.

La identificación de los nidos, seguimiento y rescate se centrará básicamente en aquellos que se encuentren ubicados en árboles cuyo tratamiento sea de tala o bloqueo y traslado.

Las personas encargadas de esta actividad deberán llevar un formato de colecta de nidadas, en el que se incluirá la información necesaria para el manejo de ciertas variables en la zona de crianza artificial, así como para obtener información importante desde el punto de vista ecológico.

Esta información será consignada en una ficha o formato. El personal a cargo del rescate de los nidos deberá tener experiencia en trabajos de altura y manejo de avifauna. En caso de que el nido sea de fácil acceso se puede emplear una


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escalera, pero si el nido se encuentra ubicado en árboles muy altos o en donde existan riesgos sobre la vida de las personas es mejor emplear una grúa con cabina de elevación. En el momento del rescate los nidos con los huevos o crías se deben colocar en cajas de cartón acondicionadas con papel periódico o tela gruesa (para evitar traumatismos en el transporte). Se deberá transportar los huevos o crías en forma rápida para evitar cambio en las condiciones vitales de los mismos, en caso de no poder transportarse prontamente, se deberá garantizar la temperatura óptima (27°C) y la ubicación de los nidos o crías en un sitio seguro fuera del alcance de gatos o roedores.

2. Medidas de manejo forestal Tala de arboles Para la tala de árboles se requerirá del permiso ambiental de la autoridad competente, para este caso la corporación autónoma regional correspondiente o la autoridad ambiental municipal. La tala de árboles deberá ser realizada por personal técnico y de manera sistemática de acuerdo a los estratos existentes, realizando podas y cortes para minimizar la afectación sobre la cobertura vegetal existente en inmediaciones al individuo a talar. Los desenraizados se realizaran de manera mecánica y manual dependiendo de las características de los tocones existentes y resultantes de la labor de corte. Los residuos sólidos producto de la tala se deberán disponer según las indicaciones de la autoridad ambiental. Bloqueo y traslados de árboles Para el bloqueo y traslado de árboles se debe contar con la ayuda de imágenes satelitales y plano topográfico, para realizar las interpretaciones y las planeaciones de los inventarios forestales, como se mencionó en el numeral 8.1.1DEFINICION En el caso de que haya individuos que requieran traslados de vegetación, dicha actividad deberá ser realizada por personal técnico.

Para tal fin se tiene una clasificación39 en la que se tienen en cuenta altura del individuo, DPA, diámetro de copa:

39 IDU. 2007. Guía de manejo ambiental de proyectos de infraestructura en el área rural del Distrito Capital


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o Tipo I: Arboles mayores con alturas superiores a 20 m, DPA mayor de 60 cm y diámetro de copa de 10 m.

o Tipo II: Arboles con alturas entre 10 y 20 m, DPA entre 40 y 60 cm y diámetro de copa entre 5 y 10 m.

o Tipo III: Arboles con alturas entre 5 y 10 m, DPA entre 20 y 40 cm y diámetro de copa entre 2 y 5 m.

o Tipo IV: Arboles menores con altura inferior 5 m, DPA menor a 20 cm y diámetro de copa menor a 2 m.

Para el bloqueo y trasplante se deberán:

o Demarcar y asilar los individuos a trasladar.

o Controlar la contaminación de la especie a trasladar.

Para el traslado y bloqueo se deberá realizar las siguientes actividades:

o Poda aérea: se realizará una poda con el fin de disminuir el peso de ramas y hojas, disminuir los requerimientos de agua al disminuir la evapotranspiración de la planta.

o Excavación y poda de raíz: esta actividad se realizará con el fin de proteger las raíces durante el proceso, se realizara la excavación en forma de anillo alrededor de la planta, el tamaño y profundidad dependerá del tipo de árbol; cabe resaltar que se deben respetar las raíces primarias, para minimizar el porcentaje de mortandad de las especies.

o Empacado y amare: esta actividad se realizará con el fin de mantener el bloque compacto, proteger las raíces y facilitar el movimiento del árbol.

o Preparación del nuevo sitio: se deberá tener preparado con anticipación el sitio donde se trasladara la planta.

o Traslado: el traslado de los individuos está definido de acuerdo al peso de la planta, podrá ser realizado de forma mecánica con ayuda de maquinaria, cama baja motorizada u otros equipos necesarios.

o Rellenado de hueco: hace referencia al relleno de huecos donde se encontraba el individuo trasplantado.


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8.3.3.2 AMPLIACION Y ESTRUCTURACION DEL HABITAT

En la ampliación y estructuración del hábitat se establecen las medidas de restauración ambiental en su componente biótico como producto de las obras de adecuación hidráulica. El objetivo de este programa es prevenir el deterioro del hábitat por la adecuación hidráulica de la corriente y ampliaciones de cauce proyectadas, así como evitar el cambio de estructura en la comunidad biológica.

Para hacer un seguimiento y control a esta labor, se sugiere efectuar las siguientes indicaciones

Informes periódicos del estado de crecimiento y adaptación de las especies de flora sembradas.

Informes periódicos del avistamiento de la fauna presente en las zonas restauradas.

Registro fotográfico. ACCIONES A DESARROLLAR

1. Actividades de revegetalización y/o reforestación

Es importante tener en cuenta que con la estrategia de revegetalización se procura una recuperación natural de las áreas afectadas, complementándola con la implantación de especies nativas. Algunas recomendaciones generales para tener en cuenta durante estas labores se presentan a continuación:

El suelo y material orgánico resultante del descapote se almacenará temporalmente protegido del sol y la lluvia mediante lonas o telas plásticas, manteniéndolo húmedo hasta el momento de su utilización.

Para la revegetalización de las zonas de pendiente inestables se recomienda el uso de especies de raíz pivotante y alta transpiración especialmente para los pies de taludes40.

El material vegetal para la revegetalización debe ser comprado y preparado con suficiente tiempo de anticipación a la iniciación de la siembra.

Se recomienda el uso de especies nativas resistentes y adaptables al medio para el recubrimiento de áreas desprovistas, se deberá evaluar el potencial biológico de la zona a partir de Bioindicadores de humedad edáfica, suelos rocosos, suelos degradados, humedad atmosférica y con estos parámetros definir la especie apropiada.

40 IDU. 2007. Guía de manejo ambiental de proyectos de infraestructura en el área rural del Distrito Capital. Bogotá. 302 p.


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Se tendrán en cuenta especies que se adapten a las condiciones topográficas e hidrológicas y que sirvan de protección a los cuerpos de agua y estabilicen el substrato.

Se recomienda que se utilicen plantas que sirvan de refugio y alimento para la fauna, como plantas con frutos carnosos, plantas melíferas, copas frondosas, entre otras.

Se deben adquirir plantas que tengan alturas entre 1 y 1,50 metros, plantas con tamaños inferiores al metro podrían ser susceptibles a condiciones ambientales; se debe verificar que los tallos de las plantas estén suficientemente duros (lignificados) y que no se doblen con facilidad, disminuyendo el riesgo a que se partan por acción de los vientos.

2. Preparación del área a plantar

Para la recuperación de las áreas intervenidas se debe enriquecer el suelo con abonos orgánicos como humus o compost.

Se deben realizar las siguientes acciones:

Trazado, plateo y ahoyado

Se sugiere el método de siembra de Tres Bolillos, dejando un espacio de 3 metros entre cada planta y 2,5 metros entre cada línea, con mezcla de las diferentes especies, antes mencionadas.

Se escogerán los sitios donde se ubicaran las plantas dejándolos marcados con una estaca a manera de marcación.

En cada sitio se procederá al plateo o retiro de hierbas o pastos en un área de 80 centímetros de diámetros. En el centro de dicha área se hace un hoyo de 40 centímetros por 40 centímetros de profundidad, donde se colocará la planta seleccionada.

Siembra y abono

Para la siembra de las plántulas, se debe retirar la bolsa plástica donde se encuentra la planta, teniendo cuidado de no romper el pan de tierra y que queden expuestas las raíces a la acción del sol o del aire.

Posteriormente se colocará el pan de tierra con la planta en el hoyo y se llenará con sustrato previamente mezclado con abonos orgánicos; continuamente se apisona la superficie de suelo alrededor de la planta para evitar las bolsas de aire en el interior del hoyo. Se recomienda intercalar las plantas de tipo arbustivo con plantas de tipo arbóreo.


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Seguimiento y control

Se debe revisar periódicamente las plantas sembradas, a través de medición de altura de la planta, coloración de hojas, estado fitosanitario. Se debe llevar un registro fotográfico de las plantas para documentar su crecimiento. En caso de pérdidas de plantas por afectación en el individuo se procederá a reemplazarlo por otra planta.

8.4 PAISAJISMO Para desarrollar el componente paisajístico en una intervención de ronda hídrica, es necesario seguir una serie de lineamientos y fundamentos asociados a un contexto natural, para la ejecución de un plan de restauración del espacio intervenido procurando la protección de las márgenes del cuerpo hídrico superficial. Para asegurar un proceso restaurativo ecológico y eficiente, se requiere incluir otras dimensiones que influyen en este procedimiento, como lo son la social, la económica, la política y la ética. Para articular todos estos elementos, se deben considerar los siguientes objetivos de restauración41:

1. Ecológica propiamente dicha: se restablece el ecosistema degradado a un estado similar al de sus condiciones originales, con respecto a su composición, estructura y funcionamiento. Debe ser un sistema autosostenible y garantizar la conservación de las especies.

2. Rehabilitación ecológica: el sistema degradado se rehabilita a un sistema similar al de su estado original, el cual debe ser autosostenible preservando algunas especies y prestar algunos servicios ecosistémicos.

3. Recuperación ecológica: se recuperan algunos servicios ecosistémicos de interés social, como por ejemplo los servicios de tipo cultural (turismo, recreación) y los servicios de regulación (clima, calidad del agua, control de erosión) etc.

Los lineamientos que se presentan en este numeral buscan recuperar la ronda a su estado natural, agrupando los ecosistemas presentes en el área como humedales, meandros, zonas de inundación y bosques forestales para armonizarlos con la estructura ecológica principal del río.

41 Íbid, pág 11.


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8.4.1 OBJETIVO

El objetivo del proyecto de paisajismo consiste en la recuperación del ecosistema de las riberas del río en estudio que se ve afectado con motivo de las obras de adecuación hidráulica. La recuperación del ecosistema se da de dos maneras: Primero por generación natural y espontánea de la vegetación que surge dentro del interior de la zona que se ha intervenido para la adecuación hidráulica. Este espacio adecuado queda constituido por el río y una zona denominada berma delimitada en sus extremos por las estructuras de contención llamadas jarillones. La zona de berma es construida para que en las temporadas de lluvias que provocan las crecientes del río, este descanse sus grandes avenidas en la berma de tal forma que empieza a inundarla, siendo controlado sus desbordamientos por los jarillones. En este sector descrito solo se permite la siembra de cespedones en el talud del jarillón, por tanto se debe controlar la germinación de hierba, macolla y vegetación de humedal y cualquier otro tipo de vegetación que naturalmente brotará sobre la berma, la cual, de dejarse reproducir, afecta el coeficiente de fricción y fácil desplazamiento del agua de crecientes del río, disminuyendo la capacidad hidráulica del mismo. La segunda manera de recuperación del ecosistema se da a través del tratamiento de los bordes exteriores de los jarillones; consistentes en franjas longitudinales paralelas a los jarillones con anchos que pueden oscilar de 15 a 25 metros y el largo depende de la longitud del mismo jarillón. Estas estructuras paralelas al jarillon, se denominan “espaldón” y la generalidad es construirlas en los dos márgenes del mismo, estas se forman del material de dragado del río, el cual una vez seco se transforma en un suelo rico en nutrientes en donde rápidamente crece hierba, macolla y arbustos42, y es apto para la siembra de árboles, el cual ya reforestado se convierte en lo que se denomina “parque lineal”. La propuesta paisajística por tanto consiste en plantar diversas especies nativas sobre la franja externa o “espaldón” conformando así el parque lineal, generando de esta manera un corredor verde paralelo al río.

42 La experiencia en las plantaciones de la cuenca media del río en donde se ha realizado la adecuación hidráulica siguiendo el mismo proceso de depósitos de material de drenaje en el costado externo del jarillón, arroja que los lodos depositados han generado suelos fértiles, sin embargo se deben hacer estudios de laboratorio de suelos para establecer la composición exacta del suelo y valorar su posible corrección.


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8.4.2 CONDICIONES FÍSICAS BÁSICAS43

La adecuación hidráulica del río plantea a nivel general la rectificación del cauce sin afectar su trazado natural, efectuando un dragado sin aumentar su profundidad y la construcción de jarillones que permitan dar protección a las zonas inundables durante la temporada de lluvias. Con el fin de aumentar la capacidad hidráulica del río, además del dragado se construyen “bermas”, estas resultan del desplazamiento de los jarillones. En el mismo sentido, se reservan zonas de inundación natural localizadas en meandros seleccionados de acuerdo a los cálculos hidráulicos, estas áreas están bordeadas con jarillones Ver imagen en 3D-1.

Imagen 3D1; Fuente: CONSORCIO IEH GRUCON – HIDROVIAS

Todo lo anterior implica una intervención de gran magnitud en las riberas del río afectando radicalmente el paisaje de la ronda y generando nuevos elementos a nivel paisajístico y en términos de uso del suelo. La nueva sección del río queda definida por los diseños de la adecuación hidráulica la cual está conformada por los siguientes elementos:

La berma que se localiza al borde del río hasta el jarillón, puede estar en el margen derecho, en el margen izquierdo o en ambos márgenes; la berma tiene un ancho variable con una longitud un promedio de 12 a 15 metros, dependiendo de los cálculos hidráulicos. La berma se debe mantener limpia de vegetación para no

43 Según el Protocolo Distrital de Restauración Ecológica. Guía para la restauración ecológica de ecosistemas Nativos en Áreas Rurales de Bogotá.


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afectar los coeficientes de fricción del agua en época de crecientes. La vegetación espontánea que aparece naturalmente compuesta principalmente por hierba y macolla, debe ser podada o mantenida a ras o retirada.

El jarillón de material compactado tiene una corona que de acuerdo a los cálculos puede oscilar entre 4 a 6 m de ancho, base de 14 a 20 m de ancho, altura promedio de 2.50 a 3.50 m, el talud del jarillón tiene una pendiente de 2 horizontal por 1 vertical, con un acabado hacia el río empradizado.

Figura 8-4. Diseños de la Adecuación Hidraulica


Hacia el costado externo del jarillón desde la pata del talud hacia afuera se deja una franja de 15 a 20 metros en donde se depositará el material de dragado del río desde la corona hasta el límite contra los predios vecinos. Esta franja geomorfológicamente ondulada se construye paralela a los jarillones en la zona intervenida y constituye el área de tratamiento paisajístico a lo largo del proyecto, se denomina parque lineal.

8.4.3 OFERTA AMBIENTAL

Debido a la conformación del “espaldón” esta franja paralela al jarillón, desde el punto de vista paisajístico propone un corredor verde, con potencial a nivel ecológico, en el cual se generara un elemento nuevo consistente en un doble corredor verde longitudinal paralelo, logrando de esta manera una rehabilitación ecológica de la ronda.

8.4.4 POTENCIAL BIÓTICO

El corredor ecológico que enmarca la ronda del río de norte a sur recupera elementos de la estructura biótica con lo cual provee hábitat, refugio, alimento, entre otros a los grupos de fauna, especialmente las aves. Los lodos provenientes del dragado del río aportan semillas como mecanismos locales de regeneración de hierba y macolla que eventualmente cubrirán el suelo y que debe controlarse en el momento de la plantación, favoreciendo el restablecimiento de la cobertura vegetal, para que a través del tiempo se restablezcan los procesos ecológicos esenciales que permitirán que se mantenga y se regenere de manera natural.


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8.4.5 POTENCIAL SOCIODINÁMICO

Es un sitio de esparcimiento, contemplación, conocimiento e investigación para las comunidades.

8.4.6 FACTORES TENSIONANTES

Pastoreo e intromisión de ganado en las plantaciones. Intromisión de fauna doméstica que pudiera destruir la fauna silvestre.

8.4.7 POTENCIAL DE RESTAURACIÓN

El proyecto paisajístico plantea una propuesta estructural en la restauración del componente ecosistémico, viable dentro de las condiciones y tendencias del diseño de la parte civil, que incluye la franja en el borde externo del jarillón, en donde además se dispondrán los lodos producto del dragado del río, que es un material fértil para la recuperación del bosque ribereño. El potencial es alto si se considera que el tratamiento es conciliable con los usos de las comunidades, específicamente como zona de esparcimiento y de circulación peatonal sobre los jarillones, que establece conectores continuos a lo largo de la intervención.

8.4.8 RESTABLECIMIENTO DE LA VEGETACIÓN ARBÓREA

Establecer las técnicas y metodologías para desarrollar el programa de restablecimiento de la vegetación arbórea y arbustiva en el parque lineal. Hacer una plantación extensiva de especies de alto, mediano, pequeño porte y arbustos que conformen un corredor verde a lo largo de la zona de intervención.

El corredor verde permitirá a la comunidad desplazarse a pie a lo largo del río y ser un sitio de esparcimiento, contemplación, conocimiento, aula viva, investigación para las comunidades.

Para la rehabilitación ecológica del parque lineal, se plantea recuperar, elementos de la estructura biótica para con ello proveer hábitat, refugio, alimento, entre otros a los grupos de fauna, especialmente las aves.

Dada la magnitud de la plantación esta será un elemento preponderante dentro del paisaje, a nivel escénico constituye un hito que destaca, identifica y resalta el cauce, haciendo visible los ríos desde diferentes ángulos del paisaje.

Plantación de especies de la flora local en mayor proporción, teniendo en cuenta en menor proporción las especies exóticas que se han naturalizado y adaptado bien al ecosistema existente. En el mismo sentido se debe tener en cuenta lo consignado en los Planes de Ordenamiento Territorial de cada entidad, pues en ellos se establecen que especies se pueden plantar o cuáles no.


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8.4.9 DISEÑO DE LA REHABILITACIÓN ECOLÓGICA DE LA RONDA

Tomando como experiencia del diseño paisajístico adelantado por la CAR en la cuenca media44 del río Bogotá en la sabana, donde se observa concretamente que en el desarrollo de las construcciones, y, las intervenciones que se han dado, de dragado, construcción de bermas, desplazamiento de jarillones y la generación de una nueva estructura que se ha denominado “espaldón”, sobre este último se llevan a cabo obras de infraestructura como senderos para peatones y arborización que permiten la recreación pasiva y el uso público de las zonas de manejo y preservación ambiental, para que sirvan de zona de transición entre el cauce o cuerpo de agua y el entorno urbano y rural, siendo este resultado positivo, donde se genera un paisaje que articula o se impone como un eje estructurante en la región, lográndose implementar un objetivo que es “volver la mirada al río”. Con base en lo anterior, los diseños paisajísticos deben plantear, dentro de otras cosas, el restablecimiento de la cobertura vegetal, conformando comunidades vegetales que son base de la rehabilitación ecológica que proveen hábitat, refugio, alimento y sirven de atracción a los grupos de fauna.

8.4.10 CRITERIOS DE DISEÑO PARA EL RESTABLECIMIENTO DE LA COBERTURA VEGETAL

El restablecimiento de la cobertura vegetal del corredor verde se enfoca en la estructuración de vegetación arbórea propicia para recuperación de atributos de los ecosistemas nativos.

El restablecimiento de la cobertura vegetal se hará utilizando un alto número de especies vegetales de la flora local y siguiendo el patrón general de la sucesión secundaria, es decir, estableciendo en primera instancia especies heliófilas colonizadoras formadoras de suelo y creadoras de condiciones de sombra (precursores leñosos) y en segundo lugar, especies arbóreas propias de la sucesión secundaria avanzada.45

Se recomienda incluir especies con carácter de “pioneras”, cuyas plantas muestren una decidida tendencia heliófita, con el fin de que ayuden a crear un microclima húmedo y umbrío que ofrezca condiciones para especies cuyos individuos son umbrófilos. Se deben incluir también especies que tengan crecimiento rápido y en lo posible

44 Informe del Componente Urbano Paisajístico, CAR Cuenca Media, Autor Arq. Ángela de Francisco. 45 INGETEC. Diseño para la reconformación física y rehabilitación ecológica de la ZR y ZMPA de seis humedales de Bogotá. Acueducto de Bogotá


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abundante producción de hojarasca, para que al descomponerse contribuya al mejoramiento de las condiciones fisicoquímicas del suelo y en general a la estructuración de un microhábitat más favorable para especies con menor tolerancia ecológica.

Con base en las consideraciones mencionadas, las plantaciones tendrán como meta específica lograr el establecimiento de una cobertura vegetal con la mayor biomasa y diversidad posibles, hasta que alcancen un estado de desarrollo donde la comunidad artificialmente instaurada, sea capaz de autosostenerse y de continuar autónomamente el proceso de sucesión.

El restablecimiento de la cobertura vegetal se organizará de acuerdo al diseño ecológico, arquitectónico y de uso del corredor verde. Es decir, toma en cuenta no sólo los criterios ecológicos y de establecimiento de hábitats, sino también criterios de uniformidad y transparencia, ubicación de cuerpos de agua, senderos peatonales y en general usos propuestos.

Se debe tener en cuenta también, la función estética del restablecimiento de la cobertura vegetal, el porte de la especie, cobertura, forma, textura de follaje y color de las hojas, flores y frutos. Las especies seleccionadas deberán guardar armonía paisajística con el entorno rural o urbano.

Se debe trabajar con especies nativas, propias de áreas riparias, lacustres, además de contribuir al sostenimiento de la fauna, así como del ecosistema propio de cada cuerpo de agua.

Se debe trabajar con las funciones ecológicas propias de la vegetación como son amortiguar los altos grados de contaminación ambiental, servir de hábitat natural de especies faunísticas importantes, regular el clima, aportar estabilidad a suelos y regular los ciclos hídricos entre el agua subterránea y la superficial.

La siembra de los individuos se debe realizar principalmente en las rondas hidráulicas en forma irregular o por bosquete, como fue ejecutado durante las obras de adecuación hidráulica y recuperación ambiental en la cuenca media del rio Bogotá.


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Fotografía 8-6. Ejemplo de Siembra en la ronda hidraulica Cuenca Media Rio Bogotá.


Inicialmente se debe realizar el plateo y ahoyado respectivo para sembrar la plántula sin bolsa, aporcar la tierra y luego apretarla un poco para darle consistencia, aplicando buen riego.

Para su desarrollo adecuado las plántulas deben estar protegidas con algún tipo de encerramiento propuesto; se suministrará riego por cada árbol, como mínimo tres veces por semana de 3 a 4 litros de agua por árbol en épocas de sequía, en horas tempranas de la mañana o al atardecer, o según se observe la necesidad del individuo vegetal, lo cual debe ser consultado previamente con un experto forestal.


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Fotografía 8-7.Ejemplo de encerramiento siembra Cuenca Media Rio Bogotá.

Antes de fertilizar los árboles se debe realizar el plateo para despojar hierbas competidoras u objetos extraños

La fertilización sugerida ya sea en corona, media corona o con chuzo, es utilizar dos (2) kilogramos de gallinaza seca, molida (con registro ante el ICA) por árbol, distribuidos alrededor del tronco (gotera del árbol), incorporándolo en el suelo y con riego posterior con el fin de solubilizar los elementos nutritivos para la toma por parte de la planta; esta actividad se adelantara a partir del 4 mes de siembra y de ahí en adelante cada 4 meses se repetirá la dosificación.

Se debe realizar un replateo de un (1) metro de diámetro, o el que esté establecido o demarcado por los contenedores o materos en zonas duras.

El deshierbe de la maleza y la remoción de materiales extraños se podrá realizar de forma manual, y la remoción de la tierra se hará en forma superficial, sin ocasionar daños al sistema radicular del árbol.

Se debe instalar un tutor a cada uno de los árboles que lo requieran, este debe ser de madera seca, recto, sin resaltes y con su extremo inferior apuntalado, con el fin de facilitar el hincado en el terreno a cincuenta (50) centímetros de profundidad. El


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amarre se hará con cabuya de fique y de manera que no se lastime el material vegetal, siguiendo los lineamientos recomendados durante la ejecución de la recuperación ambiental en la cuenca media del rio Bogotá (Fotografía 8-8)

Se debe colocar el tutor a una distancia tal que al momento de hincarlo no comprometa la estructura del pan de tierra. El tutor tendrá una longitud mínima de tres (3) metros y un espesor de cuatro por cuatro (4x4) centímetros en especies de grande y mediano porte.

Fotografía 8-8. Ejemplo tutor por plantación.


Se debe realizar la poda de ramas bajas y rebrotes hasta un (1) metro desde el suelo, en los cuales se deben podar los rebrotes dejando 2 o 3 ramas maduras.

Por otra parte se aplicará cicatrizante hormonal en los cortes.

Esta actividad se ejecutará con tijeras podadoras o segueta según sea el caso, nunca con machete. Esta labor se realizará cada 3 meses o de acuerdo a la necesidad de cada individuo en particular. Se debe realizar un monitoreo cada semana para verificar el estado fitosanitario de los árboles para así mismo proseguir a tratamientos si se encuentran individuos infestados. Las recomendaciones para la siembra son en bastante tierra negra abonada y mantenimiento con riego por dos años.

Las especies sembradas deben ser inventariadas y llevar un registro de las mismas, donde se incluya el código, fecha de siembra, nombre común, nombre científico.


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Fotografía 8-9. Ejemplo de marcaje de plantación.

Fuente IEH GRUCON

8.4.11 DISEÑO DEL RESTABLECIMIENTO DE LA COBERTURA VEGETAL

Para el diseño del restablecimiento de la vegetación de la ronda de un río, se trabaja con la intersección de varias matrices:

a) distribuir la plantación por medio de parches.

b) la distribución en el terreno del material vegetal teniendo en cuenta los portes,

c) utilización de arreglos florísticos,

Teniendo en cuenta que en general los bordes del río presentan vegetación donde predominan los potreros de pastoreo mezclado con arborización de acuerdo con el inventario forestal,46 puede favorecer el proceso de enriquecimiento de la cobertura vegetal, con el fin de lograr en forma rápida la recuperación de cobertura del suelo, una estructura de vegetación que provea mayores aportes alimenticios, refugio, etc, de manera que se incremente la presencia de diferentes grupos faunísticos.

8.4.12 PLANTACIÓN EN PARCHES QUE IMITAN LA NATURALEZA

La plantación con base a retículas busca copiar en alguna forma el modelo del bosque natural, para tener en cuenta aspectos estudiados por los Biólogos como la localización, las franjas de plantación, establecimiento de los focos, todos orientados a tener bosques de rastrojo bajo con combinación de algunas especies de estado fustal, leñosas en gran medida. El objetivo básico es tener parches, como matrices modelos, pueden repetirse, expandirse, alagarse dentro del parque lineal, formado franjas.

46 Inventario forestal Consorcio Grucón - Hidrovías


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8.4.13 PORTES DE LOS ARBOLES, ASPECTOS SILVICULTURALES

Un aspecto relevante en la plantación de árboles sobre el Parque lineal, es la capacidad portante y aportes al modelo planteado de bosque naturalizado, entendiendo que el ecosistema a formar tiene atributos estructurales y específicos que se incluirán en la medida que se avance sobre la plantación donde se tomarán algunos principios básicos de la restauración como son, la composición del bosque, la riqueza, la diversidad de especies y la abundancia relativa.47 Entendiendo que en la medida que el bosque es más complejo se requiere crear estrategias para el manejo de la vegetación, orientando la siembra hacia la regeneración natural, promoviendo la sucesión, buscando un orden en la siembra y diseñando patrones en forma de red, copiando la plantación reticular del bosque nativo, siguiendo los focos y franjas de mayor potencial de restauración de acuerdo con la oferta ambiental presente en los viveros de la zona y el potencial biótico de la especie, sin descuidar el tema de los métodos del establecimiento de la cobertura vegetal.

Se plantea en esta etapa, utilizar un alto número de especies en cada sector, en dónde los recursos disponibles como agua, luz y nutrientes, cumplan más eficientemente su papel y exista más fortaleza del ecosistema establecido ante los disturbios presentados por la naturaleza.

Desde este punto de vista y estrategia, se plantea la selección y calificación de especies para la plantación, el orden de las especies y lo más importante y soporte de esta propuesta como es la metodología de la plantación reticular.

8.4.14 SELECCIÓN DE ESPECIES PARA LA PLANTACIÓN

Algunas de las características específicas que se tienen en cuenta para la selección de especies son:

Principalmente de flora local Rango altitudinal de distribución de las especies (msnm). Funciones como especies inductoras de procesos de restauración Raíz: Superficial, Media, Profunda Colorido: Unicolor, Multicolor Rusticidad: Resistencia de las plantas a condiciones adversas Al momento de hacer la plantación, es necesario tener en cuenta el diámetro de copa que tendrán los individuos en su estado adulto, y de esta forma garantizar el espacio necesario para que ellos puedan desarrollarse adecuadamente. Para esto tomaremos la siguiente clasificación, que en gran medida esta correlacionada con el porte del árbol.

47 Victor Manuel Delgado, Análisis de densidades de plantación, 2014


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Tabla 8-10. Clasificación de acuerdo al porte del árbol

Porte Diámetro de copa

mts. Altura mts.

Interdistancia

de siembra

Arbustos Menor de 2 Menor de 5 2 x 2

Bajo De 2 a 4 5 a 10 3 x 3

Mediano De 4 a 6 10 a 15 5 x 5

Alto Mayor de 6 Mayor de 15 10 x 10

Dada la distribución de las especies por portes usadas en el proyecto de la cuenca media en la que se ha repartido con base al análisis técnico así:

las especies arbustivas y de bajo porte en un 70%,

las especies de mediano porte en un 20% y

las especies de alto porte en un 10% para lograr un bosque más compacto y resistente a los impactos del medio.

Las especies en el medio natural tienen un comportamiento social y sus individuos deben sembrarse uno cerca del otro, para formar la estructura de la vegetación y depende en grado sumo, de factores como la sociabilidad, cobertura del follaje, la tasa de renovación, la polinización, producción de semillas, la rusticidad, la actitud pionera, la plasticidad morfológica, en fin se tiene un cuadro de atributos importantes para desarrollar los objetivos del bosque, bajo esta óptica se proponen especies como ejemplo: Arboloco, por su capacidad constructiva, alta producción de semillas y buen comportamiento social. El Nogal, Cedro y el Tuno esmeraldo por su sociabilidad. El Aliso, Cajeto, por su alta tasa de renovación, fácil propagación y producción de semillas. La mora silvestre, el cordoncillo y el Encenillo por su activa reproducción vegetativa. El Chilco, el Ciro, el Laurel hojipequeño, Yarumo, el Gurrubo, por la producción de semillas y formación de plántulas. El Hayuelo por su rusticidad, fácil propagación y actitud pionera. El Chusque por su agresividad.


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Las especies se deben combinar para tener un ciclo de sucesión y pionero, cercano al modelo de la naturaleza.

Sin embargo, dependiendo del diseño, también se pueden buscar y crear áreas estratégicas para ecosistemas con otras especies, adaptadas al sistema y que es necesario estudiar detenidamente, como el Garrocho, Guayacán, Robles, Arrayanes, Cerezos, Sietecueros, Sauces, Sangregados, Mano de Oso, Salvios, Cedrillos, Raques, entre otras nativas.

8.4.15 SELECCIÓN DE ESPECIES PARA LA PLANTACIÓN EN EL PARQUE LINEAL

Como ejemplo se relacionan las especies de árboles y arbustos seleccionadas para el restablecimiento de la vegetación en la cuenca media del río Bogotá. Se presentan en el listado que sigue:

Tabla 8-11 Especies de árboles y arbustos para restablecimiento de vegetación

Nombre común Nombre científico Porte

Aliso Alnus acuminata Medio

Cedro Cedrela montana Alto

Nogal Juglans neotropica Alto

Pino chaquiro Oleifolius Medio

Pino romerón Nageia rospigliosi Medio

Roble Quercus humboldtii Medio

Caucho tequendama Ficus tequendamae Alto

Caucho sabanero Ficus soatensis Alto

Cariseco Billia rosea Alto

Cerezo Prunus serótina Medio

Guayacán de Manizales Lafoensi speciosa Medio

Palma fénix Canariensis Alto

Sangregao Croton funckianus Medio

Sauce Salix humboldtiana Medio

Alcaparro doble Senna Viarum Bajo

Amarrabollo Meriania nobilis Bajo

Cajeto Suflavescens Medio

Cedrillo Salviaefolius Medio

Corono Spiculiferum Bajo

Cucharo Myrsine guianensis Bajo

Duraznillo Abatia parviflora Medio

Falso pimiento Schinus molle Medio

Gaque Clusia multiflora Medio

Jazmín del cabo Undulatum Medio

Laurel de cera, h peq Myrica parvifloria Medio

Laurel de cera Myrica pubescens Medio

Mangle tierra fría Escallonia pendula Medio

Mano de oso Floribundum Medio


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Mortiño Goudoutiana Bajo

Raque Vallea stipulans Bajo

Sietecueros Tibouchina lepidota Bajo

Tibar Paniculata Medio

Yarumo Cecropia telenitida Alto

Magnolio Magnolia grandiflora Alto

Alcaparro enano Multiglandulosa Bajo

Arrayan Leucoxyla Bajo

Chicalá Tacoma stans Medio

Chilco Bacharis floribunda Bajo

Chocho Lupinus spp. Bajo

Ciro Bacharis nítida Bajo

Dividivi tierra fría Caesalpina spinosa Bajo

Espino Duranta mutisii Bajo

Gurrubo Solanum Lycioides Bajo

Hayuelo Dodonaea viscosa Bajo

Trompeto Bocconia frutescens Medio

Morina Monnina salicifolia Bajo

Palo amarillo Rhamnus qoudotiana Medio

Tominejo Paliccurea angustifolia Bajo

Sauco garrocho Viburrum triphilum Bajo

Sauco garroco Viburrum comifolio Bajo

Salvio negro Cordial anata Bajo

Cercas vivas

Es la vegetación que se planta en las áreas de límite de la intervención con predios vecinos.

Tabla 8-12. Vegetación cerca Viva.

Nombre común Nombre científico

Corono Xylosma spiculiferum

Espino Duranta mutissi

Laurel Myrica parviflora

Espino garbanzo Duranta coriasea

Cerezo Prunus serótina

Duraznillo Abatia parviflora

Sauco montañero Viburnum triphyllum

Hayuelo Dodonaea viscosa

Arrayán Myrcianthes leucoxyla

Chilco Baccharis latifola

Ciro Baccharis bogotensis

Cordoncillo Piper bogotense

Lupinus Lupinus bogotensis

Mora Rubus floribundus


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No obstante lo anterior, es de mencionar que en la CAR existe ya un inventario de individuos vegetales, consignados en el libro “VEGETACIÓN DEL TERRITORIO CAR, 450 especies de sus llanuras y montañas” la segunda edición fue publicada en el 2012, la referencia del libro es ISBN:958-8188-06-7, este libro es un producto de la investigación y redacción colectiva del grupo técnico de la CAR, igualmente la CAR en asocio con GTZ y KFW, emitieron el libro “EL MANTO DE LA TIERRA. Guía de 150 especies de la flora andina, con identidad ISBN 3-88085-427-0, el cual debe ser referente para la implementación de especies forestales y recuperación de zonas de ronda de quebradas y ríos de la jurisdicción de la CAR, sin desconocer las consignadas en los planes de ordenamiento territorial de cada entidad municipal.

8.4.16 CRITERIOS DE PLANTACIÓN

A continuación se presentan criterios para la plantación siguiendo el modelo de parches y arreglos florísticos, el siguiente ejemplo de bosque melífero está basado en el diseño para la reconformación física y rehabilitación ecológica de la ZR y ZMPA de seis humedales de Bogotá para el acueducto de Bogotá48

8.4.17 DISEÑO PARA BOSQUE MELÍFERO

La vegetación seleccionada para el Bosque Melífero agrupa especies que producen abundante néctar que sirven de alimento para insectos y aves, principalmente colibríes. Se propone el establecimiento de parches Tipo 1 y 2, (Figura 8-5) se incluyen especies principalmente ornitócoras como el alcaparro enano, cajeto, raque, chicalá, ciro, sauco garrocho. Se establecerá un corredor ornitócoro con cerezo, amarguero, tominejo, y raque, Arrayan, que conecte a través de parches Tipo 1 y 2 del bosque melífero.

Figura 8-5. Ejemplos de parche o arreglo floristico para Bosque Melífero49

48 INGETEC. Diseño para la reconformación física y rehabilitación ecológica de la ZR y ZMPA de seis humedales de Bogotá. Acueducto de Bogotá 49 Ibíd.


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El esquema conceptualmente rígido se aplica en el terreno “copiando” a la naturaleza, lo importante es mantener el arreglo florístico o parche con sus componentes de individuos siempre presente, rodeando irregularmente al árbol de alto porte, como se aprecia en la Figura 8-6, del diseño paisajístico.

Figura 8-6. Aplicación del arreglo florístico.


8.4.18 DISEÑO CON VEGETACIÓN PROTECTORA.

Para a la estructura del parche se sugiere utilizar una mezcla de diferentes especies aptas con base en el carácter ecológico de “pioneras” ya sean inductores pre climácicos o precursores leñosos, cuyas plántulas muestren una marcada tendencia heliófita y no exigentes en cuanto a las condiciones del suelo. Donde se determina que debe ir la vegetación predominante para éstas zonas se deben analizar especies que se adapten con aptitud pionera y recuperación de suelos como: en algunas zonas por ejemplo se pueden implementar el Arrayan y tuno, adicionalmente para los sectores de zona de vegetación protectora se deben seleccionar especies de fácil adaptación, control de erosión y buena regeneración natural, ejemplos en algunas áreas de la CAR, son duraznillo, chilco, espino y laurel de cera, y especies ornamentales con abundante floración, semillas y frutos que atraen principalmente avifauna. Se deben incluir también especies inductoras de rastrojos y corredores ornamentales, ejemplos que se han desarrollado en la cuenca media del río Bogotá, se encuentra el raque, corono y gurrubo; así mismo especies importantes para la recuperación de suelos degradados y fijación de Nitrógeno, como aliso, tuno y laurel de cera; especies para la recuperación de suelos degradados y control de erosión como corono, laurel de cera, arrayan tuno, espino y Gaque.


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8.4.19 ARREGLOS FLORÍSTICOS50

Los arreglos florísticos deben combina especies de fácil adaptación de acuerdo a las tendencias de la zona o área a recuperar, deben ser de abundante floración, semillas y frutos que atraen avifauna, con colorido similar, cualidades de morfología de la estructura del árbol, forma de las hojas que imiten la naturaleza de manera espontánea. Los arreglos se pueden seleccionar para que le den identidad a lugares específicos. El cuadro muestra ejemplos de arreglos florísticos con combinaciones de especies que armonizan entre sí. Tabla 8-13. Ejemplos de arreglos florísticos con combinaciones de especies que armonizan entre si

ARREGLOS FLORISTICOS

GRAN PORTE MEDIANO PORTE BAJO PORTE ARBUSTOS

Guayacán de Manizales. Cerezo Caucho Tequendama

Chicalá Arrayan Común Dividivi Eugenia

Corono Espino Garbanzo Holly Liso

Cucharo Colorado Guayacán Palma Fénix Transición

Jazmin Huesito Laurelde Cera Falso Pimiento

Sangrado Bogotano Ciro Hayuelo

Guayacan

Cedro Cerezo Cajeto Caucho Tequendama

Garrocho Jazmin Huesito Tibar Holly Liso

Chicalá Ciro coronos

Gurrumbo Tonto Chocho

Palma Fénix (Emblemático) Caucho Tequendama Cariseco

Chicalá Alcaparro Doble Juco Ogarrocho Mano de Oso

Sauco Alcaparro Enano

Gurrumbo Tonto chocho

8.4.20 LA PLANTACIÓN

La plantación consiste en el establecimiento en sitio, del material vegetal según lo determinado en el diseño de revegetalización. Antes de proceder a plantar según lo planeado en la etapa de diseño se verificará que las condiciones continúan siendo las mismas del momento del diagnóstico.

8.4.21 RESTABLECIMIENTO DE LA VEGETACIÓN ARBÓREA - MANTENIMIENTO

Establecer las actividades de mantenimiento de las especies nativas a sembrar. ACTIVIDADES:

50 Esta estructura se plantea como una continuidad al modelo de plantación utilizado en la cuenca media en donde se han combinado los arreglos florísticos, parches y todo armonizado con la adecuada repartición de los individuos por portes.


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Consecución material vegetal.

Alistado y perfilado del terreno.

Estacado.

Plateo

Ahoyado.

Corrección del suelo

Plantación

Fertilización

Riego

Instalación de tutores

Manejo de desechos Lugar de plantación: Verificar contra los planos de paisajismo en escala 1 a 2000. Equipos y herramientas: Herramientas menores tipo Palas, Picas, Barras, Carretillas. Personal requerido: Un (1) Arquitecto paisajista. Un (1) Ingeniero Forestal a cargo de la plantación. Dos cuadrillas de seis (6) obreros

8.4.22 PLANOS DE DISEÑO

El diseño propuesto de acuerdo con las premisas expuestas en esta guía detalla cada uno de los lugares de intervención: Planos de planta de diseño paisajístico entre el Puente La Virgen, K70+000 y el municipio de Suesca, K177+000 escala 1 a 2.000 con detalles en planta escala 1:500 y corte escala 1:250. Planos de planta de diseño paisajístico de la ronda del río en la población de Villapinzón, seis planos de secciones escala 1:250. Los planos muestran la localización de los árboles por portes georreferenciados, de manera que sea una guía para la implementación de las plantaciones sin ser una camisa de fuerza ya que en el momento de plantar, el paisajista o el comité de paisajismo del proyecto deberá hacer una compenetración y comprensión de cada área a plantar, con una lectura de los componentes ecológicos y paisajísticos en cada uno de los lugares intervenidos, haciendo una revisión de toda la información suministrada para interpretar como se debe aplicar en cada lugar de acuerdo con su vocación.

8.5 MODELOS DE INTERVENCIÓN SOBRE RONDA HÍDRICA 8.5.1.1 JARILLONES

Como parte de la adecuación hidráulica y recuperación ambiental que la Corporación autónoma Regional (CAR) ha estado efectuando sobre la cuenca media del río Bogotá, la implementación de jarillones, es la medida que más se ajusta para recuperar la ronda del río. Por consiguiente, se presentan los pasos implementados51 para este tipo de

51 ADECUACIÓN HIDRÁULICA DE LA CUENCA ALTA DEL RÍO BOGOTÁ. Consorcio IEH GRUCON-Hidrovías, 2015.


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estructura, el cual va ligado con un diseño paisajístico importante que definirá la utilidad del proyecto:

Excavar y adecuar la anchura del cauce existente para aumentar su capacidad hidráulica (Ver Figura 8.7).

El diseño del nuevo cauce, hecho para un periodo de retorno de 100 años, incluye el ensanchamiento del cauce actual, la conformación de una banca a cada lado y la construcción de jarillones con una altura suficiente para evitar el desborde del río.

Los jarillones y las bancas se construirán en ambos lados del río. En algunos tramos se construirán jarillones en zonas puntuales, dejando que el río inunde la llanura de inundación actual en las áreas en las que no se construyan jarillones.

Para lograr el objetivo de evitar inundaciones se debe conservar la capacidad de amortiguamiento de los picos de las crecientes, es decir, que se conservan las áreas de almacenamiento suficientes para amortiguar las crecientes y conservar el comportamiento histórico de los caudales máximos registrados.

Lo anterior se logra construyendo los diques alejados del cauce, de tal manera que se permita almacenar dentro de las áreas confinadas por los diques el volumen suficiente para lograr el amortiguamiento requerido de los caudales.


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Figura 8.7 Previsión de obra de encauzamiento mediante jarillones para la recuperación ambiental de la cuenca media del Río Bogotá.

Fuente: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR)

De acuerdo a cada caso particular, los jarillones serán construidos en uno o en los dos bordes del río en donde serán utilizados para rectificación el material extraído correspondiente a los sedimentos de dragado del río, el cual se deposita en el costado externo del jarillón, es decir, al lado opuesto del río, tal como se presenta en la Figura 8.8. Esta zona externa del jarillón se denomina espaldón y es el lugar en donde se hace la plantación y el diseño del parque lineal. Es una franja con un ancho variable desde el borde externo de la pata del jarillón y a lo largo del mismo. El material depositado se conforma de manera semi-ondulada similar a una falda de colina.

Figura 8.8 Localización espaldón de un jarillón



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El ancho de la intervención está formado por la berma (desde el borde del río hasta la pata interna del jarillón), el jarillón y el parque lineal. En este último, es el lugar donde se debe construir un cerramiento con postes de cemento y alambre de púas que delimitan el área del parque (Figura 8.9). A partir de este punto hacia afuera se crea una zona de manejo y preservación ambiental (ZMPA) que debe ser conservada, pues es la articulación o eje estructurante entre el río y la zona urbana o rural. No se deben sembrar árboles en el límite interno de plantación, que corresponde a la proyección de la línea de pata del jarillón hacia arriba en el terreno rellenado con material de dragado, como se ve en la siguiente figura.

Figura 8.9 Límite externo e interno del jarillón.


Para el sendero peatonal se debe dejar un corredor despejado como se presenta en la Figura 8.10. El sendero peatonal es una franja que va longitudinalmente ondulando a lo largo del parque lineal y se debe conservar siempre despejada para fácil recorrido. Esta se puede dejar como zona verde pero se recomienda su construcción en un material como recebo apisonado.


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Figura 8.10. Sendero Peatonal.


El terreno constituido por el material de dragado debe estar seco y perfilado para la plantación, similar a cuando se va a hacer una siembra para cultivos agrícolas, (Figura

8.9). Una vez se completen los requisitos para empezar la siembra, se autoriza hacer el estacado para la implementación de árboles según su porte, atendiendo las siguientes recomendaciones para el diseño de la plantación:

Para la plantación de los árboles se debe tener en cuenta los criterios definidos en el capítulo general sobre los criterios de diseño.

Hay que tener en cuenta el concepto de claro oscuro para la distribución en planta de los árboles, esto es que debe haber zonas densamente plantadas y espacios abiertos que permitan prado y asolación.

También el concepto de la línea curva para la implantación tanto en planta como en altura distribuyendo los portes de las especies seleccionadas.

Para la selección de las especies se debe tener en cuenta zonas secas y húmedas.


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Figura 8.11 Vista en planta diseño paisajístico jarillón del río Bogotá.


Ejemplo de selección para zonas secas:

Se deben seleccionar las especies de acuerdo al color para hacer que predomine uno determinado, por ejemplo verde claro u oscuro, rojo o amarillo.

La ubicación de árboles emblemáticos debe responder al lugar en donde se quiere resaltar un punto determinado.

El material de dragado que se deposita en el espaldón es un material fértil que favorece el rápido crecimiento. Sin embargo se debe hacer un estudio de sus propiedades en laboratorio para hacer la corrección de los fertilizantes de acuerdo con lo que especialista forestal recomiende.

Se recomiendan especies de alto porte por ejemplo, en zonas donde se adapte, el aliso, cajeto, cariseco, caucho sabanero, caucho tequendama, cedro, roble, nogal. Para ello consultar los libros de especies que han sido referenciados en el numeral 8.4.15


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Las especies recomendadas de mediano porte son: arrayan común, chicalá, cerezo, cucharo, falso pimiento, dividivi de tierra fría, Eugenia, jazmin huesito, laurel de cera hojipequeño, mano de osos, sangregado, tibar, entre otras, para ello consultar los libros de especies que han sido referenciados en el numeral 8.4.15.

Las especies recomendadas de pequeño porte son: hayuelo, sauco, espino, alcaparro grande, corono. Para ello consultar los libros de especies que han sido referenciados en el numeral 8.4.15

Las especies recomendadas de arbustos: tinto, ciro, gurrubo, holly liso, chilco. Para ello consultar los libros de especies que han sido referenciados en el numeral 8.4.15

Las especies recomendadas para cerca viva: fique, espino, corono, holly espinoso, buganviles varios colores, hiedras, pasiflora, mora de monte, lulo de perro, cactus, sin embargo tener en cuenta que no vayan a ser especies tipo invasivas que perjudiquen el entorno, para ello consultar los libros de especies que han sido referenciados en el numeral 8.4.15. 8.5.1.2 PAISAJISMO DONDE SE PRESENTEN OBRAS ADICIONALES DE

PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES Y ESTABILIZACIÓN DE MÁRGENES.

En el caso que se presenten construcciones indispensables para el diseño hidráulico en la zona de plantación tales como: obras transversales de protección de márgenes contra la socavación; obras transversales para control torrencial; espigones (o espolones) para favorecer los procesos de sedimentación; obras marginales de encauzamiento; obras estructurales; encauzamientos con revestimiento del margen. jarillones ; jarillones de tierra vegetada, de bloques de hormigón prefabricada ; jarillones de escolleras o enrocado y gaviones; encauzamientos con pantallas o muros de retención; obras de control del movimiento del flujo del cauce: diques, espigones fluviales; diques longitudinales; diques transversales; espigones fluviales o espolones; estructuras de retardo; obras agronómicas ; etc. Se tendrán en cuenta los factores que apliquen según el caso:

En área de plantación:

Manejo de taludes en tierra para integrar y mitigar el impacto del elemento construido, haciendo conformación del terreno y perfilándolo de manera ondulada que permita el crecimiento de césped.


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Se puede plantar material vegetal a una distancia mínima de 3 metros, de tal forma que las raíces no afecten la estructura construida.

En zona de berma o intervención hidráulica:

Manejo de taludes en tierra contra el elemento construido conformando el terreno y perfilándolo de manera ondulada.


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TABLA DE CONTENIDO

9 METODOLOGÍA PARA LA DEFINICIÓN DE ZONAS DE RONDA ....................... 341

9.1 MARCO CONCEPTUAL .................................................................................. 341 9.2 COMPONENTES DE LAS RONDAS HÍDRICAS .............................................. 343 9.3 METODOLOGÍA PARA EL ACOTAMIENTO DE LAS RONDAS HÍDRICAS ..... 344

9.3.1.1 DELIMITACIÓN DE LA RONDA HÍDRICA ............................................ 345 9.3.2 NIVEL DE INFORMACIÓN DISPONIBLE ................................................. 346 9.3.3 DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO .................. 348

9.3.3.1 ELEMENTOS A TENER EN CUENTA EN LA DEFINICIÓN DEL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO .............................................................. 348 9.3.3.2 PROCESO METODOLÓGICO PARA EL NIVEL I DE INFORMACIÓN . 350

9.3.4 DELIMITACIÒN DEL COMPONENTE HIDROLÒGICO ............................ 352 9.3.4.1 CRITERIOS PARA LA DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE HIDROLÓGICO DE LAS RONDAS HÍDRICAS .................................................. 353 9.3.4.2 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CAUCE PRINCIPAL ....... 354

9.3.5 DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE ECOSISTÉMICO .......................... 355 9.3.5.1 CRITERIOS PARA LA DEFINICIÓN DEL COMPONENTE ECOSISTÉMICO ................................................................................................ 355 9.3.5.2 PROCEDIMIENTO PARA DELIMITAR EL COMPONENTE ECOSISTÉMICO ................................................................................................ 356

9.4 ZONIFICACIÓN AMBIENTAL URBANA Y/O RURAL ....................................... 357 9.5 ANÁLISIS PREDIAL ........................................................................................ 357 9.6 INCLUSIÓN EN EL PROCESO DE PLANIFICACIÓN Y ORDENACIÓN

AMBIENTAL, REGIONAL Y LOCAL ........................................................................... 358


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9 METODOLOGÍA PARA LA DEFINICIÓN DE ZONAS DE RONDA

La metodología que aquí se propone es tomada de la Guía para el Acotamiento de las Rondas Hídricas de los Cuerpos de Agua de Acuerdo a lo establecido en el Artículo 206 de la Ley 1450 De 201152, desarrollado por la Universidad Nacional de Colombia y el Ministerio de Ambiente y Desarrollo. Esta metodología tiene como fundamento conceptual la funcionalidad del sistema fluvial, es decir que la ronda se entiende como el espacio necesario para que el sistema fluvial cumpla con sus funciones hidrológicas, geomorfológicas y ecosistémicas propias del mismo. Por tal razón su delimitación o acotamiento parte del entendimiento de la dinámica natural de la corriente o cuerpo de agua a la cual se le va delimitar la ronda hídrica.

9.1 MARCO CONCEPTUAL - SISTEMA FLUVIAL: El sistema fluvial está conformado por el cauce y su ribera. Cada

uno de ellos tiene funciones específicas: Funciones del cauce:

Transporta y almacena temporalmente el agua que produce la cuenca.

Transporta y almacena temporalmente sedimentos que produce la cuenca.

Es el hábitat de muchas especies que hacen parte de un ecosistema que involucra, el cauce en toda su extensión, las riberas, las ciénagas y las zonas frecuentemente inundables y algunas zonas aledañas necesarias para la sostenibilidad de este ecosistema.

Funciones de las riberas:

Se conectan a través del subsuelo con el cauce y muchas especies se alimentan indirectamente del agua de la corriente.

Son hábitat de muchas especies que hacen parte de un ecosistema que involucra, el cauce en toda su extensión, las riberas, las ciénagas y las zonas frecuentemente inundables y algunas zonas aledañas necesarias para la sostenibilidad de estos ecosistemas.

52 MINISTERIO DE MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO SOSTENIBLE. Guía para el acotamiento de las

rondas hídricas de los cuerpos agua de acuerdo a lo establecido en el artículo 206 de la Ley 1450 de 2011.


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Para su funcionamiento se requiere continuidad longitudinal y conectividad con el cauce y que sea bañada de agua, de sedimentos y de nutrientes durante los eventos de crecida.

- DEFINICIÓN DE RONDAS HÍDRICAS

Las rondas hídricas se definen como: "zonas o franjas de terreno aledañas a los cuerpos de agua que tienen como fin permitir el normal funcionamiento de las dinámicas hidrológicas, geomorfológicas y ecosistémicas propias de dichos cuerpos de agua". Definida así la ronda hídrica, y teniendo en cuenta que la Ley 1450 de 2011 en su artículo 206 define la Ronda Hídrica como: "la faja paralela a los cuerpos de agua a que se refiere el literal d) del artículo 83 del Decreto Ley 2811 de 1974 y el área de protección o conservación aferente.", como se muestra en la siguiente figura, ésta se determinará según el procedimiento que en la presente Guía se desarrolla, asumiendo que los primeros 30 metros de la ronda hídrica, tomados a partir del cauce permanente (definido como el correspondiente al periodo de retorno de 2,33 años y denominado cauce principal), corresponden a la faja paralela a la cual hace referencia el artículo 83 del decreto en mención, y que la faja de terreno restante, si la ronda hídrica es mayor de 30 metros, es la faja de protección aferente.

Figura 9.1. Definición de la ronda hídrica en términos del artículo 206 de la Ley 1450 de 2011.

Fuente: Guía Para el Acotamiento de las Rondas Hídricas de los Cuerpos de Agua de Acuerdo a lo

establecido en el Artículo 206 De La Ley 1450 De 2011.

Si aplicada la metodología, la ronda hídrica es menor de 30 metros, se delimita ésta, midiendo desde el cauce permanente del cuerpo de agua 30 metros. Es decir, que la ronda hídrica no será menor de 30 metros. En consecuencia, los primeros 30 metros de la ronda hídrica, medidos desde el cauce permanente, es un bien inembargable e imprescriptible del Estado en los términos que lo establece el artículo 83 del Decreto Ley


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2811 de 1974, salvo en los casos que se tengan derechos adquiridos. La siguiente faja, sea cual sea su extensión, puede ser privada o pública, aquí lo que se restringe es el uso de la ronda hídrica.

El uso y ocupación inadecuada de la ronda restringe la dinámica natural de los sistemas fluviales, pone en riesgo la vida y bienes de quienes las ocupan y en la mayoría de los casos termina involucrando a terceros que quedan expuestos al riesgo. La alteración de la dinámica natural de los sistemas fluviales genera un desequilibrio que se propaga por todo el sistema fluvial causando alteraciones sistemáticas y continuas que afectan la sostenibilidad en el largo plazo. En Colombia la responsabilidad de su delimitación es de las Corporaciones Autónomas Regionales, los Grandes Centros Urbanos y los Establecimientos Públicos Ambientales, (según se establece en el artículo 206 de la Ley 1450 de 2011, Plan de Nacional de Desarrollo 2010 - 2014), así como el ordenamiento ambiental de las mismas. Éstas serán articuladas e incluidas en la zonificación ambiental de planes de manejo y ordenación de cuenca (según Decreto1640 de 2012), y así por el artículo 10 de la Ley 388 de 1977, se convertirán en determinantes ambientales en el ordenamiento territorial municipal.

9.2 COMPONENTES DE LAS RONDAS HÍDRICAS El cauce y su entorno constituyen la parte más dinámica del sistema fluvial. Allí se realizan actividades culturales y económicas de ocupación temporal y goce del territorio y el aprovechamiento de sus recursos naturales (en el cuerpo de agua, en el lecho y en las riberas). Las rondas hídricas se definen como el espacio necesario para el desarrollo de la dinámica natural del sistema fluvial, donde se puede realizar sin restricciones sus funciones hidrológicas y geomorfológicas (flujo y almacenamiento temporal de agua y sedimentos, ajuste de la forma cauce y sus patrones de alineamiento), así como sus funciones ecosistémicas. La ronda hídrica así definida, es una zona que no es estática en el tiempo ni en el espacio, puesto que varía según el comportamiento de los factores que los definen y determinan. En consecuencia y con el fin de garantizar la dinámica del sistema fluvial, se especifican tres componentes de las rondas hídricas, como se muestra en la Figura 12.2. Dichos componentes están a su vez constituidos por las necesidades de espacio para un buen desempeño de las funciones geomorfológicas, hidrológicas y ecosistémicas. Así las rondas quedan definidas por la envolvente de estos tres componentes de los cuales, según la condición particular, uno solo es determinante en la definición del límite de la ronda hídrica.


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Figura 9.2. Componentes de las rondas hídricas

Fuente: Guía Para El Acotamiento de las Rondas Hídricas de los Cuerpos Agua de Acuerdo a lo establecido en el Artículo 206 De La Ley 1450 De 2011.

Figura 9.3. Delimitación de las rondas hídricas.

Fuente: Guía Para El Acotamiento de las Rondas Hídricas de los Cuerpos Agua de Acuerdo a lo


9.3 METODOLOGÍA PARA EL ACOTAMIENTO DE LAS RONDAS HÍDRICAS

Para la delimitación de las rondas hídricas se deben tener en cuenta el tipo de cuerpo de agua (sistemas lotico y lentico), ya que las dinámicas hidrológicas, geomorfológicas y


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ecosistémicas, en cada uno de ellos es diferente, y dependiendo de la misma se debe definir los criterios para el acotamiento de las mismas. Es así, que la delimitación de las rondas hídricas debe partir del entendimiento de dichas dinámicas, diferenciando los diferentes tipos de cuerpos de agua. En la presente guía se desarrollará las propuestas para los siguientes cuerpos de aguas:

Corrientes superficiales: ríos de montaña, sinuosos, trenzados y anastomosados.

Nacimientos, manantiales y afloramientos de aguas subterráneas

Humedales: continentales y relacionados con la dinámica litoral.

9.3.1.1 DELIMITACIÓN DE LA RONDA HÍDRICA

La ronda hídrica se determina a partir de la envolvente que se genera por la superposición de los tres polígonos definidos por los componentes hidrológico, geomorfológico y ecosistémico. La definición de estos polígonos se hace utilizando la herramienta SIG y mediante algebra de mapas se genera la envolvente de los tres polígonos, como se muestra en la siguiente figura.

Figura 9.4. Envolvente que conforma la ronda hidráulica.



Una vez delimitada así la ronda hídrica, se procede a determinar la faja de 30 metros, que hace referencia el artículo 206 de la Ley 1450 de 2011, a partir del cauce principal o permanente, si la faja queda incluida dentro de la ronda hídrica, el resto corresponde al área aferente de protección, tal como se muestra en la Figura 12.4. Si por el contrario, ésta es mayor que la ronda hídrica, la faja de los 30 metros será criterio para delimitar la ronda hídrica, y no habrá área aferente de protección. Dependiendo del tipo de cuerpo de agua, el tipo de corriente y la intensidad de uso urbano, predomina uno u otro componente. En las corrientes de montaña y piedemonte, el componente geomorfológico


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determina la ronda hídrica, mientras que en la llanura aluvial y zonas urbanas consolidadas donde las intervenciones han transformado las corrientes y éstas han perdido su naturalidad y funcionalidad, es definida por el componente hidrológico.

9.3.2 NIVEL DE INFORMACIÓN DISPONIBLE

Nivel I. Información suficiente Se cuenta con información de detalle y buena resolución. Este nivel de información se aplica cuando las rondas hídricas corresponden a suelos urbanos consolidados con corrientes altamente intervenidas, suelos de expansión urbana, áreas con infraestructura altamente vulnerable (complejos petroleros, corredores industriales, aeropuertos, entre otros), suelos suburbanos y suelos rurales con presión por futuros desarrollos industriales o urbanos. Si no se tiene la información debe ser levantada en este nivel. En estos casos la escala para determinar el componente la ronda hídrica, será de 1:2.000 ó mayor detalle. La información mínima requerida es:

Levantamiento altiplanimétrico con buena precisión en la vertical, 10 cm o más.

Imágenes LIDAR y sus correspondientes curvas de nivel.

GPS de alta precisión altimétrica.

Niveles, registros, reportes y fotos

Series hidrometeorológicas con registros superiores a 20 años de estaciones localizadas en la corriente en estudio, con información sobre niveles y caudales (cuencas debidamente instrumentadas), o serie de caudales generadas por métodos indirectos, preferiblemente lluvia - escorrentía, debidamente calibrados.

Bases de datos sobre inundaciones y niveles de las mismas.

Nivel II. Información insuficiente Este nivel de información se aplica en suelos suburbanos y rurales donde hay una mediana presión por el uso y ocupación de los suelos de la ronda hídrica. En estos casos se cuenta con alguna información como:

Cartografía de curvas de nivel del IGAC a escala 1:10.000 o mayor detalle.

Fotografías áreas o imágenes de satélite con resoluciones no inferiores a 30 metros.


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Información sobre caudales o precipitación que permiten utilizar modelos Lluvias - Escorrentía o serie de caudales generadas por métodos indirectos.

Nivel III. Información escasa

Se aplica suelos rurales con baja presión por usos y ocupación de las rondas hídricas, y se puede hacer con la siguiente información:

Modelos digitales de elevación (MDE): Las principales fuentes de información digital corresponden a la misión satelital ASTER53, cuyos productos poseen un resolución de aproximadamente 30 m y son de acceso gratuito. Por otro lado, la misión satelital SRTM54, ofrece de forma gratuita MDE de 90 m de resolución, los cuales son relativamente adecuados para la delimitación del componente geomorfológico en tramos con anchos superiores a 30 m o áreas de cuenca superiores a 500 km2, de acuerdo con las relaciones de geometría hidráulica presentadas en el numeral 4.4. Asimismo, la misión SRTM provee, con mayor restricción, modelos de elevación con resolución de 30 m que dependiendo de la región pueden tener mejor calidad que la de aquellos correspondientes a la misión ASTER.

Cartografía IGAC: drenaje 1:25.000, 1:10.000, 1:5.000. En corredores aluviales

con bajo nivel de confinamiento, las estrategias de análisis geoespacial basadas en MDE deben apoyarse en la representación vectorial de redes de drenaje como las disponibles en la bases de datos de Instituto Geográfico Agustín Codazzi, o producto de planes de actualización de redes hídricas por parte de las Corporaciones Autónomas Regionales.

En el caso del Nivel III de información, la faja de terreno puede ser mayor a la obtenida con información del Nivel I, ya que se recurre al principio de precaución que contempla la Ley 99 de 1993, debido al detalle y calidad de información con la que delimita la ronda hídrica. En el Nivel II, la información mejora con respecto al Nivel III, pero sin tener la precisión del Nivel I, lo cual disminuye la incertidumbre haciendo que la ronda hídrica sea menor. Las Corporaciones deben tender a obtener como mínimo información del Nivel II. El proceso metodológico para la definición de cada uno de los componentes se desarrolla a continuación, teniendo en cuenta como paso previo la definición de un nivel de información de acuerdo con el numeral anterior.

53 ASTER GDEM NASA. [En Línea] http://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp [Citado 21 de enero de 2015]. 54 EARTH RESOURCES OBSERVATION AND SCIENCE (EROS) CENTER. [En Línea] (http://eros.usgs.gov/#/Find_Data/Products_and_Data_Available/SRTM). [Citado 21 de enero de 2015].

http://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp

http://eros.usgs.gov/#/Find_Data/Products_and_Data_Available/SRTM


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9.3.3 DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE GEOMORFOLÓGICO

El componente geomorfológico está asociado a la zona o faja necesaria en la que se presenten los procesos morfodinámicos que permiten la función de transporte y almacenamiento temporal de agua y sedimentos. El transporte y almacenamiento temporal de agua y sedimentos tienen una gran variabilidad temporal, y a distintas escalas de tiempo se presentan procesos morfodinámicos en los cuales el sistema ajusta temporalmente la forma del cauce, su pendiente y sus patrones de alineamiento. Estos procesos son:

Socavación durante los eventos de crecida.

Sedimentación en la recesión de los eventos.

Ajuste de la forma de la sección.

Ajuste de la pendiente.

Estructuras de alineamiento horizontal y vertical, relacionadas con la disipación de energía.

Sinuosidad.

Migración y movimiento lateral. Las formas que se definen por los diferentes procesos morfodinámicos se pueden identificar en el terreno y son diferentes para cada tipo de río o tramo del mismo. Éstas conforman la faja de terreno o zona del componente geomorfológico, y tiene como objetivo garantizar que en el cauce y sus inmediaciones puedan ocurrir estos procesos. La pérdida de continuidad, anchura, estructura, naturalidad y conectividad de las riberas produce también efectos negativos sobre la geomorfología del cauce, impidiendo que ésta cumpla con su función de transporte y almacenamiento temporal de agua y sedimentos. 9.3.3.1 ELEMENTOS A TENER EN CUENTA EN LA DEFINICIÓN DEL COMPONENTE

GEOMORFOLÓGICO

El corredor aluvial de una corriente superficial adquiere sus características como resultado de la interacción de procesos climatológicos, hidráulicos y sedimentológicos, actuando bajo un conjunto de restricciones determinadas por la geología y la litología tanto regional como local. Dichas características pueden clasificarse y tipificarse bajo dos perspectivas: una lateral, en la que el cauce principal, la llanura hidrológica y las formas del cauce determinan los componentes hidrológicos y geomorfológicos de las rondas hídricas; y otra longitudinal,


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donde tanto las formas del cauce como las formas del lecho encierran valiosa información sobre los mecanismos de disipación de energía, trasporte de sedimentos y adaptación de la corriente buscando siempre un equilibrio geomorfológico. En la búsqueda de equilibrio geomorfológico, los sistemas fluviales dejan al descubierto una serie de rasgos morfológicos que debido a su relativa invarianza ante cambios de escala (tamaño de la cuenca) han permitido la introducción de sistemas de clasificación de corrientes. Éstos varían de acuerdo con el propósito de su aplicación, el cual puede ir desde la diferenciación de unidades de hábitat comparables con el ancho de la corriente, hasta la identificación de los sectores del corredor aluvial más sensibles ante modificaciones del régimen de caudales y/o el suministro de sedimentos por acción humana. En cualquier caso, la implementación de algún método de clasificación propende por la unificación de criterios que permitan entender con mayor claridad los sistemas fluviales y extrapolar la toma decisiones (puesta en marcha de planes de manejo, simulación de procesos físicos, configuración de modelos hidrológicos, etc.) hacia diferentes áreas de estudio con base en dicho conocimiento. La estructura lateral y longitudinal del corredor aluvial representa en sí misma el principal criterio que debe tenerse en cuenta para la definición del componente geomorfológico, mediante la inclusión de indicadores morfológicos que aún bajo un escenario de escasez de información permiten un nivel de aproximación suficiente. Como principales criterios para la definición de las rondas hídricas, cabe mencionar los que se describen a continuación: Pendiente longitudinal Junto con el caudal, Q, y el ancho de flujo, W, la pendiente permite cuantificar la capacidad de una corriente para transportar sedimento. Área de cuenca y geometría hidráulica La geometría hidráulica se refiere a la interdependencia entre propiedades hidráulicas de una corriente (ancho -W-, profundidad -H- y velocidad -U-) y el caudal -Q- de flujo. La geometría hidráulica del ancho W se incluye como indicador, ya que esta variable ésta directamente relacionada con las formas del cauce de una corriente de baja pendiente, y especialmente aquellas que emergen como resultado de procesos migratorios tales como sinuosidad, longitud de onda y radios de curvatura. En altas pendientes, el ancho también ha mostrado una relación directa con las formas rítmicas del lecho de una corriente. Migración lateral En condiciones de baja pendiente y bajo nivel de confinamiento, las corrientes superficiales tienden a migrar lateralmente adquiriendo altos valores de sinuosidad (valores del orden de 1,5 o superiores). Los mecanismos que subyacen dicho proceso


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incluyen las características del flujo a través de canales curvos, erosión en banca y transporte de sedimentos. Tipo de morfología Teniendo en cuenta que las relaciones de geometría hidráulica para el ancho del cauce sugieren dependencia del tipo de morfología de la corriente, éste se considera como un indicador adicional como parte de la representación de la estructura longitudinal del corredor aluvial. 9.3.3.2 PROCESO METODOLÓGICO PARA EL NIVEL I DE INFORMACIÓN

Para la delimitación del componente geomorfológico de la ronda hídrica, se clasificaron las corrientes en tres tipos, corrientes de montaña, corrientes de piedemonte y corrientes de llanura; además se realizó una clasificación adicional para las desembocaduras. En el caso de los humedales, al hacer estos, parte de algún sistema fluvial, quedarán inmersos en el componente geomorfológico, por este motivo, no se realiza una clasificación para los humedales como se hace con las corrientes y las desembocaduras. La primera actividad que debe considerarse para determinar el tipo de morfología son recorridos de campo, en los cuales se deberá identificar claramente los principales aspectos del cauce: espesor, presencia de talweg, tipo de corriente, procesos morfodinámicos asociados al mismo, y demás datos que puedan ser de utilidad. Posterior a los recorridos de campo, se debe de entrar a clasificar el tipo de corriente con el fin de conocer la manera como se deberá obtener la componente geomorfológica para dicho cuerpo de agua. Esto se hace mediante el uso de las tablas siguientes:

Tabla 9-1. Criterios para determinar el componente geomorfológico de las rondas hídricas en

corrientes de montaña.

CORRIENTE DE MONTAÑA

Son aquellas corrientes donde la longitud de su cauce es aproximadamente igual a la longitud del valle que esta ocupa, y en donde la carga transportada es similar a la capacidad de transporte. Presentan variaciones en la pendiente, que le permiten tener desde comportamientos torrenciales en las partes más inclinadas, hasta comportamientos sinuosos en las zonas de menor gradiente.

Segmento Tipo de corriente Talweg Caudal Componente

geomorfológico Actividades para definir la

ronda

Parte alta de la cuenca

Efímeras NO NO Toda la vaguada Observaciones en campo

Semipermanentes SI Solo en épocas de

lluvia Depósito de sedimentos

Observaciones en campo

Permanentes SI SI Depósito de sedimentos



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CORRIENTE DE MONTAÑA

Son aquellas corrientes donde la longitud de su cauce es aproximadamente igual a la longitud del valle que esta ocupa, y en donde la carga transportada es similar a la capacidad de transporte. Presentan variaciones en la pendiente, que le permiten tener desde comportamientos torrenciales en las partes más inclinadas, hasta comportamientos sinuosos en las zonas de menor gradiente.

Segmento Tipo de corriente Talweg Caudal Componente

geomorfológico Actividades para definir la

ronda

Zonas con cambios en la

pendiente

Semi permanentes SI Mayor a menos =

ocurre sedimentación

Todo el depósito de sedimentos


Permanentes SI Menor a mayor =

hay erosión Acumulación de

sedimentos Observaciones en campo

Tramos sinuosos

Permanente SI Toda la Faja de

Sinuosidad

antigua y para definir el componente geomorfológico se deben utilizar herramientas como sensores remotos y Cartografía moderna

Tramos trenzados

Permanente con canales efímeros

SI Toda la faja de trenzamientos

Para definir el componente geomorfológico se deben utilizar herramientas como sensores remotos, Cartografía antigua y moderna y salidas de campo acompañadas por un geomorfológo.

Tramos encañonados

Permanente SI Coincide con el

componente hidrológico

N/A

Tramos anastomosados

Permanente con canales perennes

SI

Toda la faja de anastomasamiento

entre diques naturales

Para definir el componente geomorfológico se deben utilizar herramientas como sensores remotos, Cartografía antigua y moderna, geomorfológica de detalle y salidas de campo acompañadas por un geomorfológo. Fluvial


Tabla 9-2. Criterios para determinar el componente geomorfológico de las rondas hídricas en corrientes de piedemonte.

CORRIENTES DE PIEDEMENTO

Son corrientes en donde la capacidad de transporte se pierde por infiltración de la mayor parte del cauce al cambiar fuertemente de gradiente, lo que lleva a grandes depositaciones del material que lleva en suspensión y arrastre en las zonas de pendientes suaves adyacentes a los piedemontes. Poseen un cauce principal con varios canales efímeros.

Tipo de piedemonte Morfología del cauce

principal Talweg

Componente geomorfológico

Herramientas a utilizar para definir el componente geomorfológico

Piedemonte Interno Encañonadas

SI Toda la faja de trenzamientos

Cartografía geomorfológica de detalle

Piedemonte Externo Trenzadas Uso de fotografías aéreas y satélites

Piedemonte Pacifico Baja Sinuosidad observaciones en campo realizadas por

un geomorfológo fluvial



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corrientes de llanura.

CORRIENTES DE PIEDEMENTO

Son corrientes en las cuales la longitud del cauce es mucho mayor que el valle por el cual fluye. Su capacidad de transporte es similar o ligeramente mayor a la carga transportada, por lo que moviliza gran parte de los sedimentos que posee, depositándolos en los lugares donde el cauce cambia de dirección.

Comportamiento Tipo de corriente Talweg Componente

geomorfológico Herramientas a utilizar para definir

el componente geomorfológico

Corrientes Sinuosas Permanente

SI

Toda la faja de sinuosidad Cartografía antigua y moderna, uso de sensores remotos y observaciones de campo

Corrientes Amastomosadas

Permanente con canales activos

Toda la faja anastomosamiento

Cartografía geomorfológica de detalle, uso de fotografías aéreas y satélites de alta resolución y observaciones en campo lideradas por un geomorfológo fluvial



desembocaduras.

DESEMBOCADURAS

Las desembocaduras son las entregas de una corriente a otra de mayor caudal o al mar directamente.

Tipo de desembocadura

Componente geomorfológico Herramientas a utilizar para definir el componente geomorfológico

Delta

externo Todo el delta Uso de fotografías aéreas

interno

Se trabaja como una corriente y el componente geomorfológico se determina de acuerdo a la naturaleza del tramo analizado

observaciones de campo acompañadas del uso de sensores remotos

estuarios componente hidrológico + llanura mareal

observaciones de campo

Directas

componente hidrológico + cuña de sedimentos (si tiene)

observaciones de campo


9.3.4 DELIMITACIÒN DEL COMPONENTE HIDROLOGICO

Las funciones hidrológicas del sistema fluvial las realiza a través del cauce permanente y su ribera o entorno. En el cauce y su entorno se transporta y almacena temporalmente el agua de escorrentía que se produce en la cuenca, especialmente después de los eventos de crecida. El agua transporta sedimentos que esporádicamente se almacenan temporalmente en el cauce y sus inmediaciones. La producción de agua y sedimentos en la cuenca tiene una gran variabilidad temporal que involucra distintas escalas de tiempo.


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La dinámica hidrológica determina en gran parte el tamaño y la forma del cauce y su entorno. Su conformación hidrológica y morfológica depende fundamentalmente del régimen de caudales, es decir, del momento, la duración, la frecuencia y magnitud de los caudales circulantes y extraordinarios. 9.3.4.1 CRITERIOS PARA LA DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE HIDROLÓGICO

DE LAS RONDAS HÍDRICAS

El componente hidrológico de la ronda hídrica está determinado por la zona que utiliza la corriente para sus funciones de transporte y almacenamiento temporal del agua y los sedimentos, durante los eventos de crecida en las temporadas de aguas altas, propias de la variabilidad climática y de expectativas razonables del cambio climático. Se requiere que esta zona esté en condiciones naturales y que no tenga obstáculos artificiales que impidan el flujo o el almacenamiento temporal de agua y sedimentos. Cuando la corriente no puede transportar y/o almacenar temporalmente el agua y los sedimentos, se empiezan a presentar alteraciones morfológicas que se propagan a lo largo del cauce en ambas direcciones, aguas arriba y aguas abajo, y compromete a sus afluentes. Se puede considerar que las crecidas representativas de las condiciones máximas durante una temporada “normal” de La Niña se pueden asociar a una crecida con un período de recurrencia de 15 años. En cauces naturales donde es posible el almacenamiento temporal del agua y sedimentos en sus inmediaciones, el componente hidrológico de la ronda hídrica se puede definir por la zona que queda debajo del nivel de aguas máximas de una crecida con un período de retorno de 15 años (Figura 9.5).

Figura 9.5. Componente hidrológico de las rondas hídricas.


El proceso metodológico depende del nivel de la escala en la cual se requiera determinar el componente hidrológico. Para zonas con una alta presión sobre el suelo, se


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recomienda escalas mayores (1:2000 y 1:5000), mientras que para suelos con baja presión escala 1:25.000. Para la definición del componente hidrológico se requiere: Determinar el cauce principal

En cauces naturales definir la mancha de inundación correspondiente periodo de retorno de 15 años, la cual define la zona o faja de terreno correspondiente al componente hidrológico en el caso de cauces naturales o poco intervenidos.

En cauces que han perdido su naturalidad definir la mancha de inundación correspondiente al periodo de retorno de 100 años, la cual define la zona o faja de terreno correspondiente al componente hidrológico en el caso de cauces intervenidos, zonas urbanas.

Para ello se requiere de la siguiente información:

Niveles del agua: que se puede obtener mediante: testimonios, huellas en el terreno, huellas en la vegetación, registros históricos y modelación.

Topografía: con una resolución y precisión de 1 m en distancias y de 10 cm en la altura.

9.3.4.2 PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CAUCE PRINCIPAL

Se considera como principal descriptor del cauce principal, su ancho, el cual es determinable en cualquiera de los niveles de información disponible, ya sea mediante mediciones directas en campo (Nivel I), a través del análisis de imágenes satelitales o fotografías aéreas (Nivel II), o a través de relaciones empíricas que permiten relacionar el área de una cuenca con el ancho del cauce. Con información del Nivel I En condiciones naturales el cauce principal constituye una cicatriz visible en el terreno, dentro de la cual fluye la corriente de agua con sus sedimentos durante la mayor parte del tiempo. Cuando los caudales son muy grandes el cauce no tiene capacidad para transportarlos y éstos desbordan sobre el terreno, inundando las riberas en sus inmediaciones. El cauce principal ha sido moldeado en el terreno naturalmente por la acción del agua, así sus dimensiones y la forma de su sección corresponden a lo requerido para conducir las crecientes máximas anuales en promedio, que tienen un período de recurrencia cercano a los dos años (1,58 a 2,33). Este cauce se identifica relativamente fácil en el terreno por cambios en la pendiente y en la cobertura de vegetación, o a través de secciones transversales (con el nivel de detalle propio de este nivel) identificando el ancho que minimiza la relación ancho-profundidad. Cuando se tiene


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un buen nivel de información las márgenes del cauce están claramente definidas en los levantamientos cartográficos. Con información del Nivel II Dependiendo del tamaño del cauce, para los cauces grandes incluso con un nivel de información II, el cauce está bien determinado en la cartografía. Para corrientes más pequeñas es más difícil pero se puede identificar en fotografías aéreas o imágenes satelitales. Con información del Nivel III En algunos casos se puede obtener a partir de modelos de elevación digital que debidamente procesados suministran información del área de la cuenca drenaje y de la pendiente local, y con la ayuda de relaciones empíricas de validez regional para geometría hidráulica, se define el tamaño de la sección transversal del cauce. En estos casos de mayor incertidumbre hay que tener en cuenta el principio de precaución, y por lo tanto considerar un factor de 2 para mejorar el valor obtenido.

9.3.5 DELIMITACIÓN DEL COMPONENTE ECOSISTÉMICO

Está asociado a la vegetación ribereña y las funciones ecosistémicas del cuerpo de agua, conformado por la vegetación natural nativa o plantadas que se extienden a lo largo del cauce. El componente ecosistémico puede quedar incluido en los componentes geomorfológico e hidrológico, o puede ser tan amplio que incluya las planicies de inundación. 9.3.5.1 CRITERIOS PARA LA DEFINICIÓN DEL COMPONENTE ECOSISTÉMICO

El cuerpo de agua y sus riberas constituyen un ecosistema único, hábitat de múltiples especies de flora y fauna, estrechamente interrelacionadas, necesarias casi todas ellas, para un funcionamiento equilibrado del ecosistema. La zona o faja de terreno necesaria para que se den estas dinámicas conforman el componente ecosistémico de las rondas hídricas. Para su delimitación se consideran varios elementos:

Se trata de una franja que cumple funciones de corredor biológico con viabilidad ecosistémica

Hay un efecto de borde que requiere que la franja tenga un ancho mínimo para su viabilidad.


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Hay un ancho mínimo que se requiere para el efecto tapón. Este corresponde al ancho necesario para que el componente cumpla con su función de proteger a la corriente de la llegada directa de escorrentías con posibles contaminantes.

Las rondas hídricas debe tener viabilidad ecosistémica relacionada con la vegetación natural que existe o que se establecería allí.

El ancho de la franja, que define el componente ecosistémico de la ronda hídrica, se debe relacionar con la altura del dosel.

En las zonas con menor densidad de drenaje y por ende menos rondas, éstas tienen un mayor valor ecológico y deben ser más anchas.

En las corrientes pequeñas (poca anchas), la viabilidad ecosistémica la garantiza la suma de las franjas a los dos lados

En los ríos más anchos, en que se desconectan las márgenes, la viabilidad ecosistémica para el componente terrestre, se debe garantizar en cada margen

Los ríos más grandes (qué drenan cuencas más grandes) constituyen un hábitat acuático más importante y deben tener franjas un poco más anchas.

9.3.5.2 PROCEDIMIENTO PARA DELIMITAR EL COMPONENTE ECOSISTÉMICO

La metodología propuesta busca atender a la funcionalidad de los corredores biológicos, por tanto, considera que éstos pueden medirse en función de la altura de los árboles dominantes de una asociación climática determinada, la cual varía y se hace más compleja a medida que aumentan la temperatura y la humedad disponible en el ecosistema, dado que la altura de los árboles dominantes es un referente genuino de la complejidad y la biomasa que permite al sistema las condiciones climáticas. La medición de la franja que representa el componente ecosistémico se hace desde el cauce principal de la corriente (Tr=2,33 años), como se observa en la siguiente figura.


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Figura 9.6. Componente ecosistémico de las rondas hídricas.



9.4 ZONIFICACIÓN AMBIENTAL URBANA Y/O RURAL Las rondas hídricas por norma son suelos de protección, pero dado que cuerpos de agua son factores estructurantes de la ocupación del territorio, pero ya que propician el suministro de agua, la producción de energía, el transporte, la seguridad alimentaria y el disfrute de múltiples servicios ambientales, se permiten aquellos usos que responden a estrategias culturales de adaptación a las dinámicas naturales de los sistemas fluviales y que armonizan con éstas. En consecuencia, la categoría de manejo de las rondas hídricas es de protección, con un uso principal de preservación o restauración según el estado de las mismas, buscando con ello, garantizar el funcionamiento natural de la dinámica hídrica, geomorfológica y ecosistémica de los cuerpos agua. Como usos complementarios está la educación, prácticas culturales tales como: recreación, navegación, rituales, encuentros, fiestas, costumbres, usos adaptados a la dinámica fluvial. La ocupación se debe hacer de tal manera que no exista la posibilidad de que las inundaciones sean causantes directas de la pérdida de vidas de personas vulnerables (niños, ancianos, personas de movilidad reducida), que no cause daños materiales significativos.

9.5 ANÁLISIS PREDIAL Una vez delimitada la ronda hídrica se debe realizar el levantamiento y censo predial que incluyan todos los predios que se encuentran localizados al interior de la ronda hídrica. Aquellos que se encuentran construidos, se elaborarán las respectivas fichas prediales que incluirán como mínimo la siguiente información: Áreas de terreno, áreas de terreno construidas, matrículas inmobiliarias, cédulas catastrales, propietarios, usos, tipo de construcción, registros fotográficos, áreas afectadas y áreas construidas dentro de la


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ronda. Tanto los lotes construidos como los no construidos deben localizarse en planos y la cartografía utilizada para el acotamiento de la ronda hídrica, de igual manera se deberá establecer los presupuestos de compra de dichos predios construidos y no construidos de acuerdo al avalúo catastral.

9.6 INCLUSIÓN EN EL PROCESO DE PLANIFICACIÓN Y ORDENACIÓN AMBIENTAL, REGIONAL Y LOCAL

Una vez definida la ronda hídrica esta debe ser incorporada y articulada a los planes de manejo ambiental de microcuencas, de ordenamiento y manejo de cuencas hidrográficas y de los planes y procesos de ordenación y manejo ambiental y territorial de los entes territoriales del nivel local, regional, en armonía y articulación gradual y escalar con el ordenamiento territorial nacional. Para hacer que la ronda hídrica cumpla sus funciones, hay que considerar el territorio como un todo integrado y sobre la base fundamental de re-establecer o recuperar la dinámica y función natural de la ronda hídrica propia de las corrientes y cuerpos de agua; y de implementar en la misma intervenciones o usos del suelo acordes con el modelo de ocupación, intervención y zonificación ambiental indicada del territorio propuesto desde los planes de ordenación y manejo de las cuencas hidrográficas y los POT.


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TABLA DE CONTENIDO

10 DISEÑO DE OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL .................................................................................................................. 362

10.1 EQUIPO DE TRABAJO .................................................................................................... 362 10.1.1 PERSONAL PARA LOS DISEÑOS ......................................................................... 362 10.1.2 PERSONAL PARA LA EJECUCIÓN DE LAS OBRAS............................................ 365

10.2 PRESENTACIÓN DE LAS OBRAS ................................................................................. 368 10.2.1 OBJETO ................................................................................................................... 368 10.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................................... 370 10.2.3 OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE MARGENES Y PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES..................................................................................................................... 371

10.2.3.1 OBRAS ESTRUCTURALES ........................................................................................ 372 10.2.3.1.1 OBRAS DE PROTECCIÓN DE MARGENES: ENCAUZAMIENTOS 373

10.2.3.2 OBRAS AGRONOMICAS ............................................................................................ 393 10.2.3.2.1 CUBIERTAS SUPERFICIALES .................................................... 395

10.2.4 OBRAS DE CONTROL DE SOCAVACIÓN ............................................................ 395 10.2.4.1 DEFLECTORES (O ESPIGONES CON FUNCIÓN DE DEFLECTOR) ........................ 396 10.2.4.2 DIQUES UMBRALES DE FONDO ............................................................................... 400 10.2.4.3 AZUDES ....................................................................................................................... 403 10.2.4.4 RECUBRIMIENTO DEL CAUCE .................................................................................. 404

10.2.5 OBRAS PARA LA INTERCEPCIÓN, LAMINACIÓN Y DESVIO DE CAUDALES .. 405 10.2.5.1 CONSTRUCCION DE UN CANAL DE DESVIACIÓN (BY-PASS) ............................... 405 10.2.5.2 EMBALSES .................................................................................................................. 405

10.2.6 OBRAS PARA CONTROL DE AGRADACIÓN ....................................................... 405 10.2.6.1 MODIFICCACIÓN DEL PERFIL TRANSVERSAL DEL RIO ........................................ 405 10.2.6.2 RETIRADO DE SEDIMENTOS DEL LECHO O DRAGADO ........................................ 405 10.2.6.3 PRESA CON GAVIONES ............................................................................................ 406 10.2.6.4 AMPLIACIÓN CAUCES ............................................................................................... 407

10.2.7 MATERIALES OBRAS FLUVIALES ....................................................................... 407 10.2.7.1 ESCOLLERA ................................................................................................................ 407 10.2.7.2 GAVIONES .................................................................................................................. 408 10.2.7.3 MATERIALES PREFABRICADOS FLEXIBLES ........................................................... 409 10.2.7.4 OTROS MATERIALES ................................................................................................. 409

10.3 GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE OBRAS ....................................................................... 410 10.3.1 CONOCIMIENTO DEL RIESGO DE INUNDACIONES FLUVIALES ...................... 410

10.3.1.1 MARCO LEGAL (LEY 1523 DE 2012) ......................................................................... 411 10.3.1.2 FASES DEL CICLO DE GESTIÓN DEL RIESGO ........................................................ 411

10.3.2 METODOLOGÍA PARA EL CONOCIMIENTO DEL RIESGO DE INUNDACIONES FLUVIALES EN LA CUENCA DEL RIO BOGOTÁ ................................................................. 413

10.3.2.1 CONCEPTOS............................................................................................................... 413 10.3.2.2 METODOLOGÍA ........................................................................................................... 415 10.3.2.3 FRECUENCIA .............................................................................................................. 418 10.3.2.4 DELIMITACIÓN DE LAS ZONAS DE ESTUDIO .......................................................... 418


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10.3.2.5 ESTUDIO DE LA PELIGROSIDAD .............................................................................. 419 10.3.2.6 ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO ................................................................................. 419

10.3.2.6.1 REMOCIÓN EN MASA ................................................................. 421

10.3.2.7 ESTUDIOS DE INUNDABILIDAD (FRECUENCIA E INTENSIDAD) ............................ 423 10.3.2.8 VULNERABILIDAD ...................................................................................................... 424

10.3.2.8.1 METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DE LA VULNERABILIDAD 425

10.3.2.8.2 ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN AFECTADA ........................... 432

10.3.2.8.3 ESTIMACIÓN DE VIAS DE COMUNICACIÓN AFECTADAS ....... 433

10.3.2.9 ZONIFICACIÓN DEL TERRITORIO POR RIESGO DE INUNDACIÓN ....................... 434 10.3.2.9.1 ANÁLISIS DE LAS ZONAS POTENCIALMENTE INUNDABLES .. 434

10.3.2.9.2 ANÁLISIS DEL RIESGO DE INUNDACIONES ............................. 434

10.3.2.9.3 ANÁLISIS DEL RIESGO POR INUNDACIONES POR MUNICIPIO 440

10.3.3 GUÍA DE LAS ACTIVIDADES PARA LA REDUCCION DEL RIESGO MITIGACIÓN Y PREVENCIÓN DE DESASTRES. ....................................................................................... 444

10.3.3.1 PAPEL DE LAS MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES EN LA REDUCCIÓN DEL RIESGO DE INUNDACIÓN. ............................................................................... 445 10.3.3.2 MEDIDAS ESTRUCTURALES ..................................................................................... 446

10.3.3.2.1 SOLUCIONES ESTRUCTURALES DE OBRA CIVIL .................... 447

10.3.3.2.2 MEDIDAS ESTRUCTURALES Y RIESGO DE INUNDACIÓN ..... 458

10.3.3.3 MEDIDAS NO ESTRUCTURALES Y RIESGO DE INUNDACIÓN ............................... 459 10.4 ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE LAS OBRAS. ..................... 460

10.4.1 INTRODUCIÓN........................................................................................................ 460 10.4.2 OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE MARGENES Y PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES (OBRAS ESTRUCTURALES) .................................................................... 461

10.4.2.1 OBRAS DE PROTECCIÓN DE MARGENES: ENCAUZAMIENTOS ........................... 461 10.4.2.1.1 ASPECTOS A CONSIDERAR EN ELDISEÑODE UN ENCAUZAMIENTO. ......................................................................................... 462

10.4.2.1.2 JARILLONES (JARILLONES DE TIERRA O DIQUES DE CRECIENTE) ................................................................................................... 478

10.4.2.1.3 PANTALLAS O MUROS DE RETENCION DE GAVIONES .......... 484

10.4.2.1.4 PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN DE ESCOLLERA ....... 488

10.4.2.1.5 PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN DE HORMIGON, TABLASTACAS METALICAS, PILOTES DE MADERA ................................... 489

10.4.2.2 OBRAS DE CONTROL DE MOVIMIENTO (DIQUES, ESPIGONES FLUVIALES) ...... 493 10.4.2.2.1 DIQUES LONGITUDINALES ........................................................ 493

10.4.2.2.2 DIQUES FLUVIALES TRANSVERSALES .................................... 494

10.4.2.2.3 ESPIGONES FLUVIALES O ESPOLONES .................................. 498

10.4.3 OBRAS DE CONTROL DE SOCAVACIÓN ............................................................ 505 10.4.3.1 OBRAS ESTRUCTURALES EN CAUCE ..................................................................... 505

10.4.3.1.1 DEFLECTORES (PANELES) ....................................................... 505


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10.4.3.1.2 TRAVIESAS ................................................................................. 506

10.4.3.1.3 AZUDES ....................................................................................... 509

10.5 PRODUCTOS A ENTREGAR DE UN PROYECTO DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y

RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HÍDRICAS .................................................. 511 10.5.1 BASE DE DATOS DE LA INFORMACIÓN UTILIZADA Y BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE LA CORRIENTE HÍDRICA .................. 511 10.5.2 INFORME DE DIAGNÓSTICO ................................................................................ 512 10.5.3 MODELO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO CORRIDO Y CALIBRADO ................ 514 10.5.4 INFORME DE DISEÑO ........................................................................................... 514 10.5.5 INFORME TOPOGRÁFICO ..................................................................................... 515 10.5.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS .......................................................................... 516 10.5.7 PLANOS DETALLADOS DE DISEÑO .................................................................... 516 10.5.8 MANUALES DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO ............................................. 516


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10 DISEÑO DE OBRAS DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL

El capítulo recoge un listado de la tipología de obras para la adecuación hidráulica fluvial y restauración ambiental. Se recoge una presentación de las obras, numeral 10.1 se presenta el equipo de trabajo necesario para ejecutar las obras, numeral 10.2 un resumen sobre la presentación de las obras, numeral 10.3, una guía para la selección de las obras para reducir, mitigar y prevenir la inundabilidad. En el numeral 10.4 se realiza descripción de los aspectos técnicos y ambientales a tener en cuenta en el diseño de las obras. En el capítulo 9, junto con otros puntos, se detalla el manejo ambiental de las intervenciones. Las consideraciones de diseño integran un conjunto de factores que varían según la situación de la obra como son consideraciones hidráulicas, geotécnicas, estructuras existentes, condiciones locales de localización, respuesta del cauce aguas abajo, controles geológicos, efectos sobre los afluentes. En todas las soluciones propuestas, la variable ambiental, no es una consideración más, sino forma parte de la concepción de la solución. Por ello todas las adecuaciones hidráulicas y de restauración ambiental que se hagan dentro del territorio fluvial gestionado por la CAR mediante la adopción de medidas estructurales deberán justificar la no afección a terceros y su integración al diseño de paisaje. El diseño de la obra en una ubicación concreta en el territorio deberá justificar el cumplimiento de:

- No incrementar el riesgo de crecientes y afecciones a terceros del entorno próximo respecto a su situación actual de riesgo.

- No incrementar el caudal aguas abajo a una longitud suficientemente lejos de la ubicación específica, tal que genere afecciones aguas abajo, que originen daños a terceros respecto a su situación actual de riesgo, como consecuencia de la modificación de las condiciones de flujo aguas arriba de la cuenca.

- La obra propuesta debe estar integrada en el paisaje.

10.1 EQUIPO DE TRABAJO Con el fin de lograr los objetivos de adecuación buscados los estudios, diseños y ejecución de las obras de adecuación se deberá tener en cuenta el siguiente personal.

10.1.1 PERSONAL PARA LOS DISEÑOS

DIRECTOR DE CONSULTORÍA


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Ingeniero Civil, Ambiental o Sanitario con experiencia como director de consultorías en proyectos de hidráulica fluvial. ESPECIALISTA EN HIDRÁULICA Ingeniero Civil o Sanitario experiencia especifica como especialista hidráulico en proyectos de hidráulica fluvial. Su función principal consistirá en llevar a cabo todas las modelaciones hidráulicas necesarias a fin de seleccionar, dimensionar y elaborar los diseños hidráulicos geométricos de las obras de adecuación. ESPECIALISTA EN HIDROLOGÍA Ingeniero Civil o Sanitario con experiencia específica en proyectos donde haya realizado análisis hidrológicos de ríos. GEOLOGO Experiencia especifica de adelantando actividades relacionadas con caracterización geológica o geomorfológica. ESPECIALISTA EN GEOTECNIA Ingeniero Civil o Geólogo con Especialización o Maestría en el área Geotécnica con experiencia en proyectos de diseño o interventoría en proyectos de hidráulica fluvial. Su actividad principal se desencadenara de la selección de obras para la adecuación y será el responsable de coordinar las labores de campo de exploración de suelos para así evaluar la estabilidad y cimentación de las mismas. ESPECIALISTA EN ESTRUCTURAS Aunque no es obligatorio ni evaluable en un proceso de licitación el contratista si deberá contar con la disponibilidad de un Ingeniero Civil especialista en Estructuras con el fin de apoyar en los temas de su especialidad cuando se requiera en desarrollo de los diseños. ESPECIALISTA EN PRESUPUESTOS Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS Aunque no es obligatorio ni evaluable en un proceso de licitación el contratista si deberá contar con la disponibilidad de un ingeniero civil con conocimiento de ejecución de obras, elaboración de APUs, y presupuestos de obra con el fin de apoyar en los temas de su especialidad cuando se requiera en desarrollo y entrega de la valoración económica de las alternativas y de las obras resultado de los diseños. ARQUITECTO PAISAJISTA Arquitecto con Especialidad en Paisajismo y experiencia en proyectos de diseño paisajístico. ESPECIALISTA AMBIENTAL Ingeniero Civil, Ambiental, o Sanitario con grado de Especialista, con experiencia en elaboración de planes manejo ambiental y planes de contingencia.


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INGENIERO HSEQ Ingeniero Industrial, Civil, Ambiental, o Sanitario con estudios de Calidad y Seguridad Ambiental experiencia en elaboración de planes manejo ambiental y planes de contingencia. SOCIÓLOGO O TRABAJADOR SOCIAL PRINCIPAL Profesional con experiencia en la elaboración de planes de gestión social, elaboración de talleres de socialización proyectos de diseño o interventoría o construcción de obras en proyectos de hidráulica. INGENIERO CATASTRAL Ingeniero Catastral o Geógrafo o Topográfico, con experiencia en proyectos donde haya realizado estudios de títulos inmobiliarios y manejo de herramientas informáticas de Sistemas de Información Geográfica. TOPOGRAFO El Topógrafo deberá tener un grado en topografía, con experiencia específica de trabajos topográficos o batimétricos. PERSONAL DE APOYO Deberá contar con un equipo de apoyo conformado por ingenieros junior, auxiliares de ingeniería, inspectores de campo, dibujantes. En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se presenta un organigrama tipo para las actividades de estudios y diseños de obras adecuación hidráulica de cauces.


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Figura 10.1. Organigra,a Típico para Ejecución del contrato de Diseño.

10.1.2 PERSONAL PARA LA EJECUCIÓN DE LAS OBRAS.

La totalidad del personal adscrito a la firma contratista deberá conocer las generalidades y objetivos del proyecto para lo cual, previo al inicio de la ejecución del mismo, en campo participará en una jornada de Socialización del Proyecto de Adecuación Hidráulica y Recuperación Ambiental del Río y en el proceso de Inducción Corporativa, este último enmarcado en el mapa de operaciones por proceso de la CAR Deberá contemplar como mínimo: DIRECTOR DE OBRA Ingeniero Civil, con experiencia específica certificada como Director de obra contratos de características similares al objeto de la adecuación en los cuales se hayan ejecutado excavaciones, dragados, rellenos compactados, conformación de diques o espolones o jarillones en trabajos de adecuación hidráulica o mantenimiento de cauces fluviales. RESIDENTE DE OBRA Ingeniero Civil, Con experiencia mínima profesional como Residente de obra en proyectos con características similares al objeto de la adecuación en los cuales se hayan ejecutado


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excavaciones, dragados, rellenos compactados, conformación de diques o espolones o jarillones en trabajos de adecuación hidráulica o mantenimiento de cauces fluviales. TOPOGRAFO El Topógrafo deberá tener un grado en topografía, con experiencia específica de trabajos topográficos en obras de movimiento de tierras, dragados, mantenimiento de cauces fluviales o batimetrías. INSPECTOR DE OBRA Ingeniero Civil o Sanitario o Topógrafo o Técnico en Obras Civiles con experiencia mínima como inspector de obra en supervisión de trabajos en obras de dragados o movimiento de tierras. Entre otras responsabilidades, este profesional con base en las batimetrías será el encargado de determinar los balances de los volúmenes de tierra excavados, dragados o enviados a disposición final. ARQUITECTO PAISAJISTA Arquitecto con Especialidad en Paisajismo el cual estará encargado, con el Ingeniero Forestal, de la implementación y seguimiento del proyecto urbano paisajístico definido para la adecuación hidráulica. INGENIERO FORESTAL Tendrá a su cargo la responsabilidad del seguimiento de las medidas de manejo forestal, biológico y urbano paisajístico de la obra, supervisará los trabajos de censos forestales, plantación de especies, monitoreo y mantenimiento de la vegetación. A su vez estará, con el Arquitecto paisajista, encargado de la implementación y seguimiento del proyecto paisajístico. Así mismo, estará encargado de la formulación e implementación del Plan de Manejo Silvicultural para las especies nativas identificadas en el área de intervención. Entre otras responsabilidades, este profesional recopilará información en campo, verificará la aplicación de las medidas de manejo silvicultural en los diferentes frentes de obra y presentará informes de seguimiento al ingeniero ambiental. BIÓLOGO Aunque no es obligatorio ni evaluable en un proceso de licitación el contratista si deberá contar con la disponibilidad de un Biólogo con el fin de apoyar en los temas de su especialidad cuando se requiera en desarrollo de las obras. ESPECIALISTA AMBIENTAL Ingeniero Civil, Ambiental, o Sanitario con grado de Especialista Este profesional estará encargado de la implementación y seguimiento de las medidas de manejo ambiental definidas en el Documento de Evaluación Ambiental y Plan de Gestión Ambiental del proyecto y supervisará el trabajo de campo de los ingenieros ambientales de apoyo que se requieran para la ejecución de los trabajos. Asimismo, será responsable de la


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implementación del Plan de contingencia y demás programas ambientales que se requieran. INGENIERO AMBIENTAL Este profesional deberá permanecer en los frentes de obra y estarán encargado del seguimiento de proyecto en el área ambiental. Entre otras responsabilidades, estos profesionales recopilarán información en campo, verificará la aplicación de las medidas de manejo ambiental y presentará informes de seguimiento. INGENIERO SISO Este profesional estará encargado de la implementación y seguimiento de las medidas definidas en el Programa de Salud Ocupacional y Seguridad Industrial. Entre otras responsabilidades, este profesional interactuará con el área de salud ocupacional de la interventoría del proyecto y elaborará los informes de seguimiento y monitoreo. Asimismo, será el responsable de las actividades de capacitación, socialización y entrenamiento en el área de salud ocupacional y seguridad industrial, requeridas y destinadas al personal contratado para la ejecución de las actividades del proyecto. TÉCNICO SISO Este profesional deberá permanecer en los frentes de trabajo y estará encargado del seguimiento y de verificar la adopción de todas las medidas de prevención de accidentes de trabajo y el manejo de riesgos de las obras frente a las comunidades cercanas. SOCIÓLOGO O TRABAJADOR SOCIAL PRINCIPAL Este profesional estará encargado de la implementación y seguimiento de las medidas de gestión social definidas en el Plan de Gestión Social del proyecto y supervisará el trabajo de campo de los técnicos sociales de apoyo. Será responsable de la Oficina de Peticiones, Quejas y Reclamos (PQR) y elaborará los informes de seguimiento y monitoreo de la implementación, impacto y efectos de las medidas de gestión social. CAPATAZ DE EQUIPO Deberá contar con un profesional encargado de liderar y coordinar toda la disponibilidad del equipo mecánico los planes de mantenimiento de los mismos, los rendimientos y el control de las respectivas hojas de vida de equipos. OPERADORES DE EQUIPOS Se deberá contar con todo el personal capacitado para la operación de los equipos clave de la Adecuación Hidráulica como lo son la pala draga, retroexcavadoras, bulldozers, compactadores y volquetas. En la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. se presenta un organigrama tipo para las labores de adecuación hidráulica de cauces.


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Figura 10.2. Organigrama Típico para Ejecución del Contrato de Adecuación.

10.2 PRESENTACIÓN DE LAS OBRAS

10.2.1 OBJETO

Para la adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas superficiales se deberá diseñar una solución, que si se basa en actividades estructurales, deben poner en valor la variable ambiental y paisajística en todas y cada una de las soluciones propuestas. Toda intervención en el espacio fluvial causa irremediablemente un impacto ambiental, es por ello que en el diseño de la actuación se tiene que tener en cuenta el paisaje natural, minimizando su impacto integrando las obras en el paisaje. En este apartado se recoge una descripción de las principales características de las obras que se construyen en el espacio fluvial para la adecuación hidráulica. En el diseño de todas las soluciones propuestas se debe integrar la minimización de la afección al espacio fluvial y la restauración ambiental. De forma resumida son: Obras de Protección contra las Inundaciones y Estabilización de Márgenes


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Los objetivos de la protección de los márgenes y el cauce es la estabilización de la orilla cuando se presentan erosiones que pueden afectar a otros elementos de la ribera (zonas urbanas, residenciales, industriales, zonas de recreo, etc.). Las obras para la protección contra las inundaciones son obras que controlan el nivel máximo esperado dentro de la llanura de inundación. Pueden ser embalses reguladores, canales adicionales, dragados y limpieza de cauces, o encauzamientos. Estas obras pueden ser efectivas para el área particular que se va a defender, pero cambian el régimen natural del flujo y tienen efectos sobre áreas aledañas y aguas abajo, los cuales deben ser analizados antes de construir las obras para que no haya afecciones a terceros, teniendo en cuenta todos los escenarios posibles en la situación actual y en la situación futura, según distintos escenarios.

Figura 10.3.Contexto Temporal y Espacial de un rio

Obras Transversales de protección de márgenes contra la socavación Estas estructuras disminuyen la capacidad erosiva de la corriente de agua mediante elementos de control del movimiento. Las obras como los espigones fluviales sirven para alejar las líneas de corriente con alta velocidad de la orilla, y evitar así que el material de la margen pueda ser transportado, y por tanto, erosionado. Además facilitan que los sedimentos se depositen, con lo que se logra una protección adicional de la orilla. Otras obras como los deflectores (o espigones con función como deflector) sirven para dirigir la dirección del flujo. Es decir, modifican la curvatura del talweg del río. La influencia buscada es aguas abajo, como por ejemplo, modificar la curvatura del talweg o provocar la erosión en ciertos puntos para sedimentar en otros. Obras transversales para control torrencial


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Operan como pequeñas presas vertedero. Su objetivo principal es el de reducir la velocidad del flujo en un tramo específico, aguas arriba de la obra. Actúan como estructura de control. Pueden fallar por mala cimentación, o por socavación generada inmediatamente aguas abajo. Espigones (o Espolones) para favorecer los procesos de sedimentación Son efectivos cuando se colocan en un sector de alto volumen de transporte de sedimentos en suspensión. Son estructuras cuyo objetivo es inducir la sedimentación en un tramo adyacente, aguas arriba de las obras. Pueden fallar por erosión en la punta del espolón o en el tramo inmediatamente aguas abajo. Acorazamiento del fondo Consisten en refuerzo del lecho con material de tamaño adecuado, debidamente asegurado, que no pueda ser transportado como carga de fondo. Algunas veces la dinámica del río produce tramos acorazados en forma natural. El fondo acorazado es un control de la geometría del cauce. Obras marginales de encauzamiento Son obras que se construyen para encauzar una corriente natural hacia una estructura de paso, por ejemplo un puente, box-culvert, alcantarilla, etc. Deben tener transiciones de entrada y salida. En el diseño debe considerarse que estas obras de encauzamiento producen un aumento en la velocidad del agua con el consiguiente incremento en la socavación del lecho.

10.2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Cualquier intervención en el río tiene que tener en cuenta su ubicación dentro el espacio fluvial y la variable hidráulica que pretende modificar:

A. Modificación geomorfológica, que incide sobre alguna de las variables hidráulicas reflejadas en el perfil longitudinal, la sección transversal y/o la planta.

B. Modificación del régimen de escorrentía superficial, que incide directamente sobre el caudal líquido (Q) y el caudal sólido (Qs).

C. Promoción de una mejora ambiental del río, tanto de la calidad del agua como

de la vegetación asociada.

D. Protección y defensa contra los procesos erosivos.


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Los objetivos específicos para cada una de las técnicas estructurales en proyectos de acondicionamiento fluvial son los que se recogen en la siguiente tabla

Tabla 10-1. Objetivos básicos para cada una de las técnicas estructurales en proyectos de acondicionamiento fluvial.

OBJETIVOS A B C D

TÉCNICAS DE ADECUACIÓN

Jarillón de materiales sueltos X X

X

Muros de hormigón X X

X

Diques fluviales transversales X X

Espigones fluviales X X

X

Azudes X X

Deflectores X

X

Escolleras X

X

Gaviones

X

Gaviones de recubrimiento

X

Geoceldas

X

Geomallas permanentes tridimensionales X

X

Geotextiles

X

Malecones fluviales X

X

Mantas con bloques de hormigón unidos

estructuralmente X

X

Mantas orgánicas

X X

Plantación

X

Presas de laminación X X

Técnicas de bioingeniería

X X

Traviesas X

X

Se describen las obras fluviales según el objetivo hidráulica para las cuales están diseñadas. Se agrupan en 4 grupos, las obras de estabilización de márgenes, obras para la intercepción, laminación y desvío de caudales, obras para el control de la socavación y obras para el control de agravación.

10.2.3 OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE MARGENES Y PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES

Existen varias técnicas que sirven para reforzar las márgenes erosionadas, que se subdividen en dos grandes grupos: • Obras estructurales, caracterizadas por la utilización de materiales permanentes

como materiales de concreto armado, ciclópeo, rocas y gaviones


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• Obras agronómicas, es decir barreras vivas o naturales donde es la vegetación viva

la que tiene un rol estabilizador, integrándose a los suelos.

10.2.3.1 OBRAS ESTRUCTURALES

Las obras estructurales para la protección contra las inundaciones y la erosión de márgenes, se caracterizan por la utilización de materiales permanentes como materiales de concreto armado, ciclópeo, rocas y gaviones. Estas obras se subdividen en: • Estructuras de protección del margen. Obras de encauzamiento que interposicionan

un elemento entre la orilla y la corriente de agua que evita la erosión y la inundabilidad. Son: o Obras de revestimiento del margen. Encauzamientos mediante jarillones,

escollera, gaviones.

o Obras con pantallas (o muros de retención). Obras de encauzamientos mediante muros de escollera, gaviones, pantallas de hormigón, tablestacas metálicas y pilotes de madera

• Obras de control del movimiento, que disminuyen la capacidad erosiva de la corriente de agua. Son:

o Diques

o Espigones Fluviales o Espolones

o Estructuras de retardo


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Figura 10.4. Previsión de obra de encauzamiento mediante jarillones para la recuperación

ambiental de la cuenca media del Río Bogotá.

Fuente: CAR de Cundinamarca. Colombia.

10.2.3.1.1 OBRAS DE PROTECCIÓN DE MARGENES: ENCAUZAMIENTOS

Los encauzamientos se utilizan para proteger el territorio frente a las inundaciones, para proteger las márgenes del río (defensa), para fijar un cauce estable para el río (lo cual significa poder asegurar que el río discurrirá en el futuro de modo permanente por dicho cauce), para mejorar las condiciones de desagüe (es decir, asegurar que el mayor caudal de agua pase en las condiciones deseadas), para formar un canal navegable (es decir, garantizar una profundidad de agua suficiente para la navegación fluvial), o para recuperar los valores naturales de un río (Martín Vide, 2003). También se realizan obras de encauzamiento determinadas por condiciones no hidráulicas, entre las que se encuentran algunos desvíos y nuevos cauces. Los encauzamientos se pueden realizar en un cauce principal por el que circulan las aguas bajas y altas, y que se puede inscribir en uno mayor o de crecientes, y también se puede asignar a las aguas bajas un cauce propio dentro del cauce principal. Es común que el cauce de aguas bajas se haga más sinuoso que el de aguas altas, pero con la misma longitud de onda, y este último más sinuoso que el de crecientes, pero también con la misma longitud de onda. Que el cauce mayor sea más recto (de menor curvatura) está en consonancia con su funcionamiento esporádico (crecientes). Así mismo, suele considerarse útil y necesario un trazado más recto para mejorar la capacidad de desagüe o impedir la inundación. El trazado más sinuoso es aconsejable para los cauces de aguas permanentes. El radio de curvatura recomendado para las curvas fluviales es del orden de 5 a 8 veces la anchura del río y esto podría aplicarse con propiedad al cauce de aguas altas. Para


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resolver el problema de la inestabilidad, es importante hacer resistentes las orillas del cauce principal para garantizar que el río no cambie de posición. Una práctica habitual es ejecutar un encauzamiento mediante jarillones, aunque en zonas donde no hay espacio se llega a encauzar con muros y pantallas. ENCAUZAMIENTOS CON REVESTIMIENTO DEL MARGEN. JARILLONES Los encauzamientos con estructuras de revestimiento de márgenes son elementos de protección interpuestos entre el margen del cauce y la corriente del agua. Se deben realizar con materiales resistentes a la fuerza erosiva de la corriente y deben ser soportados totalmente por el margen. Estos encauzamientos con estructuras de revestimiento de márgenes o jarillones pueden ser revestimientos flexibles y revestimientos rígidos. Entre los revestimientos flexibles encontramos a modo de ejemplo revestimientos de tierra y vegetación, revestimientos con escollera o riprap, revestimientos con gaviones, revestimientos con bloques de hormigón prefabricados, flexo adoquines, etc. Entre los revestimientos rígidos encontramos a modo de ejemplo revestimientos con hormigón o asfalto, revestimientos de escollera con mortero, revestimientos bolsacretos (Sacos de suelo-cemento, sacos de arena), intervenciones más agresivas en el paisaje. JARILLONES DE TIERRA VEGETADA, DE BLOQUES DE HORMIGON

PREFABRICADA

Los jarillones son estructuras longitudinales que se utilizan para la protección de los márgenes, generalmente en la cuenca media y baja de un río. Ayudan a controlar y contener las crecientes incrementando la capacidad hidráulica del cauce mediante la ampliación de la sección de la margen. Cumplen la función de contención de la creciente a la vez que disminuyen el efecto erosivo de las corrientes de agua. Los jarillones, son obras que deben acompañarse de obras de control de drenaje e infiltración.


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Figura 10.5. Encauzamiento mediante jarillones. Colombia. Municipio de La Virginia. CAR de

Risaralda.

Figura 10.6. Jarillones con problemas de erosión Rio Bogotá. Cundinamarca Colombia.

Construcción de jarillones, Rio Bogotá.

Figura 10.7. Construcción de jarillones con sus obras de control de drenaje e infiltración. Situación

en obra y situación posterior


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JARILLONES DE ESCOLLERAS O ENROCADO Y GAVIONES En ríos torrenciales y cuencas altas de los ríos, zonas de garganta y en conos de deyección, con problemas de erosión, se suelen diseñar estructuras longitudinales rígidas o semirrígidas con pequeñas obras transversales (rastrillos o traviesas), entre los cuales se dota al lecho de la pendiente de equilibrio, lo que hace al tramo no erosionable.

Figura 10.8. Encauzamiento, aguas debajo de un dique de consolidación / Encauzamiento con

escolleras, tomadas con hormigón escalonado con rastrillos y umbrales de fondo.

Fuente: La Gestión Hidrológico–Forestal, Mariano Ferrer de la Rosa.

Se recomienda diseñar los encauzamientos escalonados con tramos erosionables, para disminuir la energía del flujo. El objetivo es rectificar el eje hidráulico y fijar y proteger las márgenes, controlando la estabilidad de su lecho. Además estos muros hacen la función de muros de defensa para contención de deslizamientos de laderas. Estas obras longitudinales a lo largo del espacio fluvial, se suelen construir con escollera o gaviones o muros de hormigón. El propósito y objetivo de estas obras es como solución de defensa y protección de los intereses sociales, naturales y económicos adyacentes al tramo de márgenes que se fija cuando los efectos hidrodinámicos del espacio fluvial implicado, a partir de determinados caudales recurrentes, son inaceptables para la salvaguarda de estos intereses. Encauzamientos mediante escolleras o enrocado

Las escolleras son una unidad formada por la agrupación de elementos pétreos naturales, generalmente procedentes de canteras, de distintos pesos a partir de los 5 Kg. Los elementos se colocan con o sin ligante, ésta última permita que la unidad no sea monolítica. Su estabilidad se debe al peso propio de los escollos y a su imbricación. Protegen frente a la erosión de márgenes fluviales, a menudo es utilizado para encauzar y evitar desbordamientos en curvas de ríos. Su flexibilidad como


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conjunto o agrupación evita fallos de protección de la escollera porque, ante una posible erosión, los materiales se reacomodan y el conjunto se adapta a la nueva situación. Se utiliza también para proteger los terraplenes de apoyo en cauces modificados frente a la acción del río, generalmente en vías de comunicación, pilas de puentes y en espacios urbanos, en márgenes y obras transversales.

Materiales:

Piedras y rocas a partir de los 5 Kg. (el tamaño se establece en el proyecto). La roca debe cumplir ciertas características intrínsecas, las más importantes son peso específico 2,65 t/m3, baja fragilidad o susceptibilidad a la rotura por lugares débiles y resistencia a la meteorización.

Detalles constructivos • Una escollera debe estar formada por al menos dos capas de elementos. Está

comprobado que la efectividad de una protección está directamente relacionada con el espesor o grosor de la protección.

• Instalación de un filtro para impedir la migración y pérdida de material del sustrato bajo la acción hidrodinámica. Estos filtros pueden ser granulados o sintéticos.

• En el caso del filtro granular se deben aplicar la llamadas condiciones de filtro a las

granulometrías de las dos parejas de materiales: lecho natural y filtro granular (más grueso); y filtro granular y la escollera. Si se cumplen las siguientes condiciones no es necesario el filtro: D50/d50<40, 5<D15/d15<40 y D15/d85<5 (D para el material

mayor y d para el menor).

• Para evitar erosiones al pie de la estructura, es necesario colocar una base de piedra como cimiento de la escollera.

• La escollera puede ser puesta en obra desde tierra con ayuda de dúmpers y palas.

• El talud de una escollera vertida es el natural de la agrupación, aproximadamente entre 1:1 y 1:2 (V: H), o bien con un ángulo de reposo de 40°. Para conseguir otra inclinación es necesario colocarla mediante la utilización de retroexcavadoras y grúas.

• La escollera vertida se puede segregar (las piedras mayores ruedan para abajo debido a su mayor inercia y al tamaño comparativamente más pequeño de los obstáculos). Para solucionar esta situación, desde el agua, se vierte por el fondo de barcazas y se coloca con grúa o vertiendo a través de tuberías flexibles (Martín-Vide JP, 2002).

Límites de aplicación


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• El efecto visual y geomorfológico es parecido al de una canalización, ya que también

constriñe los procesos y formas de los cauces.

• La práctica habitual de cimentar la escollera hace perder la flexibilidad y la permeabilidad, hecho que la hace menos adecuada para obras fluviales.

• Elevado coste de construcción, que repercute en cimentaciones insuficientes y tamaños de piedra infradimensionados.

• Si se utiliza como única solución, como en el caso de los cauces españoles, su proliferación uniformiza los paisajes fluviales ofreciendo una imagen artificial y poco integrada en el paisaje.

Intervenciones relacionadas Normalmente la construcción de una escollera está relacionada con el revestimiento, protección o defensa de otras estructuras como espigones, traviesas o diques longitudinales. • En consonancia con la erosión calculada en la zona se debe proceder a una

cimentación del pie de escollera.

• En aquellas zonas donde el suelo tiene muy poca capacidad portante debe procederse a la cimentación profunda, usando pantallas o pilotes.

• Cuando el cauce es desbordable conviene reforzar la cabeza de la escollera para evitar daños.

• Para aumentar su estabilidad, se recomienda la intercalación de filtros de material granular o geotextiles entre el manto de protección y el terreno natural.

Técnicas de integración paisajística

Una técnica de integración paisajística es utilizar escollera viva. La escollera viva se construye colocando ramas de especies de ribera con fuerte capacidad de reproducción vegetativa entre los bloques de piedra. Las estacas vivas que se colocan encima de un filtro de 10 cm de grosor de gravas extendido sobre cada fila de piedras, a una densidad de 2 estacas/m2 y durante el período más apropiado. La colocación del ramaje no simultánea a la ejecución de la escollera es uno de los errores más extendidos.


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Encauzamientos mediante gaviones

Los gaviones son cajones paralelepipédicos de alambre galvanizado, con un recubrimiento opcional de PVC para su mayor protección rellenados con fragmentos de roca dura, piedras. Los gaviones afianzan las orillas longitudinalmente y son capaces de resistir por gravedad. Los gaviones deben comportarse como estructuras flexibles para soportar grandes deformaciones sin perder su capacidad estructural o sus funciones de revestimiento. Los factores que influyen en la flexibilidad de estas estructuras son: • Geometría y dimensiones de la malla.

• Numero Propiedades mecánicas del alambre.

• Tamaño y forma de las piedras de relleno.

• Numero de tirantes y diafragmas.

• Dimensiones del gavión.

Los gaviones se utilizan cuando la corriente del agua es muy fuerte y las piedras solas, sin sujeción, no ofrecen una protección suficiente. Son flexibles, y por lo tanto tienen una buena adaptación al terreno. Son elementos permeables. Luego son efectivos en situaciones donde es indispensable el control de erosión, y deben considerarse como parte de los diseños de bermas y taludes tendidos adyacentes a ríos y corriente. Deben ir un metro por debajo del nivel de aguas mínimo.

Figura 10-9. Protección de márgenes con revestimientos flexibles: gaviones.


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Hoja No. 380


Campo de aplicación • Encauzamiento de ríos.

• Protección y defensa de márgenes, incluida su integración medioambiental.

Adecuado cuando los márgenes son de fuerte pendiente y requieren estructuras moderadas de soporte contra la erosión.

• Construcción de diques de regularización y corrección de torrentes.

• Construcción de puentes y pasarelas provisionales.

• No presenta un elevado coste económico y es un buen sustituto de técnicas estructurales como diques o espigones.

• Útil cuando el diseño requiere rocas de grandes tamaños, pero éstas no encuentran en la zona. Materiales

• Alambre de acero suave galvanizado reforzado, pudiendo ser recubierto con PVC. Existen diferentes tipos de mallas:

Figura 10-10. Alambre de acero suave galvanizado. PVC

• Piedra de cantera o canto rodado, o cualquier material adecuado del que disponga.

• El material utilizado se extrae de la zona, sin la necesidad de grandes costes de transporte.


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Figura 10-11. Dimensiones de los gaviones

Figura 10-12. Granulometría recomendada

Detalles ejecutivos

• Preparación del terreno: nivelado, compresión y adecuación a la inclinación

necesaria.

• Es conveniente tener un filtro para evitar la pérdida de sustrato y su hundimiento.

• El alambre galvanizado se trenza en mallas hexagonales con triple torsión. De 6 a 12 cm de paso de malla, trenzado con la propiedad de no deshilacharse en caso de corte de un alambre.

• El material de relleno ha de tener un tamaño mayor que el paso de malla, lo que puede obligar a poner el material más grueso en el exterior. Debe ser pedregoso, no alterable con las heladas, no evolutivo, de forma homogénea y con una alta densidad.

• El llenado del gavión se hace in-situ siempre que sea posible con una pala mecánica.

• Para compactar el material se encofra el gavión y se atirantan las mallas late ales por medio de diafragmas a fin de controlar la deformación. Cuando está lleno se cose la tapa con alambre.


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• Es necesaria una buena alineación de los gaviones, procediendo a su colocación mirando que las aristas sean comunes entre ellos.

• No precisa cimentación.

• La instalación de un geotextil impide la migración de material fino.

• Un cálculo aproximado para todas las operaciones de ligadura son 50 grapas/m3 de gaviones.

• El peso específico de un gavión lleno es 1,7-1,8 t/m3

Límites de aplicación

• No resiste largas presiones laterales. Se debe tener en cuenta el talud. • Presenta dificultades para ser reemplazado. • No es apropiado en lugares donde la acción de las heladas es acusada, en curso de

agua muy rápidos con velocidades superiores a 5 m/s (v > 5m/s) ni con transporte sólido muy fuerte ya que puede romper la malla metálica.

• La vida de un gavión está estimada alrededor de 25 años. • Rocas de 50 kg máximo.

Intervenciones relacionadas • Para aumentar su estabilidad, se recomienda la intercalación de filtros de material

granular o geotextiles entre el manto de protección y el terreno natural.

• Para estabilizar el gavión y asegurar la continuidad de las especies de ribera, es necesaria una vegetación del gavión en superficie utilizando técnicas de bioingeniería o plantación de especies vegetales.

• A mayor número de divisiones, o celdas, que presente el gavión, será más fácil rellenar y el resultado será más limpio. De este modo, los gaviones podrán ser utilizar como elementos de mejora paisajística.

Técnicas de integración paisajística

• Una técnica de integración paisajística es utilizar gaviones vivos. Se insertan ramas de

especies de ribera con fuerte capacidad de reproducción vegetativa entre la grava, a una densidad de 2/m2 y durante el período más apropiado. La colocación del ramaje no simultánea al relleno de los gaviones prefabricados es uno de los errores más extendidos.

Encauzamientos mediante gaviones de recubrimiento


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Estructura metálica paralelepipédica de gran superficie y poco espesor, y de longitud variable, elaborada con enrejado metálico de mallas hexagonales, tejido con alambre de acero suave galvanizado reforzado y, opcionalmente, plastificado con PVC. Está dividida en diferentes celdas, con una malla perpendicular a la base. Es una defensa flexible que se adapta a los posibles movimientos y asentamientos.

Campo de aplicación

• Recubrimiento de taludes en ríos y canales.

• Acequias y desagües, consiguiéndose encauzamientos y canalizaciones de óptimo rendimiento.

• Protección de estribos de puentes o plataformas de cimentación.

• Revestimiento de piedra seca.

• Protección de zonas con socavaciones Materiales

• Alambre de acero suave galvanizado reforzado, pudiendo ser recubierto con PVC.

• Actualmente ya hay aleaciones que lo hacen más resistente a las corrosiones, salinidad, etc. La malla plastificada aumenta aún más la vida de la estructura.

• Piedra de cantera o canto rodado, o cualquier material adecuado del que se disponga.

Figura 10-13. Dimensiones de los gaviones (largo x ancho x alto en m)


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Hoja No. 384


Detalles ejecutivos

• El espesor de este gavión debe ser de 2D50.

• Preparación del terreno: nivelado, compresión y adecuación de la inclinación necesaria.

• Es conveniente tener un filtro para evitar la pérdida de sustrato y su hundimiento.

• El alambre galvanizado se trenza en mallas hexagonales con triple torsión. De 6 a 12 cm de paso de malla, trenzado con la propiedad de no deshilacharse en o de corte de un alambre.

• El material de relleno ha de tener un tamaño mayor que el paso de malla, lo que puede obligar a poner el material más grueso en el exterior. Debe ser pedregoso. no alterable con las heladas, no evolutivo, de forma homogénea y con una alta densidad.

• El llenado del gavión se hace in-situ siempre que sea posible con una pala mecánica. • Para compactar el material se encofra el gavión y se atirantan las mallas laterales por

medio de diafragmas a fin de controlar la deformación. Cuando está lleno se cose la tapa con alambre.

• Es necesaria una buena alineación de los gaviones, procediendo a su colocación mirando que las aristas sean comunes entre ellos.

• No precisa cimentación.

• La instalación de un geotextil impide la migración de material fino.

• Un cálculo aproximado para todas las operaciones de ligadura son 18 grapas/m2 de gaviones. Utilizar grapas para estructuras galvanizadas y grapas de acero inoxidable para los gaviones plastificados. Límites de aplicación

• No es apropiado su uso en ríos con velocidades elevadas (v>4-5m/s) ni donde el transporte sólido es muy fuerte (ya que puede romper la malla metálica).

• El talud puede tener un máximo de 40° de inclinación, aunque se recomienda pendientes comprendidas entre 1:1,5 (V:H) y 1:2 (V:H)


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Hoja No. 385


Figura 10-14. Detalle de los gaviones de recubrimientos y de alambre de acero galvanizado

Intervenciones relacionadas

• Permite su revocado, impermeabilización o hidrosiembra en los casos que requiera la obra. Técnicas de integración paisajística Una técnica de integración paisajística es la utilización de gaviones vivos. Se insertan ramas de especies de ribera con fuerte capacidad de reproducción vegetativa entre la grava, a una densidad de 2/m2 durante el período apropiado. La colocación del ramaje no simultánea al relleno de los gaviones prefabricados es uno de los errores más extendidos.

ENCAUZAMIENTOS CON PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN

Las pantallas se utilizan también como estructuras de protección del margen. Son elementos verticales o cuasi-verticales capaces de resistir el empuje de un terraplén o dique en su trasdós. Son elementos muy caros que se suelen utilizar en casos puntuales para la protección de bienes. Se construyen en sitios donde el espacio disponible es pequeño haciendo inviable la construcción de jarillones. Cumplen la función de contener localmente la creciente y proteger la infraestructura urbana o vial. Materiales Las pantallas se pueden construir con distintos materiales como: • Muros de escollera • Muros de gaviones • Pantallas de hormigón (concreto armado)


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• Tablestacas metálicas Pilotes de madera.

Figura 10-15. Pantalla construida con tablestacas

Figura 10-16. Pantallas

OBRAS DE CONTROL DEL MOVIMIENTO DEL FLUJO DEL CAUCE: DIQUES, ESPIGONES FLUVIALES


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Hoja No. 387


Los diques ayudan a proteger los márgenes, controlando el movimiento del flujo del cauce mediante la construcción de barreras que disminuyen el efecto erosivo de las corrientes de agua en los márgenes. Pueden ser de dos tipos: diques transversales o longitudinales. DIQUES LONGITUDINALES. Son estructuras que se utilizan como protección de márgenes, que disminuyen la capacidad erosiva de la corriente de agua mediante elementos de control del movimiento (como los espigones y las estructuras de retardo). Son estructuras lineales

impermeables. Son barreras construidas paralelamente a la línea de margen o a la

línea de flujo que se desea conseguir para la protección del margen mediante la disminución de la velocidad y la definición de una nueva alineación del flujo.

Figura 10-17. Distribución de velocidades debido a la presencia del dique longitudinal

Figura 10-18. Dique transversal de cierre (Garganta del torrente Remáscaro, Aragón)


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Fuente: La Gestión Hidrológico–Forestal, Mariano Ferrer de la Rosa. Diques transversales de

consolidación (Barranco La Torcida. Aragón)

DIQUES TRANSVERSALES Los diques fluviales transversales son estructuras interpuestas a la corriente (diques transversales a la corriente) con los dos extremos unidos a los márgenes. Tienen el fin de reducir la velocidad del agua e impedir un mayor transporte de sedimentos. Normalmente se construyen de hormigón. Su campo de aplicación es en cursos de agua pequeños, con fuerte pendiente y carácter torrencial. Se suelen diseñar y construir para la retención de los sólidos transportados para conservar el terreno, reducir la pendiente al crear un escalón en el perfil longitudinal a partir de la retención de sólidos en el dique. Para ello es necesaria la construcción de diferentes diques para obtener resultados satisfactorios. Se utilizan para la laminación de las crecientes evitando parte de la erosión aguas abajo y moderando el carácter torrencial. Los diques pueden tener agujeros o ser permeables para esta función, evitando también los empujes por presión intersticial. Se utilizan también para la consolidación de laderas inestables evitando deslizamientos, gracias al peso propio estabilizador del relleno de sólidos en el dique. Hasta que se aterre realiza una retención selectiva de acarreos y lamina las crecientes de agua. Una vez aterrado funciona como dique de consolidación. Algunas intervenciones relacionadas son aquellas que tienen que ver con el fin de evitar el déficit de sedimentos gruesos aguas abajo. Estos tipos de diques tienen que ver con las siguientes funciones:

Retención de sólidos gruesos sólo en grandes crecientes, permitiendo su circulación en crecientes ordinarias. Estos diques tienen ranuras verticales de anchura adecuada para para que las crecidas anuales se lleven el material almacenado. También se utilizan diques con ranuras horizontales que pretenden retener sólo los sólidos gruesos.

Detención, freno o rotura de frentes de onda de las crecientes torrenciales mediante estructuras resistentes al impacto dinámico. Son útiles cuando el río genera crecientes torrenciales frecuentes.


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Hoja No. 389


Figura 10-19. Dique transversales de consolidación (Barranco la Torcida, Aragón) y

encauzamiento con escolleras tomadas con hormigón y solera resistente escalonada en el

mismo barranco.

Fuente: La Gestión Hidrológico–Forestal, Mariano Ferrer de la Rosa.

En ríos torrenciales, en la cuenca alta de los ríos, se suelen construir obras transversales como:

Diques de consolidación, los cuales realizan una defensa activa incidiendo decisivamente sobre el proceso torrencial.

Diques de retención de materiales (total a selectiva), para salvaguardar las infraestructuras de protección existentes aguas abajo.

Diques de retenida de caudales líquidos (laminación de crecientes), con el objeto de aminorar la onda de creciente.

Diques umbrales de fondo o traviesas para controlar la erosión del lecho.

ESPIGONES FLUVIALES O ESPOLONES Son estructuras que se utilizan como protección de márgenes, que disminuyen la capacidad erosiva de la corriente de agua mediante elementos de control del movimiento del flujo del cauce. Los espigones son estructuras de protección de los márgenes con la característica principal que son transversales a la corriente, también se les nombra diques transversales a la corriente, con uno de los extremos unido a la margen y con una ligera pendiente de su coronación hacia el eje o centro del cauce. Sirven para alejar las líneas de corriente con alta velocidad de la orilla, y evitar así que el material de la margen pueda ser transportado, y por tanto, erosionado. Además, los espigones facilitan que los sedimentos se depositen, con lo que se logra una protección adicional de la orilla. Es decir es un elemento activo, capaz de proteger un margen a la vez que influir en la dinámica fluvial. .


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Hoja No. 390


Figura 10-20. Dique Transversal Distribución

de velocidades.

Figura 10-21. Serie de espigones para suavizar una curva en la quebrada de Caldes (Palau de Plegamans, España).

Un ejemplo de utilización de los espigones fluviales es en la suavización de una curva cerrada, para proteger un margen erosionado y alejar el talweg del río. Con la combinación de distintos espigones fluviales, la línea que une sus extremos será el futuro margen virtual, que se creará a partir de la sedimentación entres espigones a causa de las corrientes de retorno (en ríos donde predomina el transporte de sedimentos en suspensión). En los extremos de los espigones se producen erosiones locales que alejan el talweg, y por lo tanto, permiten rectificar la curva. Los espigones fluviales pueden ser estructuras lineales, permeables o impermeables. Además de reducir la velocidad del agua e impedir un mayor transporte de sedimentos y proteger las márgenes de un cauce de la erosión y las inundaciones, también se utilizan para retener los acarreos y prevenir la colmatación o aterramiento de embalses. Si son estructuras de retardo o estructuras de desvío-retardo son permeables. Si son solamente estructuras de desvío son impermeables. Los espigones fluviales pueden ser con roca, con gaviones, con revestimiento de colchones, con postes de madera, etc. Pueden ser de madera, concreto armado (hormigón) o gaviones. Los datos necesarios para el diseño de los espigones son la topografía y batimetría del río en la zona por proteger, las secciones transversales a lo largo de las orillas que


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Hoja No. 391


serán protegidas, las características hidráulicas de la corriente (por ejemplo, el caudal dominante y el caudal asociado a un periodo de retorno entre 50 y 100 años), la elevación de la superficie del agua correspondiente a esos caudales, las velocidades medias de los escurrimientos y la velocidad del flujo a lo largo de las orillas por proteger, la granulometría y peso específico de los materiales del fondo y orillas del cauce, y finalmente, los materiales de construcción disponibles. Los aspectos más importantes a tener en cuenta al diseñar una obra de protección a base de espigones, son la localización en planta, la longitud de los espigones, la forma de los espigones en planta, la separación entre espigones, la separación y longitud de los primeros espigones, la pendiente longitudinal, elevación y ancho de la cresta de los espigones, la orientación, la permeabilidad y la socavación local al pie de espigones. Normalmente son más bajos que las orillas del cauce principal, de modo que quedan sumergidos durante las aguas altas. Campo de aplicación • Utilizados en aquellos cursos fluviales donde es necesario, además de proteger la

orilla, modificar la dirección del flujo, moderar la velocidad y desviar la corriente principal, alejando el talweg de la orilla.

• Se utilizan en aquellas situaciones donde es necesario dirigir el flujo de agua en alguna dirección determinada, reducir el oleaje o favorecer la sedimentación de los materiales finos.

• Tiende a producirse una sedimentación de finos en los espacios entre espigones, que reduce poco a poco el ancho del río y forma un cauce principal y estable, evitando tramos trenzados.

Materiales • Pedraplén: consiste en la extensión y compactación de materiales pétreo idóneos,

procedentes de excavaciones en roca. Esta unidad incluye las siguientes operaciones: Preparación de la superficie de asiento del pedraplén. Precauciones Especiales a tener en cuenta en la excavación, carga y transporte del material pétreo idóneo. Extensión y compactación del material en tongadas.

• También puede realizarse con gaviones u hormigón. Detalles ejecutivos • Distancia entre espigones del orden de 3 a 4 veces su longitud, lo que corresponde

a ángulos de dispersión de 15° aproximadamente (Martín-Vide, 2003).


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Hoja No. 392


Límites de aplicación • La circulación de las aguas altas se puede ver dificultada por los espigones, hecho

que puede comportar una pérdida de capacidad hidráulica.

• En una situación de crecida, el flujo puede tener más facilidad en circular por la llanura de inundación que sobre la parte de cauce que circula por los espigones, hecho que comportaría, si la velocidad es suficiente, problemas de estabilidad del cauce.

Intervenciones relacionadas • Espigones a modo de deflectores, usados para dirigir el flujo. ESTRUCTURAS DE RETARDO Son estructuras que se utilizan como protección de márgenes, que disminuyen la capacidad erosiva de la corriente de agua mediante elementos de control del movimiento. Su principal característica es que son estructuras permeables que inducen procesos de sedimentación o acumulación de material en la orilla a proteger. Protegen el pie de talud mediante la disminución de la velocidad. La sedimentación de material invierte la tendencia erosiva y reemplaza el arrastrado. Ejemplos: tetraedros metálicos, cercas de madera y de alambre, pilotes de madera.

Figura 10-22. Estructuras de retardo.

Según el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia (2005), se consideran obras agronómicas, las barreras vivas o naturales. Estas pueden ser defensas vivas o naturales, logradas a través de un conjunto de variedades de árboles y arbustos de buena intensidad en ambas márgenes del río, y defensas vivas forestadas, con plantaciones de arbustos y árboles de forma estratificada y de raíces profundas, que favorezcan la retención de agua, el aumento de infiltración y el refuerzo del suelo. En estos casos la vegetación viva debe retomar su rol estabilizador, integrándose a los suelos. Los principales procedimientos utilizados para reforzar márgenes erosionados son los que se presentan en la siguiente tabla.


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Hoja No. 393


10.2.3.2 OBRAS AGRONOMICAS

Estas técnicas no son independientes y a menudo resulta recomendable combinar diversos métodos.

Tabla 10-2 Principales procedimientos utilizados para reforzar márgenes erosionados

Técnicas Características Aplicaciones y

requisitos técnicos

Efectividad

Re perfilado del talud y

plantación

Corrige la inclinación del

talud de modo que no

exceda la altura critica,

reforzando previamente

su base y finalizando con

el recubrimiento de tierra

fértil y la plantación

En cursos de agua con

potencia hidráulica

moderada y bajos ni-

veles de erosión

conjuntamente con otras

practicas

Refuerza la colonización

de especies nativas

Estratos de ramas con

piedras

Alterna capas de ramas

vivas y material de

relleno

Para secciones del

margen erosionadas, por

encima del nivel medio

del agua

Promueve el

establecimiento de la

vegetación, la fijación del

suelo y la colonización

con especies nativas

Lecho de ramaje Capa continua de ramas

vi-vas o muertas fijadas

al suelo mediante

estacas vivas

Utilización sobre el nivel

del caudal base cuando

los mar-genes están

amenazados por

crecidas

Crea una protección

inmediata, restaurando

rápidamente las

condiciones ripícolas

Geotextiles biorrollos de

fibra de coco

Mantas de fibras

naturales colocadas

sobre los márgenes

fijados por estacas vivas.

Los biorrollos se fijan

con estacas cerca del

pie del talud

Apropiado después del

movimiento de tierras y

perfilado del talud, en

ausencia de tensiones

de corte altas

Además de disminuir la

erosión a lo largo de todo

el margen, proporciona

condiciones que

aumentan la humedad de

la tierra, incrementando

la viabilidad de la

plantación

Estaquillado directo Colocación de estacas

de especies leñosas de

propagación vegetativa

(Salix,Tamarix) a lo largo

de los márgenes para

aumentar la rugosidad

hidráulica

Más útil en áreas

semiáridas o en

márgenes con secciones

de desprendimiento

reducido

Establece la vegetación

de ribera rápidamente y

reduce la velocidad de la

corriente cerca de los

márgenes


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Hoja No. 394




Efectividad

Gaviones vegetados Bloques de piedra

retenidos con malla de

alambre y cubiertos con

tierra fértil, donde se

introducen estacas vivas

para su enraizamiento

Más apropiado para

pendientes escarpadas y

en corrientes de alta

energía requiere

cimentación estable

solamente puede ser

utilizado en el pie del

talud

Proporciona alta

protección a la base de

canales con taludes muy

escarpa-dos, donde otras

técnicas pueden fallar

Escollera o revestimiento

de piedra suelta

vegetado

Revestimiento de roca

suelta (desde piedras a

cantos rodados) con

estacas vivas

introducidas en las

aberturas

Para utilizar en áreas

con alto riesgo de

erosión, a menudo tras

la previa protección con

geotextiles, y donde la

corrección del ángulo del

talud resulta difícil

Larga durabilidad en

pendientes moderadas y

corrientes de energía de

media a alta, como la

par-te exterior de las

curvas

Entramado de madera Muro formado por celdas

hechas de troncos, las

cuales se refuerzan con

lechos de ramas vivas

entreveradas

perpendicularmente al

talud y rellenas de tierra

fértil

Apropiado para tramos

con márgenes

escarpados (pero no con

un substrato rocoso) y

alta erosión para ser

instalado sobre una base

de grava

Proporciona un aspecto

natural en comparación

con los gaviones o las

escolleras y rehabilita los

márgenes con una alta

pérdida de suelo

Fajinas vivas Rollos de ramas de poda

atadas con alambre,

uniformemente

espaciados a lo largo del

talud, a la altura del nivel

medio del agua y

parcialmente cubiertos

por tierra fértil

Pueden aplicarse

generalmente en

pendientes bajas a

menudo exigen re perfilar

el talud y proteger la

base

Permite la colonización

de la vegetación natural,

pero no resiste

velocidades de corrientes

altas y debe ser

combinado con otros

sistemas de bioingeniería

Revestimiento mediante

árboles cortados

Fila de árboles unidos

horizontalmente a lo

largo del pie del talud y

fijados al lecho

Para usar en cursos de

agua de orden medio

que atraviesan bosques

con material disponible

Muy eficaz a la hora de

aumentar la rugosidad

hidráulica, creando

condiciones para reducir

la corriente y retener

sedimento


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Hoja No. 395




Efectividad

Muro verde con

geotextiles (soft gabion)

Capas de tierra

compactada, retenida

por geotextiles,

dispuestas en tongadas;

entre cada una de las

capas de tierra y

geotextil se coloca un

lecho de estacas vivas,

cuyas puntas sobresalen

en la cara del talud

reconstruido

Recomendado

especialmente para

taludes con alta

inclinación socavados

por la corriente puede

requerir una estructura

estable en la base o

incluso protección del pie

del talud cuando las

corrientes fuertes son

frecuentes

Establece rápidamente

una capa espesa de

vegetación, pero puede

afectar a la colonización

natural

Deflectores de corriente

Estructura hecha de

cantos rodados o

barreras de estacas

vivas que se introducen

en el cauce

Puede ser utilizado en

cursos de agua de orden

bajo o medio,

especialmente, en áreas

agrícolas, donde el curso

de agua ha sido

canalizado cuando se

alterna en ambos

márgenes produce

lechos meandriformes

Desvía la corriente lejos

del margen y tiene la

capacidad de estrechar

el cauce acumulando

sedimentos cerca del

margen y quitándolos del

centro, además de

aumentar la

heterogeneidad física y,

por tanto, la diversidad

de hábitats

Fuente: Almeida, M.H. et al. 2008.

10.2.3.2.1 CUBIERTAS SUPERFICIALES

Este tratamiento consiste en proteger el suelo mediante coberturas vivas o muertas, utilizando para ello coberturas vegetales como arvenses, gramíneas o residuos de cosechas.

10.2.4 OBRAS DE CONTROL DE SOCAVACIÓN

Para impedir el fenómeno de socavación se hace necesario implementar estructuras de encauzamiento o de protección de márgenes. Estas obras civiles permiten reducir los fenómenos de divagación, para realizar estas obras se hace necesario concentrar el flujo y estabilizar el cauce. El diseño de las obras se realiza a partir de los resultados de los estudios hidráulicos y geomorfológicos. Gran parte de ellas se ha explicado en el primer apartado. Algunas de las obras comentadas son: • Encauzamientos


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Hoja No. 396


• Construcción de estructuras para manejar el flujo y disminuir la profundidad de socavación, como estructuras de caída o revestimiento de la zona expuesta a socavación.

• Recubrimiento del cauce, en el que podemos utilizar el enrocado el cual varía en cuanto tamaño, forma y masa del diseño.

• Constructivos de cimentaciones profundas muy por debajo del nivel de socavación esperada.

• Construcción de estructuras flexibles que se adapten a la socavación. Un ejemplo son los gaviones.

Otros sistemas para controlar la socavación que se explican en este apartado son: • Construcción de deflectores (o espigones con función de deflector): estructura que

sirve para redirigir la dirección del flujo

• Construcción de Traviesas o Diques umbrales de fondo.

10.2.4.1 DEFLECTORES (O ESPIGONES CON FUNCIÓN DE DEFLECTOR)

Un deflector es una estructura alargada que sirve para dirigir la dirección del flujo y desviar la corriente de agua o controlar el arrastre de materiales del fondo. Es decir, modifica la curvatura del talweg. La influencia buscada es aguas abajo, como por ejemplo, modificar la curvatura del talweg o provocar la erosión en ciertos puntos para sedimentar en otros. Para su construcción pueden ser utilizados diferentes materiales, siendo comunes los espigones de enrocados de sección trapezoidal. Son de gran utilidad para restablecer el ancho normal de un canal o alejar las aguas de una orilla al promover la sedimentación del material de arrastre del río en el lugar donde se instalan.


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Figura 10-23. Espigón con función de deflector,

con consecuencias en el flujo aguas abajo. Figura 10-24. Deflector.

La línea azul oscura marca la modificación de la línea de corriente del talweg debido a la presencia del deflector. Diferentes tipos de estructures pueden utilizarse como deflector, i una de las más utilizadas es el espigón. Esta es la diferencia entre el espigón fluvial y el deflector, un espigón se puede utilizar como deflector, pero no todo lo que se hace con un espigón es un deflector, ya que responden a conceptos distintos. Estas estructuras se colocan ocupando parte del ancho del río, de tal manera que desvían la corriente y, al estrechar el cauce hacen que la velocidad del agua aumente. Los deflectores ayudan a la formación de una zona hondonada por donde la corriente va con mayor velocidad y otra por donde se remansa un poco y se concentran gravas y sedimentos, con lo cual se forma una especie de poza para los peces. Como resultado de la disminución de la velocidad del agua, se forman bancos de sedimentos, hecho que puede favorecer la aparición de vegetación riparia, evitando así una mayor erosión. Durante la época de estiaje, los deflectores pueden delimitar el cauce lateralmente, evitando el calentamiento y problemas de estancamiento y eutrofización local, ya que consigue una mayor profundidad y velocidad. Durante las crecientes, el flujo sobrepasa la estructura sin ceñirse a la delimitación del deflector, sin que las fuerzas erosivas ataquen la estructura . Existen diferentes tipos de deflectores. Según su colocación: •De orilla


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o De piedras y grava: se construye colocando dentro del triángulo socavado en el lecho, piedras grandes y angulosas en los bordes, y piedras más pequeñas en el interior.

o De troncos y gravas: compuesto por dos troncos o maderos colocados en ángulo y con piedras en el interior de la estructura, en forma de A.

o En pares opuestos: Se sitúan en orillas opuestas de manera que la corriente se dirija hacia el centro y fluya en el periodo de estiaje

o Alternantes: se sitúan en las orillas alternantes. Su instalación es adecuada para una sección de río ancha, plana, poco profunda y poco productiva

• En medio del cauce. Puede construirse con piedras o troncos o En forma de V con el vértice mirando a la corriente.

o Tronco o barra de rocas paralelos a la dirección de la corriente

Campo de aplicación Se utiliza en aquellos ríos donde es necesario: • Aumentar la relación de rápidos y remansos.

• Ahondar pozas ya existentes.

• Remover y arrastrar sedimentos de las graveras de freza.

• Formar bancos de gravas aptos para la freza.

• Profundizar y estrechar el cauce.

• Formar un recorrido sinuoso dentro de un tramo recto del río. Materiales

• Los deflectores construidos con piedras, gravas y troncos son relativamente fáciles

de construir y modificar si es necesario Detalles constructivos • Su utilización típica es en ríos anchos, poco profundos, con poca pendiente (< 3%) y

con falta de remansos. Pero también pude ser útil en ríos estrechos.

• Normalmente se construye en forma triangular. La altura no debe pasar más de 15 a 30 cm por encima del nivel de aguas bajas para que durante las crecidas no sufra grandes daños y erosiones.


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Hoja No. 399


• El ángulo típico del deflector respecto a la dirección de la corriente es de 45°. • En términos generales, se considera apropiado que la extensión ocupada por el

deflector (o por la suma de los deflectores) cubra la mitad o menos de la anchura del cauce.

• Los deflectores situados encima de un lecho de arenas, con el fin de evitar la erosión, deben tener instalada una capa o un geotextil por debajo.

• Deben evitarse sustratos inestables, márgenes En canales rectos se deben colocar en intervalo de 5 a 7 veces la anchura del río.

Límites de aplicación • Pueden colocarse en un río de cualquier tamaño, pero no son recomendables en

ríos de mucha corriente.

• No deben instalarse cerca de orillas erosionables ni en ríos navegables de poca profundidad. Si no se posicionan y se dimensionan correctamente pueden dar lugar a erosiones y depósitos indeseables:

• Los, deflectores en medio del cauce en forma de V se obstruyen fácilmente creándose embalsamientos no deseados.

• Los deflectores en A también se. obstruyen fácilmente y dirigen el flujo de agua

contra ambas orillas, pudiendo causar erosión en ambas al mismo tiempo.

• Los deflectores en I tienen los mismos inconvenientes que en A, a no ser que se construyan cuidadosamente, hecho que los hace antieconómicos.

Técnicas de integración paisajística y mejora de la obras • Deflector con estaquillado vivo: se colocan ramas de especies de ribera con fuerte

capacidad de reproducción vegetativa entre los troncos, bloques de piedra o gravas, a una densidad de 2 ramas por metro cuadrado y durante el período más apropiado. La colocación del ramaje no simultánea a la ejecución del deflector es uno de los errores más extendidos.

• Los deflectores no serán efectivos si no se protege la orilla con un revestimiento de piedras que contribuyen a estabilizar la parte baja de la orilla y que, además, sirven de refugio a los peces.

• Se colocan las piedras dejando entrantes y salientes sin un patrón específico,

simulando el resultado de una sedimentación natural


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Hoja No. 400


10.2.4.2 DIQUES UMBRALES DE FONDO

Se trata de una pequeña obra transversal en el lecho del cauce, de orilla a orilla, de muy pequeña altura o incluso sin sobresalir del fondo. La traviesa puede remediar la erosión del fondo o incisión de un cauce, como resultado de distintas intervenciones a lo largo del cauce. También se pueden denominar "puntos duros de pivote". Una traviesa bien diseñada para estabilizar el perfil de fondo, siempre que resista, da como resultado una sección no erosionable en el río. Así deducimos que la traviesa impide la erosión pero sólo aguas arriba de la traviesa. Aguas abajo se desarrolla una erosión local inducida por la obra, que hay que tener en cuenta en su diseño, para que no produzca el colapso de la estructura como una base de protección o un cuenco receptor amortiguador para la disipación de la energía del flujo. Estas estructuras simples de pequeña altura en entornos naturales torrenciales pueden crear fosos para el hábitat de los peces. Las traviesas son mejor solución que otras tipologías de estructura en corrientes de alta pendiente con problemas de incisión normalmente tienen efectos locales mínimos aguas arriba.

Figura 10-25. Erosión local al pie de una traviesa (Martín Vide, 2003).

Campo de aplicación • Las traviesas suelen colocarse en ríos con pendientes importantes (torrenciales),

donde la corriente circula a gran velocidad (probablemente en régimen crítico) y posee un gran capacidad erosiva y de transporte de sedimentos. Por otra parte en la práctica las traviesas, según su configuración y disposición en el lecho, pueden proteger alguna obra principal. Estas estructuras frecuentemente son traviesas de roca vertida, generalmente muy efectivas en pequeñas aplicaciones, donde la altura de caída no exceda el intervalo de 0,6 a 1,2 m.

• Éstas pueden verse por ejemplo al pie de puentes, en el extremo final de

encauzamientos, revestimientos y defensas, etc. También, suelen disponerse en grupos, a cierta distancia entre sí, y a lo largo de tramos encauzados, condicionando el descenso del fondo a largo plazo. Consiguen escalonar el perfil longitudinal de un


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río y determinar pendientes parciales suaves en los tramos, moderando las acciones erosivas de la corriente. El grado de estabilización del lecho es función de la distancia que las separa y de la pendiente de protección. El desnivel de los tramos genera saltos que se traducen en fosas de erosión local de considerable magnitud, que afectan a la estabilidad de la estructura. (Andreatta, A. 2004).

• Las estructuras de caída normalmente poseen alguna base de protección o un

cuenco receptor amortiguador para la disipación de la energía del flujo. Deben ser utilizadas en casos de erosión grave, o como elementos de diseño en los proyectos donde se espera una reducción sustancial de la pendiente. No obstante, la decisión del uso en el proyecto de diseño de una estructura de control de perfil como obra simple (estabilizador), depende parcialmente de consideraciones económicas y de la expectativa de funcionamiento, por lo que en este último caso las experiencias locales previas juegan un importante papel en dicha determinación.

Materiales • La forma más simple de una estructura de control de pendiente consiste en roca

vertida (escollera), una riostra de hormigón o algún material no erosionable dispuesto a lo ancho del cauce en forma de punto duro en el perfil. Cuándo la cresta del estabilizador es localizada aproximadamente a la cota del cauce, esta puede construirse en roca vertida, bloques, gaviones, hormigón, láminas de metal o combinaciones de estos materia les. Son frecuentemente diseñadas con una pequeña abertura.

Detalles constructivos • El grado de estabilización del lecho es función de la distancia que las separa y de la

cota de coronación. Estos son parámetros ingenieriles de gran importancia tanto en la funcionalidad como en el coste. En principio, mientras más juntas se coloquen (en condiciones similares de transporte y pendiente) mayor es la protección y la estabilización. Las traviesas más que proteger, limitan la erosión dado que garantizan la menor remoción de material del aluvial del cauce.

• El desplazamiento de las rocas debido a la filtración del flujo en el interior de la

estructura es un problema particular de los materiales permeables, que puede ser eliminado mediante la construcción en la estructura de una barrera para el agua. Una forma simple es la colocación de una capa de arcilla en los intersticios y en la coronación de la obra. El problema de esta barrera es su susceptibilidad a la erosión. Este problema puede ser solucionado utilizando hormigón o una placa, para que el agua no penetre. En el caso de altas caídas o fuertes descargas la obra normalmente se construye en hormigón. (Andreatta, A. 2004).


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Límites de aplicación Son usadas en el rango de pendientes del 1 al 5%. La predicción de la erosión máxima es necesaria para diseñar las protecciones de la obra contra eventos de creciente con periodos de retorno de entre 50 y 100 años, originando: • Posible disminución de la capacidad hidráulica del curso fluvial.

• Posible formación de un salto en la traviesa superior que genere un foso de erosión

local que haga peligrar la estabilidad de la estructura.

• Aceleraciones locales en el flujo acompañadas de fosos de erosión tanto aguas abajo como en los márgenes.

• Si la caída desarrollada aguas abajo de un estabilizador es muy grande (normalmente entre 0,6 m a 1,2 m) dependiendo del tipo de estructura, la disipación de energía se vuelve un problema importante por lo que debe ser instalada en su lugar una estructura de caída.

• Cuando el flujo vierte por encima de la estructura salvando el desnivel e incide

• Directamente sobre el fondo, se genera un salto que se traduce en la formación de una erosión local. Esta se manifiesta en forma de fosos de considerable magnitud, en profundidad y extensión. La magnitud de dicho foso es una variable que hay que controlar, ya que se sitúa en la zona de cimentación de la traviesa afectando la estabilidad de la estructura.

• La erosión local, junto con la pérdida de capacidad hidráulica son los dos efectos desfavorables de las traviesas.

Intervenciones relacionadas • Existen varias características que son similares en las diferentes estructuras de

control de perfil. Entre estas se incluye la zona de disipación de energía y las protecciones aguas abajo de la estructura. No obstante, es considerable la variación en el diseño de estos elementos. Por ejemplo la estructura de control puede ser construida en escollera, hormigón, gaviones, tierra compactada o algún otro material disponible. También, la forma y dimensiones de la estructura pueden variar significativamente. El concepto de diseño simple presentado por Whittaker y Jaeggi (1986) según Biedenharn et al., (1997) en Andreatta (2004) es una serie de traviesas de escollera para la estabilización del lecho.

• Las traviesas son clásicas estructuras de control de perfil que actúan simplemente como puntos duros para resistir la erosión de la corriente ejerciendo un efecto similar


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al descrito en la figura. La construcción de las traviesas es algunas veces realizada como una simple capa de rocas a lo largo del lecho. En otras situaciones, es una trinchera excavada a lo ancho del lecho, con vertido de roca. Un componente crítico en el diseño de estas estructuras es asegurarse de que hay suficiente volumen de material no erosionable para resistir la erosión general del lecho, así como la erosión local en la estructura.

Figura 10-26. Ejemplos de problemas de estabilidad en traviesas. Riera de Palau.

10.2.4.3 AZUDES

Son diques o barreras de poca altura que represan la corriente, dejando pasar el agua por encima. También se denominan pesqueras o represas bajas. El volumen de almacenamiento es inferior a 0,5 hm3. Campo de aplicación • El objetivo es elevar el nivel y derivar el agua fuera de su lecho. Tradicionalmente se

empleaban para retener el agua y desviarla hacia huertas y cultivos para su riego.

• Actualmente puede emplearse para diversificar los hábitats fluviales y para la transformación de fuertes pendientes longitudinales de ríos en un perfil escalonado con remansos. Provoca la formación, inmediatamente aguas abajo, de una poza producida por la socavación del lecho debida a la fuerza de la caída del agua desde la parte superior del azud.

• Para los azudes construidos con piedra, el sellado es difícil de lograr y para ríos de mucho caudal no son estructuras muy estables. La gran mayoría de azudes de derivación sufren un proceso de colmatación o aterramiento que obliga a realizar periódicamente el dragado de los sedimentos acumulados.


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Detalles constructivos • Suele colocarse en ríos de cabecera, de poca anchura (1 a 9 m), de mucha pendiente

(0,5-20%) y que no tengan grandes crecidas, con caudal es máximos de 2,8 a 5,7 m3/s.

• Su ubicación preferente es en la parte más baja de un tramo recto y estrecho que no tenga remansos y cuyo lecho sea duro pero capaz de ser socavado lo suficiente por la acción del agua que cae. Si el lecho es blando es necesario estabilizarlo inmediatamente río arriba mediante soleras de apoyo, tablones, alambre y piedras pesadas para prevenir el derrumbamiento de las estructuras. Deben afianzarse bien en las orillas y deben colocarse donde el sustrato tenga cierta altura y estabilidad.

Figura 10-27. Detalles constructivos

Límites de aplicación • Para los azudes construidos con piedra, el sellado es difícil de lograr y para ríos de

mucho caudal no son estructuras muy estables

Intervenciones relacionadas • La gran mayoría de los pequeños azudes de derivación sufren un proceso de

colmatación o aterramiento que obliga a realizar periódicamente el dragado de los sedimentos acumulados.

10.2.4.4 RECUBRIMIENTO DEL CAUCE

En casos de ríos y quebradas torrenciales discontinuos donde la urbanización del territorio ha ocupado el cauce fluvial convirtiéndolo en una calle y donde hay problemas de inundaciones, se suele optar por soluciones duras construyendo canales en U


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hormigonados o bien incluso se ha soterrado el cauce mediante cajones de hormigón cerrados y urbanizado la parte superior, convirtiéndola en una calle más del entramado urbano, pero sin problemas de inundabilidad.

10.2.5 OBRAS PARA LA INTERCEPCIÓN, LAMINACIÓN Y DESVIO DE CAUDALES

10.2.5.1 CONSTRUCCION DE UN CANAL DE DESVIACIÓN (BY-PASS)

Cuando las necesidades de protección frente a inundaciones incluyan un aumento de la capacidad de desagüe del curso de agua, la creación de un canal de derivación a través del meandro (by-pass) –que entra en función únicamente durante las crecidas– permite mantener niveles de corriente apropiados para que los hábitats del río se mantengan. El canal de derivación debe tener el desnivel en el mismo sentido que el río y se deben tomar precauciones para proteger su apertura (con rocas, por ejemplo) contra la erosión durante inundaciones, para evitar que se convierta en un canal con corriente permanente. 10.2.5.2 EMBALSES

Estructura que se construye para acumular agua para control de inundaciones, para consumo humano, para riego y para generación de energía hidroeléctrica. Un problema que tienen los embalses es que acumulan sedimentos y se colmatan, reduciendo su capacidad volumétrica.

10.2.6 OBRAS PARA CONTROL DE AGRADACIÓN

10.2.6.1 MODIFICCACIÓN DEL PERFIL TRANSVERSAL DEL RIO

Se incrementa la profundidad del río, aumentando así la velocidad de la corriente y reduciendo la sedimentación. 10.2.6.2 RETIRADO DE SEDIMENTOS DEL LECHO O DRAGADO

En obras de dragado no se debe retirar la totalidad de los sedimentos del cauce. Sin embargo, en ciertos casos, puede ser necesaria una retirada puntual. La retirada parcial puede incluir la eliminación de áreas poco profundas y de islas en medio del cauce que obstruyen el canal. La retirada parcial de sedimentos a través del dragado implica, normalmente, la creación de un canal central más profundo. Es preferible que la anchura del canal no sea uniforme, de modo que se creen diversas situaciones hidráulicas y hábitats (rápidos, pozas). El trabajo de limpieza debe realizarse contracorriente, manteniendo, siempre que sea posible, la estabilidad de las orillas y evitando dañar los


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árboles y arbustos existentes. En ríos y arroyos estrechos (de hasta 5 o 6 m) el trabajo debe realizarse a lo largo de una de las orillas, manteniendo la otra intacta, a menos que el talud se haya derrumbado o erosionado; en este caso, el margen debe ser reparado. En ríos más anchos, en aquellos tramos sujetos a intervención, el trabajo debe realizarse desde dentro del cauce. El trabajo debe realizarse utilizando los siguientes medios: • Las motosierras cortan las ramas que cuelgan sobre el cauce, y los árboles que

crecen en la base del talud, con riesgo de caer o que ya han caído.

• A continuación, las excavadoras hidráulicas retiran los restos vegetales hacia el margen usando la pala excavadora, enterrándolos siempre que sea posible a lo largo de la tierra adyacente o apilándolos para su posterior enterramiento o destrucción. Estas máquinas también retiran substrato y lo depositan en la orilla o en camiones para su transporte a vertederos apropiados.

• Los tractores equipados con palas excavadoras y rippers extienden el substrato sobre las orillas y riberas, nivelando si es necesario. Los trabajos de retirada se realizan desde el cauce y los deshechos se transportan hacia áreas próximas, donde son retirados por las excavadoras. En caso de retirada intensa de substrato, las excavadoras deben trabajar en tándem con los bulldozers, aumentando la eficacia del trabajo.

10.2.6.3 PRESA CON GAVIONES

Estructuras permanentes, flexibles y permeables construidas a base de prismas rectangulares de alambre galvanizado denominados gaviones, los cuales se rellenan de piedra con el objeto de formar el cuerpo de la obra que constituye la presa de control. Se recomiendan para cárcavas con un mínimo de 2 metros de ancho y una profundidad de 1,5 metros, debido a su alto costo, además de que requieren de un cálculo ingenieril específico para garantizar la estabilidad en las construcciones de gran magnitud. Los objetivos de esta obra son: • Disminuir la velocidad del escurrimiento y su poder erosivo.

• Reducir la erosión hídrica.

• Retener azolves.

• Estabilizar el fondo de la cárcava ya que evita su crecimiento en profundidad y

anchura.


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Evitar el azolvamiento de los vasos de almacenamiento, canales y otras obras hidráulicas ubicadas aguas debajo de la presa. 10.2.6.4 AMPLIACIÓN CAUCES

Este tipo de acción permite mejorar las condiciones hidráulicas del cauce, bien sea por el retiro de los sedimentos mediante dragado o por la rectificación de sus márgenes. Se utiliza en áreas de desembocadura, de alta sedimentación o donde la acción del hombre ha alterado la sección del cauce con rellenos u obras de infraestructura.

10.2.7 MATERIALES OBRAS FLUVIALES

Los materiales de uso frecuente en obras fluviales son: • Escollera o Piedra suelta, piedra pegada.

• Gaviones, colchonetas.

• Elementos prefabricados de concreto: Bloques, hexápodos, etc. Otros que también

se utilizan son:

• Concreto: ciclópeo, simple o reforzado.

• Bolsacretos, sacos de suelo-cemento, sacos de arena.

• Tablestacas metálicas o de madera.

• Pilotes metálicos, de concreto o de madera.

• Fajinas de guadua.

10.2.7.1 ESCOLLERA

Es uno de los materiales más utilizados en ingeniería fluvial. La escollera o enrocado es la unidad formada por agrupación de elementos pétreos naturales, generalmente procedentes de cantera. Su estabilidad se debe al peso propio de los escollos y a su imbricación. Con escollera se pueden formar estructuras independientes cuyo funcionamiento es por gravedad como por ejemplo espigones o traviesas, así como también a veces diques longitudinales. Son estructuras permeables y de poca resistencia ya que no existe monolitismo. Por esta última razón, el mayor uso de la escollera no es como estructura


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independiente sino como revestimiento, protección o defensa de otra estructura, como es el caso de un dique longitudinal de tierras impermeable o la orilla de un cauce cualquiera. El papel de la escollera es impedir su destrucción por la acción de la corriente. Por su origen en cantera la granulometría de la escollera no es uniforme. La granulometría exigida a una escollera suele expresarse como un huso granulométrico o franja de tolerancia, dado en peso. Tal huso granulométrico asegura una permeabilidad alta de la escollera, es decir la ausencia de presiones intersticiales. Se pueden llamar escolleras pesadas a las formadas por unidades de más de 300 kg de peso y escolleras ligeras a las menores. 10.2.7.2 GAVIONES

Consisten en un recipiente, normalmente un paralelepípedo, de alambre relleno de cantos. Su antecedente son los cestones hechos de fajinas y rellenos de guijarros. En los lugares en que no existe o es caro conseguir roca, ésta es la manera más ingeniosa de aprovechar el material de gravera, formando unidades de mayor peso. Con los gaviones se construyen estructuras capaces de resistir por gravedad, formadas por hiladas de paralelepípedos apoyadas unas en otras, por ejemplo en diques longitudinales o espigones. Como su colocación es ordenada, el contacto entre gaviones es un amplio plano y como los gaviones se unen entre sí con alambre, el comportamiento de una fábrica de gaviones es ligeramente solidario o conexo, y puede calcularse para resistir por gravedad el empuje de tierras, por ejemplo. La dimensión típica y estandarizada del gavión es de 1 m x 1 m en sección transversal y de 1 a 4 metros de longitud. Los gaviones de altura 0.50 m se llaman gaviones de base porque se utilizan como cimentación, zócalo o base del conjunto. La tercera modalidad de gaviones, de sólo 0,20 o 0,30 m de altura, se emplea en alineaciones de recubrimiento o revestimiento sin carácter de estructura de gravedad. Los gaviones son elementos permeables. Para evitar la pérdida del substrato y el hundimiento del gavión es preciso un filtro. La fábrica de gaviones es una estructura moderadamente flexible que puede adaptarse a pequeñas erosiones del cauce o asientos del substrato. El recipiente del gavión es una malla de alambre galvanizado. El alambre puede tener un recubrimiento de PVC para mayor protección. Las amenazas para el alambre del gavión son la corrosión en aguas agresivas y la abrasión en aguas con transporte de arena, así como el vandalismo. En obra de gaviones no se habla de obra permanente, pero tampoco de obra temporal. El alambre se trenza en mallas hexagonales con triple torsión, de 6 a 12 cm de paso de malla, trenzado con la propiedad de no deshilacharse en caso de corte de un alambre.


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El material de relleno ha de tener un tamaño mayor que el paso de malla, lo que puede obligar a clasificar el material disponible para poner el más grueso en el exterior. El llenado del gavión se hace in situ siempre que sea posible. El material puede compactarse. Para ello, se encofra el gavión y se atirantan las mallas laterales por medio de diafragmas a fin de controlar la deformación. Cuando está lleno se cose la tapa con alambre. 10.2.7.3 MATERIALES PREFABRICADOS FLEXIBLES

Las mantas prefabricadas de losetas o bloques de hormigón son conjuntos de losetas prefabricadas de hormigón engarzadas o cosidas entre sí por cables para formar unidades de anchura del orden de 2.50 m y longitud variable. Se usan como revestimiento flexible y permeable de orillas. Pueden tener un filtro sintético incorporado (geotextil). Por los intersticios y en los orificios de la loseta puede arraigar la vegetación. La ventaja de estos productos, de los que existen bastantes modalidades patentadas, es la economía de la prefabricación y la puesta en obra. Por el contrario, necesitan una buena preparación del talud. Se descargan con una viga que las sostiene por sus extremos y se colocan con grúa desde tierra o bien desde barcazas que las extienden, aprovechando su flexibilidad. 10.2.7.4 OTROS MATERIALES

Existen otros muchos materiales empleados en ingeniería fluvial: Las mantas de losetas de hormigón han desplazado en países desarrollados a materiales equivalentes formados a partir de materias vegetales. Cuando la piedra y los materiales de construcción faltan o son caros y la mano de obra abunda, los troncos, las ramas y aún el ramaje menor, atado en fajinas, sirven como entramado para prefabricar revestimientos (llamados palizadas). Estas técnicas también se extienden a los cestones o gaviones de enramado. También podrían incluir elementos vegetales vivos. En caso de emergencia, árboles talados echados y sujetos a la orilla sirven para defenderla. Los sacos terreros, típica medida de emergencia, presenta la variante de rellenarlos con parte de cemento para darles consistencia o dureza al fraguar. Estos elementos se conocen con nombres como bolsacretos, colchacretos, etc. (del término concreto por hormigón). Como tienen la forma de la bolsa o colcha que contuvo el material, generalmente oblonga, ofrecen menor estabilidad que la escollera. Los neumáticos de automóviles, colocados en formación cosida, anclada al terreno, rellena de tierra y lastrada frente a la flotación. Parecen ser un buen medio frente a la


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agitación y el pequeño oleaje causado por la navegación fluvial. Como último material de revestimiento señalemos el suelo-cemento. Hay materiales expresamente concebidos para envolver tierras y formar así nuevas unidades a modo de cordones o tubos de tierra, más consistentes o más impermeables. Otro material interesante son las mantas de fibra de coco para envolver suelo o contra la erosión de suelos: en este caso son materiales biodegradables que desaparecen cuando ya ha debido crecer una protección vegetal. Por otro lado, hay muchas técnicas y materiales para la construcción de muros de encauzamiento: hormigón en masa y armado, prefabricados de hormigón, tierra armada, tablestacado, etc. Un espigón puede constituirse clavando pilotes o estacas en agrupaciones, a modo de trípodes, unidas por largueros y vertiendo progresivamente escollera a su alrededor. La escollera da peso y estabilidad, protege de la erosión local alrededor de los pilotes y contribuye a retener los sólidos para producir el aterramiento o entarquinamiento. El espigón puede terminar de formarse por sí solo o con más escollera de aportación. Asimismo con barreras metálicas planas (a modo de vallas o bardas) se han creado diques longitudinales. Tratamos ahora los materiales y métodos cuyo objetivo es conseguir un guiado del flujo o un efecto local de aumento de la altura de agua. Aumentar la altura de agua puede ser necesario por ejemplo para facilitar la navegación o para asegurar la alimentación de agua a una toma. Se ha extendido la técnica de los paneles o deflectores. Los paneles son pantallas planas colocadas en oblicuo respecto a la corriente principal, formando un conjunto a modo de persiana. Su efecto es crear un cordón más profundo (mayor altura de agua) por unión de los fosos de erosión local de cada panel. Pueden ser paneles flotantes sujetados a boyas o clavados al fondo con pilotes, dejando la superficie de la pantalla un espacio de desagüe por debajo, o bien llegando hasta el fondo. Pueden ser medidas sólo temporales en época de aguas bajas, que se perderán al final de una estación o bien estructuras permanentes.

10.3 GUÍA PARA LA SELECCIÓN DE OBRAS

10.3.1 CONOCIMIENTO DEL RIESGO DE INUNDACIONES FLUVIALES

No se puede entender la adecuación hidráulica y restauración ambiental de corrientes hídricas, el manejo de desastres y la reducción del riesgo mediante la construcción de obras sin que previamente exista una gestión del conocimiento sobre el riesgo de desastres por inundaciones fluviales.


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Las inundaciones son fenómenos naturales y recurrentes aunque también pueden ser provocadas por situaciones de origen artificial. Las inundaciones pueden estar producidas tanto por el desbordamiento de los ríos, como por inundaciones debido a precipitaciones in situ, en los puntos bajos del territorio, como por efecto de la marea, las olas o como por la rotura de infraestructuras o por la falta de capacidad de drenaje de los sistemas de drenaje de alcantarillado. Además hay que tener en cuenta, que asociados a las inundaciones se pueden desencadenar otros fenómenos que pueden agravar los daños asociados o amplificar el peligro como son los movimientos en masa (la remoción en masa) o movimientos de vertiente. En este capítulo de la guía para la selección de las obras de adecuación, s e plantea una metodología que incorpore el conocimiento del riesgo de las inundaciones fluviales, su evaluación, como paso previo estratégico para la prevención y mitigación de estas mediante obras de adecuación hidráulica (medidas estructurales). 10.3.1.1 MARCO LEGAL (LEY 1523 DE 2012)

La política nacional ha evolucionado en función del estado del conocimiento y a raíz de desastres que se han presentado a lo largo de la historia. La normativa actual, la ley 1523 de 2012, es la política nacional para la gestión del riesgo y la adaptación al cambio climático, de forma articulada bajo la base conceptual de Gestión del Riesgo de Desastres. Potencia la estructura institucional y migra hacia el Sistema Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres (SNGRD) y crea el Fondo Nacional para la Gestión del Riesgo y la Adaptación al Cambio Climático, que busca reducir la vulnerabilidad fiscal del estado frente a los desastres, promover la capacidad técnica de las entidades territoriales y las CAR en gestión del riesgo y modernizar el sistema de información. Entre los aspectos que se fortalecen está el conocimiento del riesgo, el sistema integrado de información, las redes de monitoreo y alerta, el esquema organizativo y el fondo de financiación. Dichos procesos no son independientes, por el contrario, son continuos y dependen unos de otros. 10.3.1.2 FASES DEL CICLO DE GESTIÓN DEL RIESGO

En la gestión del riesgo no hay herramientas que den garantías totales, pero sí que hay medidas que permiten su mitigación de acuerdo con las fases del ciclo de gestión del riesgo. Las fases del ciclo de gestión del riesgo son cuatro:


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Figura 10-28. Fases: 1 Prevención, 2 Protección, 3 Preparación y Recuperación y revisión.

• Prevención: Prevención de los daños causados por inundaciones, evitando en la

actualidad en el futuro, la construcción de viviendas e industrias en las zonas propensas, adaptando los receptores existentes y cualquier desarrollo futuro al riesgo de inundación y promocionando el uso adecuado del suelo.

• Protección: La adopción de medidas, tanto estructurales como no estructurales,

para mitigar y reducir la probabilidad de inundaciones en una ubicación específica. Cualquier solución que pase por la adopción de medidas estructurales (ejemplo obras de adecuación hidráulica) en una ubicación específica debe justificar asimismo la no afección a terceros y su integración al diseño de paisaje. Debe cumplir cuatro premisas indispensables:

o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica, no debe incrementar el riesgo de crecientes y afecciones a terceros del entorno próximo respecto su situación actual de riesgo.

o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica no debe incrementar el caudal aguas abajo a una longitud suficientemente lejos de la ubicación específica, tal que genere afecciones aguas abajo, que originen daños a terceros respecto su situación actual de riesgo, como consecuencia de la modificación de las condiciones de flujo aguas arriba de la cuenca.

o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica no debe afectar de forma negativa el drenaje de los tramos aguas arriba de tal forma que se generen remansos u obstrucciones en una longitud aguas arriba que impidan


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el flujo mínimo como se presenta en la situación actual y que pongan en riesgo la ocurrencia de daños a terceros.

o Los elementos técnicos deben quedar integrados al diseño de paisaje, conciliando las obras propuestas y la naturaleza.

• Preparación: Informar a la población sobre los riesgos de inundación y qué hacer en caso de una inundación, incluyendo la respuesta de emergencia, esto es, el desarrollo de planes de respuesta de emergencia por inundaciones.

• Recuperación y Revisión: Volviendo a la normalidad tan pronto como sea posible

mitigando los impactos sociales y económicos en la población afectada.

10.3.2 METODOLOGÍA PARA EL CONOCIMIENTO DEL RIESGO DE INUNDACIONES FLUVIALES EN LA CUENCA DEL RIO BOGOTÁ

El principal objetivo a alcanzar con el análisis de riesgo de la guía, es determinar cuáles son las afectaciones que se pueden producir en caso de inundaciones y establecer qué acciones de autoprotección y actuación, estructurales y no estructurales “de gestión” se deben planificar y realizar. Por ello la adopción de medidas estructurales en una cuenca fluvial pasa por conocer al máximo detalle el riesgo de inundaciones fluviales existente a lo largo de la red fluvial en la situación actual (sin la obra de adecuación hidráulica) y la situación futura (con la construcción de la obra de adecuación hidráulica). 10.3.2.1 CONCEPTOS

Los conceptos fundamentales en la gestión del riesgo fluvial son:

Figura 10-29. Los tres conceptos fundamentales en la gestión del riesgo: Guía

metodológica para la elaboración de Planes Departamentales para la Gestión del Riesgo.

Fuente Unidad Nacional de Gestión del Riesgo de Desastres - UNGRD 2012.


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Riesgo (R) - Se define riesgo como el grado de pérdidas esperadas (personas, daños en propiedades, daños en infraestructuras de transporte.), debidos a la exposición a un determinado peligro en una determinada área y periodo. La asignación del nivel de riesgo requiere un conocimiento previo del peligro (amenaza) y de la vulnerabilidad existente en un determinado lugar. El concepto del riesgo es el resultado de combinar los conceptos de peligro y vulnerabilidad.

Peligro o amenaza (H): El peligro o amenaza se caracteriza por la frecuencia o probabilidad de que se produzca el evento y por la magnitud o intensidad del mismo. En el caso de las inundaciones el peligro (o amenaza) se define como el conjunto de aspectos naturales, no sociales, de un fenómeno que tiene incidencia en el riesgo, es decir, en el daño esperado. Los principales elementos de peligro, de amenaza por inundaciones fluviales son:

o El tipo de curso fluvial en que nos encontremos (gran río, curso de

montaña, curso de recorrido corto, etc) y el tramo del mismo (alto, medio- bajo, tramo encajado o divagante).

o El volumen de la inundación y especialmente la altura máxima que alcanza el agua.

o La velocidad de propagación, la rapidez de subida del agua, que condiciona la posibilidad de alertar y evacuar a tiempo a la población.

o La duración de la inundación, muy importante de cara a los daños económicos por paralización de actividades.

o La época del año en que se produzca el evento, lo cual puede ser relevante para cosechas y determinadas actividades económicas.

o El área inundada o magnitud de inundación.

o Parámetros fundamentales: la frecuencia del proceso y la probabilidad de que se produzca en el futuro.

Para simplificar el concepto de peligro se distinguen dos componentes relacionadas:

- La intensidad con la que se produce una inundación es función de las características del flujo, pudiéndose simplificar altura de agua o bien como una combinación de la altura de agua, la velocidad, el tiempo de permanencia y la capacidad de transporte.


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- La frecuencia se define en general con base al concepto estadístico de la probabilidad de ocurrencia.

Vulnerabilidad (V): La vulnerabilidad identifica el posible impacto que pueden tener las inundaciones sobre la población y los elementos del territorio como las infraestructuras, viviendas, bienes, etc. La vulnerabilidad de un elemento (bienes y personas) frente al peligro de una inundación es la cuantificación de cómo éste puede ser afectado (nada, poco, mucho o totalmente), y es función de las características del elemento (actividad, persona) en una situación concreta y de la magnitud de la inundación.

Figura 10-30. Definición de riesgo.

10.3.2.2 METODOLOGÍA

Los pasos y criterios metodológicos para la elaboración e interpretación cartográfica de zonificaciones de riesgo por inundaciones fluviales, en la situación actual (sin medida estructural) y en la situación futura (con medida estructural) son:

Tabla 10-3. Metodología de evaluación de riesgos por inundación

METODOLOGÍA DETALLE

1 Escala de trabajo Se recomienda trabajar con una escala de trabajo de detalle 1:5.000

2 Definición de la frecuencia (periodo de retorno) de los eventos objeto de estudio

Se recomienda analizar y delimitar al menos las zonas inundables frecuentes, ocasionales y excepcionales con los períodos de retorno de 50, 100 y 500 años, es decir, aquellas que en la situación actual pueden inundarse con las frecuencias mencionadas mediante un análisis hidrológico-hidráulico. Así como para las cuencas altas o en quebradas o ríos tributarios donde no se delimita las zonas inundables mediante un análisis hidrológico-hidráulico se deberá delimitar las zonas potencialmente inundables mediante análisis geomorfológico, mediante la interpretación del relieve y visitas de campo antes


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de acometer cualquier actuación preventiva o correctiva. La clasificación de la zona en función de la frecuencia (periodo de retorno) es: • Zonas de inundación ocasional: delimitadas inferiormente por la línea de inundación de T50 años y superiormente por la línea T100 años. • Zonas de inundación excepcional delimitadas inferiormente por la línea de T100 años y superiormente por T500 años. • Zonas de inundación histórica: Zonas inundables con T (periodo de retorno) superior a los 500 años

3 Delimitación de las zonas de estudio

La red hidrográfica representativa de estudio son las corrientes de primer, segundo y tercer orden. Si la administración así lo indica se alcanzará el estudio hasta corrientes de cuarto orden y más

4 Estudio de la Peligrosidad

Se seleccionan las áreas potencialmente inundables considerando la peligrosidad. La peligrosidad se obtiene mediante estudios y análisis geomorfológicos, una recopilación histórica de información de eventos y mediante la elaboración de estudios de inundabilidad para crecientes con períodos de retorno de 50, 100 y 500 años.

4.1 Análisis geomorfológico

Debe orientar sobre la extensión potencial de la inundación y la existencia de vías de flujo desbordado principales así como el estudio de las zonas con remoción de masas relacionadas con la presencia de agua.

4.2 Eventos históricos Se debe realizar una recopilación histórica de información de eventos, un inventario de inundaciones históricas y sus causas, cartografía de zonas inundables, ortofotos, usos del suelo, y estudios antecedentes existentes de peligrosidad y riesgo del ámbito objeto de estudio. Este trabajo sirve para apoyar y confirmar resultados de estudio geomorfológico y elementos de calibración de estudios posteriores.

4.3 Estudios de inundabilidad

Estudios de inundabilidad que comprenden: - Estudios hidrológicos para determinar caudales máximos asociados a los periodos de retorno 50, 100 y 500 años. - Estudios hidráulicos fluviales. Se deben hacer estudios hidráulicos en la situación actual (sin medidas estructurales) y en la situación futura (con medidas estructurales, obras de adecuación diseñadas) para determinar las capacidades hidráulicas de los cauces en ambas situaciones, puntos de desbordamiento, estabilidad de trayectoria, tendencias futuras, incidencia de obras existentes y proyectadas y con la medida propuesta para comprobar su funcionamiento, si disminuye el riesgo en el área y cumple con su objetivo y las cuatro premisas expuestas anteriormente: o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica, no debe

incrementar el riesgo de crecientes y afecciones a terceros del entorno próximo respecto su situación actual de riesgo.

o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica no debe incrementar el caudal aguas abajo a una longitud suficientemente lejos de la ubicación específica, tal que genere afecciones aguas abajo, que originen daños a terceros respecto su situación actual de riesgo, como consecuencia de la modificación de las condiciones de flujo aguas arriba de la cuenca.

o Cualquier actuación de obra, en una ubicación específica no debe afectar de forma negativa el drenaje de los tramos aguas arriba de tal forma que se generen remansos u obstrucciones en una longitud aguas arriba que impidan el flujo mínimo como se presenta en la situación actual y que pongan en


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riesgo la ocurrencia de daños a terceros

o Los elementos técnicos deben quedar integrados al diseño de paisaje, conciliando las obras propuestas y la naturaleza.

5-Estudio de la Vulnerabilidad

Se selecciona las áreas vulnerables a la amenaza por inundabilidad. Se recopila la información territorial referente a la población, los usos del suelo, infraestructuras de transporte y elementos del patrimonio ambiental e histórico y se clasifican según su vulnerabilidad.

6-Se definen los límites de riesgo significativo

7-Se selecciona los tramos y zonas con riesgo de inundación potencial significativo

Mediante el análisis de la información territorial con la peligrosidad asociada (sin la medida y con la medida) se establecen y clasifican las zonas con riesgo y se comparan los resultados • Se calcula el riesgo asociado con las inundaciones a partir de la cuantificación de los daños en toda la zona potencialmente inundable, identificando además las zonas con remoción en masa por efectos del agua e identificando los conos de deyección que presenten un riesgo potencial. • Identificadas los tramos con riesgo de inundación potencial significativo se agrupan en áreas de riesgo potencial significativo (ARPSI) que permitan su gestión frente a las inundaciones.

FUENTES DE INFORMACION La fuente de información a emplear para el estudio será principalmente: • La información de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR)

(Ejemplo: Estudio del Plan de Ordenación y Manejo de la Cuenca Hidrográfica del Río Bogotá, 2006, Diagnostico, Prospectiva y Formulación de la cuenca hidrográfica del río Bogotá.)

Si la administración actuante, la CAR, lo indica otras fuentes que se pueden emplear para el estudio del riesgo son: • Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC): Se puede utilizar como información

vectorial de base, la correspondiente a la base topográfica del IGAC. Se recomienda utilizar una escala mínima 1:5.000

• IGME (La información geomorfológica de base está elaborada por el IGME y facilitada conjuntamente por este y también por la CAR.)

• Instituto Nacional de Vías (INVIAS)

• Servicio Geológico Minero de Colombia (SGC, antes INGEOMINAS)

• Sistema de información para el inventario, catalogación, valoración y administración de la información técnico-científica (SICAT)


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• Sistema de Información Ambiental de Colombia (SIAC)

• Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE)

• IDEAM (Para determinar la tipología de los usos del suelo se puede utilizar una

capa ráster de usos del suelo, la Corine Land Cover generada por el IDEAM el año 2010 a escala 1:100.000. La base de datos de Corine Land Cover Colombia (CLC) permite describir, caracterizar, clasificar y comparar las características de la cobertura de la tierra, interpretadas a partir de la utilización de imágenes de satélite de resolución media (Landsat), para la construcción de mapas de cobertura a escala 1:100.000 o la que actualmente utiliza la CAR)

• DNP

Se recomienda trabajar con una escala de detalle de 1:5.000 10.3.2.3 FRECUENCIA

Se recomienda analizar y delimitar al menos las zonas inundables frecuentes, ocasionales y excepcionales con los períodos de retorno de 50, 100 y 500 años, es decir, aquellas que en la situación actual pueden inundarse con las frecuencias mencionadas mediante un análisis hidrológico-hidráulico. 10.3.2.4 DELIMITACIÓN DE LAS ZONAS DE ESTUDIO

La red hidrográfica representativa de estudio son las corrientes de primer, segundo y tercer orden. Si la administración así lo indica se alcanzará el estudio del riesgo hasta corrientes de cuarto orden y más.


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Figura 10-31. Subcuencas de tercer orden que conforman la cuenca del río Bogotá. Participación

de cada Subcuenca en la cuenca. Fuente: CAR, Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y

Formulación de la Cuenca Hidrográfica del río Bogotá

10.3.2.5 ESTUDIO DE LA PELIGROSIDAD

Se seleccionan las áreas potencialmente inundables considerando la peligrosidad. La peligrosidad se obtiene mediante:

Análisis geomorfológicos

Recopilación histórica de información de eventos y estudios de inundabilidad anteriores

Estudios de inundabilidad.

10.3.2.6 ANÁLISIS GEOMORFOLÓGICO

El análisis geomorfológico es el análisis del relieve y de su historia, estudia los eventos y su evolución, tanto a escala de tiempo geológico como histórico de los procesos que han afectado a la superficie terrestre (inundaciones, modelaciones del relieve, sedimentaciones, etc.). El análisis geomorfológico y fenómenos geológicos del territorio adyacente al sistema fluvial actual dan una idea de las inundaciones registradas en épocas históricas y


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recientes. El objetivo es delimitar con carácter preliminar las zonas potencialmente inundables. Estos estudios permiten:

Abarcar fácilmente grandes extensiones territoriales

Identificar problemas de inundación que el método de simulación hidráulica no puede detectar.

Sirve de marco para la interpretación de las simulaciones hidráulicas. Las principales características del estudio geomorfológico son:

Es una herramienta de interpretación territorial básicamente visual cuyo objetivo es delimitar con carácter preliminar las zonas potencialmente inundables

Se desarrolla a partir de trabajos y estudios como:

o Análisis de las fotografías aéreas o Visitas de campo

Una primera aproximación consiste en tener en cuenta y cartografiar las formas y los depósitos que los ríos han formado recientemente, y en la génesis de los cuales han participado crecientes pretéritas que inundaron estas zonas.

La cartografía de las zonas potencialmente inundables generada mediante criterios geomorfológicos se basa, principalmente, en la identificación de las formas fluviales básicas, como son:

o El cauce o La llanura de inundación o Las diferentes terrazas fluviales

Existen otras morfologías fluviales que ayudan a delimitar el espacio fluvial y las zonas potencialmente inundables como son:

o Las barras fluviales o Los cauces abandonados o Las formaciones deltaicas o Las llanuras costeras o Los conos de deyección


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La geomorfología es una herramienta fundamental para explicar e interpretar qué ha pasado, pero presenta dificultades para ser utilizada como herramienta de predicción, ya que, a pesar de utilizar el principio de actualismo, el comportamiento del flujo en creciente vendrá regido por los elementos presentes actualmente sobre el espacio fluvial que pueden no ser coincidentes con los existentes en el pasado. Sus principales carencias son:

o Su información no aporta el aspecto frecuencial, aunque la zona delimitada como potencialmente inundable se puede asimilar a periodos de retorno muy elevados.

o No aporta información de detalle, velocidad, altura de agua, etc.

Identifica además y estima problemas relacionados con lluvias y movimientos de ladera, movimientos catalizados por la acción de pluviometría y/o crecientes extraordinarias , como son:

o Fenómenos de remoción de masas y deslizamientos o Conos de deyección o Canchales

Para realizar estos estudios se recomienda:

Integrar y homogeneizar la cartografía existentes de zonas inundables según criterios geomorfológicos

Incorporar aquellas informaciones disponibles de las zonas del territorio en las que las vertientes presenten una probabilidad alta de producir y/o reactivar fenómenos gravitatorios como movimientos de remoción en masa en caso de crecientes excepcionales.

Realizar un inventario de los conos de deyección. Delimitarlos y codificarlos.

10.3.2.6.1 REMOCIÓN EN MASA

La remoción en masa son desplazamientos de masas de tierra o rocas por una pendiente en forma súbita o lenta. Algunas de las formas (procesos) más frecuentes son: Estas inestabilidades (deslizamientos o movimientos de masa) en las laderas son consecuencia de la confluencia de un conjunto de factores que inducen a la rotura del equilibrio existente entre las fuerzas que actúan sobre una masa de terreno. No son iguales en todos los casos, y para poder evitarlos o mitigarlos es indispensable saber las causas y la forma como se originan. Estos factores son:


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Tabla 10-4. Factores remoción en masa

FACTORES DESCRIPCIÓN

Factores internos

Relacionados con:

Las propiedades del material y su resistencia (litología, espesor, discontinuidades, etc.)

La morfología de la ladera (pendiente , disposición , orientación , etc)

Las condiciones ambientales como los cambios estacionales o la vegetación.

Factores externos

Estos factores actúan sobre el terreno y pueden modificar sus condiciones dando lugar al desarrollo de movimientos. Relacionados con:

El agua

Las actividades antrópicas

Los terremotos fuertes, como factor desencadenante, también pueden provocar grandes movimientos de masa.

La climatología que afecta a las cuencas, además de provocar inundaciones puede provocar a menudo el desencadenamiento de estos movimientos de masa potencialmente destructivos. La delimitación de las laderas con desarrollo de movimientos de masa se puede consultar en los mapas de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (en adelante CAR55) así como en el INGEOMINAS. Figura 10-32.Nivel de amenaza por remoción en masa. Fuente: CAR, Elaboración del Diagnóstico,

Prospectiva y Formulación de la Cuenca Hidrográfica del río Bogotá

Remoción en masa por factores externos, agua. Municipio de Villapinzón

Para realizar estos estudios y avanzar en la consideración del riesgo geológico asociado a las inundaciones se recomienda:

55 CAR de Cundinamarca: http://www.car.gov.co/tools/marco.php?idcategoria=21727

http://www.car.gov.co/tools/marco.php?idcategoria=21727


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Realizar el cruce de la información básica de la CAR de zonas con amenazas relativas por fenómenos de remoción en masa con las zonas inundables delimitadas de T50, T100 y T500 años.

El estudio de las áreas de amenaza relativa por fenómenos de remoción en masa de la CAR, así como el estudio del “Estado de los Recursos Naturales y del Ambiente de Cundinamarca” de la Contraloría de Cundinamarca56 son herramientas útiles para el establecimiento de las Áreas Potencialmente Inundables. 10.3.2.7 ESTUDIOS DE INUNDABILIDAD (FRECUENCIA E INTENSIDAD)

El paso siguiente es el estudio de la peligrosidad de una creciente en situación actual (sin medida estructurales) y en situación futura (con medidas estructurales) a partir de la elaboración de estudios de inundabilidad. La peligrosidad o amenaza es función de la frecuencia y la intensidad:

Figura 10-33. Definición de Peligrosidad

Frecuencia Se establece como criterio la elaboración de estudios de inundabilidad para caudales máximos de crecientes de períodos de retorno de 50, 100 y 500 años. Intensidad La intensidad con la que se produce una inundación es función de las condiciones de la misma que viene definida por las características del flujo, como altura de agua o bien una combinación de la altura de agua, la velocidad, el tiempo de permanencia y la capacidad de transporte, las cuales se pueden simplificar en el estudio de la altura de agua. Se establece la intensidad teniendo en cuenta los intervalos de altura de agua siguientes: 0 a 0.3 metros; 0.3 a 1.2 metros; 1.2 a 2 metros; 2 a 3 metros y > 3 metros.

56 “Estado de los Recursos Naturales y del Ambiente de Cundinamarca” de la CONTRALORIA DE

CUNDINAMARCA


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Figura 10-34.Áreas de Alta amenaza por inundaciones.

Fuente: CAR, Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca Hidrográfica del río Bogotá

10.3.2.8 VULNERABILIDAD

El análisis de vulnerabilidad, es el paso siguiente en el análisis del riesgo total y trata de determinar la relación entre los daños potenciales y los niveles de peligrosidad.

Figura 10-35. Definición de Vulnerabilidad

La vulnerabilidad es la predisposición o susceptibilidad física, económica, política o social que tiene una comunidad a ser afectada o sufrir los efectos adversos en caso de que se manifieste una amenaza con una cierta intensidad. Representa también las condiciones que imposibilitan o dificultan la recuperación autónoma posterior57.

57 CEPREDENAC/PNUD. 2005. La gestión local del riesgo. Conceptos y prácticas. Pichincha, Ecuador:

Programa regional para la gestión del riesgo en América Central, 2005.


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Se calcula como el grado estimado de daño o pérdida de un elemento o grupo de elementos expuestos a la ocurrencia de un fenómeno de una determinada magnitud e intensidad. Varía con la tipología del elemento considerado y con la intensidad del evento producido. Se selecciona las áreas vulnerables a la amenaza (peligro) por inundabilidad. Se recopila la información territorial referente a la población, los usos del suelo, infraestructuras de transporte y elementos del patrimonio ambiental e histórico y se clasifican según su vulnerabilidad. LIMITACIONES EN EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD La metodología y los datos utilizados en el análisis de la vulnerabilidad pueden crear una serie de limitaciones en el estudio. Las principales limitaciones pueden ser:

El nivel de detalle de la cartografía digital disponible. (Si la clasificación de usos del suelo no es suficientemente detallada no permite identificar exactamente cuál es la tipología de las edificaciones (industrias, viviendas, usos comerciales)

La limitación de la información sobre peligrosidad. El análisis hidrológico-hidráulico si solo se elabora para los cursos de aguas principales, quedan zonas en que sólo se dispondrá de un análisis geomorfológica.

La falta de información relativa a los daños reales producidos por inundaciones pasadas en la cuenca del río Bogotá.

No se suelen evaluar los daños indirectos producidos por las inundaciones ya que no se suelen disponer de datos.

La falta de información que indica el número exacto de personas que se pueden encontrar en una determinada edificación, zona.

Dadas las restricciones anteriores, se recomienda utilizar en los estudios del riesgo una metodología adaptada a un tratamiento con sistemas de información geográfica (SIG), basado en la información de la CAR para la homogeneización de los resultados de los estudios de riesgo en la cuenca. 10.3.2.8.1 METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DE LA VULNERABILIDAD

En función de los datos disponibles por la CAR y las limitaciones existentes, el análisis de la vulnerabilidad se debe basar en la evaluación por separado de los siguientes factores:

• La valoración de pérdidas (daños tangibles directos como viviendas, zonas industriales y comerciales, zonas agrícolas)


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• La estimación de la población ubicada en zonas inundables

• La estimación de los kilómetros de vías de comunicación susceptibles a ser

inundados.

La magnitud a calcular por los diferentes factores mostrará el grado de vulnerabilidad. Valores más elevados de pérdidas monetarias, población ubicada y vías afectadas implicarán grados más elevados de vulnerabilidad. VALORACIÓN DE PÉRDIDAS En las inundaciones uno de los parámetros básicos cuando se pretende evaluar el impacto es el cálculo de los daños o pérdidas. Los daños se clasifican en dos grandes grupos, los tangibles y los intangibles. • Los daños tangibles son aquellos que pueden ser evaluados cuantitativamente en

términos monetarios. En los daños o pérdidas tangibles se diferencian en dos tipologías, los directos y los indirectos. o Los directos son causados por el contacto físico con el agua, pueden afectar

estructuras, equipamientos y personas.

o Los indirectos son causados por la interrupción de las actividades sociales como consecuencia de los daños directos. Son de este tipo las pérdidas de producción en diferentes procesos, la reducción del servicio ofrecido por las infraestructuras o servicios, los costes de limpieza, los costes de evacuación.

• Los daños intangibles son aquellos difícilmente expresables en términos monetarios y materiales, como por ejemplo inseguridad de la población, estrés, ansiedad de las víctimas.

Para la valoración de pérdidas, ante la inexistencia de estudios previos de detalle en los que se haya realizado una evaluación de los daños o pérdidas producidos por inundaciones en la cuenca del río Bogotá, únicamente se consideran los daños tangibles directos, los causados por el contacto físico con el agua y que pueden afectar estructuras c o m o v i v i e n d a s , equipamientos, ya que son los más fácilmente evaluables con los datos que se pueden disponer normalmente. Se simplifica el estudio valorando el daño en viviendas. CURVA DE DAÑOS-ALTURA DEL AGUA Una forma de calcular los daños está referida a una curva de daños-altura del agua, siguiendo la metodología empleada en otros países como Estados Unidos, Gran Bretaña. La curva de daños-altura del agua representa la relación entre la altura del agua y los


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costes de los daños para cada tipo de uso del suelo como se ha comentado anteriormente. El tipo de uso del suelo se expresa como precio por unidad de área, este hecho implica conocer el valor económico del elemento para determinar las pérdidas. Se pueden determinar el valor cuantificándolo o a partir de los datos de la CAR. A partir de los datos de la CAR en cuanto al uso de suelos y su cuantificación económica como son:

• Uso forestal

• Uso agrícola (caña panelera, café, cultivos varios, frutales, plátanos y rastrojo cultivo)

• Pecuario (suelo destinado a pastoreo y levante de ganado lechero)

• Unidades sin uso forestal o agropecuario (cuerpos de agua, embalses, y áreas sin vegetación)

• Urbano (centros poblados que presentan calles pavimentadas y cuentan con energía eléctrica, acueducto, alcantarillado, teléfono y servicios públicos domiciliarios como centros de salud, red hospitalaria, colegios, escuelas y otros servicios para la comunidad)

• Especial (corresponde a la vegetación de paramo)

La curva de daños es una función con valores que oscilan entre 0 y 1 (0 indica que no hay daños y 1 que los daños son máximos). Se recomienda la homogeneización de los datos económicos, utilizando los valores económicos unitarios que del estudio de la CAR Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca Hidrográfica del Rio Bogotá para algunos de los usos.


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Figura 10-36. Usos del suelo

Fuente: CAR, Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca Hidrográfica

del río Bogotá Los tipos de usos del suelo que se han distinguido a la hora de realizar la valoración de pérdidas son a) viviendas, b) actividades (zonas industriales, comerciales y zonas agrícolas)

a) Viviendas

En esta tipología se considera cualquier tipo de vivienda. Las curvas de daños que se aplican son las incluidas en el "Economic guidance memorandum (EGM) 01-03 "(USACE, 2000)58, que estiman los daños estructurales y en contenido de las viviendas. Existen diferentes tipos de curvas según la tipología de la edificación (existencia o no de sótano y número de plantas). Si la administración pide un nivel de detalle superior, la estimación del número de plantas a realizar a nivel municipal, se puede hacer a partir de los datos del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE)59 o del Ayuntamiento si las tuvieran. Partiendo de la estadística del número de plantas de las edificaciones por municipio, se considera el número de plantas empleado en las curvas de daños como la media del número de plantas de las estadísticas para cada municipio. La valoración monetaria de la estructura de las edificaciones, a modo de e jemplo , se muest ra en la tabla siguiente:

Tabla 10-5. Valoración de la estructura de las edificaciones en función de la tipología.

Tipología Valoración de la estructura de las

edificaciones –Pesos / m2

Apartamentos 1.431.947,00 $/m2

58 USACE, 2000. Economic Guidance Memorandum (EGM) 01-03, Generic Depth- Damage Relationships. 59 DANE http://www.dane.gov.co/.


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Tipología Valoración de la estructura de las

edificaciones –Pesos / m2

Casa de renta normal 1.543.005,00 $/m2

Vivienda unifamiliar sencilla de 2 a 3 plantas 1.250.000,00 $/m2

Fuente: propia. Valores del 2015

Figura 10-37. Curvas de daños (USACE, 2000) Ejemplo: Villapinzón. Altura de agua río 5.5

metros. Sobre la zona urbana cota 2.5 m. Zona inundable para T500 años. En este caso el daño

en estructuras de 2 o más plantas es del 50% y el contenido del 30%.

Fuente: Curvas de daños (USACE, 2000).

EFECTO DE LAS INUNDACIONES SOBRE LAS ESTRUCTURAS Con las inundaciones las estructuras sufren afectaciones, en mayor o menor medida, debido a los altos niveles alcanzados por el agua, su salinidad, la saturación del suelo, las malas prácticas constructivas en los sistemas y los materiales utilizados. El problema está, en que su identificación requiere de evaluaciones técnicas precisas. (IASC Inter-Agency Standing Committee). En esta guía, consultando los trabajos de investigación 28, 29 y 30, se han distinguido las siguientes alturas de aguas para las edificaciones: Se considera la altura de agua de 0.3 metros como la altura de agua crítico a partir del que se empiezan a apreciar daños notables en las construcciones y en sus contenidos. Además se considera que altura de aguas del agua superiores a 2 metros ligados a una cierta velocidad del agua pueden producir el colapso en las construcciones.


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Las estructuras en zonas inundables pueden sufrir daños estructurales como: 1. Socavaciones y fallas en la cimentación.

2. Erosiones en el suelo y por tanto fallo de la cimentación por falta de la capacidad

portante del suelo.

3. Saturación del suelo por los efectos de la inundación produciendo deslizamientos, derrumbes y avalanchas, y sus subsecuentes consecuencias como perdida de la estabilidad del suelo y afectación de la estabilidad del conjunto cimentación y estructura.

4. Al afectar la capacidad portante del suelo, la estructura de la vivienda pierde soportes laterales y horizontales y con ellos su capacidad de carga y de estabilidad.

5. El agua de inundación puede causar el deterioro de los muros exteriores, y en casos de una profundidad de inundación superior a 1 m puede incluso hasta hacer fallar los muros por la descompensación de presiones.

6. La estructura puede presentar inestabilidad estructural debido al impacto de escombros de gran magnitud o por la fuerza que puede ejercer sobre un elemento estructural el efecto combinado de acumulación de escombros y la presión hidrostática o hidrodinámica del agua.

7. Se pueden presentar grietas en muros, losas y columnas debido a los efectos del fenómeno de la inundación en función de su magnitud. Daños que pueden ser reparables o irreparables.

8. Deterioro de los materiales de construcción empleados en las edificaciones por la exposición al agua de inundación, ya sea debido a la contaminación de la misma, a la vulnerabilidad del material en presencia del agua, o la salinidad que pueda tener el agua de inundación. Ej. Corrosión de los elementos estructurales metálicos que no estén protegidos debidamente o que no sean galvanizados o inoxidables.


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Figura 10-38. Lluvias en Cundinamarca, abril 2012.

Fuente: El País

b) Actividades (Zonas industriales y zonas agrícolas)

Según la CAR predominan en las Subcuenca las actividades económicas agrícolas y pecuarias. En cuanto a las actividades industriales es importante destacar la importancia de los invernaderos, que se ubican principalmente en el área conocida como de sabana y cuyo destino es el cultivo de flores y/o frutales. Para la valoración y estimación de los daños se realizará a partir de los datos de la CAR relativas a las actividades y al valor que les da. Las actividades desarrolladas en la cuenca aportan $ 7.142.792.000 pesos colombianos al producto interno bruto nacional. Dicho aporte discriminado por Subcuenca se presenta en la siguiente tabla. (Estos datos se deben dividir por unidad de superficie en cada Subcuenca, urbano y rural):

Figura 10-39. Tabla PIB por Subcuenca


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A partir de las valoraciones monetarias establecidas para “actividades”, en cada Subcuenca, y las superficies afectadas, en zona rural y zona urbana, se calcularan los daños o pérdidas monetarias correspondientes totales (pesos), considerando el daño total en todas aquellas actividades que queden sumergidas para cualquier altura de agua durante las crecientes T50, T100 y T500. 10.3.2.8.2 ESTIMACIÓN DE LA POBLACIÓN AFECTADA

Para evaluar la vulnerabilidad frente a las inundaciones de una determinada zona, paralelamente el cálculo de pérdidas monetarias se realizan otros cálculos complementarios para considerar el número de personas afectadas por el evento. El factor número de personas afectas será uno de los principales parámetros para asignar la vulnerabilidad. El objetivo es estimar el número de personas que se pueden encontrar en la zona inundable, todo considerando la información de las líneas de inundación para periodos de retorno de 50, 100 y 500 años, esta información será complementada en los tramos que no se disponga de información con la información geomorfológica. Paralelamente a la estimación de la cantidad de población posiblemente afectada en caso de inundación se pueden determinar en función de la altura de agua las magnitudes de los impactos producidos. La caracterización de los impactos producidos se realizará en el apartado de análisis del riesgo. El recuento de la población ubicada en área inundable, se realiza a partir de datos de densidad media (hab/Km2) del DANE o de los datos de la CAR.

Figura 10-40. Densidad Poblacional de la cuenca del río Bogotá.


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Fuente: CAR, Elaboración del Diagnóstico, Prospectiva y Formulación de la Cuenca Hidrográfica del río Bogotá

La metodología a aplicar permite, utilizando conjuntamente la información de las líneas de inundación y la geomorfología, así como las estadísticas, calcular la cantidad de población ubicada en el área inundable. El resultado final es un número de personas ubicadas en el área inundable. Hay que remarcar que ante las limitaciones ya expuestas en los apartados anteriores, los resultados no deben tomarse como cifras reales, sino que son cifras que permiten diferenciar las zonas donde la población es más vulnerable. Para determinar exactamente la población afectada debería realizar estudios a nivel muy detallado partiendo de un inventario real de la población ubicada en las diferentes edificaciones. Para ello el número de personas que se puede encontrar en una edificación se puede calcular como el producto del número medio de personas que habitan por hogar y el número medio de pisos o viviendas en las edificaciones. En el caso de áreas industriales la población existente también se debe estimar que pueden sufrir las amenazas por inundabilidad. 10.3.2.8.3 ESTIMACIÓN DE VIAS DE COMUNICACIÓN AFECTADAS

Ante la imposibilidad de poder disponer de una curva de daños- altura de agua de inundación por las vías de comunicación, se ha decidido realizar un cálculo parcial para evaluar los kilómetros de vías de comunicación que se pueden ver afectados en caso de inundación. El objetivo es evaluar la longitud total de vías de comunicación en la que los vehículos pueden tener problemas en el momento de circular en caso de inundación. Fuente Análisis de la gestión del riesgo de desastres en Colombia. Un aporte para la construcción

de políticas públicas. Banco Internacional de Reconstrucción y Fomento / Banco Mundial Región

de América Latina y El Caribe (Colombia) y Global Facility for Disaster reduction and Recovery

(GFDRR). Inundabilidad en el municipio de Chía.

Figura 10-41. Municipio de Chía. Inundaciones 2011.


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Siguiendo las indicaciones de Melbourne Water60, Emergency Management Australia61 y Defra62 se ha establecido el valor de 0.3 metros como altura de agua crítico, a partir del cual los vehículos en el momento de circular pueden perder la estabilidad y empezar a flotar. La metodología a utilizar consiste en seleccionar todos los Km de tramos de vía afectados por altura de aguas de agua superiores a 0.3 metros y realizar el sumatorio de la longitud total de las vías. 10.3.2.9 ZONIFICACIÓN DEL TERRITORIO POR RIESGO DE INUNDACIÓN

10.3.2.9.1 ANÁLISIS DE LAS ZONAS POTENCIALMENTE INUNDABLES

Para el análisis de las zonas potencialmente inundables, se tienen en cuenta los siguientes aspectos: • La frecuencia de las inundaciones: periodo de retorno de 50, 100 y 500 años

• La gravedad de afectación (daños graves, daños significativos y daños pequeños)

• El tipo de elementos vulnerables afectados (núcleos urbanos, viviendas

aisladas, instalaciones comerciales, instalaciones industriales, servicios básicos) Una posible clasificación es basarse en la frecuencia o probabilidad en que se producen las inundaciones. Las zonas que se distinguen son las siguientes: • Zonas de inundación frecuente: Zonas inundables delimitadas superiormente por la

línea de inundación de periodo de retorno de 50 años. • Zonas de inundación ocasional: Zonas inundables delimitadas inferiormente por la

línea de inundación de periodo de retorno de 50 años y superiormente por la línea de periodo de 100 años.

• Zonas de inundación excepcional: Zonas inundables delimitadas inferiormente por la

línea de inundación de periodo de retorno de 100 años y superiormente por la línea de período de 500 años.

10.3.2.9.2 ANÁLISIS DEL RIESGO DE INUNDACIONES

Paralelamente a la discretización de las zonas potencialmente inundables en función de la frecuencia en que se produce el evento, las zonas inundables son susceptibles de

60 MELBOURNE WATER, 2003. Guidelines for Development in flood. 61 EMERGENCY MANAGEMENT AUSTRALIA, 2002. Disaster Loss Assessment 62 DEFRA, 2003. Flood Risks to people. R & D Technical Report FD 2317/TR. ISBN 1844321355. 114 pp


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ser clasificadas en función del nivel de riesgo. Este hecho implica evaluar por cada lugar en concreto y periodo considerado, el grado de pérdidas esperadas como consecuencia de la exposición al peligro de inundación. La evaluación y la asignación del nivel de riesgo se pueden realizar diferenciando varios niveles de detalle. Para los estudios técnicos de obras de adecuación hidráulica cuyo objetivo es valorar el grado de disminución del nivel de riesgo en el territorio se realiza un análisis en un primer nivel, estableciendo el nivel de riesgo asignado a cada elemento del territorio. Con el objetivo de clasificar los diferentes elementos del territorio en función del riesgo, se puede seguir la clasificación, que establece la siguiente zonificación: • Zonas A, de riesgo alto: Son aquellas zonas en que las inundaciones pueden

producir daños importantes núcleos de población, a grandes instalaciones comerciales, industriales (o agrícolas) y / o de servicios básicos para la población, vías de comunicación, infraestructuras, ganaderías y al medio.

Dentro de estas zonas, ya efectos de emergencia se establecerán las siguientes subzonas:

o Sub A1: Riesgo Alto Frecuente; son aquellas zonas A en que las crecientes correspondientes a la línea de inundación de periodo de retorno de 50 años producirán daños graves a núcleos urbanos.

o Sub A2: Riesgo Alto Ocasional; son aquellas zonas A en que las crecientes correspondientes a la línea de inundación de periodo de retorno de 100n años producirán daños graves a núcleos urbanos.

o Sub A3: Riesgo Alto Excepcional; son aquellas zonas A en que las crecientes correspondientes a la línea de inundación de periodo de retorno de 500 años producirán daños graves a núcleos urbanos.

• Zonas B de riesgo significativos (medio): Son aquellas zonas, no coincidentes con las zonas A, en las que las crecientes correspondientes a la línea de inundación de periodo de retorno de 100 años pueden producir daños importantes en viviendas aisladas y las crecientes correspondientes a la línea de inundación de periodo de retorno entre 100 años y 500 años, daños significativos a instalaciones comerciales, industriales, usos agrícolas, usos ganaderos, servicios básicos para la población, medio y vías de comunicación

• Zonas C de riesgo bajo: Son aquellas, no coincidentes con las zonas A ni con las

B, en las que las inundaciones correspondientes a un período de retorno de 500 años producirían impactos en viviendas aisladas y el resto de crecientes de periodo de


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retorno de cien y cincuenta años producirían daños pequeños, instalaciones comerciales, industriales, agrícolas y / o de servicios básicos para la población.

Se entiende por núcleo urbano al conjunto con población de más de 50 habitantes o al conjunto agrupado de más de 5 viviendas habitadas. Se considera incluido dentro del casco urbano aquellas edificaciones aisladas, distantes menos de 200 metros del límite exterior del conjunto. Se entiende por viviendas aisladas el conjunto formado entre 1 y 5 viviendas habitadas.

Tabla 10-6. Periodo de retorno o probabilidad de ocurrencia y el nivel de daños producidos.

El nivel de riesgo a asignar a cada elemento tal y como se muestra en la tabla anterior, es función del periodo de retorno o probabilidad de ocurrencia y el nivel de daños producidos. Aunque existen diferentes variables que se pueden considerar a la hora de evaluar los daños (altura de agua del agua, velocidad, concentración de sedimentos), la asignación en la presente guía, se basado únicamente en la altura de agua del agua, debido a que es una variable de la que se suele disponer de información y además es uno de los factores más importantes y de aplicación más sencilla cuando se quiere analizar el riesgo y el cálculo de la disminución del riesgo con la aplicación de una medida concreta. La metodología consiste en: • Identificar los usos a considerar. Si hay limitaciones en la información

disponible, y no es posible distinguir entre núcleos de población y viviendas aisladas,


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estas dos tipologías se identifican como "edificaciones". Paralelamente también se han distinguido los usos comerciales e industriales y los agrícolas.

• Parametrizar los rangos de altura de aguas que definen el grado de daños

producidos. Con el objetivo de evaluar el riesgo al que están expuestas las edificaciones así como el riesgo al que están expuestas las personas, se han empleado rangos de altura de aguas del agua diferentes ya que la posible afectación no es comparable en los dos elementos. Consultando los trabajos de investigación de Melbourne Water, 2003. Guidelines for Development in flood, el Emergency Management Australia, 2002. Disaster Loss Assessment y el Defra, 2003. Flood Risks to people. R & D Technical Report FD 2317/TR. ISBN 1844321355. 114 pp se han distinguido las siguientes alturas de aguas:

o Edificaciones. Se considera la altura de agua de 0.3 metros como la altura de

agua crítico a partir del que se empiezan a apreciar daños notables en las construcciones y en sus contenidos. Además se considera que altura de aguas del agua superiores a 2 metros ligados a una cierta velocidad del agua pueden producir el colapso en las construcciones.

o Personas. En este caso se considera que cualquier persona por el hecho de encontrarse en zona inundable está sometida a un riesgo aunque sea bajo. Se considera que con un altura de agua de 0.3 metros la afectación a las personas puede ser notable y que con altura de aguas superiores 1.2 metros incluso se puede producir la muerte.

El resultado de la interposición de rangos de altura de aguas del agua diferenciados para cada elemento genera dos tablas de clasificación, donde en función de la probabilidad de ocurrencia y de la altura de agua o altura del agua, se puede determinar el riesgo asignado (A, A1, A2, A3, B o C). En las tablas siguientes se muestran los niveles asignados por las edificaciones y para las personas respectivamente:


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Tabla 10-7. Matriz clasificación de edificaciones donde T= Periodo de retorno, uso= tipología del

uso del territorio, altura de agua.

• La matriz utilizada para la clasificación de las Personas donde T= Periodo de retorno,

Uso= tipología del uso del territorio, altura de agua


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Tabla 10-8. Periodo de retorno o probabilidad de ocurrencia que le corresponde así como la

altura de agua o altura del agua.

Se asigna mediante la utilización del SIG, para cada tipología de uso del territorio definido en la tabla anterior, el periodo de retorno o probabilidad de ocurrencia que le corresponde así como la altura de agua. La altura de agua se clasifica en los siguientes intervalos: 0 a 0.3 metros - 0.3 a 1.2 metros - 1.2 a 2 metros - 2 a 3 metros más de 3 metros Se aplica mediante programación en entorno SIG, la tipología de riesgo que corresponde cada elemento, en función de si se considera el riesgo ligado a las edificaciones o las personas. La asignación de la tipología se realiza a partir de los valores de altura de agua y período de retorno especificados en las dos tablas anteriores.


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El análisis se realiza en formato ráster con una resolución de 5 metros. El resultado obtenido corresponde a una serie de celdas de 5 x 5 metros, clasificadas según los valores posibles de riesgo A, A1, A2, A3, B o C. Destacar que por la tipología de la clasificación empleada el nivel de riesgo únicamente se encuentra asignado a los elementos constructivos. 10.3.2.9.3 ANÁLISIS DEL RIESGO POR INUNDACIONES POR MUNICIPIO

Si por parte de la administración actuante se pide, se puede realizar también el estudio del riesgo a nivel municipal, aunque no es objeto de un proyecto de adecuación hidráulica. El objetivo es conocer si con una actuación concreta se modifican las condiciones fluviales y el riesgo asociado en el municipio de la zona objeto de estudio así como en los municipios aguas debajo de una zona de actuación respecto la situación actual. Para establecer el nivel de riesgo por inundaciones a asignar a cada municipio se consideran diferentes variables entre las que destacan la clasificación de riesgo de los elementos del territorio (realizada en el apartado anterior), los cálculos realizados por la evaluación de la vulnerabilidad y finalmente parámetros relativos a la peligrosidad de las cuencas. La metodología aplicada ha consistido en:

a) Calcular el valor a nivel municipal de las siguientes variables:

• Variables relacionadas con la vulnerabilidad: Se realiza el sumatorio de los siguientes parámetros para cada municipio:

o Los daños monetarios totales

o El número total de personas ubicadas en zona inundable.

o La longitud total de vías de comunicación en la que los vehículos pueden tener

problemas en el momento de circular

• Variables relacionadas con la peligrosidad de las cuencas: Como los límites que marcan el área espacial ocupada por las diferentes cuencas y que marcan el área espacial de los municipios no coinciden, se puede optar por asignar al municipio el valor de peligrosidad intrínseca de la cuenca que sea más frecuente.

• Variables relacionadas con la asignación del nivel de riesgo en los diferentes

elementos del territorio. A partir de la clasificación realizada en el apartado anterior, en la que se asigna el nivel de riesgo al que están expuestas las edificaciones y las


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personas, se calculan dos índices que se utilizan posteriormente en la evaluación del nivel de riesgo del municipio.

Los índices que de ahora en adelante se denominarán como ‘person’ y ‘edificación’, se basan en la cuantificación a nivel municipal de la superficie afectada por cada nivel de riesgo de personas y edificaciones. Posteriormente estos valores son ponderados por los valores establecidos en la tabla siguiente y divididos por la superficie total clasificada en el municipio.

Tabla 10-9. Valores de ponderación en función del riesgo.

Riesgo Puntuación

A1 20

A2 15

A3 10

A 15

B 5

C 1

La expresión matemática empleada en el cálculo de los dos índices es la siguiente:

Dónde: • ST: Superficie total sometida a riesgo. El subíndice personas o edificaciones

muestra cuál es el elemento considerado a la hora de asignar el riesgo. • SA1, SA2, Superficies clasificadas según el riesgo como A1, A2, El subíndice

personas o edificaciones muestra cuál es el elemento considerado a la hora de asignar el riesgo.


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• VA1, VA2, Valoración asignada a cada nivel de riesgo.

Del cálculo de los respectivos índices se extrae que, valores de los índices superiores a 7 indican que la mayor parte de superficie clasificada del municipio tiene un nivel de riesgo asignado bastante importante (clases A y B)

b) Combinar mediante técnicas SIG la información anterior para cada municipio. Se combina para cada municipio la información de las diferentes variables calculada en el paso anterior. De esta manera para cada municipio se dispone de la siguiente información:

• Cantidad de daños monetarios

• Número de personas ubicadas en zonas inundables.

• Número de kilómetros de vías de comunicación susceptibles a ser inundados.

• Índice de personas (Iperson).

• Índice de edificaciones (Iedificacion).

• Peligrosidad intrínseca de la cuenca

c) Asignar el nivel de riesgo en el municipio, en función de la información disponible a nivel municipal.

Mediante la aplicación de una serie de condicionantes para las diferentes variables, se asigna el nivel de riesgo que corresponde a varios municipios. Los condicionantes que definen cada clase son: Municipios con riesgo Muy Alto, son aquellos en los que: • Hay más de 250 personas ubicadas en área inundable y los daños monetarios son

superiores a 154.000.000 US$ (154MUS$) • Hay más de 250 personas, los daños monetarios son inferiores a 154MUS$ y la

peligrosidad de la cuenca es grave o moderada • Hay entre 50 personas y 250 personas ubicadas en área inundable, los daños

monetarios son superiores a 154MUS$, la peligrosidad de la cuenca es grave y el índice de personas y el índice de edificaciones es superior a 7.

Municipios con riesgo Alto, son aquellos en los que:


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• Hay entre 50 personas y 250 personas en área inundable, los daños monetarios son superiores a 154MUS$ y la peligrosidad de la cuenca es leve o moderada.

• Hay entre 50 personas y 250 personas en área inundable, los daños monetarios son

superiores a 154MUS$, la peligrosidad de la cuenca es grave y el índice de personas o el índice de edificaciones es menor que 7.

• Hay entre 25 y 50 personas en área inundable, los daños monetarios son superiores

a 154MUS$, la peligrosidad de la cuenca es grave, el índice de personas y el índice de directriz es superior a 7.

• Hay entre 50 personas y 250 personas ubicadas en área inundable, los daños

monetarios son inferiores a 154MUS$, la peligrosidad de la cuenca es grave o moderada.

• Hay más de 250 personas ubicadas en área inundable, los daños monetarios son

inferiores a 154MUS$ y la peligrosidad de la cuenca es leve. Municipios con riesgo Medio, son aquellos en los que: • Hay entre 25 y 50 personas en área inundable, los daños monetarios son superiores

a 154MUS$ y la peligrosidad de la cuenca es leve o moderada.

• Hay entre 25 y 50 personas, los daños monetarios son superiores a 154MUS$, la peligrosidad de la cuenca es grave y el índice de personas o el índice de edificaciones es menor que 7.

• Hay entre 25 y 50 personas ubicadas en área inundable, los daños monetarios

calculados son inferiores a 154MUS$ y la peligrosidad de la cuenca es grave o moderada.

• Hay entre 50 y 250 en área inundable, los daños calculados son inferiores a 154MUS$

y la peligrosidad de la cuenca es leve.

Municipios con riesgo Moderado, son aquellos en los que:

Hay entre 5 y 25 personas en área inundable y existen daños monetarios.

Hay entre 25 y 50 personas en área inundable, los daños calculados son inferiores a 154MUS$ y la peligrosidad de la cuenca es leve.

Hay menos de 5 personas en área inundable, existen daños monetarios y la peligrosidad de la cuenca es grave o moderada.


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Municipios con riesgo Bajo, son aquellos en los que:

Hay menos de 5 personas en área inundable y la peligrosidad de la cuenca es leve.

Municipios en los que no existen daños monetarios, ni afectación a vías de comunicación y en los que la afectación a personas es muy pequeña.

Municipios en que no se produce afectación a personas y los daños son muy pequeños.

Municipios en los que a partir de los datos disponibles de geomorfología y estudio hidráulico, no se ha detectado ninguna afectación en cuanto a generación de daños, afectación a personas ni a vías de comunicación.

10.3.3 GUÍA DE LAS ACTIVIDADES PARA LA REDUCCION DEL RIESGO MITIGACIÓN Y PREVENCIÓN DE DESASTRES.

La mitigación se refiere a las acciones orientadas a reducir la vulnerabilidad de la población frente a un medio ambiente hostil, y con esto incrementar la capacidad de resistencia de los asentamientos humanos frente a la presencia de fenómenos de origen natural o humano potencialmente destructivos. Juega un papel de gran importancia en la reducción de los riesgos, ya que es la etapa más eficiente de la planificación en términos económicos y sociales. Es imposible evitar completamente la ocurrencia de cierto tipo de fenómenos, y en ocasiones los costos de las medidas preventivas no pueden ser justificados dentro del contexto social y económico de la región amenazada, pero es posible reducir o atenuar los efectos de dichos eventos sobre los elementos expuestos a su acción. Existen numerosas medidas de reducción del riesgo de inundación. En general, se dividen en dos grupos: medidas estructurales y medidas no estructurales. • Las medidas estructurales engloban todas aquellas construcciones que reducen o

evitan el posible impacto de la inundación, incluyendo un amplio rango de obras de ingeniería civil, como, por ejemplo, la construcción de infraestructuras de protección y resistencia a la acción del agua, tales como diques o presas.

• Las medidas no estructurales incluyen políticas, concienciación, desarrollo del

conocimiento, reglas de operación, así como mecanismos de participación pública e información a la población, de modo que puede reducirse el riesgo existente y los impactos derivados de la inundación.

La aplicación de medidas estructurales puede evitar las consecuencias de inundación hasta un determinado evento, denominado evento de diseño. Dado que siempre puede


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producirse un evento superior al de diseño para un determinado valor de probabilidad, existe siempre un nivel de riesgo residual, aun cuando la infraestructura se comportase perfectamente. Por otra parte, las medidas no estructurales también ayudan en la reducción de dicho riesgo residual. Sin embargo, éste no puede ser completamente eliminado. Por tanto, el riesgo residual se compone de las consecuencias que no pueden ser evitadas mediante medidas estructurales ni por medidas no estructurales. 10.3.3.1 PAPEL DE LAS MEDIDAS ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES EN

LA REDUCCIÓN DEL RIESGO DE INUNDACIÓN.

Tal y como se ha definido en el apartado anterior, el riesgo residual se fundamenta en el hecho de que las medidas estructurales y no estructurales no pueden eliminar el riesgo de inundación por completo. Tanto las medidas estructurales como no estructurales son de especial relevancia en la reducción del riesgo. Su funcionalidad y fiabilidad desempeñan un papel importante por diversas razones: • Funcionalidad de las medidas estructurales: Las medidas estructurales se diseñan

para eventos asociados a una cierta probabilidad anual de excedencia. Si se produce un evento superior al de diseño, la estructura no es capaz de proporcionar la protección necesaria frente a la inundación, perdiendo su funcionalidad.

• Fiabilidad de las medidas estructurales: Las infraestructuras de protección o

retención, como presas y diques, evitan consecuencias hasta el punto en el que éstas resultan fiables. Más allá de cierto nivel, su rotura o fallo incrementa las consecuencias de la inundación, aunque vinculadas a una probabilidad de ocurrencia muy reducida.

• Funcionalidad de las medidas no estructurales: Las medidas no estructurales

reducen el riesgo de inundación cuando ésta ya se ha producido, reduciendo las consecuencias de la misma. A tal efecto, pueden emplearse medidas como el planeamiento urbano, sistemas de predicción meteorológica, modelos de pre- caracterización de crecientes, sistemas de aviso y procedimientos de evacuación.

• Fiabilidad de las medidas no estructurales: Debe analizarse la robustez de dichas

medidas para conocer si su funcionamiento y aplicación serán correctos para alcanzar la máxima reducción posible, dado que su fallo o ineficacia puede ocasionar importantes consecuencias.


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10.3.3.2 MEDIDAS ESTRUCTURALES

Las medidas estructurales para la reducción del riesgo de inundación comprenden todas aquellas medidas consistentes en la construcción de obras civiles con el fin de proteger áreas frente a inundaciones, y reducir o evitar los posibles impactos de las amenazas. También comprenden la aplicación de técnicas de ingeniería para lograr la resistencia y la resistencia de las estructuras o de los sistemas frente a las amenazas. Las medidas estructurales de obra civil comunes para la reducción del riesgo de desastres incluyen las presas, los encauzamientos, los diques para evitar inundaciones y los albergues en casos de evacuación63. A modo de ejemplo, las medidas adoptadas para crear espacios para el rio en 30 localidades de Holanda se resumen en la siguiente figura:

Figura 10-42. Medidas adoptadas para crear espacios para el río en 30 localidades de Holanda.

Fuente: Netherlands Ministry of Transport Public Works and Water Management, 2008.

63 UNISDR, 2009. Terminología sobre reducción del riesgo de desastres. Ginebra, Suiza: Estrategia

Internacional para la reducción de desastres de las Naciones Unidas (UNISDR),05 de 2009.


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Hoja No. 447


Las medidas estructurales en edificación consisten en diseñar y edificar las nuevas construcciones con mejoras substanciales cuando se encuentren localizadas en el plano de inundación. Es necesario que sean construidas con especificaciones a prueba de inundación que permitan disminuir el riesgo de fallo estructural y por consiguiente el número de víctimas que se producirían como consecuencia de este escenario. 10.3.3.2.1 SOLUCIONES ESTRUCTURALES DE OBRA CIVIL

En la construcción de estructuras civiles existen diferentes estrategias. Las medidas estructurales presentan un papel fundamental en la reducción del riesgo de inundación, pues evitan numerosas crecientes. En el capítulo 14 se describen sus principales características, centradas principalmente en las estructuras de protección frente a las inundaciones. ENFOQUES CLASICOS Los enfoques clásicos para evitar los problemas de inundabilidad clasifican las medidas en tres grupos según el tipo de estructura y su función: Estructuras de protección: Estas estructuras protegen zonas urbanas, cultivos e

infraestructuras evitando el desbordamiento del agua o forzando su flujo por un determinado lugar. Generalmente enfocadas a la protección de la zona urbana de forma directa, evitando la entrada del agua en la ciudad.

Las estructuras más comunes son los diques o muros y la modificación de cauces mediante ensanchamientos de sección, pantallas frontales, cambios de rugosidad, encauzamientos, nuevos cauces o canales paralelos, forzando al flujo a discurrir por un determinado lugar. En edificaciones, las medidas se basan en impermeabilizaciones, fortificaciones de sótanos, uso de suelos adoptados para el primer piso (son medidas también no estructurales).

Estructuras de retención: Su misión consiste en retener el agua para evitar inundaciones asociadas a grandes descargas, que pueden producir importantes daños e incluso el fallo de la propia estructura de retención o de otras estructuras existentes aguas abajo.

Las estructuras más comunes son grandes presas (de gravedad, arco, contrafuertes, materiales sueltos), embalses situados aguas arriba de zonas urbanas, estanques de retención de gran capacidad e incluyen mejora de calidad del agua.

Sistemas de drenaje: Los sistemas de captación y drenaje se diseñan para la gestión del agua de escorrentía generada por un evento de precipitación en la zona


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Hoja No. 448


urbana y sus alrededores. Por tanto, son estructuras de protección frente a inundaciones de origen pluvial.

Las estructuras más comunes son sistemas de drenaje convencional (sistemas unitarios o sistemas separativos) o sistemas de drenaje sostenibles -SuDs- (cubiertos vegetales, Áreas de bioretención, franjas filtrantes, mejora de cunetas, filtros de arena, balsas de retención y detención, estructuras de retención subterráneas, zanjas de infiltración, pavimentos permeables, espacios alternativos de retención (aprovechar, calles, parqueaderos, canales, etc.).

OTROS ENFOQUES ACTUALES, APLICACIÓN DE BIOINGENIERÍA

En la construcción de estructuras civiles existen otras estrategias en función de la posibilidad de aplicar medidas de bioingeniería, y considerando que las estructuras deben diseñarse teniendo en cuenta la dinámica natural del río, comprendiendo su naturaleza cambiante. Una clasificación de referencia64 recopila un listado de problemáticas fluviales “tipo”, dada la complejidad en sí de un río, como ente dinámico y a que habitualmente son varios los problemas que se generan simultáneamente por causas diversas y con potentes sinergias. Se establece un listado que englobe los principales problemas que demandan intervenciones en el espacio fluvial. Los problemas fluviales considerados son:

Inestabilidad de taludes

Inestabilidad del margen del lecho ordinario

Linealidad fluvial

Socavación o elevación del lecho del río

Movilidad de sedimentos

Necesidad de disminuir la velocidad de corriente

Necesidad de mejora del buen estado ecológico (hábitats, presas pequeñas para recrecer la lámina de agua, etc.)


Escasez de capacidad de desagüe

64 Manual de técnicas de restauración fluvial. Monografías. Fernando Magdaleno Más. CEDEX. 2008


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Hoja No. 449


Falta de protección frente a inundaciones

Alteración de las poblaciones vegetales asociados a las riberas

Invasión de especias alcotanas

Las medidas se clasifican en doce grupos según la problemática existente:

Tabla 10-10. Problemática: inestabilidad de taludes

PROBLEMATICA: 1.-INESTABILIDAD DE TALUDES

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones

convencionales Soluciones de restauración

Problemas de

estabilidad

geotécnica.

Socavaciones de la base

del talud en el río o

modificación de la

pendiente de equilibrio.

Pueden ser fenómenos

naturales que, si es

posible, deben permitirse.

Muros, gaviones o

escolleras.

Es necesario conocer el

origen de la inestabilidad:

excavación de base,

modificación de régimen

hidráulico, etc. A partir de

este conocimiento se pude

consolidar la base del talud y

proteger la estructura.

Inestabilidad en la

base de los taludes

Existencia de

intervenciones tipo

dragados o extracciones

de gravas sobre el perfil

longitudinal en tramos

aguas arriba

Protecciones con

materiales minerales tipo

escollera y otros

Corrección geomorfológica

del tramo. Protecciones

puntuales y con técnicas

diversificadas. Instalación de

estructuras transversales

para disipación de energía.

Colchones de agua.

Capacidad

hidráulica

En aquellos sitios donde

se ha disminuido la

capacidad hidráulica los

taludes pueden resultar

afectados por las

crecientes

La técnica más habitual

es la escollera

Lo ideal es recuperar la

sección del río, pero si no es

posible, se pueden emplear

técnicas de ingeniería

naturalística en zonas con

suficiente humedad o bien

utilizar las Geomallas en

todos los casos. El precio de

la Geomallas instalada es

sensiblemente inferior a las

técnicas convencionales.


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Hoja No. 450


Tabla 10-11. Problemática: inestabilidad del margen del lecho ordinario

PROBLEMÁTICA: 2. INESTABILIDAD DEL MARGEN DEL LECHO ORDINARIO

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


Aparición de isletas

o penínsulas,

trenzamiento del

cauce

Excesivo

dimensionamiento del

cauce en tramos

modificados

Intervenciones continuas

de mantenimiento

mediante dragados y

retiradas de gravas

sistemáticas

Conformación del cauce

menor y cauce mayor, y

revegetación posterior de

los mismos con diferentes

técnicas en función de las

características del tramo

Excesivo

desarrollo de

vegetación leñosa

de carácter

colonizador,

arbórea (Salix

alba) y

arbustiva(Otros

Salix, zarzas, etc.)

en las zonas bajas

del talud, que

tienden a cegar el

cauce y confieren

sombreado

excesivo.

Alteración de los

horizontes pedológicos

originales, excesiva

pendiente de los taludes

hacia el río y exceso de luz

favorecedor de especies

heliófilas como

consecuencia del dragado

y rectificación del perfil

transversal de ríos en

tramos medios en ámbito

mediterráneo.

Intervenciones

periódicas con

maquinaria pesada para

volver a restituir el perfil

conseguido inicialmente

tras las obras con el

consecuente acumulo de

impactos sobre el

ecosistema fluvial.

Diversificación de los perfiles

transversales mediante re

perfilados puntuales y

definitivos, recuperación de la

banda de salicáceas

arbustivas y plantación de

especies arbóreas en la

coronación con el fin de

proteger los taludes y

proporcionar sombra en un

plazo breve.

Importantes

erosiones en las

márgenes con

efectos secundarios

a la vegetación y/o

infraestructuras

Variaciones en el caudal,

por ejemplo por

incrementos de la

escorrentía en zonas

urbanizadas que provocan

la destrucción de

márgenes

Escolleras

Existen una gran variedad de

técnicas de bioingeniería

altamente eficaces que

varían en función del grado

de protección, tipo de río, etc.


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Hoja No. 451


Tabla 10-12. Problemática: linealidad

PROBLEMÁTICA: 3. LINEALIDAD

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


Linealidad,

empobrecimiento de

hábitats, aumento de

la frecuencia de

inundaciones

Encauzamientos,

escolleras. No procede

Recreación de meandros

recuperando espacio fluvial.

- Banalización de la

complejidad del

corredor ribereño.

Invasión del espacio No procede Deflectores.

Disminución de

procesos

geomorfológicos y

disminución de la

continuidad fluvial

Fluvial por urbanismo

y agricultura. No procede

Instalación de vegetación de

ribera por diferentes técnicas

- Excavación del

lecho del río Plantaciones lineales. No procede

Se trata de un proceso

complejo con mezcla de

correcciones geomorfológicas

y técnicas diversas de

bioingeniería

Cambios en el lecho o

cambios en el régimen

en hidrológico

No procede

Pérdida de la

conectividad

transversal.

Obras de defensa y

encauzamientos. No procede

Definición del territorio de

libertad fluvial.

-Reducción de la

movilidad lateral del

cauce y aislamiento

de algunas zonas

húmedas respecto

del cauce principal.

Conformación de

jarillón cercanas al

lecho menor

No procede

- Meandrización, eliminación

de defensas, creación de

riberas naturales mediante

técnicas de bioingeniería.


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Hoja No. 452


Tabla 10-13.Problemática: socavación o elevación del lecho del cauce

PROBLEMÁTICA: 4.-SOCAVACIÓN O ELEVACIÓN DEL LECHO DEL CAUCE

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales

Soluciones de restauración

Elevación del lecho Cambio de la pendiente

por acumulación de

acarreos

Dragados continuos Intentar volver a un régimen de

caudales sólidos y líquidos lo

más parecido posible al natural

(revisión de concesiones de

presas, medid as especiales,

etc.). Evitar la llegada de

sedimentos a través de los

barrancos que desemboquen en

el tramo mediante trampas de

sedimentos o similares

Socavación del

lecho o incisión del

cauce provoca el

descenso de la

capa freática,

fijación del cauce y

disminución de la

variedad de

ambientes

Disminución del caudal

hídrico y sólido

(canalizaciones,

encauzamientos)

No procede Equilibrar el aporte de sólidos

mediante eliminación de

pequeñas presas fuera de uso

aguas arriba

Eliminación de la canalización y

re naturalización del lecho

mediante técnicas de

bioingeniería

Tabla 10-14. Problemática. Movilidad de sedimento

PROBLEMÁTICA: 5.-MOVILIDAD DE SEDIMENTOS

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales


Problemas de

colmatación de

pozas, balsas o

estructuras

vestales o

geomorfológicas de

interés



hidrológico

Inmovilizar sedimentos

con azudes y presas

que pueden suponer un

nuevo impacto

ambiental

Inmovilización de sedimentos

por los cambios de velocidad

del agua y por la acción de la

vegetación.

Técnicas según

características del río


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Hoja No. 453


PROBLEMÁTICA: 5.-MOVILIDAD DE SEDIMENTOS

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales


Las playas de

gravas o el aporre

de sedimentos

forman parte de la

dinámica natural, si

faltan esto puede

provocar la pérdida

de diversidad

biológica

Retención de sedimentos

en presas o extracciones

abusivas de áridos

No procede. La solución

es eliminar los

impactos causantes del

problema

No procede. La solución es

eliminar los impactos

causantes del problema

Problemas de

colmatación de

pozas, balsas o

estructuras

vestales o

geomorfológicas de

interés



hidrológico

Inmovilizar sedimentos

con azudes y presas

que pueden suponer

un nuevo impacto

ambiental

Inmovilización de sedimentos

por los cambios de velocidad

del agua y por la acción de la

vegetación.

Técnicas según

características del río

Tabla 10-15. Problemática. Necesidad de disminución de la velocidad de corriente

PROBLEMÁTICA: 6.- NECESIDAD DE DISMINUCIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORRIENTE

Síntomas más evidentes

Causas Soluciones convencionales Soluciones de restauración

Velocidad de corriente demasiado

elevada

-Encauzamientos y canalizaciones

-No procede

-Recuperación de la vegetación ripiara

-Disminución de la recarga de los

acuíferos

-Eliminación de la vegetación de ribera

-Recuperación de meandros

-Deflectores

-Problemas con caudales punta

-Uso de Geomallas en

taludes -En general todas

aquellas actuación es tendentes a disminuir la linealidad con el uso de

vegetación


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Hoja No. 454


Tabla 10-16.Problemática: necesidad de mejorar el buen estado ecológico

PROBLEMÁTICA 7: NECESIDAD DE MEJORAR EL BUEN ESTADO ECOLÓGICO

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales


-Valores bajos en

índices e

indicadores de

calidad biológica y

de biodiversidad en

general.

Contaminación de las

aguas.

Escasa diversidad de

micro hábitats.

Mal estado de la

vegetación de ribera.

Alteraciones

geomorfológicas

(encauzamientos

principalmente)

-Eliminación de las

fuentes de

contaminación.

-Eliminación de las fuentes de

contaminación.

-Potenciar la diversidad de

Micro hábitats mediante

la restauración de la

vegetación ripiara y

diversificación de sus

especies cuando proceda,

eliminando especies

alóctonas. (Plantaciones,

estaquillado, faginas, etc.).

-Introducción de bolos y

gravas, zonas de frezaderos

y deflectores

-Aumentar el espacio fluvial.

Recuperación de procesos de

dinámica.

-Valores bajos en

índices e

indicadores de

calidad de ribera.

-Destrucción de las riberas

por usos sin control e

infraestructuras y

agricultura.

-Presencia de especias

alóctonas.

-Contaminación de las

aguas.

-Plantaciones. En

ocasiones sin claro

control de las especies

utilizadas y con exceso

de linealidad en las

mismas. Poco éxito a

largo plazo e incluso

introducción de nueva

problemática (especies

alóctonas e invasoras,

etc.).

-Eliminación de las fuentes de

contaminación.

-Aumentar el espacio fluvial.

Recuperación de procesos de

dinámica.

-Eliminar especies alóctonas.

-Recuperación de la

vegetación de ribera

mediante plantaciones,

estaquillados, faginas, etc.

Ausencia de un

verdadero caudal

ecológico

Regulación de Caudales ecológicos


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Hoja No. 455


Tabla 10-17. Problemática: contaminación del agua

PROBLEMÁTICA: 8.-CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


-Alteración de las

características

físico- químicas de

las aguas.

-Vertidos sin depurar o de

depuradoras con mal

funcionamiento.

-Aumentar las

infraestructuras de

depuración clásicas

-Mejora de los tratamientos de

las aguas residuales

introduciendo plantas acuáticas

en tratamientos

-Alteración de las

características

organolépticas

-Vertidos difusos de

viviendas dispersas.

-Aumento del control

de los vertidos y de

las redes de control

existentes

Terciarios que disminuyan a

límites aceptables la carga

orgánica.

-Lixiviados de la agricultura.

-Potenciación de la vegetación

de ribera (plantaciones mediante

las diversas técnicas,

-Vertidos industriales

incontrolados

Favoreciendo las especies con

mayor capacidad de eliminar

carga contaminante).

-Introducción de especies como

el carrizo (Phragmites sp.) y la

enea (Tjpha sp.) que soportan

las bacterias que reducen carga.

Tabla 10-18. Problemática: escasez de capacidad de desagüe

PROBLEMÁTICA: 9.-ESCASEZ DE CAPACIDAD DE DESAGÜE

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales


-Inundaciones y

mayor impacto de

las crecientes

-Canalizaciones y

defensas en tramos

aguas arriba

-Eliminación de llanuras

de inundación

-Aumento de la

cantidad y envergadura

de las defensas

(Canalizaciones,

escolleras, etc.)

-Dragados y ensanche

artificial del Cauce

-Recuperación de llanuras

de inundación

-En el caso de que lo

anterior no sea posible y

haya que ensanchar el

lecho del cauce, dejad

taludes de escasa pendiente

y aplicar diversas técnicas

de bioingeniería para la

recuperación de la

vegetación.

Tabla 10-19. Problemática: protección frente a inundaciones


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Hoja No. 456


PROBLEMÁTICA: 10.-PROTECCION FRENTE A INUNDACIONES

Síntomas más

evidentes

Causas Soluciones

convencionales


Inundaciones y

desperfectos en

los márgenes del

río

Generalmente obedece a

la reducción del espacio

fluvial original

(eliminación de llanuras

de inundación y

aproximación de

urbanizaciones,

polígonos, y usos

antrópicos en genera)

Canalizaciones y

defensas (basadas en

uso de hormigón,

escolleras y jarillón

principalmente)

La mejor solución es la

recuperación del espacio

fluvial, en ocasiones

mediante deslindes y

mediante acuerdos con los

propietarios y usuario de las

tierras Existen técnica

diversas como el uso de las

Geomallas que permiten

crear canalizaciones verdes

donde no se recupera la

funcionalidad fluvial pero se

puede mantener una

estructura vegetal (aun así

no se solucionará el

problema de las

inundaciones)

Tabla 10-20. Problemática: alteración de las poblaciones vegetales asociadas a las riberas

PROBLEMÁTICA: 11.-ALTERACIÓN DE LAS POBLACIONES VEGETALES ASOCIADAS A LAS RIBERAS

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


-Aumento de la

temperatura del

agua

-Urbanización de las riberas

(industria, viviendas, parque

fluviales urbanos)

al comprobarse que la

falta de vegetación

adecuada en las

márgenes ocasiona

fenómenos de erosión

intensivos suele optarse

por la ejecución de

defensas

-Delimitación del territorio

fluvial y recuperación del

mismo

-Invasión de

especies -Cultivos intensivos

(Canalización con

hormigón y escolleras

principalmente).

Restauración de la vegetación

ripiara y di versificación de

sus especies cuando proceda,

eliminando especies

alóctonas (Plantaciones,

estaquillad o, fajinas, etc.)


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Hoja No. 457


PROBLEMÁTICA: 11.-ALTERACIÓN DE LAS POBLACIONES VEGETALES ASOCIADAS A LAS RIBERAS

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


Helófilas invasoras

como la caña

Arundo donax) y

otras

-Huertas de ocio hasta la

orilla

Cierres provisionales en

zonas donde la propia

dinámica del río (existencia de

tramos poco alterados aguas

arriba) pueda recrear en un

plazo asumible la vegetación

que corresponda en las orillas

-Alteración de las

comunidades de

macro

invertebrados y por

consiguiente de

toda la cadena

-Populicultura -Control y regulación de los

usos de ocio

Trófica -Rectificaciones del cauce y

defensas

-Excesiva presión ganadera

o humana

-Atividades de ócio variadas

e intensivas

Tabla 10-21. Problemática: invasión de especies alóctonas

PROBLEMÁTICA: 12.-INVASIÓN DE ESPECES ALÓCTONAS

Síntomas más

evidentes Causas

Soluciones


-Aparición de

especies vegetales

o animales ajenos

a la flora y fauna de

ese tramo.

Al margen de cómo llegue cada invasora a un tramo (pescadores, cultivos inadecuados, turismo fluvial, etc.), la proliferación exagerada de las mismas tiene siempre que ver con el grado de desnaturalización del río y la alteración de Caudales sólidos y líquidos.

Siegas masivas y

desbroces acuáticos para

las invasoras vegetales o

semiflotantes.

-Naturalización del régimen

de caudales mediante

revisión de concesiones

fosilizadas

-Empobrecimiento

de las comunidades

naturales

Poda y retirada de

especies leñosas en

ribera

-Re naturalización del tramo

a base de diferentes técnicas

de bioingeniería (deflectores,

revegetaciones, etc.)

Control para evitar la

llegada de estas especies

(normativas de pesca y

otras)


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Hoja No. 458


10.3.3.2.2 MEDIDAS ESTRUCTURALES Y RIESGO DE INUNDACIÓN

El objetivo principal de las medidas estructurales es evidentemente la reducción del riesgo de inundación. Sin embargo, existe una determinada probabilidad de fallo. El fallo de una medida estructural puede clasificarse en dos grupos: • Fallo de servicio: La estructura no dispone de suficiente capacidad frente a

inundaciones, pues pueden producirse eventos de inundación superiores al evento de diseño. Este fallo está asociado a una importante componente probabilística de incertidumbre, pues deriva de la ocurrencia de un evento extremo. Este tipo de fallo depende de la funcionalidad de la infraestructura.

• Fallo por rotura: El fallo depende de la incertidumbre en las cargas a la estructura y

se determina en función de las características y el estado de la misma. Es más relevante en presas y diques, dadas las elevadas consecuencias potenciales de su rotura, pero la probabilidad anual de excedencia del evento que da lugar al fallo es, en general, extremadamente baja.

El primer grupo recoge los sistemas de drenaje, encauzamientos, protecciones en edificios en áreas urbanas y la mayoría de las estructuras de retención, dado que su fallo depende principalmente del evento de diseño. Las estructuras del segundo grupo reducen el riesgo de inundación, incrementando el nivel de protección en áreas urbanas, pero existe un cierto riesgo incremental debido a la probabilidad de fallo de la estructura. Por ello, la reducción en riesgo se obtiene de la diferencia entre el riesgo existente y el riesgo con la estructura, añadiendo el riesgo incremental por la existencia de la misma. En general, la aplicación de estas estructuras reduce el riesgo de inundación. Sin embargo, puede producirse un aumento del riesgo en determinadas circunstancias tales como: • Casos en los que el estado de la estructura está asociado a una probabilidad de

fallo alta, por lo que deben tomarse medidas para mejorar su estado, y reducir así el riesgo existente.

• Situaciones en las que la percepción del riesgo de inundación ha disminuido por la

existencia de la estructura, derivando en la urbanización de áreas inundables. Para evitarlo, deben desarrollarse políticas adecuadas de planeamiento urbano.

• Áreas potencialmente vulnerables que sólo pueden ser afectadas por inundaciones producidas por un colapso estructural, por lo que debe limitarse el riesgo incremental introducido por la estructura.


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10.3.3.3 MEDIDAS NO ESTRUCTURALES Y RIESGO DE INUNDACIÓN

Las medidas no estructurales comprenden las políticas, advertencias, medidas para desarrollo del conocimiento, procesos legislativos y de participación pública y recopilación de información que permiten la reducción del riesgo. Son todas aquellas medidas que no supongan una construcción física y que utiliza el conocimiento, las prácticas o los acuerdos existentes para reducir el riesgo y sus impactos, especialmente a través de políticas y leyes, una mayor conciencia pública, la capacitación y la educación. Las medidas estructurales proporcionan protección hasta un determinado evento, llamado evento de diseño, a partir del cual se produce la inundación. La aplicación de medidas no estructurales puede ayudar a reducir sus consecuencias, especialmente la pérdida de vidas. Por ello, las medidas no estructurales buscan la reducción de la vulnerabilidad de la población en riesgo a partir del planeamiento y la gestión llevados a cabo antes, durante y después de la catástrofe. Existen diferentes categorías para clasificar las medidas no estructurales. Se distinguen seis grupos: 1. Políticas y planeamiento (Legislación sobre el ordenamiento territorial y su

cumplimiento. Instrumentos técnicos – Planificación como son Planes de cuenca, Planes de ordenamiento territorial, Planes de respuesta de emergencia por inundaciones y Planes de rehabilitación y reconstrucción Legislación y Normativa de riesgos, Legislación y normativa en la construcción de obras, edificaciones y obras civiles: Códigos de construcción).

2. Predicción y alerta de inundaciones (Sistemas de predicción de inundaciones y alerta temprana).

3. Comunicación (Recursos informativos (comunicación) y programas de conciencia

pública. y sistemas de alerta a la población, señalización de zonas inundables de acceso público (parques fluviales y similares), señalización de peligro de inundación en vías de comunicación).

4. Movilización (Planes de coordinación y procedimientos de operación.

5. Coordinación y procedimientos de operación (Sistemas de respuesta y evacuación por

emergencias)

6. Seguros e indemnizaciones


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Las medidas no estructurales son métodos eficientes y sostenibles para la reducción del riesgo de inundación. Sin embargo, siempre existe un riesgo residual, cuyo valor depende de la funcionalidad y fiabilidad de dichas medidas: • La funcionalidad define la máxima reducción posible, en términos de consecuencias,

por limitaciones de la propia medida. Como ejemplo, en algunas ocasiones, los sistemas de aviso y los procedimientos de evacuación no llegan a movilizar a toda la población en riesgo.

• La fiabilidad define la posibilidad de que ocurra un fallo en la estructura o en los

procedimientos a seguir. Por ejemplo, puede producirse un error en el sistema de aviso o bien un fallo en los modelos de pre-caracterización de crecientes, de modo que no se obtiene la reducción en las consecuencias de inundación que sería esperable.

10.4 ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARA EL DISEÑO DE LAS OBRAS.

10.4.1 INTRODUCIÓN

En el presente capítulo se realiza una descripción de los aspectos técnicos y ambientales a tener en cuenta en el diseño de las obras de adecuación hidráulica y restauración ambiental. Las consideraciones de diseño integran un conjunto de factores que varían según la situación de la obra. Algunos de estos son las consideraciones hidráulicas, geotécnicas y ambientales, otras estructuras existentes, condiciones locales de localización, respuesta del cauce tanto aguas arriba como aguas abajo, controles geológicos, efectos sobre los afluentes, etc. Todas las adecuaciones hidráulicas y de restauración ambiental que se hagan dentro del territorio fluvial gestionado por la CAR en una ubicación específica, mediante la adopción de medidas estructurales deberán justificar asimismo la no afección a terceros y su integración al diseño de paisaje. El diseño de la obra en una ubicación concreta en el territorio deberá justificar el cumplimiento de:

o No incrementa el riesgo de crecientes y afecciones a terceros del entorno próximo respecto su situación actual de riesgo.

o No incrementa el caudal aguas abajo a una longitud suficientemente lejos de la ubicación específica, tal que genere afecciones aguas abajo, que originen daños a terceros respecto su situación actual de riesgo, como consecuencia de la modificación de las condiciones de flujo aguas arriba de la cuenca.


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o No afecta de forma negativa el drenaje de los tramos aguas arriba de tal forma que se generen u obstrucciones en una longitud aguas arriba que impidan el flujo mínimo como se presenta en la situación actual y que pongan en riesgo la ocurrencia de daños a terceros.

o La obra propuesta está integrada en el paisaje.

Las intervenciones más comunes son: Obras de Estabilización de Márgenes y Protección contra las inundaciones (Obras estructurales) - Obras de Protección de Márgenes: Encauzamientos

Encauzamientos con revestimiento del margen: Jarillones (o Jarillóno diques de creciente)

Encauzamientos con Pantallas o Muros de retención

- Obras de control del Movimiento: Diques, Espigones Fluviales

Diques Longitudinales

Diques Transversales

Espigones Fluviales (o Espolones)

Obras para Control de Socavación

Deflectores (o Espigones con función de deflector)

Traviesas (o Diques umbrales de fondo)

Azudes

10.4.2 OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE MARGENES Y PROTECCIÓN CONTRA LAS INUNDACIONES (OBRAS ESTRUCTURALES)

Entre las obras de Estabilización de Márgenes y Protección contra las inundaciones (Obras estructurales) tenemos las Obras de Protección de Márgenes, los Encauzamientos y las Obras de control del Movimiento, los Diques y Espigones Fluviales. 10.4.2.1 OBRAS DE PROTECCIÓN DE MARGENES: ENCAUZAMIENTOS


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10.4.2.1.1 ASPECTOS A CONSIDERAR EN ELDISEÑODE UN ENCAUZAMIENTO.

Los objetivos que se quieren conseguir con un encauzamiento pueden ser distintos y complementarios, como son: - la protección frente a las inundaciones, es decir dificultar que el territorio se inunde

(objetivo 1)

- la protección de los márgenes impedir la destrucción del terreno, especialmente los límites del cauce (objetivo 2)

- fijar o estabilizar un río (objetivo 3)

- la mejora de las condiciones de desagüe, en particular el aumento de la capacidad de desagüe, es decir asegurar que el mayor caudal de agua pase en las condiciones deseadas (objetivo 4)

- la formación o fijación de un canal navegable, es decir, garantizar una profundidad de agua suficiente para la navegación fluvial (objetivo 5)

- y, la recuperación de los valores naturales de un río, es decir, conseguir que un río vuelva a tener unos espacios de valor natural o recreativo. (objetivo 6).

Al lado de los objetivos que se persiguen en ingeniería fluvial mediante la construcción de un encauzamiento hay que colocar los efectos que se siguen de estas intervenciones. Para entender los efectos hay que comprender que los ríos son sistemas dinámicos, es decir, en ellos se producen cambios o modificaciones, generalmente a medio y largo plazo, como consecuencia de las acciones exteriores. Los cambios son posibles porque los contornos aluviales no son fijos sino móviles tanto en sentido vertical (cambio de fondo) como horizontal (cambio de la planta). Funcionalmente, un cauce o encauzamiento es la vía de circulación de un caudal de agua, acompañado de material sólido. Cuando éste último no circula "en equilibrio" tienen lugar sedimentaciones o erosiones que van produciendo los cambios del contorno. Por esta razón puede decirse que el transporte sólido es el vehículo de los cambios fluviales, o bien que el ritmo de los cambios es función de la cantidad de material que transporta el río. Los cambios son reajustes hacia un nuevo equilibrio como refleja la analogía de la balanza de Lane. Algunas acciones exteriores antrópicas influyentes en el equilibrio de los ríos, más allá de la ingeniería fluvial, son por ejemplo las presas y la deforestación de las cuencas. ASPECTOS DEL DISEÑO DE UN CAUCE ESTABLE, AGUAS BAJAS, ALTAS Y CRECIENTES.


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Los factores físicos a los que hay que prestar especial atención al diseñar un encauzamiento son dos, el régimen hidrológico y la sinuosidad.

El régimen hidrológico Con respecto al régimen hidrológico el caudal de un río es siempre variable. La mayor parte del año se da un caudal pequeño o mediano en una franja de variación relativamente estrecha (es lo que llamamos aguas bajas) mientras que un reducido número de días se observan caudales elevados (aguas altas). Por otra parte existen los caudales extraordinarios de creciente. Las aguas bajas y las aguas altas tienen en común presentarse todos los años. Según los conceptos de morfología fluvial, su circulación es responsable de la forma del cauce principal. Por ello es interesante que un encauzamiento mantenga, respete o recree las características de un cauce principal para las aguas bajas y altas. Así pues, se define el cauce principal de un encauzamiento como aquel por el que circulan las aguas bajas y las aguas altas, es el cauce en sentido geomorfológico. Además de cauce principal, también lo llamaremos cauce de aguas altas. Este cauce puede desempeñar un papel importante durante la circulación de las crecientes, es decir, de los sucesos extraordinarios con caudales que desbordan el cauce principal. Como zona más profunda, puede ser donde se dé una mayor velocidad y así constituirse en una especie de "brazo vivo" o "eje" del río (fig. 10-4). Pero también, en ríos aluviales, las erosiones y deposiciones de una crecida pueden desbaratar o colmatar un cauce de aguas altas preexistente y originar uno nuevo. Para entender esta transformación pueden aportarse varios argumentos: La dirección del agua en una creciente, que desborda el cauce de aguas altas, es más recta que este cauce. En efecto, las aguas "extraordinarias" (crecientes) que tienden a circular en dirección más recta entran en "colisión" con el cauce preexistente y pueden transformarlo. La circulación secundaria en las curvas del cauce principal se trastoca y así probablemente la forma de su sección transversal. El cauce puede resultar destruido. La crecida tiene una capacidad de transporte sólido de fondo, con la posible consecuencia de unos movimientos transitorios generales del fondo que representen una erosión general y acaben, en la fase de descenso, en un relleno del cauce de aguas altas.


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Figura 10-43. “Brazo vivo” que condiciona el flujo en crecientes (izquierda) y cauce principal que

pierde el papel de brazo vivo en una gran creciente (derecha).

Si la crecida, en virtud del mecanismo anterior, llega a anular la diferencia entre el cauce principal preexistente y el resto (antes llanura de inundación), la bajada de las aguas puede traer la incisión de otro u otros pequeños cauces preferentes en lugares distintos (fig. 10-44), aparentemente a su capricho. Uno de ellos puede pasar a ser el cauce de aguas altas y en el futuro el brazo vivo o cauce principal del río.

Figura 10-44. Cambios de cauce principal tras una creciente (izquierda) y fijación de un cauce principal permanente (derecha).

Si no se llega a anular la diferencia entre cauce y llanuras, no obstante el flujo desbordado y también el descenso de la crecida, cuando vuelve a quedar contenida en el cauce, pueden causar, por erosión lateral, la evolución de las morfologías fluviales, particularmente la progresión de los meandros. Así se explica que el cauce de aguas altas y sus posibles modificaciones juegue un papel en los cambios de cauce principal y que exista el interés para la estabilidad general (objetivo 3) de tener un cauce de aguas altas permanente y estable, como lugar más profundo de la sección y verdadero elemento director o eje del río. En la medida de su estabilidad, de su adecuación a la dirección de la creciente y de la magnitud de ésta puede esperarse que funcione como brazo vivo y permanezca como cauce principal al descender las aguas (fig.10-44).


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La propuesta de mantener o definir siempre un cauce principal trae implícitamente la distinción entre dicho cauce y el llamado cauce de crecientes, por donde discurren las crecidas, que se corresponde con las llanuras de inundación en la morfología natural.

La sinuosidad

La sinuosidad es el segundo factor importante para la concepción de un encauzamiento. Es importante por cuanto la obra aspira a definir un cauce estable y, en la medida de lo posible, respetuoso con el medio. El hecho fundamental es que los ríos en estado natural no son rectos. Un encauzamiento de planta recta o de pequeña curvatura (y fondo móvil) no es capaz de conducir las aguas en línea recta sino que desarrolla una inestabilidad lateral, cuyas consecuencias son la formación de barras alternadas, el ataque alternativo a las orillas del encauzamiento, etc. Este fenómeno se trata de la tendencia natural a la formación de meandros. Las aguas altas y las aguas bajas, que tienen en común su presencia en el río cada año, se diferencian en primer lugar por su permanencia o persistencia y en segundo lugar por sus condiciones de equilibrio y sinuosidad. Todas ellas se diferencian de las crecientes por la ocurrencia y también de nuevo por sus condiciones de equilibrio y sinuosidad. La morfología fluvial nos dice, por medio de la geometría hidráulica y la analogía de la balanza de Lane, que al crecer el caudal de agua por causa hidrológica permanente, y consiguientemente crecer también el caudal sólido, las formas sinuosas se hacen mayores, sin variar la sinuosidad, y por otro lado la pendiente resultante (o de equilibrio) se haría siempre menor. Estas conclusiones están en el contexto de cambios morfológicos a largo plazo y de acciones modeladoras de los cauces que sean duraderas. Frente a ello, en relación con la irregularidad del régimen hidrológico en un río, parece ser que si el río tiene una pendiente pequeña o un transporte sólido pequeño el régimen de aguas altas puede tender efectivamente a erosionar el fondo y a una pendiente menor que el régimen de aguas bajas, mientras que, por el contrario, en un río de gran pendiente e gran transporte sólido, el régimen de aguas altas puede tender a sedimentar y a una pendiente mayor que el de aguas bajas. Los primeros serían ríos de llanura y generalmente más grandes que los segundos, de montaña o ríos menores. Tras la condición de equilibrio, en segundo lugar las crecidas, las aguas altas y las bajas se diferencian también por la sinuosidad. Entre las crecidas y las aguas normales la diferencia es que las crecidas tienden a una menor sinuosidad (van más rectas). Análogamente parece ser que las aguas altas tienden a una menor sinuosidad, es decir a circular en dirección más recta que las aguas bajas. Esto es una característica de la corriente de un río meandriforme.


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Se observa en muchos ríos que las aguas bajas persistentes van produciendo la incisión de un pequeño cauce en el río. En ríos aluviales (de orillas erosionables) esto ocurre por erosión lateral de las orillas, en el sentido de aumentar la sinuosidad. Las aguas bajas siguen un recorrido más sinuoso y largo, y disminuyen la pendiente que les corresponde (fig. 10-45). Podría darse una razón para explicar este fenómeno: la existencia de un umbral de movimiento, por debajo del cual no hay transporte sólido (qs=0 en la balanza y por tanto fuerte reducción de la pendiente), umbral que no superan las aguas bajas y sí las aguas altas. Esto último, el que las aguas altas o caudal de cauce lleno comiencen a mover el fondo, es una propiedad de los ríos de gravas.

Figura 10-45. Incisión de un cauce de aguas bajas.

De las consideraciones anteriores se desprenden dos conclusiones para la estabilidad y la naturalidad de un encauzamiento:

es bueno dar al cauce principal una traza sinuosa; en segundo lugar, puede ser útil la fijación de un cauce de aguas bajas dentro de este cauce, si éstas amenazan por erosión lateral la integridad del cauce principal.

ASPECTOS A CONSIDERAR DE TRAZADO DE UN ENCAUZAMIENTO Los dos condicionantes anteriores, el régimen de aguas y la sinuosidad, se combinan para deducir algunos principios de trazado de un encauzamiento. Las plantas en curva se pueden inspirar en las características geométricas de las curvas de los ríos. Se detalla en primer lugar características para el cauce principal o de aguas altas y luego al cauce de crecientes. Trazado de la planta de un cauce principal Podemos encontrar una aplicación de las leyes de Fargue al proyecto de un encauzamiento, y en primer lugar al proyecto de un cauce de aguas altas. Reconociendo su tendencia a la sinuosidad proyectaríamos un cauce no recto. El interés de esta medida


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es muy claro cuando un objetivo del encauzamiento es tener un cauce navegable en el periodo de aguas bajas, pues en ese caso las alturas de aguas son una variable decisiva. En los demás casos, subsiste la idea de que un cauce proyectado así es más estable o permanente por ser más acorde al flujo en un río y a su vez la estabilidad del cauce de aguas altas o principal beneficia la estabilidad de todo el encauzamiento. Por el contrario, un cauce de aguas altas recto puede experimentar la formación de barras y la erosión de las orillas en las partes exteriores de un talweg. Asimismo, la rectificación puede ocasionar una erosión general regresiva.

Figura 10-46. Circulación del agua y formación de barras alternadas en un encauzamiento demasiado recto.

De las leyes de Fargue se deduce que el arco de círculo no es una curva apropiada para un cauce. Las curvas utilizadas en encauzamientos mejores que el círculo porque ofrecen una variación más gradual de la curvatura son las clotoides, la lemniscata, la parábola y la función seno. Otro aspecto de las curvas es su desarrollo (longitud). Con un desarrollo escaso la corriente secundaria apenas se forma y la estabilidad morfológica no está asegurada. Se considera que el ángulo mínimo necesario es 50º, entre las tangentes de entrada y salida de la curva por los puntos de inflexión, es decir, 2α.

Figura 10-47. Problema de inscribir un cauce principal entre dos límites paralelos arbitrarios o de un cauce de crecientes.


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Un problema práctico es el trazado de un cauce principal de anchura b dentro de uno de crecientes, en principio rectilíneo, de anchura B. Fargue recomienda que el desarrollo de la curva (longitud l/2) sea del orden de 8 veces la anchura b, es decir l/b=16. Puede comprobarse que este trazado tiene características geométricas semejantes a las de los meandros naturales. Otra recomendación es que el radio de curvatura medio de las curvas fluviales sea del orden de 5 a 8 veces la anchura del río, es decir, r=5b a r=8b. Otras características del cauce principal Hay un concepto implícito en los apartados anteriores, el cauce de aguas altas es de fondo móvil, pero al mismo tiempo es un cauce permanente. Si el problema que motiva el encauzamiento es la inestabilidad, es importante hacer resistentes las orillas del cauce principal para garantizar que el brazo vivo no cambia de posición incluso para mantener el concepto mismo de cauce de aguas altas. No puede ignorarse además que un cauce sinuoso inscrito en otro cauce de crecientes tendrá sus orillas colocadas oblicuamente a la dirección principal de la corriente en creciente y por ello estará más expuesto que uno recto a la erosión de las márgenes. El fondo en cambio no tiene que ser, en absoluto, resistente, sino todo lo contrario, para respetar los procesos físicos del río (mesoformas, formas de fondo de gran escala, transporte sólido, etc.), que son el substrato material para la riqueza biológica de un río. Sin embargo, la vitalidad de estos procesos físicos en un fondo móvil está en parte relacionada con la posibilidad de erosión de orillas y de sedimentación en barras. Por eso sería interesante que las orillas no fueran fijas. A veces se trata de hacer compatible la resistencia de las orillas con la posibilidad de mantener activos los procesos de erosión y sedimentación "lateral": una idea es simplemente que los elementos que den resistencia al cauce principal se encuentren algo alejados de la orilla propiamente dicha, enterrados en la llanura de inundación. La distancia que los separa es el espacio que se permite al desarrollo de los procesos laterales. En el contexto de las leyes de Fargue como criterio de trazado del cauce principal, será lógico un fondo móvil en un río con aguas permanentes, en el cual, por otra parte, construir un fondo fijo (de hormigón, escollera,…) sería una obra de gran envergadura, tanto más sin sentido cuanto mayor y más caudaloso fuera el río. En el extremo contrario se encuentran los ríos más pequeños, con regímenes de aguas bajas escasas o también con periodos de estiaje sin caudal alguno. A estas circunstancias podrían añadirse los ríos con aguas sucias. En estos casos se encuentra a veces interesante y económico un cauce de aguas altas en fondo fijo o no erosionable, pues puede considerarse preferible que las aguas bajas no se detengan y se estanquen, incluso por el contrario que circulen y sean evacuadas si son sucias. Estas ideas y actuaciones son frecuentes cuando el río sufre gran presión antrópica e insensiblemente es transformado en un colector de aguas residuales. Obviamente, cuando el cauce de aguas altas es de fondo fijo se desvanece


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buena parte del interés en hacerlo sinuoso pues se impide la erosión del fondo que desarrollaría una morfología acorde con la sinuosidad. En las mismas circunstancias de aguas bajas escasas pero en un río con sus cualidades naturales preservadas ocurre exactamente lo contrario: los pozos o remansos aislados a que se puede ver reducido el cauce de aguas altas durante el estiaje concentran su vida vegetal y animal. En todo caso, la traza sinuosa y el fondo móvil promueven los procesos físicos y son, por tanto, medidas aconsejables. De todo lo anterior también se desprende que un cauce de aguas bajas en fondo móvil pero recto sufrirá probablemente erosión del fondo. Trazado de los cauces de aguas altas y crecientes Hasta ahora hemos estudiado un cauce principal por el que circulan las aguas bajas y altas, y que se puede inscribir en uno mayor o de crecientes. En ocasiones se asigna a las aguas bajas un cauce propio dentro del cauce principal. Las características de trazado (sinuosidad) y naturaleza del fondo (móvil) de los apartados anteriores pueden aplicarse a este cauce de aguas bajas con toda propiedad, porque son aguas permanentes. Las aguas altas son los caudales de baja frecuencia en el año y las crecientes los caudales extraordinarios (es decir, con una cierta recurrencia interanual medida por el periodo de retomo en años). El concepto de caudal dominante sirve para diferenciar el cauce principal o de aguas altas de otro mayor o cauce de crecientes. Para ambos tienen sentido trazas que no sean rectas sino sinuosas. Pero este sentido se debilita cuanto más infrecuente (o, mejor, cuanto menos persistente) es el caudal y también porque caudales mayores tienden a una menor sinuosidad. Asimismo las leyes de Fargue están vinculadas a la persistencia de la acción modeladora de la corriente. Por otra parte, ocurre que la longitud de onda y la amplitud de las curvas debería crecer

ambas correlativamente con el caudal (con √𝑄), si han de guardar un parecido con los

meandros naturales. Así por ejemplo es imposible inscribir en general una curva sinusoidal en otra mayor. Los cauces de esta figura tienen la misma sinuosidad s=I/λ, aunque distinta curvatura c= l/r.


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Figura 10-48. Ejes o líneas medias de tres cauces de caudales crecientes.

En la práctica es común que el cauce de aguas bajas se haga más sinuoso que el de aguas altas, pero con la misma longitud de onda, y este último más sinuoso que el de crecientes, pero también con la misma longitud de onda. Que el cauce mayor sea más recto (de menor curvatura) está en consonancia con su funcionamiento esporádico (crecientes). Asimismo, suele considerarse útil y necesario un trazado más recto para mejorar la capacidad de desagüe o impedir la inundación. El trazado más sinuoso es aconsejable para los cauces de aguas permanentes. Como se ha indicado el radio de curvatura recomendado para las curvas fluviales es del orden de 5 a 8 veces la anchura del río y esto podría aplicarse con propiedad al cauce de aguas altas. En la tipología de encauzamiento compuesto de la figura siguiente. En cambio, el cauce más grande pierde desarrollo o longitud: no cumple l/b=16 (criterio de Fargue) o bien tampoco cumple un ángulo mínimo (50°) de desarrollo.

Figura 10-49. Planta y secciones de un encauzamiento compuesto por tres cauces (aguas bajas, aguas altas y crecientes) trazados con la misma longitud de onda.


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La diferencia entre el cauce de aguas altas y el de crecientes es:

Siguiendo el concepto geomorfológico, el primero es un verdadero cauce, ya sea un cauce natural arreglado o uno nuevo que pretende cumplir sus funciones.

El cauce de crecientes es más bien un área inundable que un cauce, en la que el agua puede llevar escasa velocidad.

En muchas ocasiones el cauce de crecientes se forma en realidad poniendo un límite al área inundable, especialmente cuando la llanura de inundación es muy extensa y con valor económico, es decir, poniendo un límite al alcance de la inundación. La protección frente a la inundación es un motivo destacado para constituir tal "cauce". Asimismo, por su mismo concepto de límite a la inundación será común que el cauce de crecientes se constituya mediante elevaciones o recrecimientos del terreno llamadas diques, o jarillones (figura 10-48).

Figura 10-50. Constitución de un cauce de crecientes.

Cuando el cauce de crecientes es concebido por sí mismo geométricamente, es conveniente un trazado ligeramente sinuoso. Sin embargo, al ser el cauce "exterior" del encauzamiento y el que ocupa más espacio, es el que con frecuencia está sujeto a las restricciones o condicionamientos del uso del territorio. Como los bienes que no se desea ver inundados pueden estar irregularmente distribuidos, los límites del cauce de crecientes pueden presentar un trazado en planta aparentemente caprichoso, adaptado a lo que se quiere defender (a menudo, el trazado caprichoso se debe a la historia de las defensas que se ha extendido a lo largo de varios siglos). Ahora bien, en su interior, los demás cauces pueden ser trazados generalmente con más libertad, es decir, es frecuente poder darles las formas sinuosas descritas sin restricciones. Otra consideración al trazar jarillones (o diques de creciente), en caso que el cauce principal no sea fijado y pueda sufrir cambios, es colocarlos a resguardo de la previsible evolución del río, en particular la profundización de los meandros del cauce principal o el área de su "cinturón de meandros". Dicho de otro modo, hay que evitar acercar demasiado el cauce principal a los jarillones o bien evitar orientar su flujo, que será el brazo vivo en crecientes, contra ellas. Obviamente, la existencia de jarillones es un motivo más para dar resistencia a las orillas del cauce principal. Con respecto a las nuevas orillas del cauce de crecientes formadas por los jarillones, puede no ser necesario su defensa, excepto ante el caso de altas velocidades o anchura escasa del cauce de crecientes.


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En este sentido, la formación de un cauce de crecientes tiene otro efecto sobre el encauzamiento en general. En la medida en que limita la anchura ocupada por el río en creciente, aumenta la velocidad de circulación del agua en toda la sección o también el caudal unitario a través de la sección. La llanura que quizá tan sólo se inundaba, funciona más como un cauce. El estrechamiento del río en creciente explica una erosión del lecho. Este es un típico problema en ríos que han sido muy confinados por la presión del hombre. Este efecto puede quedar compensado si la sedimentación del río en el tramo es muy intensa. Siguiendo los principios anteriores, puede dibujarse una sección típica de un encauzamiento: Figura 10-51. Seccion de un río sin encauzar y sección típica de un río encauzado con el objetivo

de estabilizar y defender de la inundación.

CAUDAL DE PROYECTO El caudal de proyecto de encauzamiento se elige según si está en zona rural o urbana. El caudal de proyecto de encauzamiento en zona rural se elige normalmente con un periodo de retorno entre 50 y 100 años. En zona urbana los periodos de retorno son más altos, por ejemplo entre 200 años y 500 años, y deberá distinguirse el caso en que el desbordamiento es una inundación grave, si los diques están elevados sobre el terreno, del caso en que es simplemente un rebasamiento, es decir se debería tener en cuenta también el daño sobrevenido si se sobrepasa el caudal de proyecto. Cuando no hay población afectada los periodos de retorno pueden ser de 25 a 50 años. Un ejemplo de este último caso puede servir para comprender las limitaciones de un enfoque meramente económico. El valor de las tierras agrícolas que se pueden perder en las vegas de los ríos ha empujado en el pasado y el presente a extensas obras de defensa de márgenes. Hoy se sabe que las márgenes son una fuente importante de material sólido para el río, cuyo equilibrio puede por tanto alterarse si se interrumpe completamente esta alimentación. La consiguiente erosión e incisión a largo plazo ha traído efectos que hoy empezamos a valorar económicamente, al mismo tiempo que en ocasiones los campos han perdido valor o incluso han sido abandonados.


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OTROS EFECTOS DE LOS DIQUES DE CRECIENTE O INUNDACIÓN (JARILLONES) Los diques de creciente o inundación (jarillones) son las obras lineales que defienden el territorio de la inundación y definen un cauce de crecientes. Estas dos nociones son, como se ha indicado, diferentes pero complementarias. Para hablar de un cauce de crecientes propiamente dicho hay que pensar en un jarillón por cada margen del río y con una alineación conforme a la idea de que el agua circula, es decir, no necesariamente rectas pero sí por ejemplo sin salientes ni rincones. Un encauzamiento tal se proyecta para un cierto caudal de creciente. Las obras de defensa frente a la inundación pueden ser jarillón en una sola margen fluvial (1ª necesitada de protección), estar limitadas a cierta longitud y dibujar, como un cerco, el perímetro de una población. En el caso extremo, una ciudad (como es el caso de Sevilla,-España) se rodea de un jarillón en todo su perímetro. La idea dominante es un nivel de inundación más que un caudal circulante. Además de la posible tendencia a la erosión, un cauce de crecientes que limita la anchura inundada tiene otro efecto hidráulico muy destacado. La laminación de una creciente es el fenómeno de disminución del caudal máximo de la misma conforme discurre por un río. Esta disminución tiene su explicación en la capacidad de almacenamiento transitorio en las llanuras de inundación. Mientras el río sube de nivel por encima de la cota de desbordamiento de su cauce principal y va ocupando y sumergiendo la llanura, se produce un almacenamiento de agua que no sigue en ese instante circulando hacia aguas abajo. Esta agua se reincorpora al río más tarde, cuando baja de nivel, engrosando su caudal cuando ya ha pasado el caudal máximo. Cuando existe un cauce de crecientes que limita la inundación se reduce la capacidad de almacenamiento y también, por consiguiente, se reduce la Laminación. Así pues, se puede dar la paradoja de que una obra de encauzamiento impida la inundación en un lugar pero agrave el riesgo de inundación aguas abajo del mismo río. Este hecho pone de manifiesto la necesidad de planificar las defensas frente a la inundación a todo lo largo de un río y sus afluentes, es decir, en una cuenca hidrográfica y no exclusivamente en respuesta a demandas locales. Los diques de inundación, como recrecimientos del terreno, implican el problema de desagüe de las zonas defendidas. Las zonas defendidas son espacios "cerrados": están a cota interior al dique y con salida al río impedida, o al menos restringida, para evitar que entre la inundación. Los afluentes importantes del río justifican que los diques remonten sus orillas hasta llegar a la cota necesaria para proteger de la inundación (cota 0, figura 13-12), pero los afluentes más pequeños y las aguas de escorrentía deben ser desaguados de otro modo. Hay dos alternativas principales:

Interceptar y reunir los afluentes a la cota del jarillón (cota O) con lo que se recogen las aguas de las cuencas excepto la de la zona bajo la cota 0, y recoger estas últimas mediante otro colector junto al dique;


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Recoger todas las aguas en este último colector (más grande).

Figura 10-52. Esquema de desagüe en presencia de diques de creciente.

El desagüe del colector junto al dique debe hacerse por bombeo al río o con compuertas (llamadas clapetas) de un solo sentido de apertura, del colector hacia el río. Los terrenos protegidos de la inundación permanecen sin agua cuando el río crece por encima de la cota del terreno, gracias a la protección de los diques, mientras que antes de realizar el encauzamiento tal cosa no ocurría. Esto implica que durante la creciente se cree, tras ser ejecutado el encauzamiento, un gradiente hidráulico invertido respecto al normal en un acuífero aluvial, gradiente al que el terreno (blando y suelto frecuentemente) nunca ha estado sometido anteriormente Si el suelo defendido es permeable se puede inundar por filtración de agua. Si el suelo es impermeable pueden producirse roturas del suelo y surgencias de agua.

Figura 10-53. Esquema del problema de las surgencias.

Este problema, muy real, puede ser más grave cuanto más altos sean los diques (piénsese en los cauces colgados) (fig. 10-52).

Figura 10-54. Cauce colgado con dos jarillóns.


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Otros efectos de los diques de creciente son:

• El caudal de creciente circula con cierta sobreelevación del nivel con respecto a la situación sin diques ya que la reducción del área de flujo y el aumento de la velocidad implica un aumento de la pendiente motriz.

• Si la creciente deja de depositar sedimentos en la llanura de inundación porque aumenta la velocidad, la corriente puede estar sobrealimentada en sedimentos aguas abajo.

Los aspectos que hay que tener en cuenta en el cálculo de encauzamientos, cuyo objeto principal es el estudio de la sección transversal del encauzamiento, tal que sea estable o permanente, es decir, no sufrir erosión del fondo o las orillas ni sedimentación, o bien que éstas sean tolerables se deben estudiar detalladamente los conceptos de Distribución de tensiones en una sección , Distribución de velocidades en una sección, Tensiones críticas y sección no erosionable, Secciones anchas y secciones en curva, Cálculo del caudal ecológico, Cálculo de la capacidad, Resistencia al flujo en un fondo granular, Influencia del transporte sólido en la altura de agua, Cálculo de una sección compuesta, Cálculo de niveles de agua, Estimación de la erosión potencial, Criterio de erosión, Erosión general transitoria, Erosión general a largo plazo, Erosión en curvas, Combinación de erosiones, Erosión local en caídas, espigones y confluencias, Balance sedimentario en un tramo fluvial: aterramiento y erosión, Cálculo del volumen total de transporte sólido.

Figura 10-55. Esquema de combinación de la erosión general transitoria y la erosión lateral.

Para ampliar la información relativa al cálculo de encauzamientos se recomienda ver el capítulo referente al mismo.65 Los encauzamientos, son obras lineales que se pueden construir con distintos tipos de material. Los jarillonn de materiales sueltos, los gaviones y la escollera son unidades de obra o materiales que forman o se integran en obras lineales. También son obras lineales los muros de hormigón en masa o de hormigón armado construido in si/u o prefabricado.

65 Banchini, Ingenieros, SA. (s.f.) Gaviones: sistemas de correlación fluvial, muros de contención, urbanismo.


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Otros materiales con función de defensa o revestimiento también son unidades de una obra lineal. Un dique de creciente o un cauce principal de un encauzamiento son obras con predominio de la dimensión longitudinal En las obras lineales, la repercusión de una pequeña diferencia en el proyecto es muy grande en el coste total de la obra, debido a la longitud implicada. Por esta razón se suele apurar en las dimensiones de la sección. La cimentación, por ejemplo tiende a ser modesta. Es recomendable una verdadera cimentación para una protección de escollera (un pie, fig. Siguiente), igual que para una protección de gaviones o para un muro de hormigón (una zapata).

Figura 10-56. Características de una protección de escollera. La cifra 0.27 y seria sin considerar erosión general y para una recta de un cauce principal (acción permanente de las aguas).

Es recomendable enterrarla a una cota que la deje al resguardo de la erosión (por otra parte incierta), pero estas disposiciones encarecen mucho la obra. Otro ejemplo es la impermeabilización de los jarillones de materiales sueltos, que tiende a ser mínima. Es muy diferente la atención a la cimentación en una obra de infraestructura localizada como un puente fluvial, donde no se ahorrarán esfuerzos o igualmente la atención a la impermeabilidad en una presa de materiales sueltos. Las obras de encauzamiento parten de una mayor ignorancia sobre el comportamiento futuro que otras obras de ingeniería, debido a que su objeto es un elemento natural, no un proceso o un artefacto preparado o controlado por el hombre. Esta razón junto al dimensionamiento ajustado pone de relieve la importancia del mantenimiento. La erosión se concentra junto a las obras lineales, por ejemplo en el trasdós de la orilla de un cauce principal, al pie de un dique de creciente. etc., porque son los lugares donde la geometría proyectada se hace inevitablemente más manifiesta (es el ángulo entre un talud y la llanura, fig. 10-55).

Figura 10-57. Erosiones junto a obras lineales.


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La diferencia entre obras transversales y obras longitudinales, para el caso de la alternativa entre revestimiento y espigón, es ilustrativa de estas características de las obras lineales en ríos. Los revestimientos se deben proyectar y construir con una elevada exigencia porque su fallo es más grave (lo pone todo en peligro) que el fallo de un espigón (se puede tolerar incluso la pérdida de alguno). Por la misma razón, el mantenimiento del revestimiento es más importante y más caro. El revestimiento fija la orilla de forma definitiva y se ejecuta de una vez, lo que precisamente los espigones no pretenden necesariamente. La colocación o vertido de escollera es una buena medida de mantenimiento frente a muchos tipos de erosión que amenazan a los encauzamientos. Puede considerarse que no es obra propiamente dicha sino consumo de un material "fungible". En este sentido puede suplir con una intervención regular, una profundidad o una anchura de cimentación demasiado ajustada en el proyecto. En la figura siguiente se dibuja en perspectiva una transición entre un muro vertical y un talud de tierras (empotramiento del primero en el segundo), en donde se recomienda una protección con escollera para combatir el problema de macro turbulencia.

Figura 10-58. Transicion suave con empotramiento en el terreno (izquierda) y problema de macroturbulencia (derecha), en un río visto en planta.

Figura 10-59.Transición de salida de un encauzamiento con muro vertical Erosiones junto a obras lineales.

Otra medida de mantenimiento muy necesaria es el cuidado de la integridad (y la impermeabilidad) de los diques de creciente, frente a, por ejemplo, vegetación, animales o negligencias humanas. Los jarillones de materiales sueltos son obras vulnerables. Los movimientos de tierras necesarios para ejecutar las obras lineales deberían tener predominantemente una componente transversal, para no inducir cambios hidrodinámicos en el río (brazos vivos, etc.).


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Se puede consultar más información en la bibliografía (CEDEX, 2009; Martín Vide, 199766 y 200667). 10.4.2.1.2 JARILLONES (JARILLONES DE TIERRA O DIQUES DE CRECIENTE)

Entre las obras de Estabilización de Márgenes y Protección contra las inundaciones (Obras estructurales) tenemos las Obras de Protección de Márgenes, con encauzamientos con revestimiento del margen, llamados Jarillones de tierra o diques de creciente y encauzamientos con Pantallas o Muros de retención. A continuación se expone los condicionantes técnicos a tener en cuenta en el diseño de jarillones. ASPECTOS A TENER EN CUENTA Las obras que definen los límites de un cauce de crecientes son frecuentemente diques longitudinales, o jarillones, de materiales sueltos. Es una solución muy económica porque emplea el material del lugar realizando fundamentalmente un movimiento de tierras, pero ocupa mucho espacio porque la base del jarillón es muy ancha. Si el espacio representa un inconveniente (como en zona urbana) la solución preferida pasa a ser un dique, o muro, de hormigón. Los jarillones son obras geotécnicas a modo de pequeñas y largas presas de tierra. En su funcionamiento, sin embargo, a diferencia de una verdadera presa, contendrán agua en movimiento, unas pocas horas o días solamente y el nivel subirá y bajará con relativa rapidez. Lo ordinario es que sean diques o presas homogéneas, de manera que hay que valorar, según las circunstancias de funcionamiento anteriores, los riesgos de falta de impermeabilidad, de sifonamiento y tubificación por pérdida de finos, de fallo por presión intersticial no drenada y finalmente de erosión fluvial por la corriente. Para asegurar la impermeabilidad lo más simple es:

un tablestacado, o

una pantalla, o bien

una capa de material impermeable a modo de revestimiento. Además se recomienda proyectar un dren al pie del jarillón mediante una zanja y frecuentemente habrá que defender el jarillón de la erosión. En cambio, es excepcional que el jarillón tenga núcleo impermeable, filtro y dren en su interior como correspondería a una presa de materiales sueltos heterogénea. Conviene recordar también que la probabilidad de desbordamiento de un jarillón es mucho mayor

66 Martín Vide, J.P. (1997). Ingeniería fluvial. Universidad Politécnica de Cataluña. 67 Martín Vide, J.P. (2006). Ingeniería de ríos. Universidad Politécnica de Cataluña.


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que la de una presa de materiales sueltos, dado que los periodos de retorno en proyecto de encauzamientos son más bajos que los periodos de retorno para el diseño de una presa de tierras.

Figura 10-60. Impermeabilización de un jarillón de materiales sueltos.

Otra singularidad como obra geotécnica a causa de su emplazamiento es que frecuentemente el terreno de cimentación es malo. Tampoco suele ser bueno el material que formará el jarillón. Estas circunstancias determinan taludes suaves (3(H):1(V); 4:1, etc.) y por tanto anchas bases. Una particularidad más de los jarillones es que en ocasiones son recrecidas (fig. 13-61), lo cual puede tenerse en cuenta desde un principio. Sin embargo, esto es lo más infrecuente porque los jarillones se recrecen siguiendo la historia de inundaciones del río y de manera obligada, a veces, por el proceso en que el cauce se va "colgando". Todo esto muestra la precariedad de los jarillones. Figura 10-61. La ampliación y recrecimiento de un jarillon en un gran río de llanura (inspirado en el

Tisza-Hungría).

La coronación de un jarillón debería tener anchura suficiente para la circulación de un vehículo que permitiera trabajos de reparación. Hay que proyectar también rampas de subida o bajada y plazoletas para cambiar el sentido de la marcha. El cruce del jarillón con tuberías y la unión con obras de fábrica son puntos muy comprometidos: es preferible evitar cualquier cruce. El revestimiento de un jarillón, para evitar la erosión del material por la crecida, puede ser inerte (escollera, gaviones, hormigón, suelo-cemento,) o de hierba, pero no de vegetación mayor por el peligro que suponen las raíces. Una de las cuestiones más importantes, por sus repercusiones económicas y ambientales, es de dónde se torna el material suelto (dónde se localiza el préstamo). Existen obras de encauzamiento con volúmenes de excavación, en el cauce proyectado, suficientes para formar los jarillones, pero lo que se hace difícil de aceptar es una


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excavación del cauce con la única finalidad de proveer de material a la obra. En el contexto de ríos medianos y pequeños, sería preferible tomar el material fuera del ámbito fluvial (pero es más caro) y en todo caso en la llanura de inundación antes que en el cauce principal. Si la llanura es valiosa, puede realizarse un recorte, rebaje o berma (fig.10-60) alternativamente en uno y otro lado y proyectar luego una re naturalización.

Figura 10-62. Préstamo de material en la llanura de inundación.

Siempre es más económico un rebaje ancho y somero en la llanura porque evita los problemas de la estabilidad de taludes y del alto nivel freático en la excavación (fig.10-61). Las excavaciones o rebajes continuos en sentido longitudinal tienen el grave inconveniente de crear "sin querer" cauces preferentes que pueden ser brazos vivos en una creciente, en un lugar además poco conveniente para la estabilidad del jarillón. Es preferible interrumpirlos y dejarlos como recintos o células en los que, en cambio, sea probable la sedimentación y el entarquinamiento.

Figura 10-63. Préstamo de material continuo y discontinuo (sección y planta).

Los materiales sueltos de los jarillones pueden ser compactados como en otras obras de ingeniería civil, si son de buena calidad, o bien ser ligeramente compactados, pero también pueden ser simplemente vertidos o puestos por vía húmeda cuando provienen de dragado. El dragado del cauce principal (por ej., para navegabilidad) puede formar parte del proyecto y ser entonces aprovechable este material en otros lugares del encauzamiento.


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FALLO O ROTURA DE JARILLONES Con base a la documentación presentada por la Corporación OSSO68 en el año 2013 (Patrones en la configuración de riesgos y condiciones de vulnerabilidad asociados con la ruptura de diques en Colombia), las pérdidas y los daños provocados por la falla de diques, a causa del rompimiento de la estructura o por el desbordamiento del cauce, afecta a gran parte de la población del país, dejando a poblaciones enteras inundadas por varios meses e importantes pérdidas agropecuarias. Los jarillones son obras vulnerables que pueden fallar, como se ha indicado, por desbordamiento, erosión interna, erosión fluvial o inestabilidad al deslizamiento. Cuando el nivel del agua amenaza con desbordar el jarillón, una medida típica de emergencia son los sacos terreros, rellenos de arena o tierra, apilados sobre el jarillón para recrecerla. Su cualidad básica es la facilidad de ocupar todo el espacio sin dejar huecos entre sí, formando una barrera al agua. El material de relleno es ubicuo, disponible sin límite y casi sin coste. La mano de obra necesaria puede no faltar dada la emergencia. Si hay surgencias de agua en la llanura, debidas al gradiente hidráulico, se usan también sacos terreros para confinarlas. Los jarillones no fallan de forma generalizada sino localizada. Se ha comprobado que muchas roturas ocurren precisamente donde los jarillones se asientan sobre cauces activos en el pasado. Esos sectores de dique se pueden encontrar debilitados porque haya un flujo subterráneo preferente a través de los materiales más gruesos (por ej. arenosos) que formaban el cauce extinto. Este flujo por el substrato puede desencadenar la erosión interna del jarillón. Por ello, en el trazado de los jarillones es bueno conocer los cauces históricos y las peculiaridades morfológicas de la llanura de inundación, así como la granulometría de los suelos. Sea por desbordamiento o erosión interna, el fallo es una brecha localizada por la que desagua momentáneamente un gran caudal, porque hay un desnivel importante. Este flujo es capaz de aumentar rápidamente el tamaño de la brecha y de desarrollar una erosión local. Si el río es colgado estos fenómenos son más agudos. La corriente de agua y la erosión que se va abriendo paso en el suelo de la llanura pueden formar un nuevo cauce principal. Así se producen bruscos cambios de cauce o cortas de meandros.

68 CORPORACIÓN OSSO. (2013). Patrones en la configuración de riesgos y condiciones vulnerabilidades

asociados con la ruptura de diques en Colombia.


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Figura 10-64. Rotura de jarillones por lugares que fueron cauces anteriores del río.

Figura 10-65. Flujo y erosión a través de un jarillón recién roto (izq) y estado del río tras la crecida.

Pasada la creciente, el viejo cauce principal [1] puede haber quedado abandonado y cegado de sedimento (incluso con una barra o tapón natural de separación). La obra de reconstrucción más común es cortar el cauce principal nuevo [2] y abrir el viejo para restablecer el encauzamiento. El método para conseguir esto se llama cierre hidráulico y es semejante a las obras de desvío de un río para la construcción de una presa. La brecha se va tapando con material vertido desde los jarillones, es decir se va formando un tapón. El cauce original [1], o uno menor [1'] llamado "cauce piloto", debe haber sido despejado antes para facilitar el cambio de dirección y dar una salida al agua. A medida que se obstruye la brecha han de verterse elementos más pesados (escollera) para resistir la velocidad creciente del agua. El agua va circulando por 1, o por 1' y lo va afianzando.


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El proceso debe estudiarse en sus tiempos de ejecución y en el peso de los elementos para tener éxito. EMERGENCIA, FALLO Y ROTURA CONTROLADA DE JARILLONES Viendo los efectos de la rotura de jarillones, es lógico que en ocasiones se piense que es preferible un fallo controlado. Si existen jarillones por ambos lados, pero por uno protegen explotaciones agrícolas mientras por el otro protegen una zona urbana, el jarillón del lado agrícola puede estar coronada a una cota ligeramente inferior para que sea la primera en desbordar y quizá así la única en romper. No es disparatado contar con secciones más débiles (a modo de aliviaderos fusibles) acompañadas de medidas para conducir las aguas que se abran paso por la brecha o para reducir el daño de las aguas en la llanura de inundación. El efecto de la rotura de un jarillón en el hidrograma de la creciente no es despreciable si el área inundada es grande. Si pensamos en un jarillón delimitando un recinto (fig.10-64) el volumen total final en el recinto es el área que se descuenta al hidrógrama del río Ql para dar el hidrograma Q2, que sigue aguas abajo. Este volumen se distribuye con un caudal Q máximo al principio y un caudal cero al final, cuando el recinto está lleno. Los dientes de sierra en limnigramas e hidrógramas indican roturas.

Figura 10-66. Efecto de la rotura de un jarillón sobre el hidrograma de la crecida.

Los diques longitudinales casi siempre continúan transversalmente formando recintos, por causa de la desembocadura de afluentes, por las necesidades de protección o porque son también la red de caminos o carreteras. Entonces, el agua en un recinto inundado llegará a quedar prácticamente a nivel, mientras en el río tiene una pendiente de descenso porque está en movimiento. Si la cota de coronación del recinto no es la misma en toda su longitud el tramo transversal de aguas abajo se verá desbordado y probablemente roto, y se iniciará una posible rotura en cadena. La cadena se puede detener provocando artificialmente una rotura que haga circular el agua en el siguiente recinto de la llanura, dándole una salida al río, y así se rebaje el nivel en él.


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Figura 10-67. Ilustración de la rotura en cadena de recintos en un encauzamiento con jarillones

Se puede consultar más información en la bibliografía (Corporación OSSO69, 2013; Martín Vide, 1997 y 2006). 10.4.2.1.3 PANTALLAS O MUROS DE RETENCION DE GAVIONES

Entre las obras de Estabilización de Márgenes y Protección contra las inundaciones (Obras estructurales) tenemos las Obras de Protección de Márgenes, con encauzamientos con revestimiento del margen, llamados Jarillones de tierra o diques de creciente y encauzamientos con Pantallas o Muros de retención. Estas pantallas pueden ser de varios tipos. A continuación se expone los condicionantes técnicos a tener en cuenta de cada tipo. ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO DE GAVIONES Los gaviones sirven para construir estructuras capaces de resistir por gravedad, formadas por hiladas de paralelepípedos apoyadas unas en otras, por ejemplo en diques longitudinales o espigones. Como su colocación es ordenada, el contacto entre gaviones es un amplio plano y como los gaviones se unen entre sí con alambre, el comportamiento de una fábrica de gaviones es ligeramente solidario o conexo, y puede calcularse para resistir por gravedad el empuje de tierras, por ejemplo. La dimensión típica y estandarizada del gavión es de 1 m x 1 m en sección transversal y de 1 a 4 metros de longitud. Éstos se llaman gaviones de cuerpo. Los gaviones de altura 0.50 m se llaman gaviones de base porque se utilizan como cimentación, zócalo o base del conjunto. La tercera modalidad de gaviones, de sólo 0.20 ó 0.30 m de altura, llamados

69 Ibíd.


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también corazas o gaviones de revestimiento, se emplean en alineaciones de recubrimiento o revestimiento sin carácter de estructura de gravedad (fig.10-66). Para evitar la pérdida del substrato y el hundimiento del gavión es preciso un filtro. La fábrica de gaviones es una estructura moderadamente flexible que puede adaptarse a pequeñas erosiones del cauce o asientos del substrato. Para la profundidad se debe estimar según los métodos de cálculo de erosión potencial, tomando en cuenta al menos la erosión general (transitoria y a largo plazo) y la erosión en curva. Una buena medida de cimentación es un pie de gaviones, cuya extensión estaría en consonancia con la erosión calculada, usando un ángulo de reposo del material (de 30 a 40º para arenas y gravas). En regiones en que el suelo tiene muy poca capacidad portante ha sido necesaria la cimentación profunda de los gaviones, por ejemplo con pantallas o pilotes. Cuando el cauce es desbordable conviene reforzar también la cabeza para evitar daños. El filtro necesario para impedir la migración y la pérdida de material del substrato, pueden ser granulares o sintéticos, pero en este caso cuidando de evitar el punzonamiento por los vértices o aristas del gavión. En el caso granular, se deben aplicar las llamadas “condiciones de filtro” a las granulometrías de las dos parejas de materiales: el lecho natural y el filtro granular por un lado, y el filtro granular y la escollera por otro. Figura 10-68. Características de una protección con gaviones, combinando sus tres modalidades.

MUROS EN GAVIONES Los muros en gaviones son estructuras de gravedad y su diseño sigue la práctica standard de la Ingeniería civil. Debe tenerse en cuenta de manera muy especial el amarre entre unidades de gaviones para evitar el movimiento de unidades aisladas y poder garantizar un muro monolítico. Por su flexibilidad el muro de gaviones puede deformarse fácilmente al ser sometido a presiones, diferenciándose un poco su comportamiento de los muros convencionales. El muro puede flectarse sin necesidad de que ocurra su volcamiento o deslizamiento y es común encontrar deflexiones hasta el 5% de la altura.


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La diversidad de empleo de diversas mallas permite escoger un rango de rigidez o flexibilidad en el muro. Los muros en gaviones funcionan como muros de gravedad y se diseñan de acuerdo a los criterios de la mecánica de suelos para muros. Para efectos de diseño se tienen en cuenta los siguientes tipos de muro:

Muro integral en gaviones. En este caso la única fuerza de gravedad resistente es la del volumen de los gaviones.

Muro inclinado. En los muros inclinados el momento de la fuerza de gravedad es mayor en contra del sentido de rotación del movimiento, lo cual representa un aporte adicional a la estabilidad.

Muro con tierra de relleno. En este tipo de muro aparece una fuerza adicional debida al peso del relleno sobre él.

Muro de recubrimiento. Los gaviones actúan como elemento de confinamiento y la contención es realizada por el peso combinado de los gaviones y el suelo. Este tipo de muro requiere que el talud sea totalmente estable sin el muro. Para todos los casos enumerados anteriormente se sigue el sistema tradicional de diseño, de acuerdo a la mecánica de suelos. Se recomienda consultar el libro Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales (Suárez, 1998).

Muro de tierra reforzada (tipo Terramesh®). En este muro se construye una pantalla superficial en gaviones rellenos de piedra y el relleno detrás del muro se refuerza utilizando malla similar a la utilizada para la elaboración de los gaviones. El sistema Terramesh es una marca registrada de la firma Maccaferri.

REVESTIMIENTO CON GAVIONES

Los revestimientos elaborados con gaviones consisten por lo general de un colchón dentro del agua y de una serie de gaviones de poco espesor colocados sobre la ribera. Esta debe cubrir la ribera hasta el nivel de aguas máximas. Se emplean gaviones de 15 a 50 centímetros de espesor con cantos pequeños. Si existen curvas muy fuertes o caudales grandes, pueden requerirse espigones para alejar las corrientes de la orilla. El espesor de la capa de gaviones debe ser al menos de un espesor igual a dos veces el espesor de los cantos empleados. Debajo del gavión se requiere colocar una capa de filtro de transición o una tela permeable de polipropileno (geo textil no tejido), a fin de evitar la erosión de los materiales debajo del gavión.


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Normalmente una capa de treinta centímetros de gaviones es suficiente para taludes de pendiente no superior a 2H: 1V (26º 30'), siempre y cuando no haya afloramiento de agua ni causas para la inestabilidad profunda del talud. Para mejorar la estabilidad del sistema se recomienda construir contrafuertes enterrados en gaviones espaciados mínimos cada 10 metros. El espaciamiento de los contrafuertes depende de la naturaleza del talud y puede variar entre tres y siete metros. Si el talud es inferior a 2H: 1V se emplean gaviones de 0.30 de espesor y si es mayor, gaviones de 0.50 (talud 1:1) hasta de un metro en taludes superiores a 1H: 1V. Para taludes muy largos debe aumentarse el espesor del gavión en el pie, en tal forma que su cimentación sea capaz de resistir la fuerza lateral de revestimiento. La rugosidad de la superficie del gavión permite la disipación de la energía de las olas. Para sitios con oleaje se pueden emplear revestimiento de gaviones de treinta a cincuenta centímetros de espesor. Los espesores del revestimiento varían con el gradiente y la velocidad de la corriente de acuerdo a la siguiente tabla:

Tabla 10-22. Espesores del revestimiento.

Velocidad en m/seg

Espesor en metros

0.9 a 1.8 0.15

1.8 a 3.6 0.15 a 0.25

3.6 a 4.5 0.25 a 0.30

4.5 a 5.4 0.30 a 0.50

Si existe la posibilidad de pequeños deslizamientos, se debe emplear gaviones de espesor mayor de 0.50. Los revestimientos que se colocan bajo el agua tienen dificultades de colocación y se recomienda armarlos sobre remolcadores acuáticos e irlos desplazando hasta el sitio definitivo. En los últimos años se está popularizando los recubrimientos en colchonetas de gaviones revegetalizadas.

Tabla 10-23. Espesor de recubrimiento de gaviones rellenos y cubiertos de asfalto.

Velocidad de la corriente (m/seg) Espesor (m)

1.5 a 2.5 0.15

2.5 a 4.5 0.15 a 0.25


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Velocidad de la corriente (m/seg) Espesor (m)

4.5 a 6.0 0.25 a 0.30

6 a 7 0.30 a 0.50

Se puede consultar más información en la bibliografía (Capítulo 9. Gaviones; Martín Vide, 1997 y 2006). 10.4.2.1.4 PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN DE ESCOLLERA

ESCOLLERA La escollera es uno de los materiales más utilizados en ingeniería fluvial. La adaptación de un proyecto al material asequible de una cantera puede significar un gran ahorro, por lo que es importante conocer las canteras de alrededor. La roca debe cumplir ciertas características intrínsecas susceptibles de un plan de ensayos de control de calidad. Las propiedades más importantes son: la densidad de la roca, la fragilidad o susceptibilidad a la rotura por lugares débiles, la resistencia a la meteorización (muy importante para la integridad y durabilidad de la escollera, que incluye acciones hielo-deshielo, cristalización salina, solubilidad y otras acciones químicas) y de menor importancia, las resistencias mecánicas de la roca y la resistencia al desgaste o abrasión.

Para evitar el derrumbamiento de una escollera, por haber quedado descalzada debido a la erosión del lecho junto al talud, debe continuarse la cimentación hasta la profundidad adecuada frente a la erosión. Esta profundidad se estima según los métodos de cálculo de erosión potencial, tomando en cuenta al menos la erosión general y la erosión en curva. Una buena medida de cimentación es un pie de escollera, cuya extensión estaría en consonancia con la erosión calculada, usando un ángulo de reposo del material (de 30 a 40º para arenas y gravas).

Figura 10-69. Características de una protección de escollera. La cifra 0.27y sería sin considerar erosión general y para una recta de un cauce principal (acción permanente de las aguas), Martín-

Vide, 2003.


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DIAMETRO DE LA ESCOLLERA El tamaño de los elementos de la escollera, este debe ser tal que la corriente sea incapaz de arrastrarlos. La condición de comienzo de arrastre del material del lecho en un tramo normal de río sin obstáculos puede expresarse con la siguiente fórmula:

Dónde: Vo = Velocidad media de comienzo de arrastre en la vertical del punto. R = Radio hidráulico (m), que es el cociente de la sección hidráulica entre el perímetro

mojado. K = Factor adimensional. Se adopta el valor de 0,85 ya que se trata de una protección

aislada, según el criterio de la publicación del MOPU. d = Diámetro de la esfera de igual volumen que el elemento representativo del material del

fondo (m) γs = Peso específico del material (se adopta un valor de 2.4 t/m3) γ = Peso específico del fluido (1 t/m3) Se puede consultar más información en la bibliografía (Martín Vide, 1997 y 2006). 10.4.2.1.5 PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN DE HORMIGON, TABLASTACAS

METALICAS, PILOTES DE MADERA


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PANTALLAS O MUROS DE RETENCIÓN DE HORMIGON (CONCRETO ARMADO) Son masas relativamente grandes de concreto, las cuales trabajan como estructura rígida resistiendo los movimientos debido a la presión de la tierra sobre el muro. Actúan como estructuras de peso o gravedad y aunque su campo de aplicación depende, lógicamente, de los costos relativos de excavación, hormigón, acero, encofrados y relleno, puede en primera aproximación pensarse que constituyen la solución más económica hasta alturas de 10 ó 12 metros. Deben tener un sistema de drenaje para eliminar la posibilidad de presiones de agua y se le deben construir juntas de contracción o expansión a distancias en ningún caso superior a 20 m; si los materiales presentan problemas de dilatación por temperatura, las juntas se deberán colocar cada 8 m. Se puede ampliar la información en la bibliografía (Galanton y Romero, 2007)70. TABLESTACAS METALICAS La tablestaca se discretiza como una serie de elementos verticales tipo barra con deformación a corte unidos rígidamente entre sí. Todos los elementos tienen las mismas características mecánicas, que dependerán de la tipología, el material y la geometría de la tablestaca que se va a calcular. El nudo superior siempre se considera como extremo libre, mientras que para el nudo inferior se consideran tres posibles tipos de coacción: extremo empotrado, articulado o libre, en función de las características del terreno y la geometría de la pantalla. Los esfuerzos introducidos por la acción del terreno y los elementos de apoyo se suponen concentrados en los nudos extremos de cada una de las barras verticales. Dado que la ley real de comportamiento empuje del terreno – desplazamiento tiene una forma compleja, se considera una aproximación a la misma mediante tramos lineales. Las leyes de comportamiento del terreno varían con la profundidad, y producen el empuje correspondiente al reposo para deformación nula, mientras que para deformaciones positivas o negativas, el valor del mismo viene limitado por los empujes pasivo o activo, respectivamente. Dado que la función de respuesta del terreno viene definida por tramos, y a priori no es conocida la zona a la que pertenece el desplazamiento de un punto concreto, es necesario recurrir a un procedimiento iterativo para la resolución del problema. Para zonas de la tablestaca en las que el terreno actúa por los dos lados, se obtiene una ley formada por seis tramos, resultante de sumar las leyes de comportamiento del trasdós e intradós, tal como se puede observar cualitativamente en la figura siguiente.

70 GALANTON, E. Y ROMERO, M. (2007). Descripción de las defensas ribereñas. Trabajo de Grado.

Universidad de Oriente.


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Figura 10-70. Ley de comportamiento del terreno con tierras en trasdós e intradós (Gómez,

2005.)71.

Todo lo que se ha referido hasta el momento corresponde al comportamiento del terreno en una fase (de ejecución o de servicio) determinada. Para la resolución completa del problema, es necesario, además, definir la variación de las leyes de comportamiento de una fase a otra. Requisitos de diseño La característica más importante que hay que tomar en cuenta a la hora de diseñar un proyecto en tablestacas metálicas es que la tablestaca soporte un determinado momento de flexión. Esta capacidad depende esencialmente del módulo elástico y del tipo de acero de fabricación. Metodología de diseño La metodología de diseño puede variar dependiendo de la aplicación que se le pretenda dar a la tablestaca, sin embargo lo que se toma en cuenta es la presión por empuje que debe resistir la misma, por ello es que se busca la mayor inercia posible en el elemento. PILOTES DE MADERA Los pilotes de madera son troncos de árboles cuyas ramas y corteza fueron cuidadosamente recortadas. La longitud máxima de la mayoría de pilotes de madera es de entre 10 y 20 m. Para calificar como pilote, la madera debe ser recta, sana y sin

71 GÓMEZ, A. (2005). Cálculo de tablestacas metálicas. Departamento de Desarrollo de CYPE Ingenieros,

S.A., Alicante.

http://www.blogger.com/congreso_cmm_2005.pdf


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defectos. El Manual of practice, Nº. 17 de la American Society of Civil Engineers lo divide en tres clases: • Pilotes clase A que soportan cargas pesadas. El diámetro mínimo del fuste debe ser

de (356 mm).

• Pilotes clase B que se usan para tomar cargas medias. El diámetro mínimo del fuste debe ser de entre (305 – 330 mm).

• Pilotes clase C que se usan en trabajos provisionales de construcción. Estos se usan permanentemente para estructuras cuando todo el pilote está debajo del nivel freático. El diámetro mínimo del fuste debe ser de 305 mm.

Los pilotes de madera no resisten altos esfuerzos al hincarse; por lo tanto, su capacidad se limita a aproximadamente 25 – 30 ton. Se deben usar elementos de acero para evitar daños en la punta del pilote. La parte superior de los pilotes de madera también podría dañarse al ser hincados, para evitarlo se usa una banda metálica o un capuchón o cabezal. La capacidad estructural de los pilotes en madera será igual a:

Te = A·σm

Donde, A es la sección media σm es la carga unitaria máxima que se supone al material, que será: En construcciones permanentes: Madera normal: pino, abeto, castaño, olmo, chopo: σm = 45 Kg/cm2. Madera de calidad superior: cedro, roble, nogal, palo-hacha: σm = 60 Kg/cm2. En construcciones provisionales, o bien en aquellas permanentes de poca responsabilidad y, en particular, sin riesgo humano, se pueden aumentar estos límites en 10 Kg/cm2. Con maderas especiales importadas se podría llegar a la carga admitida por la normativa del país de origen, sin sobrepasar nunca los 75 Kg/cm2. Los pilotes de madera permanecerán indefinidamente sin daño si están rodeados de suelo saturado. Sin embargo, en un ambiente marino, están sometidos al ataque de varios organismos y pueden ser dañados considerablemente en pocos meses. Cuando se


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localizan arriba del nivel freático, los pilotes son atacados por insectos. Su vida se incrementará tratándolos con preservadores como la creosota. Se puede ampliar la información en la bibliografía (Gómez, 200572). 10.4.2.2 OBRAS DE CONTROL DE MOVIMIENTO (DIQUES, ESPIGONES FLUVIALES)

10.4.2.2.1 DIQUES LONGITUDINALES

Son barreras impermeables construidas paralelamente a la línea de margen o a la línea de flujo. Los objetivos son proteger el margen mediante la disminución de la velocidad del flujo y recuperar la alineación del flujo. Para ubicar los diques longitudinales se debe definir el eje del río, determinar el radio de curvatura (R < 2.5B) y trazar la línea extrema de defensa.

Figura 10-71. Trazo del eje del río y líneas de defensa (Mejía y Lara, 1998).

Se puede ampliar la información en la bibliografía.

72 Ibíd.


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Figura 10-72. Distribución de velocidades debido a

la presencia del dique longitudinal.

Figura 10-73. Diques transversales.

10.4.2.2.2 DIQUES FLUVIALES TRANSVERSALES

Son construidos con carácter temporal en cunetas y cauces pequeños. Tienen como finalidad disminuir la velocidad de la escorrentía concentrada generada por lluvias torrenciales, pero tienen escasa capacidad para albergar sedimentos. Por lo general se utilizan en cauces abiertos de tamaño reducido que drenan una superficie inferior a 0,5 has. Su aplicación más usual tiene lugar en pequeñas vaguadas o barranqueras que no pueden ser objeto de un revestimiento permanente y necesitan cierta protección contra la erosión. CRITERIOS DE DISEÑO Y TIPOS DE DIQUES Los diques, tras su instalación proporcionan un receptáculo inmediatamente aguas arriba, en el que se acumula agua y sedimentos durante cada creciente. En una secuencia de diques consecutivos, se recomienda que el centro de la coronación del dique situado aguas abajo se halle al mismo nivel que el centro del pie de la estructura inmediata aguas arriba. El espaciamiento entre diques puede calcularse dividiendo la altura de los diques por la pendiente expresada en tantos por ciento.

Figura 10-74. Espaciamiento entre diques según la pendiente longitudinal del cauce (Minnesota Pollution Control Agency, 2000).


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Cuando las corrientes transportan gran cantidad de material sólido, el diseño de estos diques puede complicarse considerablemente. DIQUES DE RETENCIÓN PERMANENTE Los distintos tipos posibles de diques responden a las variadas formas de lograr las dos exigencias funcionales: resistir el empuje del agua y evacuar los caudales sobrantes. En cada caso, la importancia relativa de estas dos premisas, junto con las condiciones naturales del terreno (topográficas y geológicas) y las exigencias del uso del agua (situación de la central eléctrica, toma de riegos...) originan una serie de condicionantes que llevan a la elección de un tipo de presa como más adecuado.

En cuanto a la situación del aliviadero, éste puede estar:

- Sobre la misma presa. En este caso, la estructura está directamente condicionada por el aliviadero.

- Separado de ella. La estructura puede proyectarse con total independencia del aliviadero.

Respecto a la forma de resistir el empuje hidrostático, las presas pueden ser principalmente: de gravedad, en arco y arco-gravedad. En las presas de gravedad el peso de la estructura es notable y sirve para dar una resultante adecuada e interior a la base de la presa. Estas presas pueden ser, a su vez, macizas o aligeradas. Las segundas pretenden emplear menos material. El aligeramiento puede consistir en galerías horizontales o, más frecuentemente, en huecos verticales, quedando constituida la presa por una serie de contrafuertes resistentes por su peso en los que se apoya o va unida a una pantalla que transmite a ellos el empuje del agua. Las presas en arco presentan una forma curva, que tiene por finalidad transmitir el empuje al terreno en dirección e intensidad adecuadas. Pueden tener curvatura sólo horizontal o doble curvatura (presas bóvedas o cúpulas), que es lo más normal. Suponen una importante reducción del volumen de fábrica (1/2 a 1/3 del


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equivalente en diques de gravedad) y gran seguridad. Suelen ser especialmente efectivas en cauces torrenciales de cerradas estrechas con buena cimentación en todo su perímetro. Hay un tipo mixto, llamado de bóvedas múltiples, constituido por una serie de contrafuertes que resisten por gravedad el empuje hidrostático que les transmiten unas bóvedas en contacto directo con el agua.

También hay un tipo intermedio entre las presas arco y de gravedad que se llama arcogravedad. En éste, la acción de la curvatura es insuficiente para resistir el empuje y hay que dar a la presa un cierto peso para que compense ese defecto. En atención al material empleado, se clasifican en: presas de fábrica y presas de materiales sueltos.

DIQUES DE RETENCIÓN TEMPORAL Estos diques pueden construirse con piedras, maderos o balas de paja. Los diques de maderos son relativamente económicos debido al bajo coste del material empleado (los maderos pueden obtenerse incluso a partir de operaciones de clareo en lugares próximos), aunque requieren más tiempo y mano de obra en su instalación. Los diques de piedra suelen tener forma triangular y pueden estar recubiertos o no por una malla geotextil. El coste más elevado de los materiales utilizados en este tipo de diques resulta generalmente compensado por su sencilla colocación y mantenimiento. Una vez Fito estabilizado el talweg mediante medidas biotécnicas de restauración, estos diques se desmantelan procurando no dejar bloques que puedan ser transportados aguas abajo, en el caso de las estructuras de piedra, y alterando lo menos posible el lecho al desanclar los maderos, en el segundo caso. Los diques de balas de paja constituyen barreras de sedimentos temporales construidas con balas de paja en sentido transversal a sectores de drenaje muy pequeños. Este tipo de estructura suele emplearse para reducir la velocidad y energía de corrientes de derrubios esporádicas (debris flows). No son practicables en cursos de agua permanentes (arroyos, riachuelos, ríos), ni tampoco resultan eficaces para controlar coladas de derrubios en vertientes empinadas.


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Figura 10-75. Umbrales establecidos para la ubicación de diques de balas de paja (U.S.

Department of Agriculture, 2003).

FUNCIONALIDAD ASOCIADA A LA REDUCCIÓN DE LA PENDIENTE La pendiente global adquirida con la construcción de los diques es una función lineal del número de diques de retención. Si la coronación del dique situado aguas abajo y el pie del anterior aguas arriba están a la misma cota, el lecho del cauce aparece más o menos nivelado, consiguiéndose entonces la máxima regulación de la pendiente. El número de diques a lo largo de un curso necesarios para reducir la pendiente es también una función de la pendiente original, la longitud del cauce y la altura de los diques:

Ndr (S1 — S2) · L / H

Donde, Ndr es el número de diques de retención S1 es la pendiente original (%) S2 es la pendiente resultante (%) L es la longitud del cauce (m) H es la altura de la estructura (m) Según esta ecuación, para obtener una misma pendiente final con estructuras de H/2 se requiere el doble de diques, y, viceversa, si se duplica la altura de los diques su número se reducirá a la mitad. En este último caso la estructura necesita mayor cantidad de material para mantener su estabilidad. La altura y el incremento de material necesario no son linealmente proporcionales, debido a que las dos fuerzas principales que actúan sobre los diques son proporcionales a la segunda potencia de la altura.


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FUNCIONES DE LOS DIQUES TRANSVERSALES ABIERTOS Los diques transversales abiertos se construyen para controlar el transporte de sedimentos durante las crecientes. En cambio, los diques de tipo cerrado pueden capturar el sedimento transportado aguas arriba hasta que se produce el relleno completo. A partir de entonces pierde la función de retener material, aunque la nueva configuración morfológica del lecho hace disminuir la pendiente media y, con ello, la velocidad de la corriente. Para prevenir el riesgo de un desastre, sobre todo en áreas proclives a la generación de debris flows', es conveniente crear una abertura en la parte central del dique (fishway) que permita arrastres parciales y la libre circulación de peces. De esta forma, también se cumple la función de proteger el ecosistema fluvial (Cerato y Coali, 1997). Dado que el material transportado aguas arriba fluye a través de dicha abertura o portillo, el sedimento no se deposita en su totalidad en la cara trasera de la presa. No obstante, el espacio abierto en este tipo de diques debe satisfacer las condiciones necesarias para retener sedimentos; por ejemplo, la anchura del portillo debe ser menor de 1,5 veces el diámetro máximo de los bloques potencialmente transportables aguas arriba, con el fin de evitar posibles desastres aguas abajo. Diversas investigaciones han mostrado que los indicadores más adecuados para comprobar la función de protección de un dique de retención abierto son, en torrentes con pendiente inferior a 3°, las relaciones del caudal con la anchura del portillo, y, en tramos donde las corrientes de derrubios (debris flows) transportan bloques de gran tamaño, las relaciones entre el tamaño de los bloques y la anchura del portillo. Se puede consultar más información en la bibliografía (Conesa, 2004)73. 10.4.2.2.3 ESPIGONES FLUVIALES O ESPOLONES

Normalmente son más bajos que las orillas del cauce principal, de modo que quedan sumergidos bajo las aguas altas. Esta cualidad de los espigones de promover la sedimentación (el entarquinamiento, colmatación, o aterramiento) sólo se cumple si el rio es de pequeña pendiente y transporta abundante material sólido en suspensión. Como obra gradual, los espigones se pueden prolongar, así como intercalar otros nuevos según sea el efecto conseguido (aunque se pueden construir también de una vez). Mediante espigones puede conseguirse también formar un cauce de aguas bajas inscrito en uno de aguas altas más ancho y uno de aguas altas inscrito en uno de crecientes más ancho (fig. 13-76). En este caso la orilla del cauce menor no está fijada por medio de una

73 CONESA, C. (2004). Los diques de retención en cuencas de régimen torrencial: diseño, tipos y funciones.

Universidad de Murcia. NIMBUS, N° 13-14, ISSN 1139-7136, p 125-142.


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obra longitudinal resistente sino sólo por puntos, pero a cambio la tendencia a la sedimentación fuera del cauce menor aumenta.

Figura 10-76. Fijación de un cauce menor inscrito en uno mayor por medio de espigones (Martin-Vide, 2003).

Los mismos resultados pueden conseguirse combinando obras longitudinales y transversales sumergibles, sucesivamente o también simultáneamente, y también se extienden a la rectificación de curvas demasiado angulosas y a la restauración de márgenes destruidas. FORMA DE LOS ESPIGONES Existen diferentes formas en planta, con las que los espigones se pueden clasificar:

Espigón recto formando un ángulo con la orilla y que tiene una cabeza con un sistema de protección contra la socavación en la punta.

Espigón en forma de T, el ángulo a es generalmente de 90 grados y el dique en la punta es paralelo a la dirección del flujo.

Espigón en forma de L, que permite mayor espacio para sedimentación entre espigones y menos socavación en su cabeza y son más efectivos para facilitar la navegación.

Espigones en forma de jockey que poseen huecos los cuales son más extensivos en área que los en forma de T.


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Figura 10-77. Formas en planta de espigones.

Un grupo de espigones se diseña en función de los siguientes factores:

Variables del flujo:

Profundidades de aguas mínimas, normales y máximas.

Cantidad de carga suspendida con relación a la carga de fondo.

Parámetros del cauce:

Pendiente y velocidad del río.

Características del material de fondo (arcilla, limos, arena, grava, cantos, guijarros).

Tamaño del canal (ancho y sección).

Materiales disponibles para construcción. Previamente al diseño debe analizarse las posibilidades de materiales para su construcción.

Posibilidad de avalanchas y otras amenazas. Para evitar la destrucción y/o arrastre de los espigones deben tenerse en cuenta las siguientes características:

Conocimiento del régimen hidráulico del río.


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Cálculo de socavación del cauce con el espigón.

Diseño de una cimentación con la profundidad adecuada.

Diseño hidráulico del espigón.

Diseño estructural (resistencia y flexibilidad) del espigón. Al proyectar una obra de defensa se requiere trazar en planta el eje del río y en las orillas dibujar una línea paralela al eje a la cual llegarán los extremos de los espigones. La longitud de cada espigón, estará dada por la distancia de la orilla real a esa línea. La separación entre las nuevas orillas, es decir el ancho B, estará dado por el estudio de estabilidad de la corriente, el cual tomará en cuenta si el tramo será navegable, el cambio de pendiente si se rectifica el río, etc. Cuando se trata de una rectificación en cauces formados por arenas y limos, conviene dentro de lo posible, que los radios de las curvas nuevas, medidos hasta el eje del río tengan la longitud R siguiente:

2.5 B < R < 8B Donde: R = Radio de Curva B = Ancho del río Al respetar los radios anteriores, la defensa que se haga sobre la base de espigones, trabajará eficientemente. Si los radios de curvatura son menores, la separación de los espigones disminuye y económicamente es preferible construir una defensa marginal apoyada en la orilla. Si los radios son mayores, el río tiende a formar un cauce con menores radios dentro de la curva y no todos los espigones trabajan eficientemente. Cuando solo se desea proteger las orillas actuales de un río, y no se desea hacer trabajos de rectificación, la línea que une los extremos de los espigones deberá trazarse lo más uniformemente posible, aunque no necesariamente tendrá un radio único. La selección de la línea que une los extremos de los espigones incluye en la longitud de los mismos y ésta, junto con la orientación que se les dé, determina la separación, entre ellos. Por lo tanto es indispensable estudiar varias localizaciones en esa línea. Al protegerse, ya sea una sola curva, o un tramo completo, los primeros tres espigones de agua arriba deben tener longitud variable. El primero deberá ser de la menor longitud posible (igual al tirante), y los otros aumentar uniformemente, de tal manera que el cuarto tenga ya la longitud de proyecto. La pendiente longitudinal de la corona debe ser uniforme en todos ellos y por lo tanto la misma de los demás espigones. Por último conviene aclarar que aunque la línea teórica que une los extremos de los espigones pueda tener diversos radios de curvatura, nunca deberá tener un tramo en que su radio de curvatura se mida


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hacia la orilla exterior. Todos los radios de esa línea se deberán medir hacia el mismo lado; es decir, hacia el interior de la curva. SEPARACIÓN ENTRE ESPIGONES La separación entre espigones se mide en la orilla entre los puntos de arranque de cada uno y depende de la longitud del espigón de aguas arriba de su orientación y de la localización de la orilla. Para calcularla se toma en cuenta la inclinación del espigón respecto a la orilla de aguas abajo y la ampliación teórica de la corriente al pasar por el extremo del espigón. El ángulo de esa desviación es de 9° a 14°. La longitud de anclaje debe ser mayor cuando las orillas son de poca altura, con el objeto de evitar que la corriente pueda desviarse por detrás de los espigones. Generalmente, se construye primero el espigón localizado más aguas arriba y luego los espigones subsiguientes hacia aguas abajo. Esto se hace con el objetivo de poder construir los espigones en aguas bajas y calmadas. Los espigones deben colocarse a una distancia tal que la acción conjunta de ellos pueda separar el eje de flujo de la orilla, se debiliten las corrientes entre espigones y se promueva entonces, sedimentación en los espacios entre ellos (Przedwojski 1995). Si los espigones están demasiado separados, las corrientes pueden atacar la orilla que se pretende proteger entre dos espigones, generándose erosión o produciéndose Meandrización de la corriente. La construcción de espigones muy cerca unos de los otros produce un sistema menos eficiente y más costoso. Generalmente la distancia entre espigones está relacionada con el ancho del río, la longitud del espigón, la velocidad del flujo, el ángulo y la curvatura de la orilla. Generalmente los espigones permeables pueden ser espaciados a mayores distancias que los impermeables. Las recomendaciones de Maza Álvarez (1989) son las siguientes:

Separación en tramos rectos. Cuando se requieran construir espigones en tramos rectos y sin empotramiento en la margen, la separación deberá ser la que se indica en la siguiente tabla:

Tabla 10-24. Separación de espigones en tramos rectos (Flórez y Aguirre, 2006).

Separación de Espigones en Tramos Rectos sin Empotramiento

Ángulo Separación, Sp

70º a 90º 4,5 LT a 5,5 LT

60º 5 LT a 6 LT


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Separación de Espigones en Tramos Rectos Inclinados hacia Aguas Abajo

Sp

Empotrado

LT Sp Si No

60º 1,06LT0 5,4 LT a 6,6 LT 6,5 LT 5,5 LT

70º 1,15LT0 5,6 LT a 6,8 LT

Separación en curvas. Para la localización de espigones en curva Maza (1989)

recomienda suponer un ángulo de 9º a 14º de desviación de la corriente para la colocación del siguiente espigón. La separación Sp, entre espigones colocados en curva, conviene controlarla gráficamente. Si la curva es regular y tiene un único radio de curvatura la separación que se ha probado con buenos resultados es Sp = (2.5 a

4) Lt; para radios de curvatura mayores de cuatro se han usado separaciones de 4 Lt. Si la curva es irregular o con un radio de curvatura pequeña la separación de espigones necesariamente debe encontrarse en forma gráfica.

Figura 10-78. Método para determinar el espaciamiento entre espigones en orillas curvas (Capítulo

12. Espigones).

ORIENTACIÓN DE LOS ESPIGONES La orientación de los espigones se mide por el ángulo que forma hacia aguas abajo, el eje longitudinal del mismo con la tangente a la orilla en el punto de arranque. Se debe analizar tres tipos de espigones así:

Espigones inclinados hacia aguas arriba (ángulo α > 90º). El sistema más popular en el mundo es el de colocar los espigones inclinados hacia aguas arriba, porque según los autores ellos producen el mejor efecto, en lo que se refiere a sedimentación de


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materiales y a desvío de la corriente de la orilla (Richardson y otros 1975). A estos espigones se les llama espigones deflectores porque según algunos autores repelen el flujo hacia el centro del cauce. La mayoría de las referencias en la literatura recomiendan inclinaciones entre 100º y 120º (Beckstead, 1975). Derrick (1998) recomienda limitar el ángulo de inclinación a 110º.

Espigones inclinados hacia aguas abajo (ángulo α < 90º). Estos espigones no son recomendados por algunos autores porque se argumenta que atraen el flujo hacia la orilla y por lo tanto nunca deben colocarse en la parte cóncava de las orillas (Przedwojski 1995). En cambio Maza recomienda ángulos de inclinación de 70º, porque según él se disminuye la socavación en la cabeza del espigón. Según Maza en un tramo recto, en una curva regular, conviene que los espigones formen un ángulo de 70° con la dirección de la corriente. Si la curva es irregular y aún más si tiene un radio de curvatura menor de 2.5B, los ángulos de orientación serán menores de 70° y pueden alcanzar valores hasta de unos 30°.

Espigones ortogonales al flujo (ángulo α =90º). Un espigón a 90 grados protege en forma similar los lados aguas abajo y arriba del espigón. Estos espigones son más cortos pero poseen menores ventajas de sedimentación que los inclinados hacia aguas arriba, sin embargo, son utilizados con frecuencia en los casos en los cuales se requiere controlar un canal navegable.

LONGITUD DE LOS ESPIGONES La longitud total de un espigón se divide en longitud de anclaje o empotramiento y longitud del trabajo. La primera es la que está dentro de la margen y la segunda la que está dentro de la corriente. La longitud de los espigones se determina con base a buen juicio de ingeniería, basándose principalmente en el estudio de la morfología de la corriente, características del talweg y comportamiento de la corriente (Derrick 1998). Cuando la curva es uniforme (rectificación) todos los espigones tienen la misma longitud, ángulo de orientación y por lo tanto la separación entre ellos es la misma. La longitud de trabajo, medida sobre la corona, se selecciona independientemente y se ha comprobado que conviene que esté dentro de los límites siguientes:

h < L < B/4 Dónde: B = ancho medio del cauce, y h = tirante medio; ambos para el caudal dominante.


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L = longitud efectiva del espigón. Los espigones se pueden construir en ocasiones sin tener longitud de anclaje; es decir, sin que penetren dentro de la margen, apoyados únicamente a la orilla. La máxima longitud de empotramiento es igual a L/4. Se puede ampliar la información en la bibliografía (Capítulo 12. Espigones; Martín Vide, 1997 y 2006).

10.4.3 OBRAS DE CONTROL DE SOCAVACIÓN

Entre las obras de Control de Socavación (Obras estructurales) se detallan las características de las obras tipo siguientes, Deflectores (o Espigones con función de deflector), las traviesas (o Diques umbrales de fondo) y los azudes. 10.4.3.1 OBRAS ESTRUCTURALES EN CAUCE

10.4.3.1.1 DEFLECTORES (PANELES)

El procedimiento de diseño consiste en establecer los valores de velocidad media del flujo, Vm, profundidad media, D0, y radio de curvatura, Rc. Se calculan parámetros adicionales como son: el exponente de velocidad o parámetro de resistencia del canal, m = k (8/f)1/2, el número de Froude del material del lecho, FD = vm/ (gd50)1/2, y se define el cambio deseado para la sección transversal, en términos de desplazamiento de la vaguada y cota del lecho sedimentado alrededor de las estructuras. Posteriormente, se fijan las dimensiones de los paneles, en cuanto a altura, H, y longitud, L, y ángulo de

ataque con respecto al flujo, 0; se calculan los parámetros de sugerencia relativa de los paneles, T/D0, y H/L. Con éstos y con los parámetros obtenidos mediante evaluaciones específicas de cada sector, haciendo uso de los resultados de los modelos hidráulicos (Odgaard, 1991) se seleccionan: el ángulo de incidencia, el número de paneles por conjunto, la separación transversal entre paneles y la separación longitudinal entre conjuntos de paneles, para la longitud pre-establecida del sector a proteger (Rodríguez, 2007).


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Figura 10-79. Esquema de deflectores

Fuente: (García, R. y Payá, D., 200974).

Figura 10-80. Deflectores.

Lk = Stan (20º) – L L máxima = W/3

S = (4 a 5) L

Se puede ampliar la información en la bibliografía (Martín Vide, 199775 y 200676; Rodríguez, 200777). 10.4.3.1.2 TRAVIESAS

74 GARCÍA, R. y PAYÁ, D. (2009). Estudio de las barreras transversales existentes en el río Guadaira, de la

cuenca del Guadalquivir y de las actuaciones propuestas para la recuperación de la franqueabilidad para la

fauna ictícola. 5º Congreso Forestal Español: Montes y sociedad: Saber qué hacer. 75 MARTÍN Vide, J.P. (1997). Ingeniería fluvial. Universidad Politécnica de Cataluña. 76 MARTÍN Vide, J.P. (2006). Ingeniería de ríos. Universidad Politécnica de Cataluña. 77 RODRÍGUEZ, C. (2007). Control del meandro Trementino en el río Sinú con estructuras sumergidas.


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ASPECTOS A TENER EN CUENTA Esta obra transversal en el lecho, puede impedir la erosión aguas arriba de la traviesa. Aguas abajo, muy al contrario, se desarrollará una erosión local inducida por la obra (fig. 13-81). Pero, además, la traviesa impide aguas arriba sólo la erosión a largo plazo y la de las aguas bajas. A largo plazo, el perfil longitudinal de un río encauzado con tendencia a la erosión sería simplemente más bajo. Los puntos fijos condicionarán el descenso, quedando poco a poco como puntos más sobresalientes, mientras aguas abajo aparecerá un salto. Este descenso o erosión general aguas abajo es una amenaza directa a la traviesa y también es una amenaza indirecta porque el mayor desnivel del salto de agua agravará la erosión local. En definitiva, la traviesa limita la extensión de la erosión a largo plazo, más que impedirla (Martin-Vide, 2003).

Figura 10-81. Erosión local al pie de una traviesa

Fuente: (Martin-Vide, 2003).

La pendiente entre tramos limitados por traviesas parece ser directamente proporcional a la distancia entre traviesas. Esta propiedad resta eficacia a poner las traviesas muy juntas pues de todos modos el salto será mayor del esperado. Si está en marcha un proceso de erosión general por desequilibrio que llevaría a largo plazo a una pendiente de equilibrio menor que la inicial, está comprobado que las pendientes entre traviesas son menores que dicha pendiente de equilibrio (Martin-Vide, 2003). El cauce de aguas bajas, por su parte, puede ser guiado al centro del cauce mayor si cada traviesa es un poco más baja en el centro. Esto limita la posibilidad de alcance de los límites del encauzamiento por este cauce de aguas bajas, es decir la erosión lateral. El papel de una traviesa en situación de creciente, finalmente, no es claro. La traviesa como punto fijo podría ser simplemente una coerción al descenso de fondo sobre todo si


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imaginamos un grupo de traviesas. La variable de más influencia en reducir la erosión sería la distancia entre traviesas (Martin-Vide, 2003). El grado de estabilización es función del espaciamiento de las traviesas. La inmovilización tiene otras consecuencias hidráulicas: cuanto menos se le permite al fondo descender durante una creciente, menos contribuye ese espacio como área de flujo, es decir, la capacidad hidráulica del cauce es menor. Asimismo la suavización de la pendiente a largo plazo reduce también la capacidad hidráulica del encauzamiento (Martin-Vide, 2003). CORRECCIÓN DE LA PENDIENTE Y OTRAS FUNCIONES Las traviesas tienen un efecto involuntario sobre la pendiente. Sin embargo en otros casos, el objetivo deliberado de una intervención es modificar (reducir) la pendiente. Esto ocurre en ríos de gran pendiente (ríos torrenciales). En estos ríos el agua circula a gran velocidad, probablemente en régimen rápido (o supercrítico) y tiene una gran capacidad de transporte sólido de fondo. Estos son verdaderos inconvenientes para una obra de encauzamiento, ya que se incrementan fuertemente las acciones mecánicas de la corriente. Si las traviesas se proyectan con una pequeña altura sobre el cauce, reducen la pendiente en sus cercanías. Con un conjunto de traviesas se consigue escalonar el rio y disminuir la pendiente, y así finalmente moderar las acciones mecánicas. No hay que olvidar la pérdida de capacidad hidráulica y el riesgo de erosión local al pie de las traviesas, como efectos secundarios (Martin-Vide, 2003). El escalonamiento puede producirse rápidamente por relleno de las traviesas, con caudales normales. En creciente, sin embargo, el fondo de estos ríos torrenciales tiende a adoptar una pendiente mayor que la de las aguas bajas y altas. La línea del fondo en creciente puede ser la que une las coronaciones de las traviesas recuperando quizá la pendiente original. La creciente puede dejar ese fondo tras su paso, mientras que los caudales normales van erosionando los espacios entre traviesas volviendo a establecer el perfil escalonado del encauzamiento. Así pues, las traviesas sirven también como corrección de la pendiente de un río y en este aspecto su función es diferente a la de protección frente a la erosión (Martin-Vide, 2003). Andreatta (2004)78 consta que la reducción de la pendiente entre traviesas depende básicamente de dos parámetros geométricos, la longitud entre las estructuras (a menor distanciamiento menor pendiente final) y la pendiente original del lecho. Además propone unas expresiones obtenidas ajustando los resultados experimentales para determinar la erosión local máxima y la longitud del foso. Estas consideraciones se han realizado con base que el tamaño de grano del lecho sea uniforme, pero en realidad, la granulometría de un lecho aluvial presenta una cierta dispersión. En estos casos aparece el problema de qué tamaño de grano debe utilizarse

78 ANDREATTA, A. (2004). Estudio de la dinámica fluvial de lechos móviles de gran pendiente en presencia

de estructuras transversales. Tesis Doctoral. Universidad Politécnica de Catalunya.


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en la formulación para obtener el mejor ajuste posible. Existen discrepancias entre diversos autores, algunos sugieren utilizar el D90 y otros el Dm o el D85. Aderibigbe y Rajaratnam (1998) encontraron que la mejor correlación entre la profundidad y longitud de erosión adimensional y el número de Froude densimétrico se obtenía utilizando el D95 que además correspondía con el diámetro medio encontrado en el fondo del foso según Lenzi et al. (2002). Los estudios realizados avalaban el empleo del D95 aunque los resultados eran prácticamente iguales a los obtenidos utilizando el D90. EROSIÓN LOCAL EN TRAVIESAS Gaudio et al. (2000), tratan sobre la erosión local en traviesas a largo plazo, que corresponde al estadio en el cual se logra el equilibrio después de un largo tiempo (Mohamed y McCorquodale, 1992). Los investigadores detallan que la dimensión del foso de erosión se incrementa con la distancia entre traviesas. El análisis dimensional de las variables involucradas en el fenómeno de la erosión local es:

emáx = Ys = f(g, q, qs, D95, a1, v, s, ) Donde emáx = Ys es la erosión máxima del foso. g es la aceleración de la gravedad q y qs son los caudales unitarios líquido y sólido D95 es el tamaño característico del sedimento a1=(S-Seq)L es el salto morfodinámico v es la viscosidad cinemática

ys es la densidad del agua y del sedimento Para más información consultar en la bibliografía (Andreatta, 2004)79. 10.4.3.1.3 AZUDES

ELEVACIÓN DE LA CRESTA La altura del azud, generalmente condiciona el desnivel suficiente para que el agua captada pueda alcanzar el nivel requerido por la aducción y el desnivel suficiente para que

79 Ibíd.


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los sedimentos del desarenador o desgravador de toma puedan ser evacuados hacia el río. En ríos de montaña, el remanso producido por el azud no se extiende considerablemente hacia aguas arriba, debido a la fuerte pendiente del río, evitándose de esta manera inundación y perjuicios a los terrenos aledaños. En ríos de baja pendiente o de llanura, la altura del azud es muy importante debido a que el remanso, en época de crecidas, puede producir inundación de grandes extensiones de terrenos valiosos. En otras palabras, es necesario determinar la máxima altura del azud sin que el remanso producido exceda el nivel de las orillas del río. LONGITUD DE LA CRESTA No se puede establecer reglas fijas para la determinación de la longitud de la cresta porque depende de varios factores. El factor más importante que se debería considerar es la magnitud de la crecida y el tirante máximo que alcanza sobre la cresta. La cresta deberá tener una longitud suficiente para eliminar en forma segura el caudal de crecida máximo. En ríos de montaña, donde el flujo corre generalmente encajonado en valles profundos, se puede contar, en una sección determinada del río con varias alternativas de longitud de cresta capaces de eliminar el caudal de crecidas, en este caso un parámetro generalmente utilizado para su elección es la longitud mínima de cresta (longitud mínima de azud) que implica directamente una altura menor del azud y en consecuencia un costo menor. Este criterio, generalmente no es válido para ríos meándricos de baja pendiente con llanura de inundación amplia.


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Figura 10-82. Ejemplo de cálculo de la obra de toma. Detalle del azud y el colchón amortiguador en

un corte longitudinal (PROAGRO y PRONAR, 201180).

Para más información consultar en la bibliografía (PROAGRO y PRONAR, 2011).

10.5 PRODUCTOS A ENTREGAR DE UN PROYECTO DE ADECUACIÓN HIDRÁULICA Y RESTAURACIÓN AMBIENTAL DE CORRIENTES HÍDRICAS

10.5.1 BASE DE DATOS DE LA INFORMACIÓN UTILIZADA Y BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE LA CORRIENTE HÍDRICA

La información utilizada y la bibliografía consultada serán inventariadas dentro de una base de datos cuyo contenido mínimo deberá incluir:

Informe de eventos históricos registrados en las cuencas hidrográficas de estudio. Cartografía y bases de datos de acuerdo a especificaciones técnicas.

Diagnóstico ambiental de las cuencas hidrográficas objeto de estudio.

Caracterización Hidrológica de las cuencas hidrográficas objeto de estudio.

Informe de caracterización de sedimentos, transporte de sedimentos, detalle de tipos de lecho y material de arrastre.

80 Programa de Desarrollo Agropecuario Sustentable (PROAGRO) y Programa Nacional de Riego (PRONAR),

2011. Serie de Investigación Aplicada Nº3. Criterios de diseño y construcción de obras de captación para riego.


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Modelo de elevación del terreno, topografía y batimetría de cauces.

Informe de la hidrogeología de la zona objeto de estudio, incluyendo muestreo de sedimentos del rio, específicamente la caracterización de lodos

Informe Hidrogeológico de las cuencas hidrográficas objeto de estudio

10.5.2 INFORME DE DIAGNÓSTICO

El informe de diagnóstico a entregar deberá contener el análisis hidráulico y ambiental de la situación existente en el ámbito de estudio. Este informe deberá incluir la siguiente información:

Estudio de caracterización hidrológica y caudales de diseño.

Estudio hidráulico para la delimitación de la inundabilidad del ámbito de estudio en la situación existente.

Identificación de los elementos susceptibles de ser puntos singulares por su naturaleza y por el grado de inundabilidad a los que están expuestos:

o Zonas Urbanas.

o Viviendas.

o Zonas rústicas.

o Zonas industriales.

o Zonas peligrosas (materiales peligrosos).

o Zonas especialmente vulnerables (por su naturaleza o por la tipología de

usuarios que las ocupan).

o Vías de comunicación.

Puentes. Pasarelas. Badenes. Pasos inferiores.

o Infraestructura de saneamiento.

o Infraestructuras de telecomunicación.


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o Infraestructuras hidráulicas y de abastecimiento.

Presa. Traviesa. Azud o esclusa. Estaciones de aforo. Diques.

o Infraestructuras eléctricas.

o Infraestructuras de materias peligrosas.

o Infraestructuras de riego.

o Estudio morfodinámica

o Erosión en curva.

o Movilidad en planta.

o Tendencia de evolución del río.

o Sedimentación.

o Zonas de especial interés (por ejemplo, conos de deyección, caída de

bloques, etc.).

Estudio ambiental.

o Análisis de la calidad ambiental.

o Diagnóstico del estado ecológico.

Calidad de ribera. Calidad del agua. Zonas de especial interés. Calidad hidromorfológica.


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10.5.3 MODELO HIDROLÓGICO E HIDRÁULICO CORRIDO Y CALIBRADO

La información mínima que deberá contener el Informe de los modelos hidrológicos e hidráulicos será:

Informe de modelación hidrológica de todas las cuencas y áreas aferentes tributarias del ámbito de estudio.

o Metodología de estudio.

o Procedencia y análisis de los datos hidrológicos.

o Análisis climático del ámbito de estudio.

o Análisis de la elección y distribución de las lluvias de diseño.

Informe de modelación Hidráulica del tramo del cauce principal y afluentes.

o Justificación de los parámetros hidráulicos utilizados para el modelo.

o Análisis de los resultados obtenidos con base a estaciones de aforo o crecientes históricas para la realización de los ajustes de calibración.

o Informe de metodología de calibración y parámetros considerados. Determinación de cotas máximas de inundación para los periodos de retorno que se definan.

10.5.4 INFORME DE DISEÑO

Con base al estudio de diagnóstico del ámbito de estudio ser realizarán propuestas de mejora sobre su inundabilidad. Este estudio de adecuación deberá contener la siguiente información:

Definición del diseño hidráulico que mejor se adapte al medio y a la finalidad objetivo de dicha actuación. Se incluirá una justificación mediante análisis de alternativas.

Simulación de hidráulica con la geometría derivada de los diseños que se definan.

Análisis de las afecciones a terceros y propuesta de medidas correctoras.

Definición de las secciones optimas de cauce, bermas, diques o zonas de amortiguamiento de creciente, para los diferentes periodos de retorno que se


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determinen, establecimiento de volúmenes de almacenamiento y excavación para adecuación hidráulica

Elaboración de una matriz de cuantificación de los efectos esperados por la mitigación de los riesgos asociados con la inundación como consecuencia de las obras de adecuación seleccionadas (p. ej. Variación en el nivel medio normal de la lámina de agua, aumento de la velocidad del flujo, aumento del espaciamiento en los tiempos necesarios de limpieza y mantenimiento del sector adecuado, disminución de los volúmenes de dragado, etc)

Informe de geotecnia, incluyendo la caracterización de los suelos del área de estudio, estabilidad de taludes de los diques existentes y de los proyectados para la adecuación, igualmente la estabilización de las bancas existentes y las proyectadas en la geometría proyectada para la adecuación hidráulica.

Informe Predial de inventario de predios afectados por la superposición del plano de adecuación hidráulica basado en la cartografía base IGAC 1:10.000.

Informe con el estado actual y estudio predial de los lotes e infraestructura localizada sobre el proyecto y sectores aledaños.

Diseños detallados de soluciones integrales propuestas a través de la generación de una matriz de costo-beneficio

Análisis de Precios Unitarios de la solución propuesta

Informe de Planos y diseños paisajísticos a escala 1:10.000

Informe de la gestión social con una copia digital de los procesos de socialización del proyecto y trabajo comunitario realizado

Informe Ambiental.

10.5.5 INFORME TOPOGRÁFICO

El informe topográfico a entregar deberá recoger y justificar los trabajos realizados en las fases principales de la obtención topográfica y los planos en la escala requerida de:

Topografía.

Batimetría

Ortofotografía


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10.5.6 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Los elementos estructurales y ambientales que se propongan deberán contar con un documento en el que se recojan las especificaciones técnicas que recojan las características de los materiales, normativa aplicable, metodología y medios constructivos, análisis y control de calidad, y medición y abono.

10.5.7 PLANOS DETALLADOS DE DISEÑO

Se entregarán todos los planos de diseño a un nivel de detalle suficiente para su ejecución. Se definirán los planos en planta de localización de las diferentes actividades así como las secciones características y planos de detalle.

10.5.8 MANUALES DE INSPECCIÓN Y MANTENIMIENTO

Se entregarán todos los planos de diseño a un nivel de detalle suficiente para su ejecución. Se definirán los planos en planta de localización de las diferentes actividades así como las secciones características y planos de detalle.


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TABLA DE CONTENIDO

11 GESTIÓN SOCIAL DE LOS PROYECTOS ........................................................... 518

11.1 PLAN DE INTERVENCIÓN SOCIAL ................................................................ 518 11.1.1 ACTORES SOCIALES .............................................................................. 519 11.1.2 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN ....................................................... 521 11.1.3 INFORMACIÓN PRIMARIA ...................................................................... 522 11.1.4 REUNIONES ............................................................................................ 522 11.1.5 OBSERVACIÓN DIRECTA ....................................................................... 523 11.1.6 ENCUESTA ESTRUCTURADA ................................................................ 523 11.1.7 CARTOGRAFÍA SOCIAL .......................................................................... 523 11.1.8 INFORMACIÓN SECUNDARIA ................................................................ 523 11.1.9 OPERACIÓN DE VARIABLES, INTERPRETACIÓN Y CONCEPTO DE LA INFORMACIÓN. ..................................................................................................... 524 11.1.10 SISTEMATIZACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN ...................................................................................................... 524

11.1.10.1 SISTEMATIZACIÓN – UNIDADES DE ANÁLISIS ............................. 524 11.1.10.2 RESULTADOS DEL DIAGNÓSTICO SOBRE LA PERCEPCIÓN SOCIO AMBIENTAL ....................................................................................................... 525

11.1.11 PROPUESTA DE TRABAJO Y PLAN DE ACCIÓN ............................... 527 11.1.12 ACTIVIDADES GESTIÓN SOCIAL DURANTE LA ETAPA DE ESTUDIOS Y DISEÑOS ........................................................................................................... 529 11.1.13 METODOLOGÍA DE INTERVENCIÓN .................................................. 532 11.1.14 MARCO LEGAL E INSTITUCIONAL ..................................................... 533

11.1.14.1 ANTECEDENTES DE LAS CONSULTAS A LAS COMUNIDADES ... 533 11.1.14.2 LA PARTICIPACIÓN CIUDADANA EN EL MARCO LEGAL DEL CONTEXTO AMBIENTAL .................................................................................. 534 11.1.14.3 CONSULTA PREVIA A COMUNIDADES INDÍGENAS Y NEGRAS ... 539

11.1.15 METODOLOGÍA ................................................................................... 542 11.1.16 FORMATOS BÁSICOS ......................................................................... 549 11.1.17 SOPORTES DOCUMENTALES Y PLANEACIÓN DEL TRABAJO ........ 549 11.1.18 PLANEACIÓN DEL TRABAJO .............................................................. 549 11.1.19 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ......................................... 549


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11 GESTIÓN SOCIAL DE LOS PROYECTOS

11.1 PLAN DE INTERVENCIÓN SOCIAL El Plan de Intervención Social, como lo indica los pliegos definitivos de condiciones propuesta técnica simplificada del Contrato, está orientado a la generación de un instrumento de planificación que busca garantizar la participación activa y el compromiso de la comunidad, para el empoderamiento de la ejecución del proyecto corporativo considerado como una gestión fundamental en el marco de las relaciones armónicas, por lo tanto debe reflejarse de manera específica durante el estudio de factibilidad o para su actualización si es necesario. En caso de que la información requerida en el marco del proyecto se obtenga a partir de información secundaria, se verificará la calidad de la misma antes de elegir esta opción, previo conocimiento y aprobación por parte de la CORPORACIÓN. Se debe considerar la participación de instituciones y grupos de población del orden Departamental, Municipal y Local que permita suministrar y/o avalar la información recopilada y determinar la estrategia informativa y comunicacional orientada a minimizar las expectativas y aclarar inquietudes de las comunidades. Así mismo, es requerido considerar para la recopilación de información primaria los aspectos necesarios que permitan minimizar riesgos y distorsiones de información en lo relacionado con las actividades económicas de la población. Igualmente se diseñan las bases de datos necesarias que permitan el procesamiento de la información, teniendo en cuenta los parámetros de la CORPORACION. Se debe contar con soportes documentales de las acciones desarrolladas en cumplimiento del plan de intervención social, incluyendo el registro fotográfico y fílmico que sirva de evidencia del proceso adelantado, de las actividades económicas desarrolladas por la población y sobre la dinámica social en las zonas de influencia directa e indirecta del proyecto. En ese marco la intervención que plantea para adelantar los estudios y diseños necesarios para AHRARB Adecuación Hidráulica y Recuperación Ambiental del Río Bogotá, se requiere recopilar datos existentes correspondientes a la información secundaria de las características y condiciones socioeconómica y dinámica poblacional del área de influencia de la cuenca alta del Rio Bogotá, como de las administrativas municipales La implementación del Plan de Intervención Social, debe responder a La Políticas de Responsabilidad Social, Ambiental y Técnica cuyo fin más importante es adelantar sus actividades, vinculándose de manera armónica con el entorno del área de influencia del proyecto, a través de la construcción de lazos de solidaridad y apoyo con sus pobladores y autoridades, sobre la base del respeto mutuo y la participación democrática. El Plan de Intervención Social está orientado a: informar de manera oportuna a las comunidades, generar empleo local, activar y dinamizar la economía del área de


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influencia, buscar acuerdos, ejecutar aportes sociales, realizar las consultas previas con las comunidades indígenas asentadas en la Cuenca Hidrográfica, adelantar el respectivo seguimiento de los compromisos y el logro de la viabilidad ambiental y social del Proyecto. Cada estrategia contenida en el Plan está encaminada a asegurar buenas prácticas Sociales y Comunitarias y al mantenimiento de relaciones armoniosas.

11.1.1 ACTORES SOCIALES

Para el caso de la cuenca alta del Río Bogotá, la participación de instituciones y grupos de población del orden Municipal y local que permitan suministrar y/o avalar la información recopilada.

Tabla 11-1.Listado de actores sociales

Municipio Vereda/Barrio Nombre Cargo Teléfono

Secretaria de

Desarrollo Agropecuari

o y Ambiental

Villa Pinzón

Asojuntas Orlando Molina Garzón

Presidente 3106095146

Margot García

Vereda San Pedro

Ananías López Presidente 3144132900

Vereda Quincha Mario Cárdenas Presidente 3124327078

Vereda Reatova Carlos Julio Barrero


Sector Vereda tres esquinas (Reatova Quinchía Chiguala)

Almeiro Fernández


Barrio Centro / 20 de Julio

Jorge Valera Presidente 3112317958/ 3134675795

Barrio Las Américas

Marleny Casallas Marroquín


Central Urbana Camilo Arévalo Presidente 3138147587

Chocontá

Tablón Héctor Milciades Cobos Quinche

Presidente 3214850166 Wilson Estupiñan / Alejandro Latorre 3134375013

Aguas Calientes

Domingo Forero Presidente 3105726672

Tejar Víctor Julio Montenegro



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Secretaria de


o y Ambiental

Cruces Presidente

Chingacío Carmen Rosa Martínez López


Aposentos Tulio David Niño Rivera


Retiro de Indios Hermelindo Gómez Ballen


Retiro de blancos

José Noriel Quevedo


Saucio Carlos Julio Sánchez


Sisga José Federmann Huérfano


Sesquilé

Nescuata la Playa

María del Carmen Romero


Luis Eduardo Acosta Nescuata

María Diomar Casas


Boíta Pedro Guatuquia Presidente 3112343417

Suesca

Casicazgo Giovanny Castro Barrera


Edgar Valbuena

Palmira Rodolfo Aguilar Presidente 3112401624

Guita Camilo Ruiz Talero


Santa Rosa Néstor Jaime Herrera


Tausaquira Saúl Díaz Presidente 314402672

Gachancipá

San José Juan Manuel Muñoz

Presidente

Ofelia Morales Roble sur Placido Bravo Vicepresidente

3107812322

Roble centro Fernando Rodríguez


Tocancipá

ASO Juntas Laura Gómez 3115735944

Mauricio López

El Porvenir Dora Cecilia Rodríguez

3112295238

La Fuente Octavio Rodríguez Fernández

3112238649

Verganzo Víctor Gómez 3112785236

Tibitoc Ronald Eduardo Pardo



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Secretaria de


o y Ambiental

Zipaquirá Pasoancho

Juan Gabriel Duque

Presidente 3118543276 Ángela Díaz / Pedro Leyton

Varandillas Beatriz Alvares Presidente 3212463423

Sopo Hato grande

Elver Enrique Vallejo

Presidente 3212725987 Carlos Julio Navas / Fabio Cañon Aposentos Alfredo Rojas Presidente 3115890557

Cajicá

ASOJUNTAS Agustín Guzmán Presidente 3138951543

Diana Castillo

Puente Vargas sector la variante

Jorge Eliecer Venegas

Tesorero 3133118513

Calahorra granjitas

José Guateros Presidente 3114638296

Calahorra José Ignacio Ramírez


Chía

Yerbabuena Ana Miriam Rodríguez

Presidente 3125847564 Gustavo Sierra / Laura Mendoza

La Balsa Álvaro Ovalle Vicepresidente

3112328561

Bojaca Edgar Socha Presidente 3143604150

Cota

Pueblo viejo Fernando Carrión Presidente 3124169514 William Herrera Parcelas

Ana Patricia Delgado


11.1.2 RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN

La metodología de trabajo para la recolección y revisión de la información se debe basar principalmente en la recopilación de documentación existente, actividades por contacto directo, reuniones y entrevistas con los funcionarios de la CAR y representantes de las Alcaldías de los once municipios del área de influencia directa del estudio. La información sobre la metodología a seguir debe ser coordinada por el área de Gestión Social de la CAR Bogotá y oficinas de las provinciales, para el caso de la cuenca alta del río Bogotá se tiene:

Tabla 11-2 Directorio CAR – PROVINCIAL

Provincia Municipio Profesional Social

Almeidas Villa Pinzón T. S Luz Amanda Tunjano


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Provincia Municipio Profesional Social

Chocontá

Sesquilé

Suesca

Sabana Centro

Gachancipá

T. S Gloria Amparo Serrano

Tocancipá

Zipaquirá

Sopo

Cajicá

Chía

Cota

En las alcaldías de los municipios del área de influencia directa de la cuenca alta del rio Bogotá se recopilo la información actualizada del Plan de desarrollo Municipal, listado de presidentes de Juntas de las diferentes unidades territoriales del municipio con número de teléfono, información sobre presencia de organizaciones comunitarias o agremiaciones, proyectos productivos y/o comunitarios realizados o en curso (en especial en las veredas o barrios que interviene el proyecto (cauce del rio Bogotá) e instituciones a nivel municipal, departamental, nacional y/o internacional (ONG) presentes en el área de

proyecto. La información reunida es analizada con el objeto de conocer el proyecto detalladamente, determinar su calidad y pertinencia y extraer los aspectos más importantes que se deben tener en cuenta para la ejecución de los objetivos del contrato. Adicionalmente se debe aplicar una encuesta con presidentes de las Juntas de acción comunal del área de influencia directa (AID) del estudio para identificar la población del área y los impactos frente a Rio y la percepción frente a las obras en el Rio Bogotá

11.1.3 INFORMACIÓN PRIMARIA

Durante el trabajo de campo, la información primaria se obtiene mediante técnicas de observación y a través de la encuesta estructurada aplicada a los líderes del área de influencia directa del proyecto, es decir, las veredas ubicadas a 1 (un) Kilometro del Rio Bogotá de los once (11) Municipios de la Cuenca Alta del Rio Bogotá.

11.1.4 REUNIONES

Se realizaron con el objeto de obtener la información preliminar para el proyecto y lograr acercamientos con los funcionarios, líderes y comunidad que están al tanto de los


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estudios realizados anteriormente de la cuenca del Río, en el mismo sentido se ha llevado a cabo varias reuniones encaminadas a hacer claridad principalmente con los funcionarios encargados de las áreas de Planeación, Secretaria de Desarrollo Económico y Agropecuario. En primera instancia se contactó a las diferentes autoridades municipales de la zona, se realizaron acercamientos de socialización del alcance del proyecto y se respondieron inquietudes y dudas referentes al mismo.

11.1.5 OBSERVACIÓN DIRECTA

En el trabajo de campo la observación está orientada a identificar actores sociales e institucionales, hacer contacto e involucrarlos al proceso. Así mismo, a evaluar posibles impactos que se puedan generar. Como producto de la observación directa, contacto y enlace con los actores sociales e institucionales se elabora un Directorio de actores sociales e institucionales que alimenta la labor de la Gestión Social tanto en la etapa de estudios y diseños como en la etapa Constructiva.

11.1.6 ENCUESTA ESTRUCTURADA

Una vez establecido el contacto con la comunidad del área de influencia, se aplicó una encuesta estructurada a los líderes y/o dignatarios de las Juntas de Acción Comunal ubicados en el área de influencia directa, a fin de contar con datos confiables y medibles con referencia a los impactos percibidos por este grupo de población con referencia al proyecto y sus expectativas frente al mismo.

11.1.7 CARTOGRAFÍA SOCIAL

Es una herramienta que sirve para construir conocimientos de manera colectiva; de acercamiento con la comunidad a su espacio geográfico y socioeconómico-cultural. La construcción de este conocimiento se logra a través de la elaboración colectiva de mapas, el cual desata procesos de comunicación entre los participantes y pone evidencias a diferentes tipos de saberes que se mezclan para poder llegar a una imagen colectiva del territorio.

11.1.8 INFORMACIÓN SECUNDARIA


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La información de carácter secundario se recopilo a través de la consulta de documentos de las oficinas de Planeación de las alcaldías municipales de la lectura e interpretación de diagnósticos, POT, EOT, Planes de Desarrollo Municipales y de la consulta a través de Internet. Dicha información de carácter secundario se utilizó para identificar las características sociales del área, establecer georreferenciación y explorar aspectos relevantes del área social de Estudios y Diseños.

11.1.9 OPERACIÓN DE VARIABLES, INTERPRETACIÓN Y CONCEPTO DE LA INFORMACIÓN.

Para la operacionalziacion de variables y análisis de información se utilizó el modelo de evaluación de impactos ambientales de Leopold con el fin de identificar los posibles impactos del proyecto y diseñar el Plan de Intervención Social a fin de minimizar o mitigar

los impactos sociales detectados en la etapa de estudios y diseños.

11.1.10 SISTEMATIZACIÓN, ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LA INFORMACIÓN

El proceso de sistematización, análisis e interpretación de la información de carácter primario recolectada a través de las percepciones de los líderes del área de influencia directa del proyecto de la encuesta tuvo como fin registrar la información frente a la contextualización del área de intervención, relacionarlos, interpretarlos, hacer juicios críticos y obtener conclusiones. 11.1.10.1 SISTEMATIZACIÓN – UNIDADES DE ANÁLISIS

Las unidades de análisis que se presentan a continuación, corresponden a la información sobre identificación de las percepciones de líderes del área de influencia del proyecto:

I. Información Personal

II. Información sobre la vereda/ barrio

III. Información sobre apropiación de recursos naturales

IV. Información servicios públicos

V. Información sobre impactos ambientales

VI. Información sobre presencia institucional


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11.1.10.2 RESULTADOS DEL DIAGNÓSTICO SOBRE LA PERCEPCIÓN SOCIO AMBIENTAL

El proceso de conocimiento de las realidades de la población, partió de la aplicación de la encuesta y se complementó con la información obtenida por medio de la observación, los diálogos con habitantes, con entrevistados e información de referencia de la alcaldías Municipales.

Figura 11-1. Proyectos o programas ambientales ejecutados

El 43, 2% de los Presidentes de las Juntas de acción comunal encuestados manifestaron que en la actualidad en su vereda no se ejecutan proyectos o programas relacionados con la conservación ambiental; el 22% de los proyectos que se ejecutan a través de programas de las alcaldías municipales es la arborización.

Figura 11-2.Medios de información sobre temas ambientales

2,7%5,4%

21,6%

8,1%10,8%

2,7%

43,2%

5,4%

Dis

eño

pro

gram

acu

idad

o d

e h

um

edal

e

Re

fore

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gico

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Proyectos o programas relacionados con la conservación del ambiente se adelantan en veredas del AID


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Las Juntas de acción comunal se enteran sobre información de temas ambientales por medio de la Alcaldía municipal a través de la secretaria de medio ambiente y desarrollo agropecuario quienes en reuniones y vistas a las veredas informan de los programas o proyectos que se van a desarrollar; igualmente la emisora comunitaria con el 22.2% es el medio de información más utilizado para actualizarse sobre estos temas.

Figura 11-3. Percepción sobre usos del rio.

El 41.2 % de los líderes desconocen el valor y la importancia del rio Bogotá como un recurso que facilita la obtención de agua potable, electricidad, alimentación, recreación o navegación, ya que no tienen claridad sobre su uso y cuidado; así mismo, consideran que el rio se encuentra muy contaminado, y no se puede utilizar, por tal motivo el 14.7 piensan, que el rio solamente se puede, es limpiar y el 17.56 % dragar; el 21% creen que si el rio estuviera limpio serviría para riego de cultivos.

22,2% 20,0%15,6%

42,2%

Emisoracomunitaria

Mediosnacionales

CAR Alcaldia

Medios de informacion sobre temas ambientales

17,6%20,6%

2,9%

14,7%

2,9%

41,2%

Recreativo Riego Dragarlo Limpiarlo Transporte NS

Usos que puede tener el río


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Figura 11-4.Conocimiento sobre las obras de AHRARB Cuenca alta

El 40% de los líderes desconocen sobre los proyectos y estudios que se han realizado o se van a realizar para la adecuación hidráulica y saneamiento ambiental del rio Bogotá, además que no sienten participes de la información sobre las acciones dela Corporación sobre el rio; el 20% que conocen el tema son líderes que viven en los Municipios de Villapinzón y Chocontá, los cuales han trabajado de la mano con la CAR sobre las implicaciones ambientales de las curtiembres de estas regiones. En municipios como Tocancipá y Suesca ven la importancia del Rio Bogotá con el beneficio económico a sus municipios y son participativos en la información y actividades ambientales. Frente a las expectativas con respecto a la adecuación hidráulica y el saneamiento ambiental del rio Bogotá, el 80% de los encuestados se consideran indiferentes a los beneficios que traerá la ejecución del proyecto ya que no han sido directamente afectados por las inundaciones y desconocen información de las entidades ambientales. El 20% restantes son los líderes que han sido afectados por inundaciones, representantes de curtiembres y líderes ambientales que ven una oportunidad considerando un beneficio la adecuación y saneamiento del rio para minimizar las inundaciones que los afectan además de generar un valor agregado frente al aumento de ingresos económicos con el eco turismo en sus municipios.

11.1.11 PROPUESTA DE TRABAJO Y PLAN DE ACCIÓN

Para el logro de productos y actividades del componente social se establece la siguiente propuesta de trabajo y Plan de Acción, acordes con el Cronograma propuesto y contando con el acompañamiento, supervisión y aprobación de la Interventoría

20,0%

4,4% 2,2%

15,6%

40,0%

17,8%

Si Alcaldia Otro medioscomunicación

No CAR

Conocimiento sobre las obras de AHRARB cuenca alta


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Tabla 11-3. Propuesta de trabajo y plan de acción productos del componente social

PRODUCTO COMPONENTE SOCIAL

PROPUESTA DE TRABAJO PLAN DE ACCION

Lineamiento de trabajo

*Investigación de fuentes secundarias- *Diseño del como del proyecto *Producción de documento

1. Definición del área de influencia directa. Geoferenciacion del proyecto. 3. Identificación de veredas ubicadas en AID. 4. Definición de técnicas de recolección de recolección e información. 5. Diseño de la operacionalziacion de variable y análisis de información. 6. Propuesta de trabajo y plan de acción. 7. Diseño de actividades de Gestión Social durante estudios y diseños. 8 Producción de documento Plan de Intervención.

Información recopilada

Investigación en fuentes primarias y secundarias Diseño de instrumentos de recopilación de datos Visita a campo

1. Definición de metodología para recolección de información primaria. 2. Búsqueda de información secundaria a nivel local. 3. Identificación de grupo poblacional. 4. Diseño de instrumento para recolección de información primaria (encuesta). 5. Aplicación de encuestas. 6. Sistematización e interpretación de la información. 7. Inclusión de capítulo de caracterización.

Selección de universo y muestra Sistematización de resultados

1. Diseño de encuesta y definición dela población. 2. Definición del universo, muestra y tamaño de la misma. 3. Aplicación de instrumento diseñado.

Consulta fuentes secundarias Interpretación de información Producción de capitulo

1. Definición de necesidades de información secundaria. 2. Rastreo y sistematización de información secundaria. 3. Conclusiones. 4 Producción de capítulo de caracterización.

Interpretación de información Visitas a campo Ponderación de impactos Producción de capitulo

1. Interpretación de la información arrojada por la encuesta de socio ambiental. 2. Ponderación de impactos sociales. 3. Propuesta de medidas de mitigación o minimización de impactos sociales del proyecto teniendo en cuenta los resultados de la encuesta y la operacionalizacion de variables de sociales 4. Producción de capitulo


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Plan de Intervención social

Diseño del Plan de Intervención social modelo CAR Producción de capitulo

1. Acopio y síntesis de la información recogida en productos y protocolos. 2. Definición de actividades y protocolos. 3. Diseño de plan de Intervención social teniendo en cuenta las necesidades específicas de la comunidad -mitigación de impactos. 4. Producción de capitulo.

11.1.12 ACTIVIDADES GESTIÓN SOCIAL DURANTE LA ETAPA DE ESTUDIOS Y DISEÑOS

Se ejecutaron actividades en el área de influencia directa a fin de socializar a los líderes y presidentes de la Junta de Acción Comunal acerca del proceso del proyecto y sobre la posible participación como comunidad organizada, en el diseño, valoración de impactos, formulación de medidas de manejo y posteriormente, en el proceso de sostenibilidad de las obras de ejecución, así mismo de informarles el procedimiento que se adelanta para los estudios. Igualmente se mantuvo informada a la comunidad del área de influencia directa (AID) sobre los procesos técnicos que se realizaron en la etapa de estudios técnicos (estudios topo batimétricos) para solicitar los permisos de ingreso a los diferentes predios.


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Tabla 11-4. Actividades de gestión social durante la etapa de estudios y diseños

Programa Objetivo Impactos a

mitigar Tipo de medida

área de aplicació

n Justificación Descripción

Programa de información

• Ofrecer información oportuna a os líderes y presidentes de Acción Comunal involucrados en el proyecto para que se constituyan en agentes activos en beneficio del mismo. • Generar espacios de socialización y comunicación con los entes: la comunidad, Interventoría, contratista y la Corporación.

Desinformación de la ciudadanía sobre alcances, actividades y productos que entrega el consultor

Preventiva Directa

Como lo indica el contrato de consultoría la información se debe “Manejar, de forma acertada, las expectativas que genera el proyecto y crear lazos de confianza entre la Corporación y las comunidades, mediante la información clara, precisa y oportuna sobre los acciones a desarrollar por el proyecto. El consultor debe manejar la información relativa al proyecto con el fin de no crear dentro de la comunidad falsas expectativas o confusiones sobre el futuro, los beneficios que traerían el proyecto, (trabajo, salud, educación, obras de infraestructura, entre otras.) los perjuicios que este pudiera ocasionar (daños ambientales, desplazamiento, destrucción de infraestructura, encarecimiento del costo de vida, entre otros.), el tiempo que demoraran los estudios y la presencia de personas extrañas a la zona.

Se realizara reuniones de carácter informativo, en los municipios donde requieran aclarar e informar sobre las actividades de los estudios no obstante, en caso de necesitarse o solicitarse por parte de la Interventoría, la CAR y/o la comunidad, se realizarán reuniones extraordinarias con el área de influencia directa del proyecto: • Alcaldías •Juntas de Acción Comunal Teniendo en cuanta los lineamiento de información del contrato El consultor solamente podrá entregar a la comunidad información previamente autorizada


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Para evitar la generación de inquietudes no fundamentales Es importante fortalecer vínculos con la población del área de influencia y beneficiaria de los estudios y diseños para la Adecuación Hidráulica del Rio Bogotá Cuenca Alta, ya que estos facilitan un buen desarrollo delos proceso orientados a la aceptación y apropiación del proyectos de estudios y posteriormente en el desarrollo del contrato.

por la Corporación (la relativa por el trabajo objeto del contrato). La información que se entregue, previamente autorizada, debe ser trasmitida en forma clara, sencilla, oportuna, veraz y unificada.

Programa de divulgación

Divulgar el proyecto con información vital acerca de las actividades del proyecto de estudios y diseños

• Tensiones propias de la ejecución de los estudios en la comunidad. Desinformación por parte de las entidades municipales por la realización de los estudios

Preventiva Directa

La elaboración y distribución de comunicados de carácter oficial de divulgación del proyecto entregado a la comunidad y las autoridades municipales con el fin de informar acerca de las actividades de Gestión Social en la etapa de estudios y diseños, en especial en recolección de información ( primaria y secundaria) y en la recolección de información técnica en los predios como el de estudios topo batimétricos facilita la integración de la población del área de influencia directa del proyecto y devela la presencia Gubernamental de la CAR y facilita las actividades para el desarrollo de los estudios.

La divulgación está orientada a la elaboración y distribución de piezas comunicativas para proporcionar de forma escrita información a la comunidad del área directa del proyectos y ala entidades municipales acerca de las actividades del proyecto


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11.1.13 METODOLOGÍA DE INTERVENCIÓN

La gestión social, está relacionada con la prevención, mitigación, compensación, corrección y control de impactos negativos, y la potenciación de los impactos positivos ocasionados a las comunidades por efectos del desarrollo y operación de los diferentes

procesos o actividades asociados a los proyectos y obras de infraestructura.

La perspectiva del Desarrollo Humano debe orientarse a manejar los impactos en las esferas física, sociocultural, económica y psicológica en los campos del hábitat, el restablecimiento de la base económica y de las redes sociales y culturales de la Población impactada de acuerdo con sus niveles de vulnerabilidad.

La educación – formación tiene como objeto, entre otros, la adaptación al medio ambiente, que se alcanza mediante informaciones adecuadas, instrucciones oportunas y aprestamientos puntuales que conduzcan a la formación del ser humano.

Lo anterior sólo se logra si el proceso formativo cubre todos los aspectos del ser y el comportamiento humano. En él actúan todos los actores que de hecho intervienen en la interrelación total del medio al cual se está adaptando la persona.

El papel de la comunicación, está centrada en el diálogo, en la cual emisor y perceptor intercambian periódicamente sus funciones y construyen conjuntamente el significado de los mensajes, cualificándose mutuamente y cumpliendo a su vez el rol informativo pero especialmente educativo que debe desempeñar la comunicación.

La participación comunitaria es posible a través de la construcción colectiva de procesos integrales de comunicación, educación y organización, encaminados a viabilizar la vinculación activa y plena de los actores sociales en la reflexión sobre su situación, sus necesidades y problemas, en la formulación de propuestas y en la ejecución de acciones de cambio y mejoramiento, lo que permite avanzar colectivamente en la comprensión y transformación de su entorno social.

El fortalecimiento institucional de las organizaciones comunitarias para la participación es una estrategia para el desarrollo organizacional porque aplica a través de estrategias específicas como la formación en prácticas democráticas y políticas, la capacitación administrativa, técnica, la proyección externa, la gestión y autogestión organizativa, la asesoría externa para el desarrollo de los procesos y el control y evaluación interna.


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11.1.14 MARCO LEGAL E INSTITUCIONAL

La Gestión Social para el manejo de los impactos producidos en la ejecución del Programa de Manejo Ambiental del Río Bogotá se basa en el marco legal e institucional existente en Colombia. Incluye las políticas y normas del sector ambiental colombiano, en especial la Ley 99 de 1993. 11.1.14.1 ANTECEDENTES DE LAS CONSULTAS A LAS COMUNIDADES

La ley 99 de 1993, estableció, en el título VIII, el cual hace referencia a la licencias y la obligatoriedad de estas en “la ejecución de obras, el establecimiento de industrias o el desarrollo de cualquier actividad, que de acuerdo con la Ley y los reglamentos, pueda producir deterioro grave a los recursos naturales renovables o al medio ambiente o introducir modificaciones considerables o notorias al paisaje requerirán de una Licencia Ambiental”81 la cual su trámite es requisito previo para la ejecución de obras y la misma se debe tramitar ante las Autoridades Ambientales, y de acuerdo al tamaño de los proyectos definió a través del Decreto 2820 del 2010 hoy modificado por el Decreto 2041 del 2014, si le corresponde a la Autoridad Ambiental Regional o sea a una Corporación Autónoma Regional (CAR’s), o a la Autoridad Nacional de Licencias Ambientales ANLA. Para la obtención de la Licencia Ambiental, que debe ser previa a la ejecución de las obras de qué trata el Decreto 2041 del 2014, está definido que los interesados en los diferentes proyectos, deben solicitar a la autoridad ambiental competente si es o no necesario la presentación de un Diagnóstico Ambiental de Alternativas DAA82 o se desarrolla directamente el Estudio de Impacto Ambiental. Ahora bien, en materia de consultas previas se establece que es un derecho de los grupos étnicos, tal como se consigna en el Artículo 76, de la Ley 99 de 1993 que hace referencia a las comunidades indígenas y negras, se consigna claramente, que, en los lugares donde se vaya a realizar la explotación de los recursos naturales, estos se deben hacer sin ir a estropear o atropellar la integridad cultural, social y económica de las comunidades indígenas y negras, pues además, está consagrado que estos grupos étnicos tradicionales, están protegidos por la Ley 21 de 1991, Ley 70 de 1993 y el artículo 330 de la Constitución Nacional, por tanto, cualquier proyecto que se realice donde haya presencia de los grupos étnicos, todas las decisiones se tomarán, previa consulta a los representantes de tales comunidades. Es de mencionar que en el Decreto 2820 de 2010, modificado por el Decreto 2041 del 2014, en el Artículo 15, contempla que se debe informar a las comunidades el alcance del proyecto a desarrollar, con énfasis en los impactos y las medidas de manejo propuestas y

81 Ley 99 de 1993 Artículo 49. 82 Decreto 2041 de 2014. Artículo 18


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valorar e incorporar en el estudio de impacto ambiental, cuando se consideren pertinentes, los aportes recibidos durante este proceso, y en los casos en que se requiera, deberá darse cumplimiento a lo dispuesto en el artículo 76 de la Ley 99 de 1993, en materia de consulta previa con comunidades indígenas y negras tradicionales de conformidad con lo dispuesto en las normas. Bajo el entendido, que son las autoridades Estatales competentes la directamente responsables de realizar las consultas, y, encargadas de realizar los procedimiento de las mismas, el Gobierno Nacional, a través de la Directiva Presidencial 10 del 2013, establece “La “Guía para la realización de consulta previa con comunidades étnicas” cuya aplicación se indica en la presente directiva, debe utilizarse como herramienta de coordinación interinstitucional, para el logro de la eficiencia administrativa y las prácticas de buen gobierno, en los procesos de consulta previa a las comunidades étnicas para desarrollo de proyectos, como obras o actividades.” Hay casos particulares en lo que tiene que ver con la recuperación ambiental y adecuación hidráulica de ríos y quebradas, donde se presentan Acciones Constitucionales, como son la Acción Popular, obteniéndose un pronunciamiento de los Altos Tribunales, ordenando a las entidades Estatales y a la propia comunidad, la obligatoriedad de participar en la recuperación del recurso hídrico, por tanto, se considera que estas decisiones judiciales no son motivos de consultas a la comunidad, sino de aplicación en los términos que establecen, en las últimas instancias los Jueces de la República de Colombia. 11.1.14.2 LA PARTICIPACIÓN CIUDADANA EN EL MARCO LEGAL DEL

CONTEXTO AMBIENTAL

Es de entender que las acciones constitucionales y los procedimientos legales y administrativos que hacen referencia a los derechos de intervención en materia de la expedición de licencias ambientales, cualquier persona, puede hacerse parte de los procesos que se llevan a cabo, tal como lo consagra el Artículo 69 de la Ley 99 de 1993, el cual reza:

“Cualquier persona natural o jurídica, pública o privada, sin necesidad de demostrar

interés jurídico alguno, podrá intervenir en las actuaciones administrativas iniciadas

para la expedición, modificación o cancelación de permisos o licencias de actividades

que afecten o puedan afectar el medio ambiente o para la imposición o revocación de

sanciones por el incumplimiento de las normas y regulaciones ambientales”

Igualmente, cada vez se hace más estricto este derecho a participación de la comunidad, en la actualidad, hay una cantidad significativa de pronunciamientos de las Altas Cortes en materia de consulta, pero, se enfatiza más hacia las comunidades indígenas y negras, cuando los proyectos a desarrollar afectan sus territorios.


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Donde más se presenta reclamo de las comunidades a través de acciones constitucionales y en movimientos de protesta, reclamando sus derechos, son en proyectos de exploración y explotación petrolera, minera, en infraestructura vial, entre otras. Hay acciones constitucionales donde la comunidad se expresa, reclamando por el derecho a un ambiente sano, la protección de los ríos y quebradas, uno de los casos concretos el cual es muy conocido es la Sentencia del río Bogotá83, donde condenan tanto a los habitantes de la cuenca, como al Estado, responsables de la catástrofe ambiental. Por lo tanto y de acuerdo a lo anterior, la recuperación de los cauces de ríos y quebradas, se están dando a través de este tipo de acciones, y es de tener especial cuidado en el cumplimiento de las mismas, pues, tal como se consigna en el Decreto 1504 del 4 de agosto de 1998 del Ministerio de Desarrollo Económico, donde establece: “Por el cual se reglamenta el manejo del espacio público en los planes de ordenamiento territorial”, donde un su Artículo 26 reza:

“ART. 26.—Los elementos constitutivos del espacio público y el medio ambiente

tendrán para su defensa la acción popular consagrada en el artículo 1005 del Código

Civil. Esta acción también podrá dirigirse contra cualquier persona pública o privada,

para la defensa de la integridad y condiciones de uso, goce y disfrute visual de dichos

bienes mediante la remoción, suspensión o prevención de los conductos que

comprometieren el interés público o la seguridad de los usuarios.

El incumplimiento de las órdenes que expida el juez en desarrollo de la acción de que

trata el inciso anterior configura la conducta prevista en el artículo 184 del Código

Penal de “Fraude a resolución judicial”.

La acción popular de que trata el artículo 1005 del Código Civil podrá interponerse en

cualquier tiempo.”

Es por ello, que en los proyectos de adecuación hidráulica y recuperación ambiental de ríos y quebradas, cuando se dan este tipo de decisiones de los jueces, no son controvertibles, al contrario, ponerlas entre dicho, se constituye una falta de tipo penal. Teniendo como referente general el artículo 79 de la Constitución Nacional, y los artículos 69, 70, 71 de la Ley 99 de 1993, el derecho a intervenir de las comunidades se estructura de la siguiente manera.

83 CONSEJO DE ESTADO. Expediente 25000-23-27-000-2001-0479-01 Acción Popular rio Bogotá. Actor GUSTAVO MOYA ÁNGEL Y OTROS- Magistrado Ponente: MARCO ANTONIO VELILLA MORENO.


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Figura 11-5. Derecho a intervenir en los procesos administrativos ambientales


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Figura 11-6. Flujograma tomado del Régimen Legal del Medio Ambiente Legis Editores S.A

Fuente: TOMADO DE LEGIS, Régimen Legal del Medio Ambiente, [§ 0427-1] FLUJOGRAMA TRÁMITE

PARA LA REALIZACIÓN DE LAS AUDIENCIAS PÚBLICAS. Envío 67 de agosto de 2014.


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Figura 11-7. Normas en el marco de la participación comunitaria


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11.1.14.3 CONSULTA PREVIA A COMUNIDADES INDÍGENAS Y NEGRAS

El Artículo 330 de la Constitución Política de Colombia, consigna que “…, los territorios indígenas estarán gobernados por consejos conformados y reglamentados según los usos y costumbres de sus comunidades y...” en el parágrafo expresa: “La explotación de los recursos naturales en los territorios indígenas se hará sin desmedro de la integridad cultural, social y económica de las comunidades indígenas. En las decisiones que se adopten respecto de dicha explotación, el Gobierno propiciará la participación de los representantes de las respectivas comunidades.” Lo anterior es claro dentro de la participación en las decisiones que toman las comunidades indígenas en el desarrollo de proyectos que afectan sus comunidades y es que antes de cualquier actividad obligatoria la consulta previa, en la cual se debe tener en cuenta sus apreciaciones. El gobierno Nacional a través de la Directiva Presidencial 10 de 2013, en su asunto estableció la GUÍA PARA LA REALIZACIÓN DE CONSULTA PREVIA, donde deja claro que es el Ministerio del Interior, a través de la Dirección de Consulta Previa, el responsable, de ejecutar estos procesos a las comunidades étnicas y a la vez es el articulador con todas las entidades de la Rama ejecutiva. Para lo anterior se toma del documento en mención lo siguientes pasos.

Etapa 1: Certificación sobre la presencia de comunidades étnicas que hace necesaria la consulta previa

Figura 11-8. Etapa 1.


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Etapa 2: Coordinación y preparación

Figura 11-9.Etapa 2.

Etapa 3. Pre consulta


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Figura 11-10 Etapa 3.

Etapa 4. Consulta previa

Figura 11-11. Etapa 4

Etapa 5. Seguimiento y acuerdos

Figura 11-12. Etapa 5.


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11.1.15 METODOLOGÍA

Para el desarrollo del Plan de Intervención Social, propuesto, se deben aplicar seis (6) estrategias de acción, como lineamientos para la interacción con las comunidades y las autoridades locales, ubicadas en el área de influencia del proyecto, con el fin de prevenir, mitigar y/o compensar los posibles efectos que generen la ejecución de las diferentes etapas del proyecto a saber.

Estrategia de Información y Comunicación a Autoridades y Comunidades.

Estrategia de Concertación (Consulta Previa Comunidades Indígenas)

Estrategia de Concertación con propietarios de Predios.

Estrategia de Participación Laboral.

Estrategia de Adquisición de Bienes y Servicios.

Programa de Seguimiento y Monitoreo.

Figura 11-13. Guía del Plan de Intervención Social


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Tabla 11-5. Estrategia de información y comunicación con autoridades y comunidades.

ESTRATEGIA DE INFORMACION Y COMUNICACIÓN CON AUTORIDADES Y COMUNIDADES.

Impactos a Mitigar:

•Generación de expectativas por el desarrollo del proyecto. • Generación de expectativas por riesgos inducidos (durante la ejecución de la obras). • Generación de molestias a la comunidad por ejecución. • Reasentamiento poblacional. • Afectación de la movilidad local y municipal. • Afectación zonas de pastoreo. • Afectación de los cultivos

Objetivo

•Garantizar que los distintos actores sociales tengan posibilidades equitativas para ejercer la participación, mediante acciones de información, consulta y gestión. El Contratista debe informar y divulgar a la comunidad ubicada en el área de influencia directa del proyecto de manera oportuna con relación de la obra y sus avances. Las contingencias que puedan presentarse y las actividades a implementar con referencia al desarrollo de la obra.

ACCIONES CONTEMPLADAS De información: • Identificación y establecimiento de información de contacto de los actores sociales representativos: Administradores de conjuntos residenciales, presidentes e integrantes de Juntas de Acción Comunal; representantes de las instituciones que operan en la zona, sector educativo, líderes, lideresas, veedoras y veedores ambientales, entre otros. • Diseño y elaboración de material informativo del proyecto y de recepción de información base. •Definición de especificaciones de logística, convocatoria y metodología de intervención para los escenarios de socialización del proyecto dentro de la zona. • Planeación y ejecución de escenarios informativos del proyecto, con los grupos focales identificados (conjuntos residenciales, instituciones educativas, establecimientos comerciales, instituciones de la zona, juntas de acción comunal y grupos ambientales). • Evaluación, seguimiento y control de niveles y características de participación en los escenarios informativos. • Diseño de una estrategia de socialización y difusión del propósito, servicios y horarios del


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centro de atención al usuario. De sensibilización: •Selección de temas y diseño del material comunicativo alusivo a las campañas de sensibilización (contaminación, responsabilidad social, recurso hídrico, sistemas de tratamiento de aguas residuales, competencias ambientales etc.). • Puesta en ejecución de campañas de sensibilización; compromete dos tipos de actividad, la difusión a través de estrategias y medios audiovisuales (entre otros medios de comunicación) y la retroalimentación por medio de escenarios de profundización y participación de la comunidad. • Evaluación – comparativa en diferentes momentos de las percepciones de los actores sociales frente al proyecto. • Diseño de la estrategia de atención del 100% de inquietudes y/o consultas ciudadanas derivadas de las labores de construcción del proyecto. • Desarrollo de acciones que generen identidad en el proceso informativo – creación de logotipo . •Campaña de sensibilización frente a la importancia de la participación a través del sistema de Atención al ciudadano De fortalecimiento de imagen corporativa: • Diseño de material informativo básico del proyecto (brochure, slogan, logos, pautas y piezas audiovisuales, etc.). • Jornadas pedagógicas e informativas de la gestión realizada por las entidades en los municipios (Rendición de cuentas). • Diseño y ejecución de jornadas ambientales tales como recorridos, campañas, ciclo paseos, entre otros.

Indicadores • Reuniones realizadas/ Reuniones programadas • Nº de asistentes actividades/Nº de asistentes convocados • Nº de encuestas de percepción del proyecto aplicadas/Nº de encuestas de percepción del proyecto proyectadas. • Nº de piezas informativas entregadas/Nº de piezas informativas proyectadas a entregar. • Nº de campañas realizadas/ Nº de campañas programadas.


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Tabla 11-6. Estrategia de concertación con propietarios de predios

ESTRATEGIA DE CONCERTACIÓN CON PROPIETARIOS DE PREDIOS

Impactos a Mitigar:

• Generación de expectativas por el desarrollo del proyecto. • Generación de expectativas por riesgos inducidos (durante la ejecución de la obras). • Generación de molestias a la comunidad por ejecución. • Reasentamiento poblacional. • Afectación de la movilidad local y municipal. • Afectación zonas de pastoreo. Afectación de los cultivos

Objetivo

Identificar y analizar los impactos que enfrentarán los propietarios, residentes y actividades económicas de los inmuebles requeridos para la construcción de la obra, con el fin de poder definir las medidas de mitigación correspondientes Identificar, caracterizar y clasificar las situaciones jurídicas que existen en relación al predio de mayor extensión, para determinar los derechos y obligaciones de las partes y acompañar la búsqueda de una concertación amable.

ACCIONES CONTEMPLADAS •Informar sobre los estudios y procedimientos que se llevarán a cabo con los propietarios, titulares de derechos y residentes de los predios que se van a adquirir. •Establecer canales de comunicación a través de puntos de atención, para atender permanente, oportuna y eficazmente las inquietudes, quejas, reclamos y/o sugerencias de la comunidad. •Promover la apropiación y sostenibilidad del Proyecto en los Municipios. •Cuantificar y determinar las unidades sociales que tienen derechos sobre los inmuebles impactados y las que se deben desplazar. •Elaborar el censo oficial de los propietarios y /o poseedores residentes y actividades económicas de los predios requeridos por el proyecto y de los beneficiarios de los programas que conformarán el Plan de Reasentamiento o Negociación. •Disponer de una línea base que permita identificar y evaluar los impactos generados por el desplazamiento


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Identificar los predios y mejoras que deben ser adquiridos para la ejecución de las obras civiles y la recuperación ambiental. • Identificar los distintos tipos de unidades sociales, propietarias, poseedoras, arrendatarias, residentes o no residentes, con actividad económica para implementar estrategias diferenciadas de interacción con cada uno de estos grupos. • Identificar, caracterizar y clasificar las situaciones jurídicas que existen en relación al predio de mayor extensión, para determinar los derechos y obligaciones de las partes y acompañar la búsqueda de una concertación amable. •Establecer el procedimiento para una vez recibidos los predios, hacer uso de estos terrenos. •Transparencia del proceso. Durante todo el proceso, se mantendrán activos canales de comunicación para difundir y validar las acciones adelantadas, tanto grupal como individualmente.

Indicadores de evaluación •Base de datos eficiente para consolidar los canales de información •No de unidades sociales involucradas. / No de unidades sociales identificadas

Tabla 11-7. Estrategia de participación laboral

ESTRATEGIA DE PARTICIPACIÓN LABORAL

Impactos:

•Variación en los ingresos municipales •Generación temporal de empleo.

Objetivo

Maximizar el número del personal local contratado en la ejecución del proyecto, contribuyendo al mejoramiento de la dinámica económica familiar y previniendo el arribo de personas foráneas hacia las áreas de operación.

Acciones contempladas •Establecer con la firma contratista los requerimientos de personal existentes y los perfiles de los mismos. • A través de los líderes y lideresas comunales se generará una estrategia de difusión y búsqueda de aspirantes a los cargos. • Se liderará el proceso de acopio de hojas de vida, pre selección y reclutamiento de personal. • Diseño e implementación del proyecto de inducción y entrenamiento al personal. •Seguimiento de caso a los empleados de la comunidad enganchados laboralmente.


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Indicadores de evaluación • Personas Vinculadas/ Personas interesadas en trabajar • Vinculados de la zona para trabajar. /Convocados de la zona para trabajar • Tasa de vinculación vs. Deserción laboral. • Actividades ejecutadas vs. Actividades programadas • Participación efectivas vs. Participación estimada. • Evaluación a actividades de seguimiento y control

Tabla 11-8. Estrategia de adquisición de bienes y servicios

ESTRATEGIA DE ADQUISICIÓN DE BIENES Y SERVICIOS

Impactos:

•Variación de las demandas de bienes y servicios •Variación en los ingresos municipales •Cambio de actividad económica •Generación temporal de empleo. •Generación de expectativas por el desarrollo del proyecto. •Generación de expectativas por riesgos inducidos (durante la ejecución de la obras).

Objetivo

Incrementar la demanda de servicios y bienes, demandado para las distintas actividades para el desarrollo del proyecto

ACCIONES CONTEMPLADAS • Contratación temporal de mano de obra no calificada. • Demanda de alojamiento, alimentación y servicios asociados a la permanencia temporal de nueva población en cada una de las zonas. • Adquisición de objetos materiales cuya utilidad permite satisfacer una necesidad de un modo directo o indirecto.

Indicadores de evaluación •Número de servicios cotizados / Número de servicios adquiridos •Número de bienes cotizados/ Número de bienes adquiridos


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Tabla 11-9. Estrategia de seguimiento y monitoreo

PROGRAMA DE SEGUIMIENTO Y MONITOREO

Impactos :

•Afectación de accesos- caminos veredales. •Reasentamiento poblacional. •Cambio de actividad económica. •Variación en los ingresos municipales. •Variación de las demandas de bienes y servicios. •Variación en los ingresos municipales. •Cambio de actividad económica. •Generación temporal de empleo generación de expectativas por el desarrollo del proyecto. •Generación de expectativas por riesgos inducidos (durante la ejecución de la obras) •Generación de molestias a la comunidad por ejecución.

Objetivo Establecer un proceso de control sistemático, durante la aplicación de cada una de las estrategias con el fin que el programa avance de acuerdo a los principios misionales de la Corporación

Acciones contempladas • Elaboración de Cronograma de actividades. • Periódicamente se realizaran reuniones con participación de la comunidad que tendrán como fin evaluar la gestión y eficiencia del proyecto, de dichos escenarios se levantaran actas de compromisos y aclaración. • Como mecanismo de control a la ejecución del plan lo constituirán las mesas de trabajo, gestión o avance del proyecto, que realizaran a nivel técnico y social los representantes de las entidades involucradas en la ejecución del proyecto. • Medición del nivel de satisfacción de los usuarios – beneficiarios: Periódicamente se contactaran de manera aleatoria actores sociales involucrados al proyecto directa o indirectamente para establecer con ellos por medio de la aplicación de un instrumento estandarizado el conocimiento, identificación y nivel de aceptación del proyecto.


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Hoja No. 549


11.1.16 FORMATOS BÁSICOS

El contratista deberá contar con soportes de toda su gestión, a través de Formatos avalados por la Autoridad Competente:

Control de entrega de volantes.

Planilla de asistencia.

Acta de Reunión.

Volante de Información a la comunidad el cual debe ser aprobado previamente.

Registro Fotográfico.

Registro de Atención al Ciudadano.

Y aquellos que se requieran para el desarrollo de una buena Gestión.

11.1.17 SOPORTES DOCUMENTALES Y PLANEACIÓN DEL TRABAJO

El Contratista deberá tener la información y los soportes de las actividades realizadas para cada uno de las estrategias en cumplimiento de las obligaciones de manejo social, para que la Interventoría realice los respectivos informes mensuales que se deben presentar a la autoridad competente, para lo cual el Contratista se obligará a tener debidamente organizada y archivada la información de forma cronológica y de manera sistemática en AZ, las cuales estarán a disposición de la Interventoría en el momento que se requiera. Nota: Una vez aprobado el Plan de Intervención Social de obra es de obligatorio cumplimiento, por tanto, cualquier modificación surgida durante el transcurso de la obra deberá ser reportada a la Entidad y será objeto de aprobación por la Interventoría.

11.1.18 PLANEACIÓN DEL TRABAJO

El Contratista elaborará y entregará a la Interventoría la planeación de trabajo para cada uno de las estrategias del Plan de Intervención Social contemplando en los presente términos de referencia, junto con el cronograma de actividades de actividades.

11.1.19 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Cualquier mecanismo sugerido por el Contratista deberá contar para su ejecución con la aprobación de la Interventoría y de la Autoridad Competente.


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Hoja No. 550


La ejecución del Plan de Intervención Social de obras deberá contar con un acompañamiento social permanente, el cual se fundamentará en el diálogo y el intercambio de saberes con los pobladores de la zona. Este acompañamiento se definirá de acuerdo con las características de la obra y de las comunidades asentadas en la zona. Previo a las actividades de obra es indispensable diseñar con un plan de sensibilización e información sobre el proyecto a través de mesas dinámicas de trabajo integradas por representantes de las alcaldías, concejos municipales, empresas de servicios públicos y demás instituciones públicas y privadas que tendrán como fin contribuir en la socialización permanente del proyecto y generar una red de gestores sociales que contribuya en la recuperación ambiental del territorio. Con este grupo conformado por representantes de juntas de acción comunal, asociaciones de acueductos, veedurías ciudadanas, organizaciones no gubernamentales, líderes ambientales, sectores productivos, comunidad educativa y sociedad civil, el objetivo es generar acciones de educación ambiental y mantenerlos debida y oportunamente informados sobre los pormenores del proyecto, sus objetivos, alcances, resultados y productos finales derivados de la ejecución del proyecto. Adicionalmente, para el proceso de adquisición de predios o reposición de los mismos se debe diseñar el Plan de Gestión Social para la compra de áreas y derechos adquiridos sobre los terrenos que requiere el proyecto de adecuación hidráulica y recuperación ambiental, el cual deberá ejecutar antes del inicio de la etapa de construcción de las obras inherentes al proyecto de adecuación hidráulica y recuperación ambiental en los sectores donde se requieran; lo anterior con el propósito de garantizar el saneamiento y la disponibilidad de los terrenos que requiere el proyecto y brindar oportunamente a las unidades sociales trasladadas el acompañamiento y asesorías requeridas. La Educación Ambiental deberá concebirse como un proceso generador de espacios de participación ciudadana en la gestión socio ambiental. Esto implica que las diferentes actividades educativas que se desarrollen en la ejecución de las obras no pueden ser puntuales, descontextualizadas ni aisladas de dicho objetivo. Es importante tener en cuenta que las anteriores estrategias se deben diseñar según el tipo de población, ya que se encuentran poblaciones de diferentes contextos sociales, familiares, económicos, políticos, institucionales y culturales.


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Hoja No. 551


TABLA DE CONTENIDO

12 GLOSARIO .................................................................................................. 552


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Hoja No. 552


12 GLOSARIO

- ACUÍFERO: Formación geológica o grupo de formaciones que contiene agua y que

permite su movimiento a través de sus poros bajo la acción de la aceleración de la gravedad o de diferencias de presión.

- AGRADACIÓN: Acumulación general y progresiva del perfil longitudinal del lecho de un cauce debido a la depositación de sedimentos.

- AGUAS LLUVIAS: Aguas provenientes de la precipitación pluvial.

- AHRARB: Adecuación Hidráulica y Recuperación Ambiental Río Bogotá.

- ALUVIÓN: Material no consolidado, transportado y depositado por una corriente en un cauce, llanuras de inundación o delta.

- ARCILLA: Partículas cuyo diámetro es del orden de 0.00024 mm a 0.004 mm.

- ÁREA NATURAL PROTEGIDA: Territorio que tiene un tratamiento especial para la administración, manejo y protección especial del ambiente y los recursos naturales renovables.

- ARENA: Fragmento de roca, cuyo diámetro es del orden de 0.075 mm a 2.0 mm.

- AUTORIDAD AMBIENTAL COMPETENTE: Es la encargada de la vigilancia, recuperación, conservación, protección, ordenamiento, manejo, uso, aprovechamiento y control de los residuos naturales renovables y del medio ambiente.

- BLOQUEO DE ÁRBOLES: Es el procedimiento en el que se traslada un árbol de un metro o más, conservando sus raíces primarias y secundarias.

- CALIDAD DEL AGUA: Es el conjunto de características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas propias del agua.

- CANAL: Cauce artificial, revestido o no, que se construye para conducir las aguas lluvias hasta su entrega final en un cauce natural. Conducto descubierto que transporta agua a flujo libre.

- CAR: Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca.

- CAUCE ALUVIAL: Cauce totalmente en aluvión, sin roca; su lecho suele ser de tipo granular. En caudales bajos queda a la vista y puede estar expuesto a procesos erosivos.


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Hoja No. 553


- CAUCE PRINCIPAL: Es aquel que funciona transportando los caudales durante la mayor parte del año.

- CAUCE MAYOR: Es el que está conformado por el conjunto de canales que sirven para tránsito de los caudales altos de diferentes periodos hidrológicos.

- CAUDAL: Relación entre el volumen de agua y el tiempo producido por una corriente de agua.

- CAUDAL A CAUCE LLENO: Caudal que, en promedio, llena el cauce hasta el punto de desborde.

- CAUDAL BASE: Caudal de escorrentía subterránea.

- CAUDAL DOMINANTE: (a) Descarga de agua, de magnitud y frecuencia suficiente para tener un efecto dominante en la determinación de las características del tamaño del río, del cauce, y del lecho. (b) Caudal que determina las dimensiones y características principales de un canal natural.

- CAUDAL DE DISEÑO: Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos, dispositivos y estructuras de un sistema determinado.

- CAUDAL ECOLÓGICO: Es el caudal mínimo de reserva que se considera necesario para la conservación de la flora, la fauna y el ecosistema existentes en una corriente o cuerpo de agua, debajo de un sitio específico

- CAUDAL PICO: Caudal máximo producido por un cuerpo de agua en un evento de creciente.

- COMISIÓN DE REGULACIÓN DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO, CRA: Es la entidad encargada de señalar las políticas generales de administración y control de eficiencia de los servicios públicos domiciliarios.

- COMPACTACIÓN: Proceso por unidad normalmente utilizado para incrementar el peso específico (densidad en unidades métricas) de materiales residuales para que puedan ser almacenados y transportados más eficazmente.

- CONPES: Consejo Nacional de Política Económica y Social.

- CONSERVACIÓN: Conservación in situ de los ecosistemas y los hábitats naturales y el mantenimiento y recuperación de poblaciones viables de especies en su entorno natural y, en el caso de las especies domesticadas y cultivadas, en los entornos en que hayan desarrollado sus propiedades específicas. La conservación in situ hace referencia a la preservación, restauración, uso sostenible y conocimiento de la biodiversidad. (Decreto 2372 de julio 1 de 2010).


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Hoja No. 554


- CONSTRUCTOR: Es el profesional, ingeniero civil o arquitecto, bajo cuya responsabilidad se adelanta la construcción de una edificación.

- CONTAMINACIÓN: Es la alteración del medio ambiente por sustancias o formas de energía puestas allí por la actividad humana o de la naturaleza en cantidades, concentraciones o niveles capaces de interferir con el bienestar y la salud de las personas, atentar contra la flora y/o la fauna, degradar la calidad del medio ambiente o afectar los recursos de la Nación o de los particulares.

- CONTAMINACIÓN DEL AGUA: Es la alteración de las características organolépticas, físicas, químicas, radiactivas y microbiológicas del agua, como resultado de las actividades humanas o procesos naturales, que producen o pueden producir rechazo, enfermedad o muerte al consumidor.

- CORRIENTES EFÍMERAS: Son aquellas que conducen agua y sedimentos solo durante eventos de lluvia particulares. Estos tipos de canales pueden tener o no talweg; es más común que las corrientes de montaña del orden más bajo no lo tengan aunque como se ha dicho son parte integrante del sistema fluvial y conducen las aguas de escorrentía durante eventos de lluvia. En algunas regiones se les da el nombre de vaguadas pero pueden ser conocidos con otros nombres en las diferentes regiones del país.

- CORRIENTES PERMANENTES: Son aquellas que conducen agua y sedimentos durante la mayor parte del año aunque los volúmenes varían de manera estacional.

- CORRIENTES SEMIPERMANENTES O ESTACIONALES: Son aquellas que conducen agua y sedimentos principalmente durante las épocas de lluvias.

- CUERPO RECEPTOR: Cualquier masa de agua natural o de suelo que recibe la descarga del afluente final.

- CURVAS INTENSIDAD – DURACIÓN – FRECUENCIA: Curvas que relacionan la intensidad de precipitación contra la frecuencia (periodo de retorno) y el tiempo de duración de la lluvia.

- DESASTRE: Es el daño o alteración grave de las condiciones normales de vida en un área geográfica determinada, causada por fenómenos naturales y por efectos catastróficos de la acción del hombre en forma accidental o intencional, que requiera por ello de la especial atención de los organismos del Estado y de otras entidades de carácter humanitario o de servicio social.

- DIÁMETRO EFECTIVO: Tamaño de partícula de suelo o agregado para el cual el 10% de ese material, en peso, tiene un tamaño menor. También se conoce como tamaño efectivo.

- DNP: Departamento Nacional de Planeación.


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Hoja No. 555


- DRENAJE: Remoción natural o artificial del agua superficial y subsuperficial de un área determinada.

- EAAB: Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá.

- ECOSISTEMA: Complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional. (Ley 165 de noviembre 9 de 1994).

- EMERGENCIA: Evento repentino e imprevisto que se presenta en un sistema de suministro de agua para consumo humano, como consecuencia de fallas técnicas, de operación, de diseño, de control o estructurales, que pueden ser naturales, accidentales o provocadas que alteran su operación normal o la calidad del agua, y que obliguen a adoptar medidas inmediatas para minimizar las consecuencias.

- EMPRESA DE SERVICIOS PÚBLICOS PRIVADA: Es aquella cuyo capital pertenece mayoritariamente a particulares, o a entidades surgidas de convenios internacionales que deseen someterse íntegramente para estos efectos a las reglas a las que se someten los particulares.

- EROSIÓN LATERAL: Erosión en la cual la remoción del material es extendida horizontalmente, generándose un retroceso de las orillas o márgenes del cauce, en contraste con la degradación y la socavación que se producen en una dirección vertical.

- ESCOMBROS: Es todo residuo sólido sobrante de las actividades de construcción, reparación o demolición de las obras civiles o de otras actividades conexas, complementarias o análogas.

- ESCORRENTÍA: Agua que escurre por los terrenos de la hoya hidrográfica superficialmente (escorrentía superficial) o subterráneamente (escorrentía subterránea).

- ESCORRENTÍA SUBTERRÁNEA: Proceso por el cual el agua se mueve dentro del suelo por debajo del nivel freático bajo la acción de un gradiente hidráulico.

- ESCORRENTÍA SUPERFICIAL: Agua que escurre laminarmente sobre el suelo o sobre depresiones (canales o corrientes de agua).

- ESPECIE AMENAZADA: Aquellas poblaciones naturales que se encuentran en riesgo de desaparecer, dado que su hábitat, área de distribución, ecosistemas que los sustentan o tamaño poblacional, han sido afectados por factores naturales y/o de intervención antrópica. Bajo esta connotación se comprende a las especies categorizadas como: en peligro crítico (CR), en peligro (EN) y vulnerable (VU), indicadas de mayor a menor jerarquía de amenaza. (Resolución 584 de junio 26 de 2002).


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Hoja No. 556


- ESTACIÓN LIMNIMÉTRICA: Estación en una sección transversal de una corriente de agua en la cual se llevan a cabo medidas discontinuas de lecturas de mira.

- ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL: Es el instrumento básico para la toma de decisiones sobre los proyectos, obras o actividades que requieren licencia ambiental.

- EVAPORACIÓN: Proceso por el cual el agua en la superficie terrestre cambia del estado líquido al gaseoso en condiciones ambientales.

- EXCAVACIÓN: Retiro permanente o temporal de una masa de material térreo con el objeto de instalar un ducto, construir una obra, modificar la topografía del terreno, explotar materiales, etc.

- FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.

- FICHA AMBIENTAL: Documento en donde se presentan los pasos para prevenir, mitigar o compensar los impactos ambientales, ocasionados por las diferentes actividades de construcción u obra.

- FILTRACIÓN: Movimiento o flujo de un fluido a través de un medio poros o permeable.

- GRADIENTE HIDRÁULICO: (a) Relación entre la diferencia de nivel piezométrico entre dos puntos y la distancia entre ambos, medida según el recorrido del flujo en cuestión. (b) Valor que relaciona la diferencia de cabeza contra la longitud, de un cuerpo de agua superficial o subterráneo.

- GRANULOMETRÍA: Distribución dimensional de las partículas de un suelo o agregado, la cual se expresa por la proporción en peso de material existente de cada tamaño.

- GRAVA: Fragmento de roca, cuyo diámetro oscila entre 2 mm a 175 mm.

- HÁBITAT: Lugar o tipo de ambiente en el que existe naturalmente un organismo o una población. (Ley 165 de noviembre 9 de 1994).

- HEC - RAS: Hydrologic Engineering Centers River Analysis System.

- HIDROGRAMA DE CRECIENTE: Es la relación entre el caudal y el tiempo para un evento de creciente en una hoya hidrográfica.

- HIETOGRAMA DE PRECIPITACIÓN: Es la relación entre la lluvia y el tiempo en un diagrama de barras.

- HUMEDAD: Relación existente entre el peso del agua y el peso de los sólidos en un suelo. Se expresa en porcentaje.


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- HUMEDAL: Son extensiones de marismas, pantanos y turberas o superficies cubiertas de aguas, sean estas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de 6 metros.

- IDEAM: Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia.

- IGAC: Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

- IMPACTO AMBIENTAL: Cualquier alteración en el medio ambiental biótico, abiótico y socioeconómico, que sea adverso o beneficioso, total o parcial, que pueda ser atribuido al desarrollo de un proyecto obra o actividad. (Decreto 2041 de 15 de octubre de 2015).

- INFILTRACIÓN: Proceso por el cual el agua penetra dentro del suelo. Es un fenómeno que tiene que ver con las características superficiales del suelo, y la relación entre la capacidad de infiltración del suelo y la intensidad de precipitación.

- INFILTRACIÓN NETA: Diferencia entre el agua infiltrada y el agua exfiltrada en una sección de pavimento.

- INTERVENTOR: Profesional, ingeniero civil o arquitecto, que representa al propietario durante la construcción de la obra, bajo cuya responsabilidad se verifica que ésta se adelante de acuerdo con todas las reglamentaciones correspondientes, siguiendo los planos, diseños y especificaciones realizados por los diseñadores.

- INVENTARIO FORESTAL: Conjunto de información recolectada y evaluada sobre las condiciones existentes de un bosque con el fin de efectuar planes de conservación o aprovechamiento.

- INVIAS: Instituto Nacional de Vías.

- LAMINACIÓN: Tránsito de un caudal por un cuerpo de agua, ya sea un canal, rio, embalse, lago, laguna.

- LECHO: La parte inferior de un cauce delimitado por las márgenes.

- LIDAR: Light Detection and Ranging.

- LICENCIA AMBIENTAL: Es la autorización que otorga la Autoridad Ambiental competente para la ejecución de una obra o actividad, sujeta al cumplimiento por el beneficiario de la Licencia de los requisitos que la misma establezca en relación con la prevención, mitigación, corrección, compensación y manejo de los efectos ambientales de la obra o actividad autorizada. (Ley 99 de 1993).


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- LICENCIA DE CONSTRUCCIÓN: Acto administrativo por medio del cual se concede, a solicitud del interesado, la autorización para adelantar la construcción de una edificación.

- LIMO: Partículas cuyo diámetro es del orden de 0.004 mm a 0.075 mm.

- LLANURA DE INUNDACIÓN: Tierras bajas aluviales al borde de una corriente, que es sujeta a frecuentes inundaciones.

- LLUVIA NETA O EFECTIVA: Es la lluvia que causa escorrentía superficial. Es igual a la lluvia total menos la intercepción menos la detención superficial y menos la infiltración.

- MADS: Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.

- MANEJO SOSTENIBLE DE FAUNA SILVESTRE: Se entiende como la utilización de estos componentes de la biodiversidad, de un modo y a un ritmo que no ocasione su disminución en el largo plazo y se mantengan las posibilidades para satisfacer las necesidades y aspiraciones de las generaciones actuales y futuras. (Decreto Nacional 4688 de agosto 17 de 2005).

- MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN: Arenas, gravas, piedra, recebo, asfalto, concreto y agregados sueltos, de construcción o demolición. Capa orgánica, suelo y subsuelo de excavación. Ladrillo, cemento, acero, hierro, mallas, madera, formaleta y similares.

- MATERIAL DEL LECHO: Material encontrado en y sobre el lecho de una corriente (puede ser transportado como carga de fondo o en suspensión).

- MHP: Ministerio de Hacienda Pública.

- OMM: Organización Meteorológica Mundial.

- PAD: Planes para Prevención y Atención de Desastres.

- PAISAJE: Nivel de la biodiversidad que expresa la interacción de los factores formadores (biofísicos y antropogénicos) de un territorio. (Decreto 2372 de julio 1 de 2010).

- PLAN DE MANEJO AMBIENTAL: Conjunto detallado de medidas y actividades que producto de una evaluación ambiental, están orientadas a prevenir, mitigar, corregir o compensar los impactos y efectos ambientales debidamente identificados, que se causen por el desarrollo de un proyecto, obra o actividad. Incluye los planes de seguimiento, monitoreo, contingencia y abandono según la naturaleza del proyecto, obra o actividad. (Decreto 2041 de 15 de octubre de 2015).


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Hoja No. 559


- PND: Plan Nacional de Desarrollo.

- PNPAD: Plan Nacional para Prevención y Atención de Desastres.

- PNUMA: Plan de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente.

- POMCA: Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Hidrográfica.

- POT: Plan de Ordenamiento Territorial.

- PRECIPITACIÓN: Caída del agua desde la atmósfera al suelo en forma líquida y sólida.

- PRESERVACIÓN: Mantener la composición, estructura y función de la biodiversidad, conforme su dinámica natural y evitando al máximo la intervención humana y sus efectos. (Decreto 2372 de julio 1 de 2010).

- PROFUNDIDAD DE SOCAVACIÓN: Distancia vertical que desciende un cauce por socavación a partir de un nivel de referencia.

- PSMV: Plan de Saneamiento y Manejo de Vertimientos.

- PTAR: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales.

- RECURSO: Se entiende como recurso todas las aguas superficiales, subterráneas, marinas y estuarios.

- REFORESTACIÓN: Establecimiento de árboles para formar bosques, realizado por el hombre. (Decreto 1791 de 1996).

- RESTAURACIÓN: Restablecer parcial o totalmente la composición, estructura y función de la biodiversidad, que hayan sido alterados o degradados. (Decreto 2372 de julio 1 de 2010).

- RIESGO: Potenciales consecuencias económicas, sociales o ambientales que se pueden generar como resultado de los daños o la pérdida de función de un sistema durante un tiempo de exposición definido. Se expresa matemáticamente, como la probabilidad de exceder una pérdida en un sitio y durante un lapso determinado, resultado de relacionar la vulnerabilidad del sistema y la amenaza a la cual se encuentra sometido.

- SDA: Secretaría Distrital de Ambiente.

- SECCIÓN TRANSVERSAL: Sección obtenida al cortar la carretera por un plano vertical y normal a la proyección horizontal del eje longitudinal, en un punto cualquiera del mismo.


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Hoja No. 560


- SGC: Sistema Geológico Minero Colombiano (antes INGEOMINAS)

- SIAC: Sistema de Información Ambiental Colombiano.

- SIG (o GIS): Sistema de Información Geográfica.

- SINA: Sistema Nacional Ambiental.

- SNGRD: Sistema Nacional de Información para la Gestión del Riesgo de Desastres.

- SNPAD: Sistema Nacional para la Prevención y Atención de Desastres.

- SOCAVACIÓN: Erosión del lecho o de las márgenes debido a corrientes de agua; frecuentemente se considera como localizada.

- SOCAVACIÓN GENERAL: Es el descenso del lecho en la sección del río o en el cauce a través de un puente. Este descenso puede ser uniforme o no uniforme en todo el cauce. Es decir, la profundidad de la socavación puede ser mayor en algunas partes de la sección transversal.

- SOCAVACIÓN LOCAL: Remoción del material alrededor de las pilas, estribos, diques y de terraplenes, causada por una aceleración del flujo y formación de vórtices inducidos por las obstrucciones al flujo.

- SOCAVACIÓN POR AGUA CLARA: Socavación en pilas o estribos cuando no ocurre transporte del material del lecho desde aguas arriba de la sección del puente.

- SOCAVACIÓN POR CONTRACCIÓN: Socavación en un canal natural o en la sección de un puente, la cual implica la remoción del material del lecho en el cauce o parte de éste y/o en las márgenes. Este componente de socavación resulta de una contracción del área de flujo en el puente, que provoca un aumento en la velocidad y la fuerza cortante en el lecho del puente. La contracción puede ser causada por un puente o por un estrechamiento natural de la corriente.

- SOCAVACIÓN POR LECHO MÓVIL: Socavación en un estribo o pila (o la contracción de un cauce), cuando el material del lecho en el cauce de aguas arriba de la sección del puente se está transportando con el flujo.

- SOCAVACIÓN TOTAL: Corresponde a la suma de la degradación del cauce a largo plazo.

- SUELO DE EXPANSIÓN URBANA: Está constituido por la porción del territorio Distrital, que se habilitará para el uso urbano durante la vigencia del presente Plan de Ordenamiento Territorial, según lo determinen los programas de ejecución. Este territorio sólo podrá incorporarse al perímetro urbano mediante planes parciales. (Ley 388 de 1997).


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- SUELO RURAL: Está constituido por los terrenos no aptos para el uso urbano, por razones de oportunidad, o por su destinación a usos agrícolas, ganaderos, forestales, de explotación de recursos naturales y actividades análogas. (Ley 388 de 1997).

- SUELO SUBURBANO: Constituyen esta categoría las áreas ubicadas dentro del suelo rural, en las que se mezclan los usos del suelo y las formas de vida del campo y la ciudad, diferentes a las clasificadas como áreas de expansión urbana, que pueden ser objeto de desarrollo con restricciones de uso, de intensidad y de densidad, garantizando el autoabastecimiento en servicios públicos domiciliarios, de conformidad con lo establecido en la Ley 99 de 1993 y en la Ley 142 de 1994. Podrán formar parte de esta categoría los suelos correspondientes a los corredores urbanos interregionales.

- SUELO DE PROTECCIÓN: Constituido por las zonas y áreas de terrenos localizados dentro de cualquiera de las anteriores clases, que por sus características geográficas, paisajísticas o ambientales, o por formar parte de las zonas de utilidad pública para la ubicación de infraestructuras para la provisión de servicios públicos domiciliarios o de las áreas de amenazas y riesgo no mitigable para la localización de asentamientos humanos, tiene restringida la posibilidad de urbanizarse. (Ley 388 de 1997).

- TALUD: Paramento o superficie inclinada que limita lateralmente un corte o un terraplén.

- TALWEG: Línea a lo largo de una corriente que sigue la mayor profundidad del lecho en el cauce.

- UPC: Universidad Politécnica de Cataluña (España).

- USACE: United States Army Corps of Engineers.

- USGS: United States Geological Survey.

- VELOCIDAD CRÍTICA: Velocidad mínima que requiere una partícula del lecho, de diámetro D, para iniciar su movimiento bajo ciertas condiciones de flujo.

- VELOCIDAD MEDIA: Velocidad en una sección dada, la cual resulta de dividir el caudal por el área transversal.

- VERTIMIENTO: Es cualquier descarga final al recurso hídrico, de un elemento, sustancia o compuesto que esté contenido en un líquido residual de cualquier origen, ya sea agrícola, minero, industrial, de servicios o aguas residuales. (DECRETO 3100 DE 2003).


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