Impacto en la hidráulica fluvial debido a la limpieza del cauce del río Pativilca ubicado en Barranca, Lima

Abstract

La presente investigación aborda el problema del comportamiento hidráulico del río Pativilca, enfocado en cómo la limpieza de su cauce afecta la dinámica de su flujo. La acumulación de sedimentos y vegetación en el cauce del río ha generado la necesidad de realizar limpiezas periódicas para mitigar los riesgos de inundaciones que afectan tanto a la infraestructura como a las comunidades locales. Para investigar esta problemática, se implementó el siguiente procedimiento: se recopilaron datos del expediente técnico correspondiente a la limpieza y descolmatación de un tramo específico del río Pativilca, denominado “Limpieza y Descolmatación del Río Pativilca Sectores Las Huertas, Roncador, Vinto Bajo, Distrito Barranca“. Con estos datos, se seleccionaron y analizaron parámetros cruciales como el coeficiente de rugosidad de Manning, la sección del área, el tirante hidráulico, la pendiente del cauce, los caudales y la velocidad del flujo. Utilizando el software Hec-RAS, se modelaron dos escenarios de flujo: uno previo a la limpieza del cauce y otro posterior a la intervención. A partir de estos modelos, se evaluaron las variaciones en los tirantes, las velocidades y los esfuerzos cortantes del flujo para determinar el efecto de la limpieza del cauce. Los resultados del modelado hidráulico muestran que hubo valores positivos y negativos después de la limpieza del río. Para la velocidad del flujo la variación promedio positiva de 0,28 m/s, lo que significa un aumento de velocidad después de la limpieza del cauce, también, presentó una variación promedio negativa de 0,14 m/s, lo que significa una disminución de la velocidad después de la limpieza del cauce. Además, los tirantes o profundidades del flujo presentan una variación promedio negativa de 0,14 m, de tal modo mejora la capacidad del río para manejar eventos de alta precipitación, disminuye la variabilidad en la profundidad del agua y reduce el riesgo de inundaciones localizadas. Asimismo, se observó los esfuerzos cortantes a lo largo del cauce, los cuales presentan una variación promedio positiva de 26,19 N/m, lo que sugiere un aumento de velocidad de flujo y una variación promedio negativa de 30,80 N/m, lo que significa que el flujo es lento.

This research addresses the problem of the hydraulic behavior of the Pativilca River, focusing on how the cleaning of its channel affects its flow dynamics. The accumulation of sediment and vegetation in the riverbed has generated the need for periodic cleaning to mitigate flood risks that affect both infrastructure and local communities. To investigate this problem, the following procedure was implemented: data were collected from the technical file corresponding to the cleaning and de-siltation of a specific section of the Pativilca River, called “Cleaning and De-siltation of the Pativilca River, Sectors Las Huertas, Roncador, Vinto Bajo, Barranca District“. With this data, crucial parameters such as Manning's roughness coefficient, the area section, hydraulic flow, channel slope, flow rates and flow velocity were selected and analyzed. Using Hec-RAS software, two flow scenarios were modeled: one prior to channel cleaning and the other after the intervention. Based on these models, variations in the flow rates, velocities and shear stresses were evaluated to determine the effect of the channel cleaning. The results of the hydraulic modeling show that there were positive and negative values after the river cleaning. For the flow velocity the positive average variation of 0.28 m/s, which means an increase in velocity after channel cleaning, also, it presented a negative average variation of 0.14 m/s, which means a decrease in velocity after channel cleaning. In addition, the flow depths presented a negative average variation of 0.14 m, thus improving the river's capacity to handle high precipitation events, decreasing the variability in water depth and reducing the risk of localized flooding. Likewise, shear stresses along the riverbed were observed, which present a positive average variation of 26.19 N/m, suggesting an increase in flow velocity, and a negative average variation of 30.80 N/m, which means that the flow is slow.