Determinación del transporte de sedimentos en suspensión de fondo y total en el puente grande del río de Coata- Puno

Abstract

El río Coata es uno de los principales afluentes de la cuenca del lago Titicaca, este río presenta descargas irregulares significativas, durante los meses de Diciembre hasta Abril por consiguiente, también acarrea cantidades importantes de material sólido del lecho y el de la cuenca, hecho que generalmente no es tomado en cuanta por desconocer el comportamiento hidráulico de los ríos. No solo es importante las magnitudes de caudal que un cauce puede conducir, sino también los aspectos relacionados a su comportamiento morfológico y sedimentológico debido a que estos factores afectan el comportamiento del río frente a una estructura es por ello que deben ser tomados en cuanta en el diseño de estructuras hidráulicas. Para comprender el comportamiento de cursos de agua naturales (formación de meandros, erosión del lecho y bancos, agradación de cauce) así como para el diseño y operación de sistemas artificiales para agua es necesaria la determinación de la tasa de transporte y la determinación de la evaluación de los perfiles de concentración. El sedimento puede ser transportado tanto en suspensión como por arrastre de fondo. La estimación del arrastre de sedimentos en suspensión es necesaria para el diseño de estructuras para proyectos de defensa de los ríos, en la evaluación de cambios en el uso de la tierra aguas arriba de la cuenca, y en la determinación de arrastre de materiales radioactivos, pesticidas, metales pesados, y nutrientes que son acarreados en las partículas de sedimento. En estas aplicaciones, la estimación de la variación del arrastre de sedimento de un año a otro es tan necesaria como la identificación del valor medio. Como aporte para conocer el comportamiento de los ríos en nuestro departamento, se presenta el trabajo de investigación titulado “DETERMINACIÓN DEL TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN SUSPENSIÓN DE FONDO Y TOTAL EN EL PUENTE GRANDE DEL RÍO COATA-PUNO”, que consiste en el análisis de las características hidrométricas e hidráulicas del cauce del río Coata en un tramo modelo ubicado en la progresiva 0+00 aguas arriba del Puente Grande del río Coata; además del transporte sólido del material del lecho, y el material suspendido en la muestra de agua, así como las características de los sedimentos como son peso específico de la partícula sólida, distribución granulométrica, densidad del agua, viscosidad cinemática, concentración de sólidos en el agua en suspensión. A partir de estos datos se aplican las diferentes fórmulas para la estimación del transporte sólido en sus dos enfoques: microscópico: que es la obtención de la suma del transporte sólido de fondo con el transporte sólido en suspensión, como también el enfoque macroscópico que considera la suspensión en un estado avanzado del arrastre de fondo, por lo cual considera el transporte sólido como un todo. Para el transporte sólido de fondo se tiene un valor promedio de 238.18TN/día, de sedimentos, de los resultados obtenidos de las fórmulas de Peter-Meyer y Muller con 397.76TN/día, la fórmula de Einstein con 179.95TN/día y la de Schocklitsch con 136.83TN/día. Siendo estos los más usados y recomendados en ríos de la sierra y cauces aluviales. La concentración de sólidos suspendidos según la medición realizada de 1.41 kg/m3, a partir de ese valor se tiene un gasto sólido en suspensión de 9,000.18TN/día, utilizando los métodos y fórmulas empíricas el resultado más cercano es de Benedict y Vanuni con 13,624.51TN/día. Transporte total, según el enfoque microscópico se define por transporte de fondo y transporte en suspensión y que la suma de estos dos constituyen el transporte sólido total: tenemos como transporte sólido de fondo 238.18TN/día, y como transporte sólido en suspensión 9,006.18TN/día. Entonces el valor del transporte sólido total será 9,244.36TN/día y según el enfoque macroscópico: tenemos un valor representativo de la fórmula de Ackes y White con 8,247.61TN/día. En el tramo en estudio se ha obtenido un coeficiente de rugosidad (n) de Manning 0.0340 y un caudal promedio de 73.317m3/seg, en la progresiva 0+00 representativa del río