Modelado de perfiles de concentración de sedimentos en ríos de montaña tropical

Abstract

La costa norte del Perú es una de las zonas más afectadas durante la presencia de eventos extremos y recurrentes o cíclicos como el Fenómeno El Niño, donde elevadas concentraciones de sedimentos en suspensión son transportadas en épocas de avenidas y en estos eventos la cantidad de flujo de agua y sedimentos equivale al transporte de 30 años normales promedio, causando daños económicos. Evaluar la distribución espacial de la concentración de sedimentos en una sección es importante debido a que se pueden determinar las zonas de transporte y de sedimentación en ríos muy turbulentos y de lecho cambiante. Este estudio ha escogido el río Tumbes ubicado en la costa norte del Perú por ser un río de montaña con características de turbulencia y aporte sedimentario estacional, el cual por su carácter binacional abastece de agua al Ecuador y al Perú. Para este análisis se utilizó el Modelo de Rouse, un modelo empírico con dos parámetros principales un exponente que relaciona el equilibrio entre la velocidad de sedimentación y velocidad de corte, y un coeficiente que corresponde a la concentración cercana al fondo. Este modelo ha sido aplicado en ríos de montaña, así como en grandes ríos como el Amazonas. El objetivo de este estudio fue determinar la validez del Modelo de Rouse como herramienta para determinar la gradiente de concentración de los sedimentos en suspensión que transporta el río Tumbes en la estación El Tigre localizada a 25 km de la ciudad de Tumbes. Los resultados indican que es factible modelar mediante el "Modelo de Rouse" los sedimentos en suspensión en épocas de avenidas y eventos extremos como El Niño. Los modelos fueron calibrados con tres concentraciones discretas de muestras tomadas simultáneamente a diferentes profundidades alineadas verticalmente. Los exponentes oscilaron desde 0.04 a 0.3 y las concentraciones cerca del fondo oscilaron desde 115 mg/l a 1600 mg/l. Se pudo observar que durante eventos extremos o años normales existe un canal principal en el centro de la sección. Los sedimentos transportados en suspensión fueron limos y arenas finas (diámetro: 40 a 90 micras).