Análisis y modelamiento del transporte de sedimentos de fondo en el Río Huallaga en tramos de San Rafael y Ambo

Abstract

Dentro de los estudios de hidráulica fluvial el estudio de transporte de sedimentos de fondo se ha vuelto muy importante por los problemas que pueden presentarse al no estimarse de manera correcta el factor de incidencia que tiene la subestimación de la tasa del volumen de sedimentos totales anuales conformados por los de fondo, saltación y flotantes, el cual ocasiona la erosión del cauce del río, colmatación de estructuras de toma, obsolescencia temprana de estructuras hidráulicas en los proyectos emplazados en aguas abajo de los ríos, puesto que rompen el equilibrio del natural. En este estudio se buscó cuantificar los sedimentos de fondo que son transportados en el Rio Huallaga, en los tramos de San Rafael y Ambo. En primer lugar, se ha obtenido el hidrograma de caudales para los tramos evaluados de San Rafael y Ambo, en segundo lugar, se analizó la distribución granulométrica mediante BASEGRAIN de las fotografías tomadas de las excavaciones del lecho del río, en tercer lugar, se determinó sus porcentajes de grava, arena y limo, y en cuarto lugar se procedió a procesar los datos del levantamiento topográfico de las trampas de fondo, teniendo así su perfil longitudinal y volumen. Con estos datos obtenidos se realizó el análisis y cálculo de los sedimentos transportados mediante un modelamiento numérico en una dimensión, usando un código de programación en Python en base a las ecuaciones transporte de Parker (2004). Los resultados obtenidos para los años 2019 y 2020 nos muestran: el caudal promedio oscila entre los 7.62 𝑚3/𝑠 y 13.98 𝑚3/𝑠; el diámetro nominal 𝐷50 del lecho del río está oscilando entre 56.20 𝑚𝑚 − 120.89 𝑚𝑚, la clasificación de los sedimentos de fondo es de grava muy gruesa teniendo: grava gruesa con un porcentaje promedio de 89.02 %, arena con un porcentaje promedio de 10.76 % y el limo con un porcentaje promedio de 0.11%. De igual manera se determinó que la cantidad de sedimentos de fondo transportados en el rio Huallaga llena las trampas de carga de lecho realizadas en los tramos de San Rafael y Ambo, y que la tasa de volumen anual obtenido con los 𝐷50 analizados son los siguientes: 58.67 𝑚3/𝑎ñ𝑜 para un 𝐷50𝑝𝑟𝑜𝑚, 1.02 𝑚3/𝑎ñ𝑜 para un 𝐷50𝑚á𝑥 y 871.76 𝑚3/𝑎ñ𝑜 para un 𝐷50𝑚í𝑛. Esta información obtenida constituye un soporte de información de los caudales, distribución granulométrica y clasificación de los sedimentos de fondo que son transportados en río Huallaga en los tramos evaluados. Así mismo, la tasa de volumen anual del transporte de sedimentos de fondo nos demuestra que erosiona el cauce del río y que las estructuras de toma pueden colmatarse dejando de funcionar a poco tiempo de su emplazamiento, esto en base a la capacidad que tiene el río en el llenado de las trampas realizadas en un periodo de tiempo de un año de observación, considerándose el promedio de las mediciones.