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1. EXPOSITOR
ING. HUGO MIGUEL BENITO ROJAS
Mag. Ing. Hidraulica
ELABORACIÓN DE EXPEDIENTES
TECNICOS DE DEFENSAS RIBEREÑAS

2. TEMARIO
MÓDULO I: INTRODUCCION A PROYECTOS DE DEFENSAS RIBEREÑAS (3 horas)
1.1 Aspectos generales de hidráulica fluvial
1.2 Introducción a Proyectos de Defensas Ribereñas
1.3 Defensas de riberas en ríos sin llanuras de inundación.
1.4 Diseño de diques en llanuras de inundación.
MÓDULO II: DISEÑO DE OBRAS MARGINALES (3 horas)
2.1 Diques de Tierra y Enrocado
2.2 Diseño de Revestimiento con Enrocado
2.3 Diseño de Revestimiento con Gaviones
2.4 Diseño de Muros de Gaviones
MÓDULO III: DISEÑO DE ESPIGONES: (3 horas)
3.1 Diseño de Espigones con Enrocado
3.2 Diseño de Espigones con Gaviones
MÓDULO IV: ELABORACION DE EXPEDIENTE TECNICO: (3 horas)
4.1 Contenido de un Expediente Técnico
4.2 Análisis de Costos y Presupuestos
4.3 Proyectos de Defensas Ribereñas

3. 1.- MÓDULO I: INTRODUCCION A PROYECTOS DE DEFENSAS RIBEREÑAS
1.1 Aspectos generales de hidráulica fluvial
APROXIMACION A LA HIDRAULICA FLUVIAL
3 Grandes ideas para enfrentar el estudio de ríos
1° Mirar los ríos como riqueza como recurso natural, como fuente de vida como
posibilidad de aprovechamiento en beneficio de la humanidad
2° Mirar a los ríos como elementos naturales de los cuales tenemos que defendernos:
las avenidas son fenómenos naturales
3° Debemos tener presente con relación a un rio es su protección, debemos de proteger
al rio de la agresión humana

5. 1.2 Introducción a Proyectos de Defensas Ribereñas
I. RELEVANCIA DE LA EROSION DE RIBERAS
II. MECANISMOS DE LA EROSION DE RIBERAS
III. MEDIDAS DE INGENIERIA PARA LA PROTECCION DE RIBERAS
IV. FUNDAMENTOS DE LA HIDRAULICA FLUVIAL APLICABLES AL DISEÑO DE
DEFENSAS RIBEREÑAS

6. I. RELEVANCIA DE LA EROSION DE RIBERAS
La erosión de riberas ocasiona mucha perdidas en diferentes sectores
 Agricultura
 Infraestructura de Riego
 Estructuras ubicadas en las márgenes

7. II. MECANISMOS DE LA EROSION DE RIBERAS
MECANISMO A CORTO PLAZO
• Erosión de riberas POR FLUJO EN CURVAS
- Se debe al flujo helicoidal que produce altas velocidades en las curvas exteriores y bajas velocidades en las
curvas interiores
- Mientras que en la curva exterior se espera erosión (zona “pool”) en la curva interior se espera sedimentación
(zona “point bar”)
- Como consecuencia de este proceso la sección de curva de un rio presenta una pendiente transversal típica

8. • Erosión de riberas POR FLUJO EN CURVAS

9. • Erosión de riberas POR FLUJO EN CURVAS

10. • Erosión de riberas POR SOCAVACIÓN GENERAL DEL CAUCE
- Es el descenso temporal del fondo de un rio producido por una creciente o avenida
- Se debe al aumento de la capacidad de arrastre del material solido de la corriente originado por su mayor
velocidad

11. • Erosión de riberas POR PERTURBACIONES LOCALES DE FLUJO
- Los procesos de erosión local, se originan en movimientos vorticosos que ocurren al pie de obstáculos
puntuales al flujo en un curso fluvial
- Se circunscribe a un lugar determinado, y a veces también esta limitada a una cierta duración

12. • Erosión de riberas POR PERTURBACIONES LOCALES DE FLUJO

13. MECANISMO A LARGO PLAZO
• Degradación de cauces
- Es un proceso erosivo que se manifiesta a lo largo de un tramo significativo y en un lapso prologado de
tiempo
- Se origina cuando el aporte solido real es menor que la capacidad de transporte solido

14. • Degradación de cauces

15. • Agravación de cauces
- Es un proceso de deposición que se manifiesta a lo largo de un tramo significativo y en un lapso prolongado
de tiempo
- Determina la elevación paulatina de los niveles del lecho y de las planicies de inundación
- Es un proceso natural en los tramos bajos de los ríos
- Se origina cuando el aporte solido real es mayor que la capacidad de transporte solido

16. • Agravación acelerada
- Se produce en tramos de relativa baja pendiente y gran transporte solido
- La presencia de encauzamiento determina su ocurrencia en los tramos bajos de los ríos

17. • Avulsión del Cauce
- Las avulsiones son fenómenos que consisten en el abandono súbito del curso principal por otro aleatorio
- Se origina por la sedimentación de un tramo del rio, esto produce una elevación de los niveles del lecho
forzando al rio a adoptar un curso diferente pero mas cómodo.
- Por lo general se producen durante una creciente o mediante un proceso de erosión de riberas, el rio crea una
brecha en sus bancos naturales y fluye a través de un nuevo curso. El rio puede adoptar un curso antiguo o
uno complemente nuevo
- Los daños ocasionados por las avulsiones suelen ser cuantiosos puesto que ocurren de manera súbita

18. • Avulsión del Cauce

19. II. MEDIDAS DE INGENIERIA PARA PROTECCION DE RIBERAS
Las medidas de ingeniería aplicadas en las defensas ribereñas son de dos tipos:
 Revestimiento de Orillas
 Alejamiento del flujo de Orillas
REVESTIMIENTO DE ORILLAS
Gaviones
Defensas
Ribereñas -
Río Ica

20. REVESTIMIENTO DE ORILLAS
Revestimiento de Enrocado Matrices de Roca y Alambre
Defensas Ribereñas - Río Ica
Enrocado
acomodado

21. REVESTIMIENTO DE ORILLAS
Sacos de Arena Matrices de concreto articulado

22. ESTRUCTURAS DE CONTROL DE FLUJO
Espigones
Espigones permeables
Permiten el flujo a través de ellos, pero a velocidades reducidas, previniendo así mayores erosiones de riberas y
causando deposiciones del sedimento suspendido en el flujo.

23. Pilotes de madera Espigones de Cables de Acero
Trípodes de Madera

24. Espigones
Espigones impermeables
La función de los espigones impermeables es desviar el flujo fuera de las orillas, a fin de protegerlas de sus efectos
erosivos

25. Espigones impermeables

26. JETTIES
Son elementos que proporcionan rugosidad adicional al canal o planicies inundables para mantener la corriente
principal a lo largo de un camino pre-establecido.
La rugosidad adicionada a lo largo de las orillas reduce la velocidad y protege las orillas de erosión

27. USO DE VEGETACION COMO DEFENSA RIBEREÑAS
Desventajas
Necesita mantenimiento
Pueden ocasionar daños considerables si es arrancada por la crecida
La vegetación produce reducciones de la velocidad y de los efectos cortantes en el fondo
Las raíces compactan el material de orillas haciéndolo mas resistentes
Ventajas
Es buena desde el punto de vista ambiental
Es una medida económica
Características
Debe preferirse las especies nativas

28. USO DE VEGETACION COMO DEFENSA RIBEREÑAS

29. IV. CALCULOS BASICOS EN HIDRAULICA FLUVIAL APLICADAA A DEFENSAS RIBEREÑAS

30. IV. CALCULOS BASICOS EN HIDRAULICA FLUVIAL APLICADAA A DEFENSAS RIBEREÑAS

31. IV. CALCULOS BASICOS EN HIDRAULICA FLUVIAL APLICADAA A DEFENSAS RIBEREÑAS
FLUJO EN UN CANAL
• Permanente
• Uniforme
• Turbulento
FLUJO EN UN RIO
• Impermanente
• No uniforme
• Turbulento

32. CALCULO DE VARIABLES DE HIDRAULICA
EN FLUJO UNIFORME
• Velocidad
Velocidad Media
V = formula de manning
R= Radio Hidráulico
S=Pendiente de fondo
n = coeficiente de rugosidad de manning
Coeficiente de Rugosidad
Adopta valores de acuerdo a la característica del lecho, depende de :
Tamaño de partículas de fondo
Tamaño de formas de fondo
n Superficie
0.010 Muy lisa, vidrio, plástico, cobre.
0.011 Concreto muy liso.
0.013 Madera suave, concreto frotachado.
0.017 Canales tierra buenas condiciones.
0.020 Canales naturales de tierra
s/vegetación.
0.025 Canales naturales con vegetación y
piedras esparcidas en el fondo
0.035 Canales on abundante vegetación.
0.040 Arroyos de montaña con muchas
piedras.

33. ESFUERZO CORTANTES EN UN CANAL ANCHO
Esfuerzo Cortante en el fondo
ESFUERZOS CORTANTES EN UNA SECCION TRAPEZOIDAL

34. A.- Determinación de esfuerzos cortantes máximo actuante en el lecho:
B.- Determinación de esfuerzos cortantes actuantes en los taludes:

35. C.- Esfuerzos cortantes en taludes exteriores de tramos curvos:

36. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo

37. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo
Superficie de agua
E
y
Z 
Nivel de Referencia
SO
Línea de energía
V2/2g
Fondo del canal
Consideraciones:
La distribución de la presión en cualquier sección es hidrostática
La resistencia al flujo a cualquier profundidad es calculada a través de
la fórmula de Manning: 3
/
4
2
2
R
V
n
S f 

38. Ecuación de la Energía
g
V
y
Z
E
Z
H
2
2




 dx
dE
dx
dZ
dx
dH













g
V
dx
d
dx
dy
dx
dZ
dx
dH
2
2
f
S
dx
dH

 o
S
dx
dZ


dx
dy
T
gA
Q
dx
dy
dy
dA
gA
Q
dx
dy
gA
Q
dy
d
g
V
dx
d
3
2
3
2
2
2
2
2
2





















T
dy
dA
 3
2
1
gA
T
Q
S
S
dx
dy f
o




39. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Pendiente suave

40. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Pendiente Critica

41. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Pendiente Fuerte

42. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Pendiente Horizontal

43. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Pendiente Adversa

44. FLUJO NO UNIFORME: Perfiles de Flujo: Clasificación de los Perfiles de FGV
Canal Región Condición Tipo
Pendiente Suave 1
2
3
y > yn > yc
yn > y > yc
yn > yc > y
M1
M2
M3
Pendiente Fuerte 1
2
3
y > yc > yn
yc > y > yn
yc > yn > y
S1
S2
S3
Pendiente Crítica 1
3
y > yn = yc
y < yn = yc
C1
C3
Fondo Horizontal 2
3
y > yc
y < yc
H2
H3
Pendiente Adversa 2
3
y > yc
y < yc
A2
A3

45. ESFUERZOS CORTANTES EN FLUJO NO UNIFORME

46. EN FLUJO EN CURVAS

47. EN FLUJO NO PERMANENTE

48. EN FLUJO NO PERMANENTE

49. EN FLUJO NO PERMANENTE BIDIMENSIONAL Y TRIDIMENSIONAL

50. FLUJO TRIDIMENSIONAL

51. CINEMATICA DEL FLUJO ALREDEDOR DE ESPIGONES

52. CINEMATICA DEL FLUJO ALREDEDOR DE ESPIGONES

53. CINEMATICA DEL FLUJO ALREDEDOR DE ESPIGONES

54. CINEMATICA DEL FLUJO ALREDEDOR DE ESPIGONES

55. CINEMATICA DEL FLUJO ALREDEDOR DE ESPIGONES

56. INICIACION DEL MOVIMIENTO
Las condiciones de iniciación de movimiento
determinan el inicio de la erosión

57. INICIACION DEL MOVIMIENTO

58. Determinación de esfuerzos Cortantes Críticos sobre el lecho
Determinación de esfuerzos Cortantes Críticos sobre Taludes

59. CALCULO DE SOCAVACION

60. METODO DE LICHTVAN LEBEDIEV

61. Valores para suelos cohesivos (γs) y no cohesivos (Dm)

62. Coeficiente de Contracción - u

63. Método de Artomonov

64. Calculo de la Socavación en Curvas

65. METODO DE ALTUNIN

66. CALCULO DE ANCHO ESTABLE
El cauce estable es aquel cauce que se encuentra en equilibrio dinámico, no presentando tendencias a la erosión ni a la
sedimentación en el mediano y largo plazo
- El método de Altunin se recomienda
para material granular. No es apto para
cauces con material cohesivo, se
obtienen valores congruentes para ríos
con arena
- Esta basado en datos y observaciones
en la Unión Soviética, aplicable a ríos de
gravas y material aun mas grueso

67. EN LECHOS ARENOSOS
METODO DE BLENCH

68. 1.3 Defensas de riberas en ríos sin llanuras de inundación

69. 1.4 Diseño de diques en llanuras de inundación

70. 1.4 Diseño de diques en llanuras de inundación
OBRAS DE ENCAUZAMIENTO
• Las obras de encauzamiento tiene por objeto proteger áreas de cultivo, poblaciones, infraestructuras,
industrias, etc. A fin de evitar el desborde del río y la erosión, ya sea de avenidas normales o extremas
en función del desplazamiento del lecho del río.

71. Componentes de una obra de Encauzamiento
• Longitud y ubicación del Encauzamiento
• Sección estable del río y amplitud del cauce
- Método de Blench
- Método de Altunin
- Método de Farraday – Charlton
- Metodo de Maza Alvarez - Echevarria
• Tirante de Máxima Avenida y Altura de Encauzamiento
- Modelos Matemáticos: HEC RAS
- MIKE 11
- RIVER 2D
• Profundidad de Socavación
- Tipo de Socavación
- Método de listvan Lebediev

72. DEFENSAS CONTRA INUNDACIONES
• Ante máximas avenidas o desbordes se trata defender las zonas que puedan ser dañadas, mediante
construcción de obras de encauzamiento, rectificación de cauce, pozas laminadoras o reguladoras.

73. RECTIFICACICIÓN DE CAUCE
• Es la modificación de alineamiento de una o ambas márgenes modificando el alineamiento del cauce

74. PROTECCIÓN DE RIBERAS
• Se debe alejar las líneas de corriente de la ribera, el proceso erosivo en las curvas es un caso especial

75. METODOS DE PROTECCIÓN
• Obras Marginales o Diques longitudinales
• Con Gaviones
• Con Enrocado
• Con Muros de Concreto
• Espigones
• Con Rocas
• Con Gaviones

76. Contacto: Hugo Miguel Benito Rojas
Correo electrónico: hbenitor@gmail.com