Este documento trata sobre los encauzamientos fluviales. Los encauzamientos tienen como objetivos principales la protección frente a inundaciones, la protección de márgenes, la fijación de un cauce estable y mejorar las condiciones de desagüe. El documento discute la tipología de encauzamientos, incluyendo encauzamientos directos e indirectos, y los materiales y métodos utilizados comúnmente como escolleras, gaviones y motas de materiales sueltos.

1. OBRAS HIDRÁULICAS
Hidráulica fluvial
Encauzamientos

2. 1. INTRODUCCIÓN
2. EFECTOS SECUNDARIOS DE LAS ACTUACIONES
3. TIPOLOGÍA
4. CÁLCULO ENCAUZAMIENTOS
1. Teoría del régimen
2. Trazado en planta
3. Otras consideraciones
5. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Escolleras
2. Gaviones
3. Motas de materiales sueltos
Hidráulica Fluvial
Encauzamientos

3. Son la principal actuación en el ámbito de la ingeniería fluvial
OBJETIVOS
• Protección frente a inundaciones
• Protección de márgenes
• Fijación de un cauce estable
• Mejorar las condiciones de desagüe
• Fijar un canal de navegación
• Restauración ecológica
Hidráulica Fluvial
Introducción

4. PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES
Hidráulica Fluvial
Introducción

5. PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES
Hidráulica Fluvial
Introducción

6. PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES
Hidráulica Fluvial
Introducción

7. PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES
Hidráulica Fluvial
Introducción

8. PROTECCIÓN CONTRA INUNDACIONES
Hidráulica Fluvial
Introducción

9. PROTECCIÓN DE MÁRGENES
Hidráulica Fluvial
Introducción

10. PROTECCIÓN DE MÁRGENES
Hidráulica Fluvial
Introducción

11. FIJACIÓN DE UN CAUCE ESTABLE
Hidráulica Fluvial
Introducción

12. FIJACIÓN DE UN CAUCE ESTABLE
Hidráulica Fluvial
Introducción

13. FIJACIÓN DE UN CAUCE ESTABLE
Hidráulica Fluvial
Introducción

14. MEJORAR LAS CONDICIONES DE DESAGÜE
Hidráulica Fluvial
Introducción

15. FIJAR UN CANAL DE NAVEGACIÓN
Hidráulica Fluvial
Introducción

16. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA
Hidráulica Fluvial
Introducción

17. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA
Hidráulica Fluvial
Introducción

18. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA
Hidráulica Fluvial
Introducción

19. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA
Hidráulica Fluvial
Introducción

20. RESTAURACIÓN ECOLÓGICA
Hidráulica Fluvial
Introducción
DEBE SER UN OBJETIVO
TRANSVERSAL !!

21. 1. INTRODUCCIÓN
2. EFECTOS SECUNDARIOS DE LAS ACTUACIONES
3. TIPOLOGÍA
4. CÁLCULO ENCAUZAMIENTOS
1. Teoría del régimen
2. Trazado en planta
3. Otras consideraciones
5. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Escolleras
2. Gaviones
3. Motas de materiales sueltos
Hidráulica Fluvial
Encauzamientos

22. • Protección frente a inundaciones
• Protección de márgenes
• Fijación de un cauce estable
• Mejorar las condiciones de desagüe
• Fijar un canal de navegación
Hidráulica Fluvial
Efectos secundarios de las actuaciones
EFECTOS SECUNDARIOS
Nueva situación de
equilibrio
NECESITAMOS HERRAMIENTAS PARA SABER QUE
VA A PASAR !!!

23. Hidráulica Fluvial
Efectos secundarios de las actuaciones
Einstein-Brown
qsD3/ 2
↔ q3/ 2
i2
BALANCE DE LANE (1959)

24. Hidráulica Fluvial
Efectos secundarios de las actuaciones
Río Mississipi (San Luis)

25. Hidráulica Fluvial
Efectos secundarios de las actuaciones

26. Hidráulica Fluvial
Efectos secundarios de las actuaciones
Río Rhin

27. 1. INTRODUCCIÓN
2. EFECTOS SECUNDARIOS DE LAS ACTUACIONES
3. TIPOLOGÍA
4. CÁLCULO ENCAUZAMIENTOS
1. Teoría del régimen
2. Trazado en planta
3. Otras consideraciones
5. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Escolleras
2. Gaviones
3. Motas de materiales sueltos
Hidráulica Fluvial
Encauzamientos

28. DIRECTOS
Se define la planta y el perfil sin ayuda del río
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

29. INDIRECTOS
Se basan en el principio de gradualidad
Obra no está inicialmente en situación de equilibrio
El río ayuda a conformar la forma de la obra
Algunos ejemplos
- Espigones
- Traviesas
- …
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

30. Ejemplo 1. Fijar cauce aguas altas y bajas en río trenzado
a) Definir los niveles de cada cauce: curva caudales clasificados
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

31. Ejemplo 1. Fijar cauce aguas altas y bajas en río trenzado
a) Definir los niveles de cada cauce: curva caudales clasificados
b) Definición geometría en planta
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos
¿CAUCE RECTO?

32. Ejemplo 1. Fijar cauce aguas altas y bajas en río trenzado
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos
Damos sinusoidad para caudal de aguas bajas / altas / avenida ??
λ ∝ Q

33. Ejemplo 1. Fijar cauce aguas altas y bajas en río trenzado
a) Definir los niveles de cada cauce: curva caudales clasificados
b) Definición geometría en planta
c) Aplicamos tipología encauzamiento
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

34. Espigones
• Fijación de varios cauces con obras transversales y/o longitudinales
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

35. Espigones
• Diques transversales a la corriente
• Crean zonas de sedimentación : deflectores del flujo
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

36. Espigones
• Diques transversales a la corriente
• Crean zonas de sedimentación : deflectores del flujo
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

37. Espigones
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos
Pendiente longitudinal

38. Ejemplo 2. Defensa de márgenes
a) Proteger encauzamiento
b) Migración lateral meandro
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

39. Revestimientos
• Estabilización de
márgenes en curvas
• No reducen la capacidad
hidráulica
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

40. Espigones
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos
• Alejan thalweg de orilla
• Reducen la capacidad
hidráulica
• Importancia de
empotramiento !!!

41. 3. Aplicación de traviesasTraviesas
• Se diseñan para el control erosión y de avenidas fundamentalmente
• Reducen la pendiente del cauce
• Pueden dar sinuosidad o quitarla
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

42. Traviesas
Hidráulica Fluvial
Tipología de encauzamientos

43. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero

44. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero

45. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Modificación del
Azud de A Barcala
Tramo según proyecto
constructivo original
Tramo según proyecto
constructivo modificado

46. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Sección tipo proyecto original

47. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Sección tipo proyecto original

48. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Proyecto modificado: Bases de partida
• Mantener los caudales de cálculo
• En el tramo Cecebre-A Telva:
• Respetar los meandros y el cauce natural del río
• Realizar una limpieza del cauce (bajar la rugosidad), respetando la vegetación relevante
• Eliminar los obstáculos artificiales, incluyendo los terraplenes de los puentes
• Limitar la zona inundable con pequeñas motas con taludes muy tendidos
• Sustituir los taludes por muretes de piedra si con ello se evitan afecciones a edificaciones
• En el tramo final (A Telva-A Barcala)
• Sustituir los muros de hormigón por muros de escollera
• Emplear este mismo material en la solución para el Valiñas

49. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero

50. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Modificaciones en el trazado
en planta

51. Hidráulica Fluvial
Encauzamiento del Río Mero
Diseño de motas de materiales sueltos

52. 1. INTRODUCCIÓN
2. EFECTOS SECUNDARIOS DE LAS ACTUACIONES
3. TIPOLOGÍA
4. CÁLCULO ENCAUZAMIENTOS
1.Teoría del régimen
2.Trazado en planta
3.Otras consideraciones
5. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Escolleras
2. Gaviones
3. Motas de materiales sueltos
Hidráulica Fluvial
Encauzamientos

53. 4.1. Teoría del régimen
• Relaciones empíricas para determinar Q, H, B, i
• Equilibrio dinámico entre Qlíquido – Qsólido - Geometría
• Ámbito de aplicación
• Régimen lento
• Régimen permanente. Qcte = Qformador
• Ríos aluviales
• Ríos anchos (B>3H), lisos y rectos
• Actuaciones blandas (no escolleras o revestimientos)
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos

54. Teoría del régimen
• Primeras eq: Kennedy 1895
Teoría del régimen LACEY (1930 y 1958)
§ Dimensionalmente incorrectas (todo en SI)
§ Válidas para arena (D<0.4 mm). Fórmulas Altuin para ríos de grava
§ Análisis a medio plazo
§ Análisis micro con fórmulas de estabilidad (Shields)
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos
B = 4,831Q1/2
y = 0,128
Q1/3
Dm
1/6
i = 0,204
Dm
5/6
Q1/6

55. 4.2. Trazado en planta
• Los río en estado natural no son rectos
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos

56. Trazado en planta:
Leyes de Fargue (1908)
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos
dc
ds
= k
dy
ds

57. Leyes de Fargue
• La circunferencia no es un buen acuerdo
• Acuerdos con curvatura variable : CLOTOIDE
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos
0 0
dc dy
k
ds ds
= ⇒ =
dc
ds
= k
dy
ds

58. Ajuste de un cauce de aguas altas en uno de avenida (Martín – Vide, 2002)
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos
y = Asin(kx) = Asin
2π
λ
x
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
n = B /b ≅ 4 − 5
λ ≅ 15b
l ≅ 16b
A ≅ (0.3− 0.4)λ
2α ≥ 50º
R ≅ (5 − 8)b

59. 4.3. Otros condicionantes
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos

60. Otros condicionantes
• Ley de Aguas 1985
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos

61. Otros condicionantes
• RD 9/2008 Reglamento DPH
§ Incorpora criterios DMA y Directiva Zonas Inundables
§ CAUCE y ZONA SERVIDUMBRE: criterios ecológicos, morfológicos, históricos e
hidrológicos
§ ZONA DE POLICIA: Ampliable con ZONA DE FLUJO PREFERENTE
Hidráulica Fluvial
Cálculo de encauzamientos
Vía de intenso desagüe
ZONA DE FLUJO
PREFERENTE
(T=100 años)
Zona de inundación peligrosa
Δz = 0.3 m (0.1 a 0.5)
H >1 m
v>1 m/s
H·v > 0.5 m/s2

62. 1. INTRODUCCIÓN
2. EFECTOS SECUNDARIOS DE LAS ACTUACIONES
3. TIPOLOGÍA
4. CÁLCULO ENCAUZAMIENTOS
1.Teoría del régimen
2.Trazado en planta
3.Otras consideraciones
5. MATERIALES Y MÉTODOS
1. Escolleras
2. Gaviones
3. Motas de materiales sueltos
Hidráulica Fluvial
Encauzamientos

63. Tipología
• Escollera: 60%
• Gaviones: 10%
• Hormigón: 5%
• Otros materiales (motas, sintético, suelo-cemento,..) : 25%
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

64. 4.1. Escollera
• Agrupación de elementos pétreos
• Resiste por peso propio y trabazón
• Fundamentalmente para revestimiento y espigones
DISEÑO. Fórmula USACE
Canal recto y flujo ideal. 1V:2H
River Eng. In Highway Encrochments. 2001. FHA
Otros métodos:
“River mechanics”. 2002. J.Y. Julien
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos
D30 = 0.36y Δ−0.5 v0
gy
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟
2.5

65. 4.1. Escollera
• Agrupación de elementos pétreos
• Resiste por peso propio y trabazón
• Fundamentalmente para revestimiento y espigones
DISEÑO. Sección tipo
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

66. 4.2. Gaviones
• Mallas de material granular
• Aplicación similar a escolleras
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

67. 4.2. Gaviones
• Mallas de material granular
• Aplicación similar a escolleras
Ø Muros contención
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

68. 4.2. Gaviones
• Mallas de material granular
• Aplicación similar a escolleras
Ø Revestimientos
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

69. 4.2. Gaviones
• Mallas de material granular
• Aplicación similar a escolleras
Ø Revestimientos
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

70. 4.3. Motas de materiales sueltos
• Obras longitudinales que definen la zona de inundación
• Obras de materiales sueltos: material de préstamo de
llanura de inundación
• Problemas de erosión, sifonamiento, tubificación, …
• Se pueden revestir o proteger indirectamente
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

71. Otras soluciones: Bio-ingeniería
• Técnicas adaptadas a la restauración de ecosistemas
• “Manual de Técnicas de Restauración Fluvial”. F. Magdaleno. CEDEX
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos

72. Otras soluciones: Bio-ingeniería
• Técnicas adaptadas a la restauración de ecosistemas
• “Manual de Técnicas de Restauración Fluvial”. F. Magdaleno. CEDEX
Hidráulica Fluvial
Materiales y métodos