Calculo de socavaci n

Metodología para calcular la
profundidad de socavación general en
ríos de montaña (lecho de gravas)

Sebastian Barbosa Gil

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Minas, Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
Medellín, Colombia
2013

Metodología para calcular la
profundidad de socavación general en
ríos de montaña (lecho de gravas)

Sebastian Barbosa Gil

Tesis presentada como requisitoparcial para optar al título de:
Magister en Ingeniería – Recursos Hidráulicos

Directora:
Ph.D. Lilian Posada García

Línea de Investigación:
Hidráulica Fluvial

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Minas, Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
Medellín, Colombia
2013

Dedicatoria

… A mi hijo Matias, motivación y fuerza para salir adelante cada día.

Agradecimientos
Ante todo,agradezco a mi familia por el apoyo incondicional, sin ellos no hubiera existido
el estímulo necesario para culminar esta etapa de mi vida profesional.

A Lilian Posada, quien fue mi maestra y la persona que sembró en mí el interés por la
hidráulica fluvial, quien me brindó sus conocimientos para hacer de mí un profesional
más competente en esta área, y quién me asesoró durante estos años de maestría.Igualmente agradezco a todos los amigos y compañeros que me dejo este paso por la
maestría, sin ellos este camino no habría sido tan grato.

Finalmente agradezco a EPM por facilitarme la información solicitada para poder llevar a
feliz término mi tesis, en especial a los ingenieros Mauricio Correa y Paula Lizet Correa.

Resumen y Abstract

IX

Resumen
La modelación de la profundidad desocavación general se puede hacer desde varios
enfoques, a partir de metodologías netamente empíricas como la teoría del régimen,
formulaciones semi-empíricas basadas en una condición de equilibrio, o mediante
balances de masa entre el sedimento transportado y la capacidad de transporte de una
corriente.

En éste trabajo se comparan los resultados obtenidos por estas diferentes metodologías
a partir demediciones bienales de cambios en el lecho de un tramo del río Medellín, en
el periodo 2001-2009. Tramo con condiciones morfológicas y sedimentológicas
particulares de un río de montaña.

Se evaluaron metodologías tradicionales para el cálculo de la socavación general, como
son

Lacey, Blench, Lischtvan & Lebediev, Laursen, Maza Álvarez y Neill, y se

compararon con modelos hidrodinámicosunidimensionales (HEC-RAS y SRH-1D)
capaces de modelar cambios en el lecho, a partir de ecuaciones de transporte de
sedimentos aplicables a ríos de gravas.

Se encontró que el modelo HEC-RAS, mediante la ecuación de transporte de sedimentos
Ackers & White calibrada para los datos observados en el río Medellín, es la que mejor
reproduce la estimación de la socavación general. Por tanto, a partir de esteresultado,
en este trabajo se presenta una guía metodológica para estimar la socavación general
en una corriente de montaña mediante este modelo.
Palabras clave: Socavación general, modelos de transporte de sedimentos, ríos de
gravas, modelación hidrodinámica, cambios en el lecho.

X

Metodología para calcular la profundidad de socavación general en ríos de montaña
(lecho de gravas)

Abstract
Modelingof general scour depth can usually be done from different points of view, from
purely empirical methods as regime theory, semi-empirical formulations based on
equilibrium condition, or by mass balance between the sediment load and sediment
transport capacity.
In this master’s thesis the results obtained by different methodologies from biennial
measurements of bed changes of a reach from Medellinriver, at the period 2001-2009,
are compared. This reach has morphological and sedimentological characteristic proper
of a mountain river.

Conventional methodologies, such as Lacey, Blench, Lischtvan & Lebediev, Laursen,
Maza Álvarez and Neill, were evaluated for modeling general scour depth and compared
them with 1D-hydrodynamic models (HEC-RAS and SRH-1D) capable of modeling bedchanges by...