Tabla 12.3.3. Análisis granulométrico río Carrizal · Tabla 12.3.4, Análisis granulometrico...
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C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Tabla 12.3.3. Análisis granulométrico río Carrizal
C a p í t u l o 12
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Tabla 12.3.5, Análisis granulométrico río Platanar
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Tabla 12.3.6, Análisis granulometrico río Comoapa
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Tabla 12.3.7, Análisis granulometrico río González
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Tabla 12.3.8, Análisis granulométrico río GrijalvaVOLUWN WNSIPADp
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Tabla 12.3.9. Análisis granulométrico río Chilapilla
En el anexo A. 12.2, Análisis Granulométrico, se anexan las fotografías de las muestras
recolectadas y las tablas y curvas granulométricas
C a p í t u l o 1 2 | 5 2
12.3.2.1 Geotécnico
En el aspecto geotécnico se debe considera la realización de una campaña de campo
para recopilar la información base para la caracterización geomorfológica del cauce a lo
largo de toda la longitud de los sistemas fluviales estudiados, ya que en este trabajo no se
consideró dentro de los alcances. Desde la cortina de la presa Ángel Albino Corzo
(Peñitas) hasta la desembocadura al mar. Los trabajos consisten en reconocimientos a
detalle sobre los diferentes tramos del cauce, localizados en la zona de estudio. Durante
los recorridos se deberán tomar fotografías y muestras para realizar análisis
granulométricos y determinar características del material que constituye el cauce en toda
su longitud. Se deben consideran los siguientes aspectos:
• Reconocer las fuentes de sedimento y la evolución de su granulometría en todo el
perfil longitudinal de los cauces
• Reconocer e identificar las obras y elementos fisiográficos que evidencien un
aporte o déficit de sedimentos, y determinar su efecto en el balance global del
transporte sólido
12.3.2.2 Fluvial
Con la finalidad de establecer el diagnóstico fluvial de los sistemas, se debe llevar a cabo
un levantamiento de secciones del río en toda su longitud, con una separación
aproximada máxima en caso de hacer levantamientos tradicionales de 3 km entre
sección. Apoyándose en esa información y en la levantada en las secciones de medición
se pueden construir gráficas como la de la figura 12.3.24, que muestra el perfil longitudinal
del río en la sección y la ubicación de las estaciones de medición propuestas.
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DISTANCIA (km)
Figura 12.3.24. Ejemplo Perfil longitudinal del cauce (Rivera, 2013)
Será a partir de esta información que será posible establecer los criterios de estabilidad
del rio empleando la balanza de Lañe. Los trabajos de topografía a lo largo del cauce no
fueron considerados en el alcance del presente trabajo, por lo que no es posible
establecer las zonas de equilibrio fluvial.
12.3.2.3 Mecánica de suelos
En este punto se consideró la obtención de muestras de material del fondo. Estas
muestras se obtuvieron por medio de una draga {figura 12.3.25). Para su medición, se
dividió la sección transversal en dovelas, los criterios de selección de estas son los
mismos que se han utilizado a lo largo del trabajo. La forma de operación consiste en
ubicar la sección y arrojar la draga hasta que llegue al fondo y arranque una muestra de
material que conforma el fondo (Figura 12.3.26). Posteriormente esta muestra se etiqueta
para su posterior análisis granulométrico (Figura 12.3.27), tal y como fue descrito en el
apartado anterior. En la tabla 12.3.10 se resumen los puntos de recolección de muestras
de fondo.
Tabla 12.3.10. Zonas de muestreo de material del lecho
RÍO
<^
^
&
^
^cT
^~
-^<&
ESTACIÓN
CARRIZAL
SAMARÍA
ENCADENA
MIENTO
P01
PO2
PO3
PO4
&
7
S
9
1O
11
C12
C13
C14
C15
C16
CA17
CA18
CA19
C2O
C21
C22
C23
C25
SI26
SI27
SI2S
SI 29
SI 3O
St 31
SI 32
SI 33
SI 34
SI 35
SD 38
SD 39
SD 4O
TIRANTE
DOVELA
(cm)
99.OO
24-5. OO
36O.OO
N/A
21O.OO
23O.OO
334.OO
39O.OO
1SO.OO
1OO.OO
1O6.OO
145. OO
133.00
144. OO
31. OO
215. OO
123. OO
44.OO
93.OO
136. OO
143. OO
12O.OO
34.OO
1SS.OO
214.OO
244. OO
162.00
2SO.OO
239. OO
190. OO
310.00
150. OO
145.00
14O.OO
175. OO
119. OO
ETIQUETA
237
261
274
279
S
16
X X X
26
41
51
285
294
3O7
313
34O
345
352
353
354
36O
366
373
379
383
39O
397
4O5
4OS
599
41S
426
433
439
451
456
463
ENCADENA ™ANTERIO ESTACIÓN MIENTO DOVFLA ETIQUETA
(cm)
ít
^T*5~
^
/
47
</<¿r
_^r<í~
c3~&
^
¿f
PLATANAR
COFVIOAPA
GONZALES
CONF/GONZALES
UNION/GONZALES
GONZALES
CONF/GONZALES
UNION/GONZALES
CHILAPILLA
CHILAPILLA
GRIJALVA
GRIJALVA
P 44
P 45
P 46
P 47
P 48
P 49
P 5O
P 51
P 52
P 52
P 53
11.00
24. OO
26.OO
29. OO
38. OO
44.OO
56.OO
145. OO
166. OO
1 66.OO
148. OO
BANCO MATERIAL
P 55
P 56
P 57
P 57
P 58
P 59
P 6O
P 61
CO 62
CO 63
CO 64
CO 69
CO 70
CO 71
78. OO
S9.OO
1O4.OO
1O4.OO
135. OO
187. OO
262. OO
144. OO
3OO.OO
41O.OO
383. OO
32O.OO
4O5.OO
377.OO
BANCO MATERIAL
G 77
G 78
G 79
CG SO
CG 81
CG 82
U<3 83
UG 84
UG 85
G 86
G 88
G 89
CG 90
CG 91
CG 92
UG 93
UG 94
UG 95
CH 100
CH 101
CH 1O2
CH 107
CH IOS
CH 109
GR-96
GR-97
GR 98
GR 99
GR 1O3
GR 104
GR 1O5
GR 106
48O.OO
56O.OO
52O.OO
6.3O
5. 2O
2.4O
5.70
6.OO
6.40
5.30
5.5O
4.9O
6.5O
4.9O
2.50
5.40
5. SO
6.4O
2.8O
2. SO
1.6O
2.60
2.6O
1.30
2. SO
3.4O
4.OO
7.1O
2.7O
3.OO
3. SO
6.40
489
495
493
494
5O2
5O1
518
519
NP
528
535
883
541
585
584
879
549
557
563
570
575
881
576
58O
584
585
6OO
6OS
612
614
617
618
620
621
627
633
586
593
599
639
645
648
65O
654
661
B92
69S
699
731
732
733
668
675
6SO
686
7O7
713
719
725
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( P R O H T A B )
Figura 12.3.25. Draga Figura 12.3.26. Draga en uso
Figura 12.3.27. Recolección de muestra con draga
C a p i t u l o 1 2 5 7
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
12.4 CUANTIFICACIÓN DEL TRANSPORTE DE MATERIAL SÓLIDO ENCAUCES
12.4.1 Sedimentogramas
Una de las maneras de presentar los resultados para su análisis consiste en la generación
de gráficas de sedimentos o sedimentogramas. En estas se gráfica en el eje horizontal el
caudal liquido circulante en m3/s y en el eje vertical el caudal sólido en suspensión en un
lado del eje y el caudal sólido de fondo en el opuesto, ambos en m3/d.
A continuación se describen para cada sistema analizado (Figura 12.4.1) la cuantificación
del material sólido transportado en sus cauces (sedimentos en suspensión y de fondo).
««TI wvm w«ri MÜ/J nti¡2 uun inu.ii ¡tan rían
SIMBOLOGÍA
Estaciones de medición
CUENCA TÓMALA
CUENCA GRUALVA
TABASCO
Figura 12.4.1. Estaciones de medición
C a p i t u l o 12 5
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( P R O H T A B )
12.4.1,1 Sistema Río Platanar
El río Platanar se ubica en el estado de Chiapas, Municipio de Pichucalco, en la frontera
con Tabasco. Es un afluente del rio Mezcalapa que se piensa es un gran aportador de
sedimentos gruesos (arenas y gravas), esto se puede observar desde su nacimiento a las
faldas del volcán Chichonal y hasta su desembocadura hasta el río Mezcalapa (Figura
12.4.2). En dicha figura se aprecia un cono de deyección del volcán y como gran parte del
material se dirige hacia el río Platanar.
Río Platanar
VolcánChichonal
Río Mezcalapa Googleearth
Figura 12.4.2. Río Platanar y volcán Chichonal
Por este motivo se llevó a cabo una campaña de medición sobre esta corriente para
comprobar si efectivamente este transporte es significativo. La zona de medición se ubicó
en las coordenadas: coordenada norte 1948951.51 m N, coordenada este 459444.65 m E
(Figura 12.4.3)
C a p í t u l o 1 2
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C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.3. Zona de localización estación de monitoreo y control Platanar
En esta sección se llevaron a cabo los procedimientos descritos en el apartado 12.3.1
para obtener el caudal líquido, el caudal sólido y el muestreo de material de fondo.
El procedimiento de selección de la zona de medición se hizo de acuerdo a las
recomendaciones dadas por Rivera (2006). Se ubicó una zona que estuviera en una parte
recta del río, de preferencia sin islas, ni cambios bruscos de dirección. Además que fuera
de fácil acceso. En la figura 12.4.4, se muestra una imagen de satélite con la zona
seleccionada.
Figura 12.4.4. Zona de medición Platanar
C a p i t u l o 1 2
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( P RO H T A B)
En esta sección del río en particular se carece de antecedentes de mediciones previas,
por lo que como mediciones iniciales se probaron condiciones de flujo que tuvieran un
rango de variación lo más amplio posible. Esta situación fue posible encontrarla debido a
que este río escurre libremente, por lo qué responde rápidamente a las lluvias. Durante
las mediciones se presentó un evento de precipitación de gran intensidad. En las figuras
12.4.5 y 12.4.6, se muestran algunas fechas y condiciones del río medidas. Se aprecia la
rápida respuesta del río entre un día y otro (Fig. 12.4.6a y 12.4.6b)
Figura 12.4.5. Platanar 18/Oct/2014
(a) (b)
Figura 12.4.6. Platanar a) 13/Nov/2014; b) 14/Nov/2014
Se estableció una sección transversal y un apoyo por medio de una cuerda {Figuras
12.4.7 y 12.4.8)
C a p i t u l o 1 2 6 1
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.7. Sección transversal
Platanar
-
Figura 12.4.8. Mediciones sobre sección
Platanar
Sobre la sección transversal se marcaron los puntos de medición por medio de un GPS
marca Garmin 68Sx. En la siguiente figura se muestran los puntos de monitoreo en la
sección Platanar.
Figura 12.4.9. Puntos de monitoreo. Estación Platanar
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados para esta zona
C a p í t u l o 12 6 2
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B ¡
Tabla 12.4.1. Resumen Río Platanar
ESTACIÓNHORA DE INICIO HORA FINAL ESCALA INICIAL
DELAFORO DELAFORO (msnm)
ESCALA
FINAL hm(mnirr
(msnmj
CAUDAL SOLÍ DO DE
FONDO ESTACIÓN
(m3/d)
GASTO SOLIDO DE
SUSPENSIÓN POR
ESTACIÓN
Platanar 11:47 17:00 34.559 34.659 34.609 124.2 398 975 2,812.820
El aforo liquido se llevó a cabo por medio de un perfilador acústico Doppler. Se generaron
además del aforo líquido, la hidrodinámica en planta (figura 12.4.10) y la distribución de
corrientes en la vertical (Figura 12.4.11). En la vista en plana se aprecia la homogeneidad
de las velocidades, lo cual significa que se hizo una buena elección de la zona de
monitoreo; mientras que, la distribución de velocidades permite determinar zonas
homogéneas, a partir de las cuales se seleccionan las dovelas, siguiendo el principio de
homogeneidad.
Figura 12.4.10. Velocidad en
planta
O '04* 15 2C 35 30 35Cstarce im1
Figura 12.4.11. Campo de velocidades en la
vertical
A partir de estos valores es posible construir la gráfica sedimentológica para esta sección
(Figura 12.4.12).
C a p i t u l o 1 2
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
O
• Qf Gasto solido en suspensión
Estación Platanar A Q Gasto solldo de fondoQ Gasto liquido
"3000\J\J\J\J —
2500-
2000-
1500-
1000-
500-
. 1 — — , 1 1 1 1 1 1 1 — — i —
•
A
•
- 500
-450
-400
-350
-300
-250
-200
-150
-100
-50
-0
--50
20 40 60 80 100 120 140
3oí
o!
Q (m3/s)
Figura 12.4.12. Sedimentograma Estación Platanar
En las siguientes figuras se aprecia la gran cantidad de material grueso (arenas y gravas)
que es arrastrado por la corriente en esa sección. Adicionalmente se tomaron muestras
de este material para su posterior análisis en laboratorio.
Figura 12.4.13. Material del lecho Figura 12.4.14. Detalle del material
C a p í t u l o 1 2 6 4
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( P RO HT A B)
12.4.1.2 Sistema Río Comuapa
El río Comuapa se ubica en el estado de Tabasco, Municipio de Huimanguillo en la
frontera con el estado de Chiapas. Es un afluente del río Mezcalapa que se piensa puede
ser aportador de sedimentos gruesos (arenas y gravas). Por este motivo se llevó a cabo
una campaña de medición sobre esta corriente para comprobar si efectivamente este
transporte es significativo. La zona de medición se ubicó en las coordenadas: coordenada
norte 1967192.75 m N, coordenada este 459273.83 m E latitud (Figura 12.4.15).
Figura 12.4.15. Zona de localización estación de monitoreo y control Comuapa
En esta zona se seleccionaron dos sitios de medición y muestreo (figura 12.4.16), el
primero en un tramo recto y con las condiciones idóneas para medir (figuras 12.4.17a y b)
y el segundo sobre un puente vehicular en las cercanías, donde se ubica la estación de
medición de la CONAGUA, Paredón (figura 12.4.18a y b.
En ambas secciones no se encontraron registros de mediciones de sedimentos previas,
por lo que como punto de partida, se trató de medir con condiciones de flujo que tuvieran
un rango de variación lo más amplio posible. Esta situación no fue posible debido a que
este río escurre libremente y durante el periodo de medición no se presentaron lluvias
significativas.
C a p i t u l o 1 2
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Río MeZcalapa
Rio Comuapa
Coo l̂c earth
Figura 12.4.16. Estaciones de monitoreo y control Río Comuapa
Figura 12.4.17. Estación Comuapa
16/Nov/2014
Figura 12.4.18. Estación Comuapa
17/Nov/2014
C a p í t u l o 1 2 | 6 6
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( P R O H T A B )
Figura 12.4.19. Estación Paredón Figura 12.4.20. Estación Paredón
La sección transversal en el caso de la sección Comuapa se estableció por medio de una
cuerda de apoyo (Figuras 12.4.21), en el caso del puente se empleó él mismo (Figura
12.4.22)
Figura 12.4.21. Sección transversal Figura 12.4.22. Mediciones sobre Puente
Comuapa en la estación Paredón
En la siguiente figura se muestran los puntos de monitoreo en la sección Comuapa
(Figura 12.4.23) y en el Puente (Figura 12.4.24).
C a p i t u l o 1 2 | 6 7
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.23. Puntos de medición Estación Comuapa
Figura 12.4.24. Puntos de medición Estación Paredón
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados para esta zona
Tabla 12.4.2. Resumen río ComuapaGASTO SOLÍ DO DE
•wrirtw HORA DE INICI° HORA FINAL ESCALA INICIAL CAUDAL "^^ SUSPENSIÓN PORESTACIÓN DELAFORO DELAFOHO (msnm) F|NAL h»l™-l (mVo FONDO ESTACIÓN ESTAGON
[msnm) (m3/d)(mVd)
Comuapa
Comuapa
Paredón
Paredón
9:30
9:45
1203
12:00
10:4210:3616:0016:00
26.075
26075
21.031
21.091
:>6075
26.075
21.031
21.031
26.0/S
26.075
21.031
21.061
34.97
39
38.59
3g.59
1.165
28.100
S/M
S/M
1,592.936
1,600.681
17S.182
191.539
C a p í t u l o 1 2
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
De las mediciones hechas con el perfilador acústico Doppler fue posible generar la
hidrodinámica en planta (figura 12.4.25) y la distribución de corrientes en la vertical
(Figura 12.4.26). En la vista en planta se aprecia la homogeneidad de las velocidades, lo
cual significa que se hizo una buena elección de la zona de monitoreo; mientras que, la
distribución de velocidades permite determinar zonas homogéneas, a partir de las cuales
se seleccionan las dovelas, siguiendo el principio de homogeneidad.
Figura 12.4.25. Velocidad en planta Figura 12.4.26. Campo de velocidades
en la vertical
A partir de estos valores es posible construir las gráficas sedimentológicas para estas
secciones (Figura 12.4.27 y 12.4,28).
Estación Comuapa
1601 -
•
1599-
1WH -
1M7-
1596-
159S-
1M4-
1593-
1592-
-» fi3
Figura 12.4.27. Sedímentograma
Estación Comuapa
Estación Paredón
60
-40
• •40
• -eo
3J 35 3G 37 38 39 40 <1 *2 43
O (m'/E)
Figura 12.4.28. Sedimentograma
Estación Paredón
C a p i t u l o 1 2 6 9
12.4.1.3 Sistema Mezcalapa-Samaria-Carrízal (Bifurcación)
La bifurcación Mezcalapa - Samaría - Carrizal, ha sido estudiada desde el año 2002, en
que se realizaron por parte de la Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT), una
serie de mediciones de aforo líquido y sólido en seis estaciones de monitoreo distribuidas
en los tres ríos de la bifurcación (Figura 12.4.29).
En el año de 2003, se dio continuidad al estudio y se realizó una segunda etapa de
mediciones de aforo líquido y sólido, aumentando el número de estaciones de monitoreo a
7. En el año de 2004 se realizó la tercera campaña de medición de sedimentos
sustituyendo dos de las estaciones existentes por zonas más cercanas a la bifurcación
con el objeto de tener un mejor monitoreo de la evolución de la misma.
Finalmente en el año 2005 se realizó la cuarta y última campaña de medición con el
objeto de complementar la información y poder emitir un análisis integral del
funcionamiento del sistema. A partir de esa fecha, la bifurcación ha sido intervenida de
manera significativa, principalmente por la construcción de la estructura de control
Macayo, que entró en operación en el año 2010. A partir de esa fecha y al día de hoy se
está presentando un fenómeno significativo de depósito de material en la zona de
formación del río Carrizal, que pone en riesgo su permanencia. Por lo tanto se deben
realizar estudios profundos que se deriven en obras e intervenciones sustanciales al
sistema que ayuden a revertir estos fenómenos.
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Y=1 '992,500CÁRDENAS
Y=1'990.000ESTACIÓN PUENTE SAMARÍA
ESTACIÓN CARRIZAL 1ESTACIÓN SAMARÍA
ESTACIÓN MACAYOHA HABANEROESTACIÓN NVA SAMARÍA
ESTACÓN CARRIZAL '¿
\- \N NVA CARRIZAL
\N MEZCALAPA
RÍOS
CARRETERASPLANO DE LOCALIZACION DE ESTACIONES
DE MONITOREO DE SEDIMENTOS
Figura 12.4.29. Zonas de monitoreo 2002 - 2005 (Fuente: UJAT, 2005)
Desde el punto de vista morfológico de los ríos, se necesita considerar a los sedimentos
que son acarreados por el cauce, su tipo, granulometría y distribución. Es muy común que
obras hidráulicas fallen o no funcionen como son diseñadas por no tomar en cuenta la
influencia de los sedimentos, y el hecho de que, por los ríos no solo circula agua sino que
se mueven y distribuyen también partículas sólidas.
En la figura 12.4.30 se muestra la tendencia que tenía la distribución de caudales sobre la
bifurcación en el año de 2004, apreciándose en color verde la trayectoria que seguían las
líneas de corriente desde la margen izquierda del río Mezcalapa y como se cruzaba hacia
su margen derecha y entraba de manera directa hacia el río Carrizal.
C a p í t u l o 1 2 | 7 1
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e i n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.30. Tendencia de las líneas de corriente sobre la bifurcación (2004)
A partir del año de 1999 hasta el año de 2010, fecha en que se cerró definitivamente el
estrechamiento al centro del río Carrizal para dar paso a la estructura de control; ya se
evidenciaba un cambio en el comportamiento de la dirección de la corriente. Una
estructura que ejerce un efecto significativo es el alargamiento de un espigón existente en
la margen derecha del rio Mezcalapa, que se llevó a cabo en el año de 2012. Se piensa
que este cambio modificó la hidrodinámica en esa zona y alteró significativamente la
morfología del sitio y las líneas de corriente (Figura 12.4.31).
C a p í t u l o 1 2 | 7 2
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P ROH TA B )
Figura 12.4.31. Tendencia de las líneas de corriente sobre la bifurcación (2010)
Durante el 2014, esta tendencia se ha hecho más evidente, combinada con una serie de
espigones en la margen izquierda que direcciona la corriente. En la figura 12.4.32 se
muestran los cambios sufridos. En línea color azul agua (cyan), se representa la poligonal
de apoyo del levantamiento topográfico realizado para los trabajos elaborados por la
UJAT en el año 2003, en línea color verde, se representa la poligonal de apoyo de los
levantamientos topográficos realizados para los proyectos elaborados en el año 2010, en
color rojo, se representa la poligonal de apoyo de los trabajos de supervisión realizada en
el año 2013 y en color azul la margen medida en el año 2014 (Igimsa, 2014); de lo
anterior se observa que, en 10 años la perdida de superficie ha sido importante. Se
observan las diferentes distancias que se tienen de poligonal a poligonal, teniendo que de
la poligonal color cyan a la poligonal color se tiene un corrimiento marginal aproximado de
175 m; mientras que de este al levantamiento realizado en 2013, se tiene un corrimiento
de entre 60 y 80 m. De la comparación visual de los tres levantamientos, se estimó una
tasa de corrimiento media anual del orden de los 26 m por año; lo que hace pensar que el
río se encuentra en un proceso de reajuste y migración, que de continuar puede provocar
que la mayor parte de las aguas circulen por el río Samaría, con altas posibilidades de
que el río Samaría avulsione aguas abajo de la estructura de control, por lo que es
importante hacer un estudio geomorfológico y sedimentológico a detalle de la zona.
C a p í t u l o 1 2 7 3
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.32. Modificaciones que ha sufrido la zona
Para dar una explicación física al fenómeno, durante la presente campaña se realizaron
una serie de mediciones tanto hidráulicas como sedimentológicas. Los sitios de medición
seleccionados se muestran en la figura 12.4.33 y consideraron los cauces en la
bifurcación Mezcalapa-Samaría-Carrizal.
Río Samaría
Río Mezcalapa
Rio Carrizal
Goo l̂c earth-
Figura 12.4.33. Sitios de medición bifurcación Mezcalapa-Samaria-Carrizal
C a p í t u l o 1 2 | 7 4
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Empezando de aguas arriba hacia aguas abajo la primera estación de medición fue la
estación denominada Mezcalapa, la zona de medición se ubicó en las coordenadas:
coordenada norte 1985037.72 m N, coordenada este 465671.37 m E latitud (Figura
12.4.34)
Figura 12.4.34. Estación de medición Mezcalapa
En esta zona se seleccionó un sitio de medición y muestreo. En el sitio en particular no se
encontraron registros de mediciones de sedimentos previas. Aunque lo recomendable es
medir con condiciones de flujo que tengan un rango de variación lo más amplio posible,
esta situación no fue posible debido a que este río no escurre libremente ya que es
controlado por el sistema de presas; sin embargo, esta condición resultó favorable para
entender de forma integral como opera todo el sistema, pues fue posible medirlo en
condiciones cuasi-estáticas y hacer un análisis integral de la zona. En las figuras 12.84.35
y 12.4.36, se muestran las condiciones existentes durante el periodo de medición.
Figura 12.4.35. Estación Mezcalapa Figura 12.4.36. Estación Mezcalapa
C a p í t u l o 1 2 | 7 5
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
En este caso, debido a las dimensiones y caudal circulante sobre la sección transversal,
se usó el sistema de anclaje puntual y se marcó la posición con ayuda de un eje de apoyo
y un GPS (Figuras 12.4.37 y 12.4.38)
Figura 12.4.37. Sistema de anclaje Figura 12.4.38. Posicionamiento con
guías
En la siguiente figura se muestran los puntos de monitoreo de la estación Mezcalapa, que
se ubicó aguas arriba de la zona de espigones, para evitar en la medida de lo posible su
influencia en el transporte de sedimentos.
Río Mezcalapa
MM<BfHMMV,U
Cooglc earth
Figura 12.4.39. Puntos de medición Estación Mezcalapa
C a p í t u l o 1 2 | 7 6
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
En lo que respecta a los sitios de monitoreo que se seleccionaron sobre los ríos Carrizal y
Samaría, las zonas de mediciones se ubicaron en las coordenadas: coordenada norte
1985178.27 m N, coordenada este 468705.07 m E latitud y coordenada norte 1985861.53
m N, coordenada este 468788.04 m E latitud respectivamente, estos se muestran en la
figura 12.4.40
Río Samaría
Río Carrizal
Gopslc earth
Figura 12.4.40. Zonas de medición sobre ríos Samaría y Carrizal
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados en esta zona
Tabla 12.4.3. Resumen de caudales
GASTO SOLÍ DO DE
— • "aíz0 HDr«Fr !sc;r:r ,™- T™ -D™~E sus^r°"(msnm) (m3/d)(m /d)
Mezcalapa
Mezcalapa
Carrizal 02
Carrizal 01yO2
Carrizal 03
CarnzdOd
Carrizal O5Samaria Ol
Samaria Bifurcación
Samaria (01,02,03,04,05)
9:009-3510:20
8:30
10:2010:20
8:40
16:0516:3016:40
16:10
16i40
16:40
15:30
1Ü70S
16.685
16.5O5
16.535
16.535
16.535
16.53516.5O5
16505
16.505
16.695
16.665
16.495
16535
16 53516 53516.53516.4<)5
16.485
16.485
16700
16.675
16.5OO
16.535
16.535
16.535
If, 515
16.500
16.495
16.495
489.75
131.06
93.61
112.46
1.86
29.71
18.6
22324
399.45
314.4
1,528 532
2,585.427
456.171
831.429
133 1 7L
S/M
1,220.473
9,276.413
8,853.734
2,461.277
4.166.O43
6,076.596
S/M
8,460.681
De las mediciones hechas con el perfilador acústico Doppler fue posible generar la
hidrodinámica en cada sección: Mezcalapa (figura 12.4.41 y 12.4.42); Carrizal (Figuras
12.4.43, 12.4.44, 12.4.45, 12.4.46 y 12.4.47); Samaria (Figuras 12.4.483, 12.4.49,
C a p ¡ l u l o 1 2 | 7 7
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
12.4.50, 12.4.51, 12.4.52 y 12.4.53). Es a partir de estas figuras que se construyen las
dovelas empleando el criterio de homogeneidad cinética.
Figura 12.4.41. Velocidad en planta y transversal Estación Mezcalapa 01
Figura 12.4.42. Velocidad en planta y transversal Estación Mezcalapa 02
IM6140
1M61M
19W1M
IM513C-
1B95116
IMS1IO
198S10S
Figura 12.4.43. Velocidad en planta y transversal Estación Carrizal 01
C a p i t u l o 12 | 7
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Depth-Averaged Velocities (cm/s)Averaged over depths Om to Infm
1995140
1965110
1985100
Strearrww Vewaty (oTs)wtn secundar̂ Ho» redas ¡secwxlai>_roí]
468B2046884M6886M68880UTM Easling (m)
20 30 JO 50 53Dstancí ¡ir)
Figura 12.4.44. Velocidad en planta y transversal Estación Carrizal 02
, •
Figura 12.4.45. Velocidad en planta y transversal Estación Carrizal 03
Depth-Averaged Velocitíes (cm/s)Averaged over depths Om to Infm
1964580
1984575
1984570
1984565
1964560
leo
(su
•40
bo
20
10
467760 467770 467760 467790UTM Easting (m)
Figura 12.4.46. Velocidad en planta y transversal Estación Carrizal 04
C a p í t u l o 1 2 | 7 9
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
IB845B6
1BBJ994
IM*C74
1MM'2
\1 •tarr.we vetocity (cmfc)
Figura 12.4.47. Velocidad en planta y transversal Estación Carrizal 05
DeptU-Averaged Velocitíes (cm/s)Averaged ovet depths Om to Infm
19B61?0
1986100
19B6060
19B606D
1986040
1966020 ^
4 686OT873B87 2K8 7«87fl687BOUTM Eastíng (m)
120
110
•no
90
iSO
70
lea
Figura 12.4.48. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría 01
• . •t» SKonar̂ to* wtm isecwiBr̂ rx:
Figura 12.4.49. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría 02
C a p i t u l o 1 2 8 0
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Depth-Averaged Velocities (cm/s)Averaged over depths Om to Infm
1985830
•g 19B5825
c 1985820
| 1985815
^ 19B5B10
1985805
1985800
|75
70
65
60
55
Jso
U6
St!WnweVeta!y|cn/s)
wth seonúífy f» vHJo-s ,'secc[Kar,_rs;
¡'en* 20 3:
469040 469045 469050 469055UTM Easting (m)
Figura 12.4.50. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría 03
Depth-Averaged Velocilies (cm/s)Averaged over depths Om to Infm
19B5820
_ 1985810E.
J? 1985800
1^ 1985790
at; 1985780
19B5770
19flfi760
'' ':'; •//////'til!
60
•4;-,
|4CDslans (ni
4690BO 469090 469100 469110UTM Eastíng (m)
Figura 12.4.51. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría 04
Depth-Averaged Velocitíes (cm/s)Averaged over depths Om to Infm
19B5775
1985770
1985765
19B5760
1985755
19B5750
120
469145 469150 469155UTM Easting (m)
Figura 12.4.52. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría 05
C a p í t u l o 1 2 81
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
>
1BM1SO
1*19100
Figura 12.4.53. Velocidad en planta y transversal Estación Samaría bifurcación
A partir de los valores medidos, se construyó la hidrodinámica en planta para todo el
sistema, con un gasto aproximado de 410 m3/s (Figura 12.4.54).
'
r-<V
„
Google'earth
Figura 12.4.54. Hidrodinámica del sistema Mezcalapa - Samaría - Carrizal (Q=400
m»/s)
En la figura anterior se aprecia cómo se distribuyen los caudales; además, se aportan
elementos para entender los procesos morfodinámicos e hidráulicos presentes en el
sistema.
A partir de las mediciones de sedimentos realizadas, será posible generar las gráficas
sedimentológicas y realizar los balances apropiados en todo el sistema.
C a p í t u l o 1 2 | 8 2
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( P R O H T A B )
S flioo-"s
8000-
- •
Estación Mezcalapa *
A
• A
lX> 440 450 460 170 <W '90
1
9500-
.1400woo-
-Í200 j^
•§ ¿3 7500 -
-zloo a Eo
7000 -
«900
6500--1900
«400 6QOC-
Estacion Samarla * » =
m
A
•
Figura 12.4.55. Sedimentograma
Estación Mezcalapa
260 !BO ÍOO 320
Q(mVs)
Figura 12.4.56. Sedimentograma
Estación Samaría
T!
'§
o"
1
;
.'
••'•
•
• -
•i
Estación Carrizal A
•
A
A1
900
.
a7SO
•eso600
1 -• ••"
.
p3LJ
90 100 110 120 130 1*3 150 190 170
Figura 12.4.57. Sedimentograma Estación Carrizal
A partir de los valores del transporte de sedimentos en el sistema, es posible construir la
siguiente gráfica de distribución de caudales sólidos.
C a p i t u l o 1 2
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.58. Distribución de caudales sólidos en el sistema
12.4.1.4 Sistema Río González confluencia río Samaría
La confluencia del río González y el río samaría, se ubica en el estado de Tabasco,
Municipio de Nacajuca. Es una derivación del río Samaría que se divide en varios brazos
mismos que se unen en su recorrido al Golfo de México (Figura 12,4.59).
Figura 12.4.59. Confluencia Río Samaría y Rio González
C a p í t u l o 1 2 I 8 4
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Se llevó a cabo una campaña de medición sobre esta corriente para comprobar si el
transporte de sedimentos es significativo en esa zona. La zona de medición se ubicó en
las coordenadas: coordenadas norte 2027414.93 m N, coordenada este 509125.56 m E
Figura 12.4.60)
Figura 12.4.60. Zona de localizador) estación de monitoreo y control González
En esta sección se llevaron a cabo los procedimientos descritos en el apartado 12.3.1
para obtener el caudal liquido, el caudal sólido y el muestreo de material de fondo.
El procedimiento de selección de la zona de medición se hizo de acuerdo a las
recomendaciones dadas por Rivera (2006). Se ubicaron tres sitios de monitoreo en zonas
que estuvieran en una partes rectas del río, sin islas, ni cambios bruscos de dirección.
Además que fuera de fácil acceso. En la figura 12.4.61, se muestra una imagen de satélite
con las zonas seleccionadas.
C a p í t u l o 1 2
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.61. Zona de medición confluencia Samaria-González
En esta sección del río en particular se carece de antecedentes de mediciones previas,
por lo que como mediciones iniciales se probaron condiciones de flujo que tuvieran un
rango de variación lo más amplio posible. Esta situación no fue del todo posible
encontrarla debido a que este río escurre libremente, responde rápidamente a las lluvias y
durante las mediciones no se presentaron precipitación significativas que alteraran el
escurrimiento. En la figura 12.4.62a y b, se muestran las condiciones del rio medidas.
(a) ib)
Figura 12.4.62. González a) Aforo 1; b) Aforo 2
C a p i t u l o 1 2
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
En la definición de las secciones transversales, debido a la profundidad y condiciones de
flujo del río, se empleó el método de posicionamiento puntual con doble anclaje y
georreferenciación con GPS (Figuras 12.4.63 y 12.4.64)
Figura 12.4.63. Sección transversal
González
Figura 12.4.64. Sistema de Anclaje
Sobre la sección transversal se marcaron los puntos de medición por medio de un GPS
marca Garmin 68Sx. En la siguiente figura se muestran los puntos de monitoreo en las
secciones de la confluencia Samaria-González.
Figura 12.4.65. Puntos de monitoreo. Confluencia Samaría - González
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados para esta zona
C a p i t u l o 1 2 | 8 7
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Tabla 12.4.4. Resumen Confluencia Samaría - González
Samarla- Aguas arriba
Samaría - Aguas arriba
González
González
González
Samaría - Aguas abajo
González
Samaría - Aguas abajo
González
HORA DE INICIO HORA FINAL ESCALA INICIAL
DEL AFORO DEL AFORO (msnm)
9:09
9:26
12:50
11:28
15:04
12:31
12:17
11:11
14:05
12:11
16:30
13:55
1.933
1.933
1.813
1813
1.793
1.793
ESCALA
(msnm)
1.933
1.933
1.813
1.813
1.793
1.793
"mlnimn.)
1.933
1.933
1.813
1.813
1.793
1.793
GASTO SOLÍ DO DECAUDAL CAUDALSOLIDODE SUSPENS1QN pQR
,mVs, ESTACÓN
IroVd)
402.38
418.4
154.32
151.18
466.86
502.27
42.857
125.544
0.010
0.415
118.968
86.696
4,963.404
4,539.574
1,410.615
2,014.468
4,618.723
4,488.511
El aforo líquido se llevó a cabo por medio de un perfilador acústico Doppler. Se generaron
aparte del aforo líquido, la hidrodinámica en planta (figura 12.4.66} y la distribución de
corrientes en la vertical (Figura 12.4.67). En dichas figuras se aprecia las líneas de
corriente vistas en planta y la distribución de velocidades sobre la vertical,
respectivamente. Ambos resultados se emplean para construir las dovelas empleando el
criterio de homogeneidad cinética.
orn to Inf
SOO1 OO SOS1 I O 6OB12O SOB13O BOSI-dOUTM E«t¡ng <m>
Figura 12.4.66. Velocidad en planta
estación González
Figura 12.4.67. Campo de velocidades
en la vertical estación González
C a p i t u l o 1 2 88
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
velocidad da Plant»
Figura 12.4.68. Velocidad en Planta.
Est. Samaría - Glez aguas abajo
Rio Contal»v»locidad tl.l f lu jo !•/*)
Distancia <m)
Figura 12.4.69. Campo de velocidades en la
vertical. Est. Samaría - Glez aguas abajo
Velocidad de Planta
UTMEASTHG(m|-1 '
Figura 12.4.70. Velocidad en
Planta. Est. Samaría - Glez aguas
abajo
Velocidad d«l flujo (•/>) contriVactor d* velocidad ••cundirla (Roiovikn)
Dis t anc i a (n)
I.
Figura 12.4.71. Campo de velocidades en la
vertical. Est. Samaría - Glez aguas abajo
A partir de estos valores es posible construir las gráficas sedimentológicas para estas
secciones (Figura 12.4.72, 12.4.73 y 12.4.74).
C a p i t u l o 1 2 8 9
I N F O R M E F I N A L
I n s t i t u í o d e I n g e n i e r í aC o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Estación SamaríaA j ...i .
Aguas arriba González _,
«2 40J «6 40B tía 413 414 110 410 120
Q(mVs)
Figura 12.4.72 Sedimentograma Estación
Samaría Aguas arriba González
Estación SamarlaAguas abajo González
• •
4900 -
'
4600-
•
B
~4<J
4BM-
lio 4600
4580 --100 f ,
3 4560 -
* áJ XO 4b4j(¡-
.M J52°-
4500-
404480-
H
A
A
•
130
'
«65 «70 475 480 4flS 490 493 300 5M
O [rnV»)
Figura 12,4.73 Sedimentograma
Estación Samaría Aguas abajo
González
Estación González
1 •
'.
5 1BOD-
"§
O' I?"»'
1 '
•J i
Q(mVs)
P
!
Figura 12.4.74 Sedimentograma Estación González
12.4,1.5 Sistema Grijalva - Chilapilla
El sistema Grijalva - Chilapilla, se ubica en el estado de Tabasco, Municipio de Centro. Es
una derivación del río Grijalva que desemboca hacia la zona lagunar (Figura 12.4.75).
C a p í t u l o 1 2 9 0
E S T U D I O P A R A E L P R O Y E C T O H I D R O L Ó G I C O P A R A P R O T E G E R A L AP O B L A C I Ó N D E I N U N D A C I O N E S Y A P R O V E C H A R M E J O R E L A G U A
( P R O H T A B )
Figura 12.4.75. Sistema Grijalva - Chilapilla
Se llevó a cabo una campaña de medición sobre esta corriente para comprobar si el
transporte de sedimentos es significativo en esa zona. La zona de medición se ubicó en
las coordenadas: coordenadas norte 2027414.93 m N, coordenada este 509125.56 m E
(Figura 12.4.76)
Figura 12.4.76. Zona de Idealización estación de monitoreo y control González
En esta sección se llevaron a cabo los procedimientos descritos en el apartado 12.3.1
para obtener el caudal líquido, el caudal sólido y el muestreo de material de fondo.
El procedimiento de selección de la zona de medición se hizo de acuerdo a las
recomendaciones dadas por Rivera (2006). Se ubicaron dos sitios de monitoreo en zonas
que estuvieran en una partes rectas del río, sin islas, ni cambios bruscos de dirección.
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C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
En esta sección del río en particular se carece de antecedentes de mediciones previas,
por lo que como mediciones iniciales se probaron condiciones de flujo que tuvieran un
rango de variación lo más amplio posible. Esta situación no fue del todo posible
encontrarla debido a que no se presentaron precipitación significativa que alteraran el
escurrimiento. En la figura 12.4.77a y b, se muestran las condiciones del río medidas.
(a) (b)
Figura 12.4.77. Chilapilla a) Aforo 1; b) Aforo 2
En la definición de las secciones transversales, debido a la profundidad y condiciones de
flujo del río, sobre el río Grijalva, se empleó el método de posicionamiento puntual con
doble anclaje y georreferenciación con GPS (Figuras 12.4.78), sobre el canal Chilapilla se
midió sobre un puente (Figura 12.4.79).
Figura 12.4.78. Sección transversal
Grijalva
Figura 12.4.79. Sección Chilapilla
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados para esta zona
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( P R O H T A B )
Tabla 12.4.5. Resumen Confluencia Grijalva - Chilapilla
HORA DE INICIO HORA FINAL ESCALA INICIAL
ESTACIÓN DELAFORO DELAFORO (msnm) ,FINAL h— '(msnm)
Grijalwa
Grijalva
Chilapilla
Chilapilld
11:06
10:11
1:45
12:27
13:30
12:05
15:30
13:52
1.169
1.669
1669
1.569
1.169
1.669
1669
1.669
1.169
1.669
1.669
1.669
CAUDAL «UDALSOUDODE suspENS,ÓN p(JR
FONDO ESTACIÓN(m'/s) v ESTACIÓN
(m'/d)356.94
272.65
20.56
11.26
63.171
58.044
0.972
0.130
5,837.957
5,461.277
1,531.915
697.021
El aforo líquido se llevó a cabo por medio de un perfilador acústico Doppler. Se generaron
aparte del aforo líquido, la hidrodinámica en planta (figura 12.4.80 y 12.4.82) y la
distribución de corrientes en la vertical (Figura 12.4.81 y 12.4.83). En dichas figuras se
aprecia las líneas de corriente vistas en planta y la distribución de velocidades sobre la
vertical, respectivamente. Ambos resultados se emplean para construir las dovelas
empleando el criterio de homogeneidad cinética.
2007 2SO •
J007240
20072JO
W07I20
2007210
'" *
Figura 12.4.80. Velocidad en planta
Río Grijalva
Figura 12.4.81. Campo de velocidades en
la vertical, Río Grijalva
Figura 12.4.82. Velocidad en planta Río
Chilapilla
Figura 12.4.83. Campo de velocidades
en la vertical, Río Chilapilla
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I N F O R M E F I N A L
I n s t i t u t o d e I n g e n i e r í aC o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
A partir de estos valores es posible construir las gráficas sedimentológicas para
secciones (Figura 12.4.84 y 12.4.85).
estas
Estación Grijalva *
-
•
5750-
5700-
'
1
53)0.
'
3JO 360
Q ¡m ;s)
Figura 12.4.84 Sedimentograma Estación
Grijalva
Estación Chilapilla
5 1200-
s.o"
1000-
••
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 y
O (mVs)
Figura 12.4.85 Sedimentograma
Estación Chilapilla
12.4.1.6 Sistema Canal Derivador El Censo
Como parte de las obras que se construyeron para protección de la ciudad de
Villahermosa, dentro del Plan Hidrico Integral de Tabasco (PHIT), se encuentran una serie
de estructuras derivadoras a los largo de los ríos de la Sierra y el río Grijalva. Estas obras
permiten derivar parte del gasto que escurre sobre dichos ríos hacia distintas zonas
Lagunares, dejando pasar únicamente los gastos de conservación hacia Villahermosa.
Actualmente se conoce el caudal líquido que dichas estructuras desalojan; sin embargo,
el caudal sedimentológico que está siendo acarreado y depositado en las zonas lagunares
no ha sido cuantificado. Conocer el funcionamiento hidráulico y sedimentológico de las
estructuras reales, son datos esenciales para asegurar su buen funcionamiento y
particularmente evaluar la capacidad de transporte de material fino hacia las zonas
lagunares. Ante esto, se planteó la necesidad de medir sobre cada una de las estructuras
el caudal líquido y sólido circulante y construir sedimentogramas que aporten los
elementos para el manejo y conservación de las zonas reguladoras.
En este trabajo se consideró la medición de caudal líquido y sólido sobre la estructura
derivadora conocida como El Censo, ubicada sobre la margen derecha del Río de la
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í P R OH T A B )
Sierra en las coordenadas aproximadas: coordenadas norte 1977541.32 m N,
coordenadas este 514014.24 m E (Figura 12.4.86)
Figura 12.4.86. Zona de localización Estación El Censo
En esta sección se llevaron a cabo los procedimientos descritos en el apartado 12.3.1
para obtener el caudal líquido, el caudal sólido y el muestreo de material de fondo.
La zona de medición se ubicó sobre el puente vehicular que existe en la zona y que
además cuenta con una estación hidrométrica remota de la CONAGUA (Figuras 12.4.87 y
12.4.88).
En la figura 12.4.89, se muestra una imagen de satélite de la zona seleccionada.
-• —. _
Figura 12.4.87. Estación Hidrométrica El Figura 12.4.88. Puente vehicular El
Censo Censo
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C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.4.89. Zona de medición canal derivador El Censo
Durante el proceso de medición del caudal líquido se encontraron diferencias
significativas respecto a los valores reportados por la CONAGUA, por este motivo se
decidió emplear dos equipos distintos para el aforo líquido: El equipo Doppler
(StreamPro). Figura 12.4.90) y un molinete hidrométrico (SIAP M11, Figura 12.4.91).
En la tabla 12.4.5 se muestran los valores reportados por parte de la CONAGUA y los
medidos con los equipos (10:10 am). Se menciona que durante el proceso de medición el
canal derivador aumento cerca de 0.1 m su escala.
Figura 12.4.90. Aforo con equipo
Doppler
Figura 12.4.91. Aforo con molinete
Hidrométrico
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( P R O H T A B )
Tabla 12.4.6. Aforo líquido estación El Censo
ESTACIÓN
Censo
ESCALA INICIAL
(msnm)
6.30
ESCALA
FINAL
(msnm)
6.40
CAUDAL CAUDAL CAUDAL
Doppler Molinete Hidrométrica
(m3/s) (mVs) (mVs)
6.350 134.53 95.01 34.12
Como se aprecia en la Tabla 12.8, existe una diferencia del 100% respecto a los valores
reportados por la estación automática y los medidos en el sitio. La diferencia entre los
valores medidos con el molinete y el equipo Doppler se deben a que durante la medición
el caudal varió significativamente y mientras que con el Doppler la medición tomó cuestión
de minutos, con el molinete tardo casi dos horas.
En lo que respecta al aforo de sedimentos en esta obra, se carece de antecedentes de
mediciones previas. Esta primera medición tuvo como objetivo sensibilizarse sobre los
procesos presentes. En las figuras 12.4.92 y 12.4.93, se muestran las condiciones de
descarga de la estructura derivadora para algunos de los procedimientos llevados a cabo.
^
Figura 12.4.92. Estructura derivadora El Figura 12.4.93. Mediciones estructura
Censo derivadora El Censo
En la tabla siguiente se muestra el resumen de trabajos realizados para esta zona
Tabla 12.4.7. Resumen canal derivador El Censo
HORADEINICIO HORA FINAL ESCALAINICIAL
DELAFORO DELAFORO (msnm)
Censo 6:40 10:10 I 6.30 6.40 6.350 134.53
CAUDAL SOLÍ DO DE
FON DO ESTACIÓN
(m3/d)
S/M
GASTO SOLIDO DE
SUSPENSIÓN POR
ESTACIÓN
21,380.630
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I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
El aforo líquido llevado a cabo por medio del perfilador Doppler, permitió generar aparte
del aforo líquido, la hidrodinámica en planta (figura 12.4.94) y la distribución de corrientes
en la vertical (Figura 12.4.95). Estos valores son útiles para la construcción de las
dovelas.
SIÍÍ2C
S775M
«77MO
Í775IO
• 7 '&X
«77í»0
1ST7440
1Í7 7MO
i
<
Figura 12.4.94. Velocidad en
planta
Figura 12.4.95. Campo de velocidades en la
vertical
A partir de estos valores es posible construir la gráfica sedimentológica para esta sección
(Figura 12.4.96).
o""E
o"
Estación El Censo• Q, Gislo solido en suspensión I
• O Caito solido de tondo
O Gasto liquido I
23500-
23000̂
22500-
22000 -
21500-
21000 -
20500 -
20000-
19500-
1
•
-60
-40
-20
-o _p1
- -20 ^t-a.
--40
--60
--80
.-100
--120125 130 135
Q (m3/s)140 145
Figura 12.4.96. Sedimentograma canal derivador El Censo
C a p i t u l o 12
En la siguiente figura se aprecia la gran cantidad de material fino (arcillas) que es
arrastrado por la corriente en esa sección.
Figura 12.4.97. Material depositado en el canal derivador
12.5 DISEÑO DE LA ESTRATEGIA PERMANENTE DE MEDICIÓN DESEDIMENTOS
El conocimiento de los cambios que puede sufrir una corriente, se sustenta en un
conocimiento lo mejor posible de las condiciones hidráulicas y sedimentológicas que
están presentes de manera natural en el mismo. Entender cómo funciona en los
diferentes ciclos hidrológicos, como está constituido, cuáles son sus características
geomorfológicas y cómo evoluciona el tamaño del material a lo largo de la corriente, son
los elementos esenciales y la información base para cualquier tipo de estudio.
La estrategia de medición y monitoreo del bajo Grijalva se puede dividir en cuatro
sistemas:
1) Sistema del Río Mezcalapa
2) Sistema del Rio Usumacinta
3) Sistema de obras derivadoras (Escotaduras)
4) Sistema de Ríos de la Sierra
Cada uno de estos sistemas implica el tener un conocimiento amplio del funcionamiento
actual (diagnóstico) y futuro de los mismos, siendo que a la fecha a pesar de estar siendo
intervenidos constantemente con fines de aprovechamiento y control, no se tiene clara la
respuesta de los mismos a estos cambios; aún más, los sistemas están respondiendo y
los cambios generados no están previstos.
Por este motivo a continuación se discute la estrategia que debe seguirse en cada uno de
los sistemas propuestos. Debido a que las características tanto hidráulicas corno
sedimentológicas no son iguales en ningún río, las metodologías tampoco lo son, por lo
tanto la propuesta se hace de manera independiente por cada sistema, dejando aspectos
generales como descripción de equipos y técnicas de muestreo en un punto aparte.
12.5.1 Sistema Río Mezcalapa
El río Mezcalapa (estado de Tabasco, México) presenta una bifurcación la cual da origen
a dos ríos llamados Carrizal y Samaría. El río Carrizal pasa por la ciudad de
Villahermosa, capital del Estado con más de 650 000 habitantes.
En el funcionamiento original de la bifurcación la mayor parte del caudal pasaba por el río
Samaria; sin embargo, desde hace varios años se observó una tendencia a revertir este
comportamiento, notándose un aumento de los gastos por el río Carrizal. Esto trajo como
consecuencia que en el año de 1999, que fue una época de avenidas extraordinaria,
aumentaran los escurrimientos por el río Carrizal lo cual produjo inundaciones graves en
la ciudad de Villahermosa {Gracia et al, 2003, Berezowsky et al, 2003).
Al analizar el problema, se encontró que el principal causa en el cambio de la proporción
de gastos, fue el depósito de sedimento en la bifurcación, el cual se agudizó durante las
avenidas de 1999 (Sánchez et al, 2001). Como medida preventiva se propuso la
construcción de un estrechamiento sobre el río Carrizal con el objetivo de reducir los
escurrimientos provenientes del río Mezcalapa hacia Villahermosa. La obra provisional
consistía en un estrechamiento del cauce en una sección ubicada 2000 m aguas abajo de
la bifurcación sobre el río Carrizal. Esto se realizó estrangulando la sección transversal
con dos estructuras (similares a espigones) que apoyadas en ambas márgenes y
empleando roca y elementos prefabricados, fueron depositados a volteo hasta producir un
estrechamiento en la sección transversal del cauce.
La condición del proyecto, fue limitar el gasto máximo por el Carrizal a 850 m3/s (Sánchez
eí al, 2001). Para sustituir esta obra, se construyó una estructura de control a base de una
batería de compuertas y dos canales de desvío {Figura 12.5.1), con el objetivo de
controlar hasta 850 m3/s, que es el gasto de diseño determinado para ese río. Con esta
estructura se trataron de minimizar los efectos de las aportaciones que se tienen por los
ríos que confluyen a la salida del Carrizal, la operación de la presa Peñitas y las
descargas de los ríos Comuapa y Platanar. La estructura de control, conocida como
Macayo, empezó su funcionamiento a partir del año 2010 y a partir de ese entonces se
han estado generando una serie de cambios fluviomorfológicos en el sistema que no se
habían considerado y que se piensa se deben principalmente a una modificación drástica
al transporte de sedimentos.
Figura 12.5.1. Estructura de control Macayo
En el año de 2003, la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) y la Universidad Juárez
Autónoma de Tabasco (UJAT) junto con el asesor externo Dr. Jean Jaques Peters,
identificaron algunos problemas que se estaban gestando en la bifurcación. Llegando a la
conclusión que el fenómeno se debía estudiar en dos escalas distintas. La primera de
campo cercano, del orden de magnitud de 20 kilómetros (entre 10 kilómetros aguas arriba
y 10 kilómetros aguas abajo de la bifurcación); y la segunda de campo medio del orden de
magnitud de 100 kilómetros,
A partir de la información recolectada por la UJAT al año 2005, los levantamientos de
márgenes por parte de empresas particulares en los años de 2010 y 2013, las visitas
realizadas por parte de empresas particulares en diciembre del 2013, y la actual campaña
de monitoreo por parte del Instituto de Ingeniería de la UNAM se llegó a las siguientes
observaciones:
En eí campo cercano:
• La tendencia del río Mezcalapa a migrar se amplió en los últimos años, de manera
particular en las inmediaciones de la bifurcación por los efectos de regulación del
caudal líquido y retención del transporte de sólidos debidos a la estructura de
control Macayo
• Se aprecia una fuerte tendencia a formar meandros, particularmente en la margen
derecha del río Mezcalapa, por efecto del gran transporte de arenas.
• Una tendencia relativamente rápida a agradar el cauce del río Carrizal por efecto
del remanso inducido por la estructura de control (proceso no solamente hidráulico
sino sedimentológico).
• Una fuerte disposición del cauce a ampliarse por erosión marginal, principalmente
la margen izquierda del río Mezcalapa {fenómeno ligado a las dos tendencias de
agradar y de formar meandros)
• Preferencia del río Mezcalapa a migrar a la margen izquierda, con posibilidad de
abandonar el cauce del río Carrizal, por efectos de la agradación del fondo
• Formación de una amplia zona de divagación aguas abajo de la bifurcación, sobre
el río Samaría.
• La distribución de los gastos líquidos en la bifurcación Samaria-Carrizal es variable
(no estacionario), y ya no depende de los cambios fluviomorfológicos que se
generan en ambos brazos; sino, que está ligado a las variaciones en la distribución
de los líquidos regulados por la estructura de control. Estos efectos están
alterando sustancialmente el transporte de gastos sólidos entre los dos brazos.
• Permanece el efecto de curva de remanso por el efecto de los puentes Samaria:
provocando una mayor disminución de velocidades del flujo cuando bajan los
gastos líquidos al final de una creciente (efecto natural, cuando se trata de
crecientes por lluvias, o artificial, cuando se trata de variación de gasto líquido
controlado por la operación de las presas), y continuando la ampliación del cauce
del río por la erosión de las márgenes
En la figura 12.5.2, se aprecia el corrimiento marginal que ha sufrido la zona, por efecto
de la migración del río. En la margen izquierda, en azul oscuro se muestra la margen
medida en 2003, en verde en 2010 y en rojo en 2013. Se estima una tasa de corrimiento
aproximada de 25 miaño.
I N F O R M E F I N A LI n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a
C o o r d i n a c i ó n d e H i d r á u l i c a
Figura 12.5.2. Corrimiento marginal en la bifurcación (Fuente: Fluvitecno S.A.)
En el campo lejano.
La segunda escala para evaluar la tendencia es de campo lejano, en un tramo del orden
de magnitud aproximado a 240 kilómetros aguas abajo de la Presa Peñitas.
• Se aprecia una degradación del cauce en la parte superior y una agradación
importante a partir del poblado de San Manuel, que de acuerdo a lo estimado
puede deberse al alto transporte de material grueso proveniente del río Platanar y
que está influyendo altamente en la morfología de la bifurcación. Por lo tanto, se
deben reconocer y describir los procesos fluviomorfológicos presentes a lo largo
del cauce en las diferentes secciones fluviales que caracterizan a los ríos
Mezcalapa, Samaría y Carrizal. Particularmente la caracterización del cauce en
función del régimen de escurrimiento presente ocasionado por el funcionamiento
de la presa Peñitas, evaluando sus características geométricas entre Peñitas y el
Golfo de México (ancho, profundidad promedio, tipo de cauce, pendientes y perfil
longitudinal del thalweg y radio de curvatura). Este tipo de trabajo debe llevarse a
cabo por medio de una sonda multihaz de alta resolución y relacionarse con
fotogrametría con lidar a vuelos de baja altura para identificar formas del fondo.
• Del punto de vista fluviomorfológico, se aprecian claramente los impactos de la
obra de control Macayo, tanto en la regulación del cauda! líquido como en la
retención del transporte de sólidos.
• El río Mezcalapa aguas abajo de peñitas tiene una morfología formada por las
grandes crecientes, que se está ajustando a las condiciones hidrológicas y
C a p i t u l o 1 2 I 1 0 4
sedimentológicas impuestas. Si bien, este proceso es lento, las variaciones a
veces muy rápidas de los gastos líquidos aumentan la tendencia al trenzado. Sin
embargo, en la zona de la bifurcación se está dando un cambio súbito en las
condiciones fluviomorfológicas
• Se aprecia la tendencia a producir un cierre total o parcial del río Carrizal, lo que
aumentaría la posibilidad de una avulsión sobre el río Samaría, que se daría entre
la bifurcación y los puentes Samaría
• Hasta la fecha, no hay un análisis que explique o analice estos cambios. La obra
de control del río Carrizal, no contempló los efectos que podría inferir sobre el
comportamiento de los cauces. El aparentemente equilibrio morfológico que pudo
haberse tenido antes de la obra, ha sido claramente alterado.
• La obra con compuertas, controla el gasto líquido en el río Carrizal únicamente
cuando la creciente sobrepasa un cierto valor (umbral); es decir, cuando hay más
transporte de sedimento sobre el río Mezcalapa. Sin embargo, a pesar de tener
campañas de medición de sedimentos, estas datan a casi 10 años, pero debido a
las modificaciones fluviomorfológicas, ya no son representativas.
• Se necesitan datos actuales para conocer las relaciones entre los gastos sólido y
líquido en la bifurcación. Además del volumen de sedimentos que se está atrapado
en el río Carrizal por el efecto de disminución de los flujos al final de una creciente
(por efecto de curva de remanso), adicional al efecto causado por los puentes
Samaría, que sigue produciendo una sedimentación importante en el tramo del río
Samaría entre la bifurcación y los puentes
• Por efecto de la agradación continua del río Carrizal aguas arriba de la estructura
de control, se tendrá como consecuencia un aumento relativo del nivel del espejo
de agua para un cierto gasto (subida de la curva de gasto líquido); lo que puede
traer como consecuencia una nueva avulsión, es decir, una nueva y súbita
inundación.
Ante estas evidencias, en esta propuesta se definen los estudios que deben llevarse a
cabo, con la finalidad de generar un diagnóstico fluviomorfológico que aporte los
elementos mínimos para entender que está sucediendo en el sistema y en su caso
proponer acciones que refuercen el manejo que actualmente se está llevando a cabo en
la zona, por medio de la estructura de control.