11.2.4 MrgenesLos materiales de las mrgenes cambian con la longitud recorrida por el ro. En el iniciogeneralmente estn constituidos por roca o grandes cantos rodados. Al continuar hacia aguas abajo, el material de las mrgenes cambia a gravas, arenas, limos y arcillas. Conviene hacer notar que las mrgenes no siempre estn compuestas por material uniforme en todo el estrato, sino que pueden estar estratificadas en capas. Las mrgenes generalmente se clasifican en cohesivas, no-cohesivas y estratificadas. Estas ltimas estn compuestas de capas de materiales con diferente tamao, permeabilidad y caractersticas cohesivas. Si el material que predomina es la arcilla se denominan cohesivas.Las mrgenes formadas con materiales cohesivos son ms resistentes a la erosin que las no-cohesivas o estratificadas y tienden a formar cauces estrechos mientras que las no-cohesivas estn asociadas comnmente a cauces anchos, vase foto I I. 15.Las mrgenes de una corriente cambian continuamente en forma y dimensin, debido a la variacin de la velocidad, tirante, pendiente, densidad, viscosidad de la mezcla agua-sedimento, concentracin del material del fondo y en suspensin, caractersticas del material del fondo y geometra del cauce.La erosin de las mrgenes es causada principalmente por la combinacin de los siguientes factores.l. Remocin de las partculas de la superficie de las mrgenes, y sobre todo al pie del talud, ya sea en forma continua o intermitente.2. Fallas secuenciales de pequeos o grandes tramos del material en las mrgenes.

11.2.5 Transporte de material slidoEl tamao del material transportado por el fondo decrece hacia aguas abajo. Ello se debe principalmente al decaimiento de la capacidad de transporte del fondo ocasionada por los cambios de pendiente y seccin y por la abrasin. Por tanto, en el inicio del ro es comn que existan boleos y cantos rodados y conforme avanza en su recorrido predominarn gravas, luego las arenas y finalmente el limo y las arcillas.Por tanto, en el inicio de su recorrido, el transporte en la capa del fondo es el ms importante, en tanto que en sus tramos finales lo es el del material del fondo en suspensin y el transporte de lavado.

11.2.6 Gasto formativoUna gran cantidad de ecuaciones de estabilidad de cauces han sido planteadas para canales donde el gasto puede considerarse constante. Inglis introdujo el concepto del gasto formativo, que puede definirse como el gasto hipottico que producir los mismos efectos, en la configuracin del cauce, que la variacin de los gastos reales. indica que el gasto formativo puede elegirse entre la mitad y los dos tercios del gasto mximo.

Existen diversos criterios para determinar el gasto formativo vase Garde et al (1977) Sin embargo, el propuesto por Schaffernak, conocido con el nombre de gasto dominante y modificado por el USBR, parece ser el ms aceptable.

11.2.7 Anlisis cualitativoSe puede establecer que, cuando el gasto escurre por un solo cauce:El ancho de la superficie libre del agua B, el tirante d, y la longitud de onda de los meandros ML, estn relacionados directamente con el gasto Q, y con la pendiente S. Por tanto, se pueden establecer las relaciones:

Donde:QBT= Transporte del material del fondoM= Porcentaje de material fino transportado P= Sinuosidad

De acuerdo con lo anterior, se pueden establecer las siguientes ecuaciones para el anlisis cualitativo. El signo "+" indica incremento y - el decremento de la variable.

Como se ha podido observar, el empleo de anlisis cualitativo permite anticipar los cambios que se pueden esperar al alterar las condiciones de una corriente natural estable. Esto es importante, porque permite decidir las medidas a seguir durante el gran perodo de inestabilidad que requiere una corriente para adaptarse a las nuevas condiciones.

11.3 MeandrosLa evolucin de los meandros puede clasificarse en dos categoras: a) la migracin hacia aguas abajo de todo el meandro b) la expansin de la curvatura del meandro, su estrangulamiento y finalmente el corte del mismo. Sin embargo, ambos efectos pueden presentarse simultneamente en algunos sitios.El desarrollo de meandros incrementa la longitud del ro y por consiguiente disminuye la pendiente.

11.3.1 Parmetros principalesEl meandro es el mecanismo por el cual un ro ajusta su pendiente, cuando la del valle por donde fluye es mayor que la que requiere. La configuracin y geometra de un cauce con meandros est determinada por la erosin y socavacin de la margen exterior o cncava y el depsito de sedimentos a lo largo de la margen interior o convexa.

Existen diversos criterios para determinar las interrelaciones de los parmetros principales de los meandros, entre ellos destacan los siguientes:Schumm en 1972, propone calcular la longitud de onda de los meandros ML y la sinuosidadP comoL = 1935 Q134 MO 74(11.20) P= 0.94 (11.21)siendo Qm el gasto medio anual, en m /s. Carlston proponeML = 166 Q0n,46(11.22) tambin en sistema mks.Inglis usando los datos de Jefferson, propone para meandros superficiales en material grueso que (ref. l) Ml - 53.6 Q112 - 6.06 B(11.23)MB = 153.4 Q112 - 1138 B(11.24)

11.3.2 Cortes y cauces pilotoEn la evolucin de un meandro, las curvas aumentan su longitud, pero debido a la erosin de las mrgenes exteriores de las curvas, se produce un acercamiento entre las mrgenes cncavas hasta que ocurre un estrangulamiento y ste se corta, vase la fig 11.5 (tomada de la ref. 8). Esto sucede en una avenida grande cuando se excede la capacidad del cauce y el agua pasa sobre la parte ms estrecha, erosionando las mrgenes y produciendo as un canal ms corto llamado tambin corte o rectificacin. Eventualmente este nuevo cauce amplio y profundo, asla al antiguo meandro dejndolo como un lago con forma de cuerno o herradura.

En ocasiones se requiere controlar el corte de un meandro, bien sea para evitar una ruptura violenta, que altere de manera importante el rgimen ya establecido del ro, o bien, para acortar o mejorar la navegacin en ciertos tramos. Dicho control puede requerir desde la construccin completa del corte necesario para rectificar al ro, hasta solamente la excavacin de un canal o cauce piloto, que posteriormente el propio ro agrande hasta alcanzar su equilibrio y conducir el escurrimiento completo. Evidentemente tambin existe el caso intermedio de cortes por donde slo se desve permanentemente, parte del escurrimiento total.El diseo de los cortes artificiales, obliga a tomar en cuenta las siguientes consideraciones:a. El alineamiento de los dos extremos del corte debe ser tangencial a la direccin del flujo principal.b. La entrada al corte debe ser acampanada.c. En lo posible debe realizarse la excavacin en material aluvial, es decir, en los sitios de depsito del propio ro. Se debe cuidar que la energa a la salida, sea al menos igual a la de la corriente principal de ese sitio.11.3.3 Sinuosidad y tortuosidadLasinuosidadde unroes el ndice que representa cuanto el trazado del ro se aparta de una lnea recta. Se mide por la relacin entre la distancia que separa dos puntos a lo largo de la parte ms profunda del cauce, othalwegy la distancia en lnea recta entre ellos. Un cauce en lnea recta tiene una sinuosidad de 1.0,mientras que se describen los ros como mendricos cuando la sinuosidad es mayor de 1.5.

La sinuosidad"P"puede definirse por la expresin

y la tortuosidad se expresa como:

11.4 Curvas

Las curvas se clasifican en: Superficiales en trinchera en deformadas o limitadas.

La forma de la seccin vara mucho entre diferentes ros y an en los tramos de una misma corriente.

Una curva superficial es una curva cortada en material depositado y el ro normalmente meandrea. La pendiente de la corriente es comnmente ms baja que la del fondo del valle y la longitud del cauce es mucho ms grande que la longitud del valle.Una curva en trinchera corta profundamente el lecho original y sigue la curvatura del valle, por lo cual las paredes del valle forman parte de las mrgenes de la corriente. La pendiente y la longitud son las mismas para el valle y la corriente.En las curvas de tipo libre y limitado, el tirante crece gradualmente desde la transicin de aguas arriba de la curva, alcanzando un mximo aguas abajo de pice de la curva. 11.4.2 Flujo helicoidal en curvasLa fuerza centrfuga que acta a lo largo de un escurrimiento en una curva, produce una sobreelevacin de la superficie libre en la margen cncava y un descenso en la margen convexa, ref. 2. Esta sobreelevacin asociada a una prdida de energa a lo largo del fondo, produce un flujo helicoidal cuya velocidad transversal mueve la carga del fondo hacia la margen convexa donde se acumula.

11.5 TransicionesLas transiciones se localizan entre las curvas que son donde el flujo cambia de una margen a la opuesta, vase la fig 11.6, y son de seccin casi rectangular en contraste con la forma triangular o trapecial en las curvas. La pendiente de la superficie del agua en el inicio de la transicin es normalmente plana y alta debido al depsito de material, sin embargo, a la salida, se vuelve ms pronunciada la pendiente. entre una seccin curva y una transicin, el tirante mximo decrece, as como tambin el ancho. En la fig 11.6 se muestran las secciones transversales tpicas entre una curva y una transicin.

11.6 Abanicos aluvialesLos abanicos aluviales son depsitos de sedimento cuya forma semeja un segmento de seccin cnica, visto en planta parece un abanico y tiene una pendiente casi uniforme desde el pice hasta el borde final.Se presentan normalmente en reas ridas y montaosas con pendientes fuertes, aunque en ocasiones tambin se encuentran en zonas hmedas.