COTA MÍNIMA RECOMENDADA DE PUENTE

Para la definición de la cota inferior mínima que debe tener una estructura de puente, las normas nacionales como en el Manual de Drenaje del Instituto Nacional de Vías (INVIAS) recomiendan que exista una distancia libre (gálibo) de 2.50 m. para corrientes que transporten materiales voluminosos como es el caso del río Suaza, por lo tanto si el nivel máximo es la 719.59 m.s.n.m., para un periodo de retorno de 100 años, la cota inferior de viga debería ser de 722.09 m.s.n.m.

Cabe destacar que el nivel máximo normal de operación del embalse de acuerdo a la referencia (EMGESA, 2010), es la cota 720.00 m.s.n.m. Esto hace pensar que en el sitio de puente objeto del presente trabajo de grado se estaría presentando un remanso desde el embalse a través del río Suaza, ya que este nivel es superior en 0.41 metros al nivel máximo calculado para el río con un periodo de retorno de 100 años, igual a 719.59 m.s.n.m., como ya se mencionó previamente. Sin embargo, este remanso no tocaría la cota inferior de viga mínima propuesta en la 722.09 m.s.n.m., por lo que podría aceptarse como válido este valor. De todas formas para poder dimensionar de mejor manera este defecto de remanso a través del río Suaza desde el embalse, lo más recomendable sería construir un modelo hidráulico de la corriente con topografía y batimetría detallada y empleando un modelo hidráulico más preciso al utilizado en este trabajo de grado, de tal manera que se corrobore y se precise una cota inferior de viga más adecuada.

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8 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

8.1 CLIMATOLOGÍA

En primer lugar se realizó una caracterización climatológica de la cuenca del río Suaza hasta el sitio donde se ubicará la estructura de puente. Para esto fue necesaria una investigación de los registros climatológicos medidos en las diferentes estaciones exi stentes y con influencia en la cuenca en estudio. Dicha información fue consultada y obtenida en el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, IDEAM.

En general se consultaron un total de cuatro (4) estaciones climatológicas, doce (12) estaciones pluviométricas y una (1) limnigráfica, localizadas en zona de influencia de la cuenca del río Suaza dentro y fuera de la misma, para un total de diecisiete (17) estaciones, con el fin de caracterizar de la mejor forma posible los eventos climatológicos más importantes.

En general se realizó la caracterización climatológica de los siguientes parámetros: precipitación total, precipitación máxima en 24 horas, brillo solar total, evaporación total, humedad relativa media y temperatura media a nivel mensual y anual multianual.

En relación con el comportamiento de la precipitación media mensual multinanual, predomina en general en la mayoría de las estaciones representativas de la cuenca del río Suaza, el comportamiento bimodal de la lluvia, es decir se pueden identificar dos períodos o épocas lluviosas en el año especialmente en los meses de marzo a abril y el mes de noviembre. Este comportamiento resulta común al que en general se presenta en todo el país.

Ahora bien, el comportamiento de la precipitación media máxima en 24 horas a nivel mensual multinanual, predomina en general, como para el caso de la precipitación media mensual multianual y en la mayoría de las estaciones representativas de la cuenca del río Suaza, el comportamiento bimodal de la lluvia.

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En relación al comportamiento del parámetro climatológico de brillo solar se caracterizó de acuerdo a los registros completos de tres (3) estaciones. Como podría suponerse, para los meses más lluviosos de marzo a abril y en noviembre, los valores de brillo solar en la cuenca tienden a ser más bajos.

Por otra parte, el comportamiento del parámetro climatológico de evaporación se caracterizó de acuerdo a los registros completos de dos (2) estaciones. En general se considera, que dos estaciones medidoras de este parámetro no resultarían suficientes teniendo en cuenta el tamaño de la cuenca, y en consecuencia la caracterización que se pudo llevar a cabo se puede considerar a todas luces como muy general, por tanto sería muy recomendable contar con otra estación medidora de este parámetro y así mejorar la caracterización de la cuenca en estudio.

En relación con el comportamiento de la temperatura media a nivel mensual multinanual, predomina en general, en las tres (3) estaciones medidoras de este parámetro, de tipo bimodal, es decir se pueden identificar dos períodos de mayores de temperaturas durante el año, especialmente en los meses de marzo a abril y los meses de octubre y noviembre, coincidencialmente presentando un comportamiento similar al mostrado por la precipitación media mensual multianual.

8.2 MORFOMETRÍA

El área de la cuenca del río Suaza es de 1423.7 km2 y de las subcuencas en estudio se destacan las quebradas La Viciosa con un área de 152,6 km2, seguida de La Pescada con 87,5 km2. El cauce principal del río Suaza, discurre a lo largo de su trayectoria en sentido suroeste – Noreste desde su nacimiento en el Parque Natural Nacional Cueva de Los Guacharros hasta la desembocadura en el la margen derecha del río Grande de La Magdalena, presentándose gran influencia del régimen de insolación. El factor de forma en la cuenca del río Suaza y subcuencas de la zona de estudio indican que son más bien alargadas (ovaladas – oval oblonga), es decir, tienen la capacidad de dispersar el escurrimiento de las lluvias intensas. Los coeficientes de

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compacidad indican que la mayoría de las subcuencas (10) son de la forma de redonda a oval redonda por encontrarse en el rango 1.00 – 1.25, la cuenca del río Suaza es de forma oval oblonga a rectangular oblonga con valor de 1.7. La pendiente media de la cuenca del río Suaza es del 2%, lo cual indica que el grado de inclinación es de una cuenca llana con valles en su interior o planicies de inundación, la cual puede presentar problemas de sedimentación, mientras que la mayoría de las subcuencas presentan pendientes altas ya que, el valor menor es de 7.3% y el mayor valor es de 108.2%, es decir las subcuencas en estudio del río Suaza pueden presentar problemas de erosión o deslizamientos de tierras.

La cuenca del río Suaza tiene 721 cauces de orden uno y de las subcuencas estudiadas la de mayor número de cauces de orden uno es la quebrada La Viciosa con 73, seguida de la quebrada La Pescada con 42. Su clasificación de acuerdo al grado de bifurcación u orden de los cauces es de orden 5 y orden 4 respectivamente.

8.3 MODELO HIDROLÓGICO

El cálculo del error típico no supera el 10 % en las cuatro estaciones utilizadas con la serie de datos con que se cuenta. El nivel de confianza está en un porcentaje adecuado para el procesamiento de datos hidrológicos.

El promedio anual de caudales medios en la estación Limnigráfica Puente Garcés, es parecido al obtenido con la metodología utilizada con el software HEC HMS, lo que nos indica un nivel alto de confianza para los periodos de retorno superiores y así poder determinar mucho más preciso el caudal de la cota de desborde de la sección en el punto de Cruce de la vía sustitutiva Pitalito – Garzón – Gigante.

Para el modelo hidrológico se utilizaron tiempos de concentración con un valor mínimo de 15 minutos, ya que las cuencas del modelo que tienen un tiempo menor generan error al momento de correrlo, generando resultados de caudales superiores a los calculados por otra metodología para comprobación, ya que la unidad más pequeña en el so ftware es de

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un minuto y los intervalos deben ajustarse a las limitaciones del programa. Además la adopción de los 15 minutos como valor mínimo es el adecuado para que los resultados del cálculo de los caudales no den mayorados.

La determinación de las cuencas se realizó mediante el software ArcGis, pero la interpretación de los resultados obtenidos se hizo con una intervención cuidadosa que se ha adquirido a través de la experiencia en el campo de hidrología e hidráulica.

La limitación de información para el cálculo de las láminas de agua estuvo manejado con gran eficiencia, ya que se contaban con los datos mínimos para el procesamiento de datos para la obtención de los resultados buscados, pero se contaba con una gran experiencia adquirida a través de años de ejercer la profesión en hidrología e hidráulica.

La cota inferior mínima recomendada para una estructura de puente, según las normas nacionales, es de 722.09 m.s.n.m. dejando un borde libre de 2.50 m con respecto al nivel máximo de la 719.59 m.s.n.m., para un periodo de retorno de 100 años.

Cabe destacar que el nivel máximo normal de operación del embalse de acuerdo a la referencia (EMGESA, 2010), es la cota 720.00 m.s.n.m. Esto hace pensar que en el sitio de puente objeto del presente trabajo de grado se estaría presentando un remanso desde el embalse a través del río Suaza, ya que este nivel es superior en 0.41 metros al nivel máximo calculado para el río con un periodo de retorno de 100 años, igual a 719.59 m.s.n.m., como ya se mencionó previamente. Sin embargo, este remanso no tocaría la cota inferior de viga mínima propuesta en la 722.09 m.s.n.m., por lo que podría aceptarse como válido este valor. De todas formas para poder dimensionar de mejor manera este defecto de remanso a través del río Suaza desde el embalse, lo más recomendable sería construir un modelo hidráulico de la corriente con topografía y batimetría detallada y empleando un modelo hidráulico más preciso al utilizado en este trabajo de grado, de tal manera que se corrobore y se precise una cota inferior de viga más adecuada.

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World Meteorological Organization. (1994). Guide to Hidrological Practices, Data Acquisition and processing, Analysis, Forecasting and Other Applications.

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APÉNDICE

APÉNDICE A. CARACTERIZACIÓN CLIMATOLÓGICA

En el archivo digital Apéndice A CARACTERIZACIÓN CLIMATOLÓGICA se pueden observar todas las tablas y figuras que caracterizan la climatología de toda la cuenca del río Suaza hasta el sitio de puente.

APÉNDICE B. CURVAS HIPSOMETRICAS SUBCUENCAS RÍO SUAZA

En el archivo digital Apéndice B CURVAS HIPSOMETRICAS SUBCUENCAS RÍO SUAZA se pueden observar las curvas hipsométricas de todas las diecinueve (19) subcuencas en estudio.

APÉNDICE C. MODELACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA

En el archivo digital Apéndice C MODELACIÓN HIDROLÓGICA E HIDRÁULICA se pueden observar los modelos desarrollados para los análisis hidrológicos y estimación de caudales máximos por el método del hidrograma unitario del Soil Conservation Service, así como la determinación de los niveles máximos del río Suaza en el sitio de interés asociados a diferentes períodos de retorno, en el lenguaje original del paquete de cómputo HEC-HMS.

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ANEXOS

ANEXO A. SECCIÓN TRANSVERSAL RÍO SUAZA EN EL SITIO DE PUENTE

En el archivo digital Anexo A SECCIÓN TRANSVERSAL RÍO SUAZA EN EL SITIO DE PUENTE se puede encontrar la respectiva sección del río levantada topográfica y batimétricamente.

ANEXO B. INFORMACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA SUMINISTRADA POR EL IDEAM

En el archivo digital Anexo B INFORMACIÓN HIDROCLIMATOLÓGICA SUMINISTRADA POR EL IDEAM se pueden consultar los registros históricos de la cuenca del río Suaza en relación con caudales máximos instantáneos, precipitación total, precipitación máxima en 24 horas, brillo solar total, evaporación total, humedad relativa media y temperatura media a nivel mensual y anual multianual, suministrados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia, IDEAM.