Cap 1 Hidrodinamica de Lagunas Costeras.pdf

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Hidrodinámica de Lagunas Costeras siendo V m y V f , los volúmenes de ingreso de fluído por la boca en llenante, y de agua dulce por eventuales tributarios, respectivamente; y S e y S m , las salinidades medias cerca de la boca en vaciante y en llenante, respectivamente. Eliminando V m entre ambas ecuaciones, despejando V e e introduciéndolo en la expresión (3.53): C exit = MT & ( Sm − Se) S ( V + V ) m f d (3.55) bastando medir las salinidades medias en vaciante y llenante y los volúmenes de fluído descargados por el tubo y por eventuales afluentes de agua dulce. Limitación: supone mezcla completa e instantánea en la parcela interior adyacente al tubo de descarga, y que no ocurren otras interacciones en el trayecto aguas abajo. 3.4.7 Métodos para el Tiempo de Evacuado Son métodos puramente advectivos, que permiten resolver en forma rápida y simplificada situaciones de contaminación y evacuado en lagunas costeras. 3.4.7.1 Definiciones Tiempo de Evacuado (Flushing Time) es el tiempo necesario para renovar toda el agua dulce de una laguna costera estuarina reemplazándola por agua dulce nueva proveniente del río, o el tiempo necesario para renovar toda el agua de una laguna costera no-estuarina reemplazándola por agua nueva proveniente del océano. Si la descarga de agua dulce del río (en el caso estuarino) es R = V f /T, siendo V f el volumen de agua dulce que ingresa en un ciclo de marea y T el periodo de la marea; V fe el volumen de agua dulce (mezclada con agua salada) que se almacena en el interior de la laguna en cada ciclo; V T el volumen total de agua en pleamar contenido en la laguna; y V 0 el volumen de agua que sale de la laguna en vaciante (Figura 3.24a); entonces, el tiempo de evacuado es por definición: Vfe VT fe τ= = = R V f VT T V 0 (3.56) Los tres métodos de uso mas común en la determinación del tiempo de evacuado son: el de la fracción de agua dulce, el del prisma de marea, y el modificado del prisma de marea. El primero está limitado en su aplicación a las lagunas costeras estuarinas, y no se expone aquí, pudiendo consultarse en referencias (Ej: Dyer, 1973). Los dos últimos se exponen a continuación. 112
Cap. 3 Cinemática y Dinámica de Circulación y Dispersión Fig. 3.24 Nomenclatura para métodos de Tiempo de Evacuado 3.4.7.2 Del Prisma de Marea Se supone que el agua que entra en llenante del océano y de eventuales ríos se mezcla completamente con el agua que está en el interior de la laguna, y de este volumen mezclado se evacúa posteriormente en vaciante la fracción comprendida entre los niveles de pleamar y de bajamar consecutivos (denominado Prisma de Marea (P), por definición, ver Sección 2.1.2.1.1). Entonces, V 0 = P, y V T = P + V b , siendo V b el volumen de agua remanente en bajamar en el interior de la laguna (Figura 3.24b), y el tiempo de evacuado es: ( P+ Vb ) T τ= (3.57) P siendo P, V b, y T determinables, aun en primera aproximación sin necesidad de efectuar mediciones de campo, si se dispone de una batimetría de la laguna con resolución adecuada y de la predicción astronómica de las alturas de marea para el lugar. Sin embargo, este método da valores muy bajos (subestimación) del tiempo de evacuado porque la suposición de mezcla completa no se cumple en la realidad, pues ni el agua dulce de rios tiene alcance suficiente para llegar hasta la boca ni el agua salada proveniente del océano lo tiene para llegar a la cabeza de la laguna, en un ciclo de marea . 3.4.7.3 Modificado del Prisma de Marea Para superar la dificultad expuesta en el párrafo anterior, Ketchum (1951) supone que las partículas de agua no recorren toda la longitud de la laguna en un ciclo de marea, sino una distancia limitada X, que depende de la batimetría y de la fluctuación de la marea. 3.4.7.3.1 La Excursión y la Razón de Intercambio Interior A la distancia anterior se la denomina la excursión de la partícula de agua en el ciclo de marea. Se subdivide la laguna costera en segmentos de longitud igual a la excursión de las partículas en cada segmento, dentro de cada uno de los cuales se considera aceptable la mezcla total en un ciclo de marea. Se aplica entonces separadamente el método de prisma de marea a cada uno de ellos, 113
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