Estudio de Producción de Sedimentos en la Cuenca

IARH AMH
XVIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE
HIDRÁULICA
OAXACA, MÉXICO, OCTUBRE, 1998
ESTUDIO DE PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS
EN LA CUENCA MONTAÑOSA DEL RÍO IRUYA (ARGENTINA)
Silvia Rafaelli (1) , Máximo Peviani (2) y Fernando Perez Ayala (1)
(1) Comisión Regional del Río Bermejo (COREBE). Viamonte 783. Piso 4.
(1053)Capital Federal. Argentina. Tel-Fax: 54 1 3221990. E-mail: bermejo@corebe.org.ar
(2) Consultor Experto. Via Gavarno 27
(24027)Nembro. Italia. Tel-Fax: 39 035 521408. E-mail:mpeviani@mediacom.it
RESUMEN
Este documento presenta la base metodológica para determinar la producción de sedimentos en una de
las cuencas montañosa de mayor tasa de aporte sólido en América.
La propuesta pretende encuadrar los modelos que definan cuantitativamente la variación espacial de
los diferentes procesos de erosión en zonas de montaña, considerando como base las características
del paisaje, tales como la morfología, vegetación, uso del suelo, litología y climatología.
El estudio se desarrolla mediante el análisis de los siguientes temas: las unidades del paisaje, la fuente
de sedimentos por erosión superficial y movimientos de masa, la capacidad de transporte sólido y la
evolución morfológica fluvial, con la finalidad de evaluar la producción de sedimentos de la cuenca.
La integración de los resultados se realiza en el Mapa de Susceptibilidad a la Erosión.
Se describe en detalle la metodología de estudio y se presenta la primera fase de implementación de la
misma en la Cuenca del Río Iruya (Sistema Hidrográfico del Alto Bermejo, Argentina).
ABSTRACT
The present paper sets forward a methodological base for sediment production determination at a
mountain catchment with America’s highest rate of solid contribution.
This proposal aims at framing the models that define quantitatively the spatial variation of different
erosion processes at mountain areas, considering landscape features, such as morphology, vegetation,
land use, lithology and climatology.
The study involves the analysis of: landscape units, sediment source contributed by surface erosion
and mass movements, sediment transport capacity and river morphology evolution, in order to assess
sediment production in the basin. The results are integrated into an Erosion Susceptibility Map.
This paper describes the methodology of study and its first phase of implementation in the Iruya River
Catchment (Upper Bermejo River Hydrographic System, Argentina).
1

IARH AMH
XVIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE
HIDRÁULICA
OAXACA, MÉXICO, OCTUBRE, 1998
ESTUDIO DE PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS
EN LA CUENCA MONTAÑOSA DEL RÍO IRUYA (ARGENTINA)
Silvia Rafaelli (1) , Máximo Peviani (2) y Fernando Perez Ayala (1)
(1) Comisión Regional del Río Bermejo (COREBE). Viamonte 783. Piso 4.
(1053)Capital Federal. Argentina. Tel-Fax: 54 1 3221990. E-mail: bermejo@corebe.org.ar
(2) Consultor Experto. Via Gavarno 27
(24027)Nembro. Italia. Tel-Fax: 39 035 521408. E-mail:mpeviani@mediacom.it
INTRODUCCIÓN
La cuenca del Río Bermejo tiene su cabecera en la Cordillera Oriental de Bolivia y los cauces que
descienden de la Sierra Santa Victoria, ocupando la porción noreste del territorio argentino y sudeste
del boliviano.
La Cuenca del Río Iruya se encuentra en el sistema hidrográfico argentino del Alto Bermejo y
constituye uno de los ríos más importantes de la zona, especialmente por el volumen de material
sólido que aporta. Aproximadamente 24 millones de toneladas anuales de sedimentos son
transportados por el Río Iruya al Sistema Bermejo-Paraná, con la fracción fina de alrededor del 70%
que llega hasta el Río de la Plata, zona en la que recién encuentra condiciones propicias para su
sedimentación [INCyTH, 1994, 1991].
Relacionando los aportes sólidos del Río Bermejo con la superficie de la cuenca, se define a este río
con una de las mayores tasas de producción de sedimentos de América. [OEA, 1973; INTA,1983].
El desarrollo de los proyectos de uso del recurso hídrico de la cuenca del Río Bermejo (aguas abajo
de la afluencia del Río Iruya) y la incidencia sobre otros proyectos regionales, tales como la Hidrovía
Paraguay-Paraná, requieren profundizar el conocimiento de la problemática sedimentológica de la
Cuenca del Río Iruya con el objeto de definir un plan de conservación del suelo y eventuales medidas
de manejo.
El presente documento detalla la metodología que está desarrollando la Comisión Regional del Río
Bermejo para evaluar el sistema natural de la Cuenca del Río Iruya, caracterizando principalmente los
procesos de erosión que originan sedimentos, el transporte de los mismos en la red de drenaje, los
procesos morfológicos fluviales y finalmente el aporte de sedimentos en la sección de cierre de la
cuenca (desembocadura en el río Pescado).
CARACTERIZACIÓN DE LA CUENCA DEL RÍO IRUYA
La cuenca del Río Iruya esta emplazada en el ámbito de la Cordillera Oriental y las Sierras
Subandinas en la provincia de Salta y es la única red fluvial de la zona que cruza el cordón montañoso
situado paralelamente al este de la Sierra de Santa Victoria, vinculando directamente esta extensa área
oriental (puna) con el tramo medio del Río Bermejo en la Cuenca Alta. El Río Iruya nace en las
estribaciones del Cerro Morado, por arriba de los 5000 m y desemboca en el Río Pescado a sólo 450
m; su recorrido total es de 125 Km. y el área de aporte es de aproximadamente 3040 Km 2. .
Originalmente el Río Iruya era tributario del Río Blanco, pero debido a los daños que producían sus
crecidas en la ciudad de Orán, a fines del siglo pasado el Gobierno provincial decidió desviar sus
aguas hacia una pequeña quebrada tributaria del Río Pescado. Dicho desvío se ha convertido en un
profundo cañón muy estrecho, que luego se expande sobre una amplia planicie de inundación antes de
la confluencia con el Río Pescado.
2

Las precipitaciones en la zona disminuyen fuertemente de Este a Oeste (1200 a 400 mm/año) y se
concentran en los meses de verano bajo la forma de lluvias torrenciales que dan lugar a la
movilización de los productos de la remoción y provocan flujos de barro encauzados.
El caudal medio anual del Río Iruya en San José es de 25.6 m 3 /s, con un caudal máximo medio diario
de 457 m 3 /s [EVARSA,1994].
La red de drenaje presenta una morfología muy accidentada con tramos de fuertes pendientes que
superan el 10%. Esta característica provoca el transporte de grandes masas de detritos a través de los
torrentes de barro, siendo este tipo de transporte de sedimentos el típico fenómeno de remoción en
masa que se observan en la cuenca. Considerando volúmenes de material sólido transportados, el 50
% del total de los sólidos suspenidos del Alto Bermejo son el aporte del Río Iruya, que corresponden
al
30 % del sólido transportado en suspensión por el Paraná en Corrientes [INCYTH, 1996].
Figura 1: Ubicacion de la Cuenca y Foto con Vista de la Confluencia Iruya-Nazareno
RÍO IRUYA RÍO NAZARENO
BASES PARA EL ESTUDIO DE PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS
La Comisión Regional del Río Bermejo ha encarado el desarrollo del Programa de Manejo Integrado
de la Cuenca del Río Iruya que se lleva adelante desde 1997 con el apoyo de varias universidades
nacionales y del Instituto Nacional del Agua y del Ambiente [Perez Ayala et al, 1998]. Este Programa
permitirá armonizar la explotación del territorio y del recurso agua con un adecuado nivel de
conservación del mismo y de los ecosistemas naturales que lo integran.
Como primera etapa se ha planteado la evaluación del sistema natural considerando un análisis
detallado de la problemática de erosión del territorio y transporte de sedimentos.
La presente propuesta para determinar la producción de sedimentos en la Cuenca del Río Iruya
pretende encuadrar metodologías que permitan evaluar cuantitativamente la variación espacial de los
diferentes procesos de erosión en zonas de montaña, considerando como base las características del
paisaje.
El estudio tiene como primera etapa la definición de las unidades de paisaje. La idea de paisaje
conceptualiza “entidades de espacio” que sintetizan macroexpresiones de calidad, interacción y
dinámica de las unidades territoriales; estas entidades permiten compatibilizar estudios integrados de
sistemas naturales y culturales. Tomando como base estos conceptos, una zonificación explica la
dinámica paisajística a través de un proceso de delimitación y evaluación integrada del
comportamiento y naturaleza de la superficie geomórfica, la vegetación, el suelo y actividades
antrópicas entre otros. Los estudios de base para el desarrollo de esta etapa del proyecto son: Morello
(1982), Gallopín (1982), Sanchez (1989), Olson y Dinerstei (1994).
3

Las unidades de paisaje se definen a nivel de subcuenca y se representan en un sistema de
información geográfica (ambiente GIS), generando una base de datos con las cartas temáticas y
estableciendo las funciones de relación entre las distintas entidades, según un detallado estudio de las
mismas. Esto permite tener una visión global de la cuenca como sistema, identificando las
características generales de cada unidad y enmarcando las áreas vulnerables a los procesos de erosión.
Como estudio específico se plantea la evaluación de la fuente de sedimentos. Los procesos de
erosión son el resultado de una serie de fenómenos complejos en el territorio, los cuales están
íntimamente asociados a las características geo-litológicas, morfológicas e hidrológicas locales.
Además tales fenómenos pueden resultar fuertemente influenciados por el uso del suelo y por la
intervención antrópica en la cuenca, aspectos que son analizados detalladamente en la definición de
las unidades del paisaje.
La fuente de los sedimentos en cuencas de montaña se puede evaluar teniendo en cuenta dos tipos de
fenómenos con características diversas: la erosión superficial generalizada del suelo y los
movimientos de masa localizados. Estos dos fenómenos deben ser analizados con
metodologías/escalas diversas, posibilitando la evaluación cuantitativa total de la producción de
sedimentos de la cuenca en estudio.
El fenómeno de erosión superficial es generado principalmente por el impacto de las gotas de lluvia
en el suelo y el escurrimiento laminar sobre la superficie de la cuenca; por lo tanto depende
principalmente del régimen de lluvias, la morfología, el tipo de suelo y la cobertura vegetal. Para
zonas de montaña, la línea de investigación se desarrolla considerando modelos empíricos que
relacionan estos factores mediante funciones simples, o teniendo como base modelos hidrológicos a
parámetros distribuidos, tales como: Gavrilovic S. (1959), PSIAC (1968), Zemljic (1971), Williams y
Berndt (1972), Bazzoffi (1984), Gavrilovic Z. (1988). , Lane y Nearing (1989), Peviani et al. (1994) y
Bemporad et al. (1996). Lamentablemente dichas metodologías han sido escasamente probadas en
regiones de montaña.
Este fenómeno se estudia utilizando la misma escala de análisis e interrelacionándose estrechamente
con la definición de las unidades del paisaje.
Figura 2: Metodología para el Estudio de Producción de Sedimentos
Unidades del Paisaje
Topografía Base y Cartas Temáticas
Modelación en
ambiente GIS
Erosión Superficial
estimada con modelos
empiricos
Fuente de los Sedimentos
Interrelaciones entre las
variables que definen la
unidad del paisaje
Movimiento de Masa
considerando modelos
topográficos
Mapa de Susceptibilidad a la Erosión
Evolución Morfológica Fluvial
Características
morfológicas y
sedimentológicas
del cauce
Modelación
hidro-morfológica
Datos
Hidrológicos
4

El proceso de movimiento de masa esta relacionado con la inestabilidad hidrogeológica. La
presencia de distintos tipos de movimiento de masa en el territorio constituye una importante fuente
de entrada de sedimentos en la red fluvial. Las condiciones hidrológicas son entre otros factores el
parámetro desencadenante de los movimientos de masa, lo que significa que estos fenómenos estarán
directamente relacionados a la distribución de las precipitaciones. Los modelos digitales del terreno
permiten analizar las características del paisaje, dando además la oportunidad de observar la relación
entre procesos de transporte de sedimentos y formas del paisaje. Una línea interesante de estudio de
este fenómeno es la que utiliza modelos de estabilidad de pendientes que tienen en cuenta la
morfología en combinación con el grado de saturación del suelo en áreas particulares de la cuenca. La
metodología consiste en dividir la cuenca en elementos interconectados usando modelos de elevación
digital, a partir de las curvas de nivel, considerando un modelo distribuido simplificado; se incorpora
de este modo la heterogeneidad espacial del paisaje. Los estudios de base para el desarrollo de esta
etapa del proyecto son: Moore y Grayson (1991), Grayson et al (1992 y 1993), Dietrich et al (1992),
Montgomery y Dietrich (1989, 1994, 1995) y Wu y Sidle (1995).
Como estudio sucesivo se desarrolla la evolución morfológica fluvial con el objeto de evaluar la
capacidad de transporte de los sedimentos en los cauces de la red de drenaje principal y las zonas de
erosión y depósito en los mismos. Se propone la implementación de un modelo hidráulicosedimentológico
que permita simular los procesos de transporte sólido y de evolución fluvial en ríos
de fuerte pendiente con material multigranular, como son aquellos que se encuentran en las cuencas
de montaña. Distintos modelos se encuentran descriptos en la literatura, entre otros: Di Silvio and
Peviani (1989), Belleudy (1992), Sieben (1995), Bellos (1996), Basile and Peviani (1996).
El proyecto finaliza con la integración de los resultados en el mapa de susceptibilidad a la erosión
indicando las áreas con riesgo de avalanchas y deslizamientos de masa, así como las zonas de
erosión/deposición natural de sedimento en la red de drenaje.
METODOLOGÍA PARA LA DETERMINACIÓN DE PRODUCCIÓN DE SEDIMENTOS
Unidades del Paisaje
Para definir la metodología de delimitación de las unidades del paisaje, se ha tomado como base la
definida por Gallopín (1982). El principio es discriminar la unidad de estudio en un conjunto de
propiedades o elementos espaciales que son relevantes, para luego realizar el agrupamiento de estos
elementos para la determinación de las unidades homogéneas.
Como primer paso, se subdivide el espacio en elementos unitarios delimitados en base a atributos
considerados de importancia (variables de delimitación). Estas variables son de tipo natural primario
tales como clima, suelo y vegetación, en combinación o aisladamente. La selección de las mismas
tiene en cuenta los principales elementos que definen los procesos de erosión . La representación de
cada una de estas variables es en forma de carta temática. Posteriormente se definen las variables de
caracterización de las unidades como vectores que incluyen variables básicas o primarias (ej. relieve,
geología, etc.) y variables generadas (ej. erodibilidad del terreno, erosividad por lluvia, etc).
En la cuenca del Río Iruya se está generado la cartografía de base para toda el área de estudio de
producción de sedimentos. Se dispone de un mosaico digital de fotos aéreas a escala 1:80.000 y del
mapa base topográfico a escala 1:100.000 que ha sido digitalizado e ingresado como raster al software
IDRISI. Las cartas temáticas de vegetación, uso del suelo, geolitología y geomorfología de la parte
alta de la cuenca (en escala 1:50.000) han sido digitalizadas e ingresadas al sistema de información
geográfica (Figura 3). Teniendo como base esta información, actualmente se están generando las
cartas temáticas de toda la cuenca en base a imágenes de satélite LANDSAT. Con respecto a los
datos meteorológicos, en base a la información pluviométrica de 12 estaciones en la cuenca, se ha
generado un mapa de isohietas medias estacionales considerando la accidentada orografía de la
cuenca y utilizando el mapa topográfico.
El agrupamiento de los elementos unitarios en regiones se realizará mediante técnicas multivariables
(métodos de ordenación, análisis de componentes principales, etc.) que permitan determinar la
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similitud entre los elementos unitarios, para cada variable individual, para cualquier combinación de
variables individuales, o simultáneamente para todas las variables que constituyen los vectores. Las
áreas o regiones obtenidas pueden ser caracterizadas por un perfil de valores promedio de las
variables, por su grado de homogeneidad o heterogeneidad interna, o por cualquier otro indicador que
se considere relevante.
10 Km
Referencias:
Regolito, Manto derrubial de cumbres
Suelos sobre sustrato rocoso
Suelos del área boscosa
Erosión por carcavamiento moderado a severo
Erosión enérgica - Afloramiento de roca
Remoción en masa
Reptación de escombros de talud
Morenas glaciarias y acumulaciones derrubiales
Abanicos aluviales
Terrazas bajas - Abanicos aluviales aterrazados
Terrazas altas
Figura 3: Mapa Geomorfológico
Fuente: Mapa del Estudio Viera y Menendez (1982),
elaborado en el SIG-COREBE.
Fuente de Sedimentos por Erosión Superficial
En lo que se refiere a la fuente de sedimentos por erosión superficial, se analiza en primera etapa la
metodología desarrollada por Gavrilovic Z. (1988), con la cual se estima la descarga media anual de
material erosionado, calculada como el producto de dos relaciones diferentes: el volumen promedio
anual erosionado de sedimento y el coeficiente de retención de sedimentos. Esta metodología ha sido
probada por el autor en cuencas balcánicas y recientemente aplicada en cuencas alpinas (Peviani et al,
1994; Bemporat et al, 1996).
La metodología propuesta por Gavrilovich cuantifica el proceso erosivo en función de las
características morfológicas, geolitológicas, vegetación y uso del suelo, distribución de
precipitaciones y temperatura. Se define de este modo la descarga media anual de material
erosionado (G) como el producto de la producción de sedimentos (W) y el coeficiente de retención
(R).
G = W * R (1)
La producción media anual de sedimento por erosión superficial se determina como:
W = T * h * π * Z 3/2 * F (2)
siendo: W la producción media anual de sedimento por erosión superficial, T coeficiente de
temperatura definido como T= [(t/10)+0.1] 1/2 , t temperatura media anual, h precipitación media
anual, F superficie de la zona de estudio, Z = coeficiente de erosión definido como Z= X*Y*(ϕ+I 1/2 ),
X coeficiente de uso del suelo, Y coeficiente de resistencia del suelo a la erosión, ϕ coeficiente
correspondiente al tipo de proceso erosivo observado, I pendiente superficial del terreno.
Los valores de los coeficientes X, Y y ϕ son propuestos por el autor de la metodología y representan
respectivamente el grado de protección del suelo dado por la vegetación y la intervención antrópica, el
grado de resistencia a la erosión del suelo considerando sus características geolitológicas y el estado
de inestabilidad erosiva de la cuenca.
6

La ecuación del coeficiente de retención del sedimento de acuerdo a Zemlijc (1971) se determina
como:
R = [(O*D)1/2 * (L+Li)] / [(L+10)*F] (3)
donde O es el perímetro de la cuenca, D diferencia media de nivel en la cuenca, Li longitud total de
los afluentes laterales, L longitud de cauce principal (talweg), F superficie de la cuenca.
La base para la implementación de esta metodología son las cartas temáticas y el modelo digital del
terreno. La modelación se realiza en ambiente de un sistema de información geográfica y el resultado
que se obtiene es la tasa de erosión y la producción media anual de sedimentos de cada subcuenca a
nivel anual.
Fuente de Sedimentos por Movimiento de Masa
Este estudio se inicia con el análisis de las distintas líneas de investigación que tratan movimientos de
masa en zona de montaña, en conexión con modelos de estabilidad de pendientes.
A partir del análisis de fotografía aérea, imágenes de satélite y del relevamiento de campo, se deben
ubicar todos los posibles movimientos aluvionales: deslizamientos de laderas, flujos detríticos,
erosión generalizada de pendientes, zonas de fuerte erosión, zonas de fuerte depósito, etc. El mapeo
de los movimientos de masa se realiza teniendo como base el mosaico digital de fotos aéreas; hasta el
momento se ha efectuado este trabajo en la subcuenca del Río Iruya hasta la confluencia con el Río
Nazareno (300 km 2 ). Estos resultados han sido corroborados con trabajos de campo que permitieron
analizar in-situ los mecanismos de producción/transporte de sedimentos en las distintas áreas de la
cuenca y observar la magnitud de los mismos.
En cuanto a la modelación de movimientos de masa, se toman como base los trabajos que consideran
la morfología de la zona. Esta línea de investigación utiliza el concepto estabilidad de pendiente en
modelos distribuidos. Se divide la cuenca en elementos relativamente homogéneos definidos entre
tubos de flujo generados perpendicularmente a las curvas de nivel (Figura 4) . En cada elemento se
calculan distintos parámetros y se definien criterios de estabilidad en función de los de mismos;
básicamente la bibliografía trata sobre deslizamientos poco profundos, considerando factores de
seguridad para cada celda que se estiman para una determinada situación hidro-meteorológica.
Figura 4:
Esquema para la Modelación de
Deslizamientos
Se analiza actualmente la propuesta de Dietrich et al (1986) que acopló a un modelo hidrológico un
modelo de estabilidad de pendiente. Esta metodología fue posteriormente modificada y testeada por
Montgomery y Dietrich (1994), determinando el criterio de deslizamiento expresado en términos del
área de drenaje por unidad de curva de nivel. Montgomery y Dietrich definen elementos topográficos
inestables cuando:
a/b ≥ (T/q) sen θ (ϕs / ϕw ) [ 1 - tgθ / tg φ ] (4)
7

donde: a es el área acumulada que contribuye al elemento en estudio, b longitud del contorno de
aguas abajo de cada elemento, T transmisibidad del suelo saturado, q lluvia neta , θ pendiente local,
ϕs densidad del suelo húmedo (no cohesivo), ϕw densidad del agua y φ ángulo fricción interna del
suelo.
En base a la condición definida en (4), se obtienen categorías de estabilidad de cada elemento que
consideran las variables morfológicas (a/b, sen θ y tg θ), las variables hidrológicas (T y q) y las
variables que dependen del tipo de suelo (tg φ y ϕs ).
Admintiendo que resulten conocidos los demás términos de la ecuación (4), se puede deducir la
mínima lluvia que causa inestabilidad, denominada lluvia crítica (qcrit). Sucesivamente, con una
distribución espacial de la precipitación en la cuenca se pueden definir las zonas potenciales de
iniciación de los deslizamientos.
La aplicación de la metodología permite evaluar la intensidad potencial de erosión en las distintas
subcuencas, si se dispone de la distribución espacial de los potenciales movimientos de masa.
Evolución Morfológica Fluvial
Esta etapa del estudio tiene como objetivo la determinación de la capacidad de transporte de los
cauces de la red de drenaje principal, mediante la implementación de un modelo hidráulicosedimentológico
(uni-dimensional con granulometría no uniforme) que permita simular los procesos
de transporte sólido y de evolución fluvial en ríos de fuerte pendiente con material multigranular,
como son aquellos que se encuentran en las cuencas de montaña.
Como actividades previas se deben definir las características morfológicas y sedimentológicas de los
cauces de la red de drenaje y determinar los caudales de diseño asociados con hidrogramas de eventos
intensos sucedidos en la cuenca, caracterizados por sus respectivos períodos de retorno.
Los ingresos de sedimento a la red de drenaje objeto de la simulación, son el resultado de los estudios
efectuados en las dos fases precedentes, que permiten caracterizar los volúmenes y composición
granulométrica de las fuentes de sedimentos sea por erosión superficial como por movimientos de
masa.
La evaluación del transporte sólido y los cambios morfológicos en la red fluvial se realizaran para dos
escalas de tiempos diferentes: una llamada “breve escala temporal” que corresponde al
comportamiento de los ríos durante eventos excepcionales de precipitación (con duración de horas o
días) y otra llamada “larga escala temporal” que corresponde a la evolución de los ríos luego de
decenios con ciclos hidrológicos relativamente constantes.
Para realizar la modelación matemática se implementa el modelo hidráulico-sedimentológico ANDES-
2 que considera el transporte de sedimento de material heterogéneo en distintas secciones de cauce, en
función de las características hidrodinámicas y sedimentológicas del material de fondo.
Las ecuaciones base para el análisis de la fase sólida, como propuestas por Armanini y Di Silvio
(1988), Di Silvio y Peviani (1989), plantean la continuidad de cada clase granulométrica del
sedimento considerando el estrato de transporte que contiene las partículas de sedimento en
movimiento longitudinal, sea en suspensión como en el fondo, y el estrato de mezcla que contiene las
partículas instantáneamente en reposo pero susceptible a movimientos verticales para ser incorporadas
en el estrato de transporte.
El sistema de ecuaciones es el siguiente:
• Continuidad del sedimento en el estrato de transporte (incluyendo la porosidad):
B Di + ∂Ti/∂x = gsi (5)
siendo: B ancho del cauce, Di tasa de deposición de la clase i-esima, Ti el transporte total de
sedimento para la clase i-esima y gsi la tasa de ingreso de sedimento de la clase i-esima por
unidad de longitud.
• Balance vertical del sedimento en el estrato de mezcla:
∂(δβi)/∂t + βi * (∂zb/∂t - ∂δ/∂t) = Di (6)
siendo: δ el espesor del estrato de mezcla, βi es la fracción de la clase i-esima en el estrato de
mezcla, zb el nivel del fondo; βi * = βi para ∂zb/∂t > 0 (deposición) y βi * = βui para ∂zb/∂t < 0
8

(erosión), siendo βui la fracción de la clase i-esima en el estrato no disturbado del lecho, por
debajo del estrato de mezcla.
• Transporte del sedimento
La ecuación de transporte del sedimento para cada clase granulométrica se calcula en función
de los parámetros hidrodinámicos y sedimentológicos, utilizando la siguiente ecuación:
Ti = ∝ Q m I n βi ξi / (B p di q ) (7)
siendo: Q caudal líquido, I pendiente longitudinal del fondo del lecho del río, di diámetro
representativo de la clase i-esima, βi es la fracción de la clase i-esima en el estrato de mezcla, ξi
definido como ξi = (di/dm) s , donde dm es el diámetro medio del material y α, m, n, p, q
coeficientes de la ecuación.
La ecuación (7) corresponde a la fórmula de Di Silvio (1983), adaptada para el cálculo del
transporte de sedimentos de granulometría no uniforme, a través de la introducción de un
coeficiente de “protección y exposición” (ξi ) que permite considerar el efecto en la movilidad
de las partículas debido a la presencia de las demás clases granulométricas .
La determinación de las características y evolución morfológica de la red de drenaje son el resultado
directo de la implementación de la presente fase de estudio. Esta información es la base para el
diseño y ubicación de medidas de control de la erosión. Se debe destacar que los proyectos de obras
de ingeniería en torrentes de montaña están fuertemente condicionados a los volúmenes y a las
características del material que llegaran a la zona donde se implementará la medida de control.
Figura 5:
Esquema de la Implementación del Modelo
Hidráulico-Sedimentológico
Mapa de Susceptibilidad a la Erosión
El cuarto módulo consiste en la determinación del Mapa de Susceptibilidad a la Erosión que
concentrará básicamente todos los resultados obtenidos en los módulos precedentes. Los resultados
cualitativos y cuantitativos obtenidos sobre el aporte de sedimentos y la evolución morfológica
fluvial, se incorporarán a un mapa topográfico generando el mapa de susceptibilidad a la erosión. En
dicho mapa se indicarán áreas con riesgo de avalanchas y deslizamientos de masa, así como las zonas
de erosión/deposición natural de sedimento en la red de drenaje.
RELEVANCIA DEL ESTUDIO Y CONCLUSIONES
El estudio de procesos de erosión en la Cuenca del Río Iruya tiene estrecha relación con los
problemas de transporte/deposición de sedimentos en los cauces del Río Iruya y del Río Bermejo
(aguas abajo de la confluencia), sedimentación en tomas de agua, sedimentación en futuros embalses,
cambios morfológicos y dragados de la Hidrovía Paraguay-Paraná. Esto indica la importancia de la
9

evaluación del sistema natural en la Cuenca, especialmente por la relevancia de la problemática de
sedimentos a nivel regional.
El desarrollo de la metodología presentada en este trabajo permitirá disponer de análisis en
profundidad de la erosión del territorio y transporte de los sedimentos, como asi también el transporte
de sedimentos por la red de drenaje, de una de las cuencas de mayor producción de sedimentos de la
zona andina argentina.
La primera fase de desarrollo de la metodología propuesta se ha concretado básicamente con la
generación de la cartografía digital y el relevamiento in-situ de parámetros morfológicos. Así mismo
la implementación de los modelos previstos para la determinación de unidades del paisaje, erosión
superficial y evolución morfológica fluvial se encuentran en etapa de calibración.
El desarrollo del proyecto hasta el presente ha permitido confirmar la complejidad del estudio, ya sea
por la magnitud de los procesos erosivos presentes como por la dificultad para relevar los datos de
campo necesarios para el análisis.
Se estima que la evaluación del sistema natural será finalizada durante el próximo año, pudiendo así
continuar con el desarrollo del Programa de Manejo Integrado de la Cuenca del Río Iruya, el que
permitirá armonizar la explotación del territorio y del recurso agua con un adecuado nivel de
conservación del mismo y de los ecosistemas naturales que lo integran.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece a la Sra. Nelly De Luca por sus valiosas sugerencias en la redacción de este documento y
al Sr. Felipe Ibañez por el apoyo brindado para la elaboración y el diseño gráfico de las figuras.
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