Dinámica hidro-sedimentaria en estuarios y costas : sensibilidad a la variabilidad estacional en las condiciones de flujo y transporte
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Date
2021
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Abstract
La dinámica del sedimento fino (SF) es primordial para el cuidado ambiental y potencial económico de sistemas costeros-estuarinos. Como consecuencia del desarrollo económico portuario se ha incrementado la presión ambiental sobre estas regiones. El desarrollo de estructura hidráulicas ha promovido constantes cambios de los patrones de circulación estuarinos-deltaicos y del transporte de sedimento asociado. Como consecuencia, esto ha generado sistemas ambientales más complejos y vulnerables. Por lo anterior, surge la necesidad de mejorar la comprensión de los efectos que intervenciones antropogénicas puedan producir sobre sistemas estuarinos en un amplio rango de escalas espaciales y temporales. Estos no solo incluyen efectos en los patrones de circulación costeros-estuarinos, sino también en las tasas de depositación-erosión en esas zonas. Los modelos numéricos pueden ayudar a entender la dinámica de los SF, si son bien calibrados usando datos de campo. En este trabajo se implementa un sistema de modelación (MOHID) el cual resuelve mediante una aproximación tridimensional las ecuaciones hidrodinámicas gobernantes junto a la ecuación de advección-difusión para el SF. Se investiga como las Estructuras de Defensa Costera o tajamar (e.g. groynes o breakwaters), las variaciones en las descargas fluviales, el viento y los cambios del nivel del mar pueden influir en la dinámica del SF. El modelo es aplicado al estudio de la región de descarga del río Magdalena (Colombia) en el mar Caribe. Los resultados muestran que los patrones de corrientes y la distribución del SF son sensibles a la ubicación de Estructuras de Defensa Costera, a la magnitud de la descarga fluvial y a la magnitud y dirección del viento sobre la pluma del río. La tasa de depositación-erosión dentro del estuario está condicionada por la variabilidad en las velocidades de las corrientes, las cuales cambian la dinámica del sedimento en suspensión y de fondo. En la zona delta, el viento ejerce un control primario en la migración de las zonas deposicionales, al controlar la estructura y evolución de la pluma del río dentro del océano. Los resultados sugieren que la adaptación de una apertura en el tajamar del río Magdalena podría traer beneficios para el sistema estuarino-deltaico. Estos beneficios incluyen aspectos económicos, al reducir la operación de dragados en la región delta, y ecológicos, al aumentar el suministro de sedimentos al litoral costero, permitiendo la estabilización de la línea de costa por medio del control de erosión.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021