01 Transport de Sedimentos Rio Mayo San Miguel

“CREACIÓN DE LA DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN
IZQUIERDA DE LA QUEBRADA CACHIYACU EN LA LOCALIDAD

DE SAN MIGUEL DEL RIO MAYO DEL DISTRITO DE TABALOSOS
– PROVINCIA LAMAS – DEPARTAMENTO DE SAN MARTIN”
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
I. ASPECTOS GENERALES 2
I.1 Introducción 2
I.2 Objetivo 2
I.3 Antecedentes 2
I.4 Localización del proyecto 3
I.4.1 Ubicación política 3
I.4.2 Acceso al Área de Estudio 3
1.5 Acceso al Proyecto
1.5.1 Lamas – San Miguel del Rio Mayo - Ubicación de la defensa
Ribereña 3
CUENCA HIDROGRAFICA QUEBRADA CACHIYACU - SAN MIGUEL DEL RIO
MAYO
2.1 Cuenca Cachiyacu 5
2.2 Unidad Hidrográfica principal 5
III. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
8
3.1. Gasto Sólido Total 8
3.2 Gasto sólido en suspensión 9
3.3 Gasto Sólido De Fondo 10
3.3.1 Ecuaciones del transporte de sólidos de fondo 11
3.3.1.1 Fórmula Meyer - Peter y Muller (1948) 12
3.3.1.2 Fórmula Schoklitsch (1962) 12
3.3.1.3 Formula de Einstein – Brown (1980) 13
IV. METODOLOGIA Y RESULTADOS 14
4.1 Información hidrométrica 14
4.2 Estudio de la divagación de la quebrada Cachiyacu 14
4.3Cálculo de sedimentación 17
4.3.1 Parámetros característicos 17
4.3.2 Cálculo de los sólidos totales 20
4.3.3 Cálculo de sedimentos de fondo 21
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 25
5.1 Conclusiones 25
5.2 Recomendaciones 25
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
26
1
“CREACION DE LA DEFENSA RIBEREÑA MARGEN IZQUIERDA
DE LA QUEBRADA CACHIYACU EN LA LOCALIDAD DE SAN
MIGUEL DEL RIO MAYO DEL DISTRITO DE TABALOSOS –
PROVINCIA LAMAS – DEPARTAMENTO DE SAN MARTIN”
I. ASPECTOS GENERALES
1.1 Introducción
Los sedimentos se generan en las partes altas de las cuencas, cuando las aguas de escorrentía
erosionan las superficies de los suelos, mejor aún si estos terrenos tienen pendientes mayores al
5%, iniciándose con el desprendiendo de las partículas de suelo, luego arrastrados o transportados
hasta las quebradas, generándose los sedimentos quienes son arrastrados hacia aguas abajo,
formando los bancos de arena y grava en el cauce de las quebradas, sucede lo mismo con las rocas
también son arrastrados o empujados hacia aguas abajo, que son depositados aguas abajo.
Estos sedimentos influyen en el poder destructivo de los cuerpos de agua en épocas de lluvias, al
presentarse los caudales de máximas avenidas. De todo este fenómeno es lo que hay que
defenderse, con diferentes medidas, una de ellas es la construcción de una defensa ribereña para
proteger a la población de San Miguel del rio Mayo.
1.2 Objetivo
Estimar el transporte de sedimentos del río Mayo en el tramo de la defensa ribereña proyectada en
la localidad de San Miguel del Rio Mayo, Distrito de Lamas, Provincia de Lamas, Departamento de
San Martin.
1.3 Antecedentes
Se ha contado con los siguientes estudios Hidrológicos e Hidráulicos sobre el tema, en los que se
ha participado:
1. Defensa Ribereña de la Captación y Desarenador del proyecto: “Construcción de

captación de agua, línea de conducción, PTAP y reservorio; además de otros activos en el
(la) servicio de agua potable y alcantarillado distrito de San Ignacio, provincia San Ignacio,
departamento Cajamarca”. Municipalidad Provincial de San Ignacio. Cajamarca. Ago
2021.
2. “Creación del Servicio de Protección Frente a inundaciones, en la localidad de
Huimbayoc, Margen Derecha del Rio Huallaga, Dist. Huimbayoc, Prov. San Martin, San
Martin". Municipalidad Distrital de Huimbayoc. Jul 2019.
3. Estudios complementarios de Hidrología e Hidráulica, Batimetría y Diseño Estructural
de la Defensa Ribereña Santa Lucía, Yurimaguas, Departamento de Loreto. Municipalidad
Provincial de Alto Amazonas. Dic 2019.
4. “Creación del Servicio de Protección de Ambas Márgenes del rio Tocache, Tramo Palo
Blanco-Rio Huallaga, Dist. y Prov. De Tocache, San Martin". Municipalidad Provincial de
Tocache. Abr 2017.
5. “Ampliación de 3.0 km de Defensa Ribereña Margen Izquierda del Rio Huallaga en la
Ciudad de Picota”. Municipalidad Provincial de Picota. Abr 2017.
1.4 Ubicación política y geográfica
1.4.1. UBICACIÓN POLÍTICA
Región : San Martín

Provincia : Lamas
Distrito : Tabalosos
Localidades : San Miguel y Nuevo San Miguel
1.4.2 UBICACIÓN COORDENADAS UTM
2
La defensa ribereña, estará comprendido entre las siguientes coordenadas UTM:
Inicio:
X : 324211.00E
Y : 9286844.0N
Altitud : 330.0 msnm
Final:
X : 325652.20E
Y : 92287892.50N
Altitud : 248.0 msnm
Mapa N° 02: Departamento de San Martín
C.P. SAN MIGUEL

DEL RIO MAYO
Defensa ribereña
Proyectada
Imagen 01: Localidad San Miguel del Río Mayo. Google Earth 13/05/2020
1. 5 Accesos al Proyecto
1.5.1 LAMAS-C.P. SAN MIGUEL DEL RÍO MAYO– UBICACIÓN DEFENSA
RIBEREÑA
Partiendo de la ciudad de Lamas, el principal acceso al proyecto se realiza por vía terrestre, con
dirección sureste a través de la carretera de acceso Lamas - Cacatachi ( 11.0 Km) y carretera
Fernando Belaunde Terry norte, de aquí se desvía hacia la derecha con dirección oeste por la
misma carretera F. Belaunde Terry norte, pasar por la localidad de Maceda (a 8.0 km de la
localidad de Cacatachi), a partir de aquí se enrumba con dirección noroeste hacia el C.P. San
Miguel del Río Mayo, (15.0 km desde Cacatachi), llegando en 35 minutos aproximadamente desde
Lamas.
3
Mapa N° 01: Mapa del Departamento de San Martín – Provincia de Lamas
Cuadro N° 01 Ruta de acceso

Tramos Desde Hasta Distancia Tipo de Vía Tiempo Medio de
Localidad Localidad (Km) Transporte
1 Lamas Cacatachi 11.0 Asfaltada 15 min Vehículo
2 Cacatachi San Miguel Río Mayo 13.0 Asfaltada 20 min Vehículo
Fuente: elaboración propia
II. CUENCA HIDROGRAFICA QUEBRADA CACHIYACU - SAN MIGUEL DEL RIO

MAYO
2.1 La cuenca Cachiyacu
La cuenca de la quebrada Cachiyacu está ubicada al suroeste de la región San Martín. Tiene una
extensión de 130.43 km2.
La quebrada Cachiyacu, tiene sus afluentes que son las quebradas Panjui y Mishquiyacu, y
desemboca en el Río Mayo. La cuenca del río Mayo tiene sus orígenes en la unidad hidrográfica
menor Alto Mayo principalmente por la convergencia de los ríos Huasta (conformado a su vez por
la confluencia de los ríos Delta y Yanayacu), entre otros ríos y quebradas tributarias a más de 2000
msnm; el estado de conservación de su cabecera se debe al Área Natural Protegida por el estado
denominada Bosque de Protección Alto Mayo, que alberga ecosistemas de bosques de neblina,
importantes para la génesis del agua. Además, son importantes tributarios en la parte alta de la
cuenca del río Mayo los ríos: Naranjos, Naranjillo, Cachiyacu, Tioyacu (I), Soritor, Yuracyacu,
Negro, Avisado, Tónchima2, Indoche, Huascayacu; en los segmentos medio y bajo los ríos: Gera,
Cumbaza, Shilcayo y Mamonaquihua. Como se observa en el mapa (en el inicio de la presente
4
sección), su dirección es de SE a NO. Con un cauce continuamente amplio hasta el segmento

medio de su recorrido, en la parte baja de la cuenca su cauce se constriñe para posteriormente
desembocar en el río Huallaga.
Fuente: Unidades Hidrográficas menores y Red Hídricas de la cuenca Mayo. ANA, 2018.
2.2 Unidad Hidrográfica Principal
La cuenca Quebrada Cachiyacu pertenece:
✓ Región Hidrográfica 4 (Cuenca del río Huallaga)

✓ Unidad Hidrográfica 4984 (Cuenca del rio Huallaga)
✓ Unidad Hidrográfica Nivel 4 4984(Cuenca Huallaga)
✓ Cuenca del río Mayo 4984
Tomado de: Clasificación de los cuerpos de agua continentales superficiales. Autoridad Nacional del Agua. Lima, Perú, 2018.
Presenta las siguientes características morfométricas (Ver Estudio Hidrológico):
Cuadro N° 02: RESUMEN DE PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS CUENCA DE LA QUEBRADA CACHIYACU

PARAMETROS FISIOGRAFICOS CUENCA CACHIYACU
PARAMETRO
SUPERFICIE
Área total de la cuenca At Km2 130.43

S DE
Perímetro P Km 56.92
PARAMETROS
Coeficiente de compacidad Kc = 0.28*P/√A 1.39

DE FORMA
DE FORMA
Long. del curso más largo LB Km 5.14

FACTOR
Ancho medio AM = At/LB Km 25.37

Factor de forma Ff = AM/LB = At/LB^2 4.9
Lado mayor L=P/4+((P/2) ^2-A^0.5, EN KM 22.71
PARAMETROS DE
Rectángulo equivalente
Lado menor l = P/2-L, EN KM 3.75
RELIEVE
Pendiente media de la cuenca Sc % 6.91

Pendiente media del curso principal Ic % 0.30
Alejamiento medio Aj 0.45
Altitud media de la cuenca msnm 1011.14
Altitud de máxima frecuencia msnm 226.67
Índice de pendiente Ip % 6.48

Factor de circularidad 0.50

Relación de elongación 2.50
Orden 1 Km 38.32
Orden 2 Km 34.39
Orden 3 Km 10.35
Orden 4 Km 5.14
Grado de
Longitud total Orden 5
SISTEMA DE DRENAJE
ramificación
Orden 6
Orden 7
Orden 8
Numero de ríos para los diferentes grados de Orden 1
ramificación
Orden 2
Orden 3
Orden 4
Orden 5
5
Orden 6
Orden 7
Orden 8
Longitud total de los ríos de diferentes grados Lt KM 88.21
Numero de ríos para los diferentes grados N° ríos 88
Longitud de rio principal Lt KM 5.14
Densidad de drenaje Dd=Lt/At KM/KM2 0.67
Extensión media de escurrimiento superficial Es= At/4Lt KM 0.36
Frecuencia de los ríos Fr= N° ríos/At 0.67
Coeficiente de torrencialidad (Ct) N1/At 0.34
Fuente: Estudio hidrológico del proyecto
Conclusiones:
 Tiene una superficie de 130.43 Km2, con un perímetro de 56.92Km y una longitud de cauce
principal de 5.14 Km
 Un coeficiente de compacidad de 1.39, indicador de una cuenca ovalada, por lo que posee una
alta torrencialidad o susceptibilidad a los desbordes e inundaciones.
 Un factor de forma de 4.9, indicador de una forma de ovalada, con alta susceptibilidad a las
avenidas, causando inundaciones en la zona; de la misma manera el descenso de su nivel es de
corta duración.
 La curva hipsométrica es un indicador que se trata de una cuenca madura. Tipo B, no erosivo.
 Según el Factor de Circularidad y la Relación de elongación, la cuenca tiene una alta
susceptibilidad a las crecidas; debido a la confluencia de quebradas al cauce principal de la
Quebrada Cachiyacu en la zona, provocan crecidas e inundaciones que perjudican a las
poblaciones asentadas a orillas del río.
 La pendiente media de la cuenca es de 6.91 %, representa una pendiente relativamente plana
que influye en las crecidas instantáneas.
 La pendiente media del curso principal del río es de 0.30 %,
6
Mapa N° 02: Cuenca del rio Mayo hasta el C.P. San Miguel del Rio Mayo, Distrito y Provincia de Lamas, Departamento de San Martín
III. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

3.1. Gasto Sólido Total
El gasto sólido total es el peso del material (suspensión y fondo) transportado en un curso fluvial
por unidad de tiempo, puede ser expresado en t/año, t/d, kg/s, kg/m, etc. Cuantificar el gasto sólido
total mediante monitoreos resulta una tarea casi imposible · debido al mecanismo de sus
7
componentes. Sin embargo, en la actualidad existen fórmulas empíricas que estiman el gasto sólido
total sin separar sus componentes (suspensión y fondo).
A continuación, se describen algunas fórmulas empíricas para estimar el gasto sólido total y en el
Cuadro se muestra la leyenda de los símbolos utilizados en las fórmulas:
 Graf y Acaraglu (1968)

Graf y Acaraglu plantean una ecuación para estimar el gasto sólido total unitario a partir del Dm de
la partícula.
g BT=¿10.39 τ 2.02
¿ xu¿ Dx γ s ¿
g BT = Gasto solido total unitario, kgf/m

Dm = Diámetro de la partícula = Dm = 10.99 mm
γs = Peso específico del suelo, 2650 kgf/m 3
τ¿ = Numero adimensional de Shields = 0.056, del gráfico de Shields
u¿ = Velocidad critica = √ g . RhS . = 1.179 m/s
 Garde y Datari
Garde y Datari, postularon que la carga de sedimentos en suspensión toma la misma forma
funcional que el transporte de fondo, especialmente cuando los efectos de la no uniformidad de los
sedimentos y la configuración de ofendo no son considerados. Presentaron la siguiente relación:
g BT=¿16 x τ 2.02
¿ x u¿ Dx γs ¿

u¿ = Velocidad critica = √ g . RhS . = 1.179 m/s
 Shen y Hung
Mediante analisis de regresión de datos obtenidos en laboratorio, Shen y Hung obtuvieron la
siguiente expresión dimensional para ella calculo de la concentración total de sedimentos en ppm
por peso:
LogC = -10704.50+324214.7Y ¿ −326309.6 Y 2¿ +109503.9Y 3¿
Y ¿ =¿
3.2 Gasto sólido en suspensión

Los sedimentos en suspensión son aquellas partículas finas (arcilla, limo y arena) que llegan a la
corriente por procesos de erosión pluvial de la cuenca, lavado del material o por el transportado de
la misma vertiente (Maza, 1996). Los cambios en la línea de costa y la topografía submarina, el
flujo de nutrientes y compuestos químicos hacia el océano, la penetración de la luz a través del
agua, son algunos de los procesos relacionados con la concentración de sedimentos en suspensión
8
(Restrepo y Pierini, 2012). La estimación del transporte de sedimentos en suspensión mediante

monitoreo resulta una tarea más sencilla a diferencia del transporte de sedimentos de fondo. Por lo
cual, en la actualidad existen vanas técnicas para monitorear la concentración de los sedimentos en
suspensión, las cuales se detallan a continuación. Los equipos para obtener muestras
representativas de sedimentos que se mueven en suspensión en el interior de la corriente y que
ayudan a calcular el transporte en suspensión, pueden agruparse dentro de tres grupos (PHI-LAC,
2010):
a. Instantáneos
Captan súbitamente la muestra agua - sedimento. Consiste en descender el recipiente abierto (Fig.
01 y Fig. 02) en posición vertical u horizontal al sitio donde se va muestrear e inmediatamente se
acciona un mecanismo que cierra el recipiente y por tanto se captura un volumen (Jakuschoff,
1932).
Figura 01: Muestreador horizontal instantáneo de

sedimentos en suspensión.
Figura 02: Muestreador vertical instantáneo de

sedimentos en suspensión.
b. Integradores
Existen dos tipos de muestreadores integradores, el primero capta la muestra en un punto
permaneciendo cierto tiempo; esta forma se le conoce como integración puntual (Fig. 03). El
segundo se obtiene una muestra mientras el dispositivo recorre verticalmente una cierta distancia; a
esta forma se le conoce como integrador de profundidad (Jakuschoff, 1932).
9
Fig. 03 Muestreador integral de punto de sedimento

en suspensión.
3.3 Gasto Sólido De Fondo

El arrastre de fondo es aquella fracción del sedimento total que una corriente transporta, sobre o
muy cerca del fondo del cauce, la cual se mueve por saltos, arrastre o rodando (Espinoza et al.,
2004). Aunque existe un conocimiento incompleto del tipo de fuerzas y sus magnitudes que actúan
sobre una partícula que reposa en el fondo de un cauce, o que se encuentra muy cerca de éste, en
general se acepta que dicha partícula se encuentre bajo la acción de dos fuerzas opuestas. Una que
tiende a mantener la partícula en reposo y la otra que trata de rodar o levantar esa misma partícula
(Simons et al.1992). A continuación, se describen estas fuerzas.
a. La fuerza de gravedad (Fg)

La que actúa sobre una partícula se expresa como el producto entre el volumen y el peso sumergido
de la partícula. Esta fuerza actúa de manera vertical descendente.
b. El esfuerzo hidráulico cortante (Fd)

Conocido como esfuerzo hidráulico, es la resultante de la fricción que ocurre sobre la superficie de
la partícula y el esfuerzo causado por la diferencia de presiones aguas arriba y aguas debajo de la
partícula. Esta fuerza actúa en sentido paralelo a la dirección de la corriente.
c. La fuerza ascendente (FL)

Surge de dos maneras. Una debida a diferencias en las velocidades del flujo que crea una gradiente
vertical de presiones y la segunda, por efecto de la turbulencia. Esta fuerza actúa en un sentido
vertical ascendente.
K1: Factor de profundidad (si la partícula es esférica,

k1=𝜋/6). kgf/m
D: Diámetro de la partícula (Dm, D50……etc.) m
𝜌 Densidad del fluido
𝐶𝑑 Coeficiente de esfuerzo
𝑉𝑟 Velocidad media de la partícula con relación del fluido A Área transversal de una partícula, 𝑚2
10
𝑊𝑚 Velocidad de la caída de las partículas correspondientes a Dm F Representa la fuerza en la

magnitud de las variables.
El desplazamiento de una partícula se inicia cuando el esfuerzo cortante excede un valor crítico.
Esto es, cuando ocurre una tasa baja de transporte, la partícula se desplazará rodando sobre la
superficie de la cama del cauce. Si el esfuerzo hidráulico aumenta, la partícula se desplazará
saltando, debido a la rugosidad del fondo y a la fuerza de ascenso. De manera recurrente, la
partícula experimentará nuevos saltos por efecto del impacto sobre el fondo del cauce y de la fuerza
de ascenso (Garde, 1995).
3.3.1 Ecuaciones del transporte de sólidos de fondo

Espinosa (2004), dice que existe un gran número de ecuaciones empíricas para predecir la descarga
de sedimento de fondo de una corriente natural. Así mismo García y Sala (1998) dicen que desde
que Du Boys (1879) presentara la primera ecuación para el cálculo del transporte de fondo hasta
nuestros días han aparecido un amplio número de fórmulas, basadas en cuatro enfoques, según
hayan utilizado las siguientes variables:
✓ La tensión de arrastre sobre el lecho del río (p.e.: du Boys, 1879)
✓ El caudal (p.e: Schoklitsch, 1934) ✓ Una función estocástica para el movimiento (p.e.: Einstein,
1950)
✓ La potencia hidráulica (p.e.: Bagnold, 1980) La mayoría de las fórmulas se han desarrollado a
partir de experimentos realizados en canales experimentales.
A continuación, se hace la descripción de algunas fórmulas empíricas y en el Cuadro N° 03 se

describen las variables utilizadas en las fórmulas:
3.3.1.1 Fórmula Meyer - Peter y Muller (1948)

Meyer-Peter y Muller desarrollaron una ecuación empírica a partir de estudios efectuados en
aforadores con gastos que fluctuaron de 0.002 a 2 m3/s, pendiente de 0.004 a 0.2 y con tirante de
0.01 a 1.2 m. Los experimentos se condujeron con materiales naturales y sintéticos cuyo diámetro
oscilo entre 0.4 a 30 mm. Es conveniente utilizarla para cauce con arena con diámetro mayor de
0.0002 m, hasta grava gruesa con diámetro < de 0.03 m. Esta fórmula es recomendada para ríos de
montaña, pendiente aproximada de 1.2 por ciento y rugosidades medias. Representa la última
ecuación definida por Meyer -Peter y Muller tras años de experimentos. En dicha Ecuación trataron
de encontrar una relación entre la carga de sedimentos de fondo y la diferencia del esfuerzo de
corte en el lecho y el esfuerzo de corte crítico, permitiendo emplear el diámetro medio de la
muestra como diámetro representativo.
( ( ) )
0.5 1.5 1.5
γs 3 ns
g B= ( 8 γs ) g D .⌊ τ −0.047 ⌋ (12)
( γs−γ ) n ¿
El ns se obtiene a partir del D90 de la partícula
D901/ 6
n s= (13)
26
Donde:
gB: Gasto sólido total unitario, Kgf/m
D: diámetro de la partícula (D40)
11
g: aceleración debido a la gravedad m

γ: Peso específico del agua, Kgf/m3
γs: Peso específico del suelo, Kgf/m3
S: Pendiente media de la cuenca, m/m.
q: Gasto unitario líquido, m3/s.m
τ ¿c : número adimensional de shields
q: profundidad del flujo
n: Coeficiente de Manning
ns: Coeficiente de Manning debido a la partícula
3.3.1.2 Fórmula Schoklitsch (1962)

Schoklitsch propuso una ecuación con base en estudios realizados en canales de aforo y datos de
campo. Originalmente, esta ecuación se aplicó en corrientes naturales de lecho de grava. De
acuerdo a Bathurst et al.1987 la ecuación de Schoklitch predice la descarga de sedimentos de fondo
en corrientes naturales con suministro ilimitado de sedimentos. La ecuación de Scholitsch no
involucra de manera explícita el esfuerzo hidráulico y el tirante de la corriente, el no incluir
cualquiera de estas variables podría presentar desventajas para la aplicación de la ecuación en
cauces someros.
( ( ) )
1 7 5 5 3
3
γs
6 3 3 2
g B=2500 S qS −19.05 τ ∗c D 40 (141)
γ s−γ
Donde:
D: diámetro de la partícula, consideramos (D40) = 0.012x1.276-0.25335= 0.01128 m
γ: Peso específico del agua, Kgf/m3
γs: Peso específico del suelo, Kgf/m3
S: Pendiente media de la cuenca, m/m.
q: Gasto unitário líquido, m2/s
τ ¿c : número adimensional de shields para condición crítica, se obtiene de la relación propuesta por
Maza
3.3.1.3 Formula de Einstein – Brown (1980)

El teorema de Einstein no es más que un modelo probabilístico, el cual define cual es el
movimiento de la partícula, cuya ecuación es:
3 0.5
g B=40 x F1 x γ s x τ ¿ (gx ∆ x d 50)
g B: Gasto sólido total unitario, kgf/m

F1: Coeficiente de Rubey, se utiliza para saber la velocidad de caída
2 0.5 2 0.5
2 36 x v 36 x v
F 1=( + ) −( )
3 gx ∆ x d 50
3
gx ∆ x d 350
1
τ ¿=
φ
12
Intensidad de Flujo
∆ d 50
φ=
RS
Dónde:
γ S−γ
∆=( )
γ
Intensidad de Transporte
gB 1 0.5 1 ¿ 0.5
∅= ( ) (
γs ∆ gx d 350
IV. METODOLOGIA Y RESULTADOS

4.1 Información hidrométrica
Para llevar a cabo la estimación de sedimentos es conocer los caudales asociados a un periodo de
retorno.
Cuadro N° 03: Caudales máximos
del río Mayo
Periodo de Caudal de máxima

Retorno (años) avenida (m3 /s)
100 372.10
500 397.00
Fuente: Estudio hidrológico
4.2 Estudio de la divagación de la quebrada Cachiyacu

Este estudio ayudará a conocer cuál ha sido el comportamiento del río a través de las décadas en el
sitio de la defensa ribereña y las posibles afectaciones que pueda ocurrir a la misma.
El análisis se realiza a partir de una secuencia de imágenes satelitales de Google Earth, tomadas
con un cierto tiempo de separación entre una y otra (time-lapse), el periodo de análisis comprende
de 2014-2021.
13
Imagen 01: Vista de la quebrada Cachiyacu, aun no se generaban depósitos de sedimento o bancos de arena, lo que nos
da entender que no hubo mucha deforestación, los suelos aun mantenían sus condiciones naturales. Año 2014
Imagen 02: Vista de la quebrada Cachiyacu, aun no se generaban depósitos de sedimento o bancos de arena, se va
ampliando el cauce por la erosion, se hace más ancho. Año 2017
14
Imagen 03: Vista de la quebrada Cachiyacu y al rededores, se incrementó la deforestación, se va ampliando la erosión del
cauce, se hace más ancho. Año 2018
Imagen 04: Vista de la quebrada Cachiyacu y a los rededores, se consolidado la deforestación, el cauce es más divagante,
la movilidad va de una orilla a otra, se hace más ancho. Año 2021
4.3Cálculo de sedimentación
Los métodos del transporte de sedimentos son empíricos, aunque algunos han sido obtenidos con
base a un mayor numero de datos y por lo tanto su precisión es mayor. Se busca con estos estudios
para tener referencia de lo que el rio podría transportar. Se cree que la máxima precisión que se
puede alcanzar en una medición que está comprendida dentro de un rango entre el doble y la mitad
del valor real.
Debemos saber que el transporte de sedimentos por unidad de tiempo y de ancho (transporte
unitario) para su cuantificación puede expresarse en peso o en volumen:
 En peso: 𝑔𝑥 = kgf/s.m
 En volumen: q𝑥 = 𝑚3 /s.m
15
El subíndice x indica la existencia de diferentes tipos de transporte: Transporte en la capa de fondo,

Transporte de fondo en suspensión, Transporte total de fondo.
4.3.1Parámetros característicos
a. Diámetro característico
s =Gravedad especifica ρ.σ/ρ = 2.65

ρ.s = Densidad específica = 2650 Kg/m3
ρ = Densidad =1000Kg/m3
v = Coeficien t e de viscosidad cinemática = 1.25x10-6 m2/s
g = Aceleración de gravedad = 9.8067 m/ s2
d50 = 2.45 mm (estudio de Mecánica de Suelos)
La temperatura del agua para nuestro río es de 12 º F = 0°C
D* =0.572 mm
b. Tensión de corte del lecho τ b ,c :
Donde:
h = Tirante del caudal = 1.86 m
I = Pendiente del río Mayo = 0.0212 m/m (en el tramo)
Tensión de corte del lecho (τ b ,c )= 0.77 N/m2
c. Movilidad de la partícula:
Donde la movilidad será de θ =7.36
Analizando nuestro diámetro característico diremos que es mayor a 150, por lo tanto, el valor del
ángulo crítico será:
16
θcr = 0.055
Grafico de Shields para iniciación de movimiento
Del gráfico de Shields obtendremos la tensión crítica:
Re = 4557.72
D = 0.0245 m
Número de Shields = 0.041
Velocidad = 0.10 m/s
d. Determinación del régimen
Según Reynolds:
(34)
τ b ,cr = 0.77 N/m2

ρ = 1.0 tn/m3
D = 0.00245 m
V = 1.25x10-6 m2/s
Ahora calculamos el número de Reynolds:
17
Re= 4557.72
Observando en la tabla podremos decir que nuestro régimen es transitorio endiente a flujo
turbulento el cual provocara que las partículas del rio se muevan.
e. Determinación de la rugosidad efectiva del lecho:
Según Van Rijn la rugosidad está determinada por las siguientes ecuaciones:
(Régimen uniforme y/ o laminar) (35)
(Régimen turbulento) (36)
De donde:
α = 1 para piedras
α = 3 para arena y grava
Entonces
d 90 = mm (del estudio de Mecánica de suelos) = 4.83 mm
α = 3, para arena y grava
θ =7.36
Luego:
k s ,c = 0.107 mm
f. Determinación de la velocidad promedia (bajo flujo turbulento):
La distribución de la velocidad para un flujo liso o rugoso por la siguiente formula:
(37)
De donde C es el coeficiente de Chezy y está dado por la fórmula:
(38)
Para un flujo turbulento Zo será:
18
(39)
k s ,c = 0.107m
Zo = 0.035
k = 0.4 es una constante y está dado por Von Karman el coeficiente de
Chezy será:
C= 89.37
La velocidad promedio será:
ū = 15.42 m2/s
4.3.2 Cálculo de los sólidos totales
a. Graf y Acaraglu (1968)

g BT=¿10.39 τ 2.02
¿ xu¿ Dx γ s ¿

g = Aceleracion de la gravedad, 9.81 m/s2
S = 0.016
Rh = 0.36 m, obtenido de secciones de la quebrada
u¿ = Velocidad critica = √ g . R h S . = 0.24 m/s
2.02
g BT =10.39 x 0.041 x 0.24 x 0.00245 x 2650 = 0.03 kgf/s.m
b. Garde y Datari
g BT=¿16 τ 2.02
¿ xu¿ Dxγ s ¿

g = Aceleracion de la gravedad, 9.81 m/s2
u¿ = Velocidad critica = √ g . R h S . = 0.24 m/s
2.02
g BT =16 x 0.041 x 0.24 x 0.00245 x 2650 = 0.040 kgf/s.m
19
4.3.3 Cálculo de sedimentos de fondo
a. Formula de Meyer- Peter y Muller
Para la utilización de este método se debe cumplir con la siguiente condición que:
 La pendiente deberá estar entre un rango de 0.0004 hasta 0.02
 El diámetro medio deberá estar entre 0.4 mm ˂ dm ˂ 29 mm
De donde el diámetro medio de nuestra será:
Dm = 2.45 mm (del estudio de Mecánica de Suelos)
Se observa que nuestro diámetro está dentro del rango establecido, por lo que se podrá utilizar este
método.
La pendiente es menor al mínimo 0.02, siendo la pendiente del proyecto 0.016, que se descarta este
método.
( ( ) )
0.5 1.5 1.5
γs 3 ns
g B= ( 8 γs ) g D .⌊ τ −0.047 ⌋
( γs−γ ) n ¿
El ns se obtiene a partir del D90 de la partícula
D901/ 6
n s=
26
Donde:
D: diámetro de la partícula (D90)
g: aceleración debido a la gravedad
γ : Peso específico del agua
γ s : Peso específico del suelo
S: Pendiente media de la cuenca,
Q: 372.1 m3/s
B: 40.0
q: Gasto unitario líquido
τ ¿c : número adimensional de shields
n: Coeficiente de Manning = 0.025
ns: Coeficiente de Manning debido a la partícula = 0.05
b. Fórmula Schoklitsch (1962)
1
3
g B=2500 S ¿
B prom. = 40.0 m
20
S = 0.016
Q max = 372.0 m3/s
q = 372.10/40 = 9.30 m2/s
1
2500 S = 630.83
3
D40 = 0.21 mm
( ) γs
γ s−γ
1.667
= 2.304
7 7
q S 6 = 9.30 x 0.016 6 = 0.075
3
D = 0.00021 = 0.00000304
2 1.5
40
τ∗, c=¿ 𝜏∗/ (𝛾𝑠 − 𝛾) D
5
τ ∗c = 3.088 = 0.022
1.5
3
kgf
g B=47.31
s.m
c. Formula de Einstein - Brown
El teorema de Einstein no es más que un modelo probabilístico, el cual define cual es el

movimiento de la partícula, cuya ecuación es:
3 0.5
gB=40 x F 1 x γ s x τ ¿ ( gx ∆ x d 50)
2 0.5 2 0.5
2 36 x v 36 x v
F 1=( + ) −( )
3 gx ∆ x d 50
3
gx ∆ x d 350
1
τ ¿=
φ
Intensidad de Flujo
∆ d 50
φ=
RS
Dónde:
γ S−γ
∆=( )
γ
Intensidad de Transporte
21
gB 1 0.5 1 ¿ 0.5
∅= ( ) (
γs ∆ gx d 350
R = es el radio hidráulico asociado al tamaño de la partícula = 0.36 m

S = 0.016 = pendiente del rio
d = diámetro característico de nuestra muestra = 2.45 mm
Luego:
∆ = 1.65
φ=0.70
F 1=¿ ¿= 0.803
3
τ ¿ =¿ 1.428
0.5
gB=40 x 0.667 x 2650 x 0.000176(9.81 x 1.65 x 0.00476) = 24.205 kg/s.m
20.205 1
0. 5
1
∅= ( ) ( 3
¿ 0 .5 = 15.627 kg/s.m
2650 1 . 65 9 . 81 x 0 .00245
En resumen:
Cuadro N° 04: Parámetros característicos
Parámetro Valor Observaciones
Diámetro característico (mm) 0.572
Esfuerzo de corte del lecho (N/m2) 0.77
Movilidad de la partícula (°) 7.36
Numero de Reynolds 4557.72 Régimen transitorio
Rugosidad del lecho 0.107
Velocidad promedio (m2/s) 15.42
Cuadro N° 05: Gastos solidos totales

Autor Valor Observaciones
Graf y Acaraglu 0.030 kgf/s.m Gasto total
0.040 kgf/s.m Gasto total
Garde y Datari
No aplicable Solido de fondo
Meyer- Peter y Muller
47.31 kgf/s.m Solido de fondo
Schoklitsch
Solido de fondo
Einstein - Brown 15.627 kgf/s.m
Fuente: elaboración propia
El transporte solido total, es decir, los sólidos totales en todos los casos son similares, en promedio
a 31.47 Kgf/s.m
22
Por ejemplo, si tendríamos un transporte continuo de sedimentos durante un evento extraordinario

de 4.0 horas, normalmente, ese es el tiempo de duración de una lluvia persistente, estaríamos
teniendo como resultado lo siguiente:
4.0x3600sx31.47 = 453,168.0 Kg/m, si se considera solamente 1.0 Km de longitud en una hora

(3600 s), de afectación a la localidad de San Miguel y sedimentándose en ese tramo.
Siguiendo con el análisis, además, sabemos que el peso específico de un suelo es en promedio 2650
kg/m3, lo que significa lo siguiente:
Vamos a considerar que se acumulará un dique de forma trapezoidal, con material transportado por
el rio, con las siguientes características:
Altura = 1.0 m
Base mayor = 10.0 m
Base menor = 5.0 m
Volumen = 7,500 m3
Por otro lado, si tenemos que:
1.0 m3........................2,650.0 kg
7500 m3……………19’875,000 kg
Si en 1 hora………………19’875,000 kg
19’875,000/453168 = 43.86 horas
43.86/24 = 1.82 días
Como vemos el tramo puede sedimentarse en pocas horas, durante una lluvia
Intensa, debería evitarse descolmatándose siempre el cauce del tramo en
estudio, tratando de evitar su represamiento.
23
V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones:
 Se necesitaría 2.0 horas como máximo para la sedimentación del material arrastrado y
represarse en un dique de 1.0 m, en forma trapezoidal, con las características mencionadas.
 Por otro lado, en un sólo día con lluvias de altas intensidades, como se presenta en la zona,
es mas riesgoso que se genere socavación al pie de un talud en las márgenes de la
quebrada, frente a San Miguel y provoque inundaciones con consecuencias graves para la
población.
 Ambas situaciones son riesgosas, por lo que habrá que proteger a la población.
5.2 Recomendaciones
 Se hace necesario construir la defensa ribereña frente a la localidad de San Miguel del rio
Mayo.
 Es necesario que se haga seguimiento continuo al transporte de sedimentos, cada vez que se
presenten grandes lluvias, para el caso de la localidad de San Miguel, para esto deberá
obtenerse equipos de medición de sedimentos.
 Verificar la sedimentación del tramo en estudio, realizar el monitoreo de transporte de
sedimentos durante el proceso constructivo para verificar la altura de encauzamiento teniendo
en cuenta el nivel máximo de agua y la colmatación por arrastre de sedimentos de fondo.
24
VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Aguirre, J. 1983. Hidráulica de sedimentos. Centro Interamericano de Desarrollo Integral

de Aguas y Tierra. Venezuela. 269p.
2. ANA, 2009. Medición de descarga liquida en grandes ríos. Autoridad Nacional del Agua.
Brasil. Ministerio del Ambiente de Brasil.129p.
3. Avendaño, C. & Cobo, R. 1998. Seguimiento de los sólidos en suspensión durante el
vaciado del embalse de Joaquín Costa. CEDEX. 113-120.
4. Espinosa, M.; Osterkamp, W. & López, V. 2004. Transporte de sedimentos en corrientes
naturales. Revisión técnica de ecuaciones empíricas de predicción del arrastre de sedimento
de fondo. Terra Latinoamericana. 22: 377-386.
5. Coronado, F.1992. Diseño y Construcción de Canales. Universidad Nacional de Ingeniería.
6. García, C. & Sala, M. 1998. Aplicación de fórmulas de transporte de fondo a un río de
gravas. Comparación con las tasas reales de transporte obtenidas en el río Tordera. España.
70 (7): 59- 72.
7. Jiménez, P. 2006. Estudio sobre la estabilidad de traviesas y lechos de escollera con
transporte de sólidos. Tesis. Argentina.
8. Martin, J. 2002. ingeniería Fluvial. Argentina. UPC. 205p.
9. Maza, J. 1996. Transporte de sedimentos. México. Instituto de ingeniería UNAM. 531 p.
Morera, S. B.; Mejia-Marcacuzco, A.; Guyot, JL.; Gálvez, C.; Salinas, F.; Collas, M.
10. Morera, S.B. 2014. Erosión y transporte de sedimentos durante eventos El Niño a lo largo
de los Andes occidentales. Boletín Técnico "Generación de modelos climáticos para el
pronóstico de la ocurrencia del Fenómeno El Niño", 1, 4.
11. Obando, O.P. & Órdoñez, J.J. 2007. Análisis hidrológico de la crecida extraordinaria del
río Tumbes del 23 al 27 de febrero 2006. Brasil. l 5p.
12. Osio, M; Valencia, F; Cartaya, H. 2000. Cálculo del coeficiente de rugosidad n manning en
grandes ríos. Venezuela. Ingeniería UC. 12p.
13. Rocha, A. 1998. Introducción a la hidráulica fluvial. Universidad Nacional de ingeniería.
14. Romero, M.; Claros, V.; & Maldonado, V. 2011. Evaluación del transporte de sedimentos
en ríos de pendiente fuerte altamente acorazados. 85: 343-356.
15. Sotelo.2009. Hidráulica Fluvial.Fundamentos.561 pp.
25

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“CREACIÓN DE LA DEFENSA RIBEREÑA EN LA MARGEN

IZQUIERDA DE LA QUEBRADA CACHIYACU EN LA LOCALIDAD

1. Defensa Ribereña de la Captación y Desarenador del proyecto: “Construcción de

1.4 Ubicación política y geográfica

1.4.1. UBICACIÓN POLÍTICA

Región : San Martín

1.4.2 UBICACIÓN COORDENADAS UTM

La defensa ribereña, estará comprendido entre las siguientes coordenadas UTM:

Mapa N° 02: Departamento de San Martín

C.P. SAN MIGUEL

Mapa N° 01: Mapa del Departamento de San Martín – Provincia de Lamas

Cuadro N° 01 Ruta de acceso

II. CUENCA HIDROGRAFICA QUEBRADA CACHIYACU - SAN MIGUEL DEL RIO

sección), su dirección es de SE a NO. Con un cauce continuamente amplio hasta el segmento

2.2 Unidad Hidrográfica Principal

La cuenca Quebrada Cachiyacu pertenece:

✓ Región Hidrográfica 4 (Cuenca del río Huallaga)

Presenta las siguientes características morfométricas (Ver Estudio Hidrológico):

Cuadro N° 02: RESUMEN DE PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS CUENCA DE LA QUEBRADA CACHIYACU

Área total de la cuenca At Km2 130.43

Coeficiente de compacidad Kc = 0.28*P/√A 1.39

Long. del curso más largo LB Km 5.14

Ancho medio AM = At/LB Km 25.37

Pendiente media de la cuenca Sc % 6.91

Factor de circularidad 0.50

III. TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

 Graf y Acaraglu (1968)

g BT = Gasto solido total unitario, kgf/m

g BT = Gasto solido total unitario, kgf/m

LogC = -10704.50+324214.7Y ¿ −326309.6 Y 2¿ +109503.9Y 3¿

3.2 Gasto sólido en suspensión

(Restrepo y Pierini, 2012). La estimación del transporte de sedimentos en suspensión mediante

Figura 01: Muestreador horizontal instantáneo de

Figura 02: Muestreador vertical instantáneo de

Fig. 03 Muestreador integral de punto de sedimento

3.3 Gasto Sólido De Fondo

a. La fuerza de gravedad (Fg)

b. El esfuerzo hidráulico cortante (Fd)

c. La fuerza ascendente (FL)

K1: Factor de profundidad (si la partícula es esférica,

𝑊𝑚 Velocidad de la caída de las partículas correspondientes a Dm F Representa la fuerza en la

3.3.1 Ecuaciones del transporte de sólidos de fondo

A continuación, se hace la descripción de algunas fórmulas empíricas y en el Cuadro N° 03 se

3.3.1.1 Fórmula Meyer - Peter y Muller (1948)

El ns se obtiene a partir del D90 de la partícula

g: aceleración debido a la gravedad m

3.3.1.2 Fórmula Schoklitsch (1962)

3.3.1.3 Formula de Einstein – Brown (1980)

g B: Gasto sólido total unitario, kgf/m

IV. METODOLOGIA Y RESULTADOS

Periodo de Caudal de máxima

4.2 Estudio de la divagación de la quebrada Cachiyacu

El subíndice x indica la existencia de diferentes tipos de transporte: Transporte en la capa de fondo,

s =Gravedad especifica ρ.σ/ρ = 2.65

La temperatura del agua para nuestro río es de 12 º F = 0°C

b. Tensión de corte del lecho τ b ,c :

Tensión de corte del lecho (τ b ,c )= 0.77 N/m2

Donde la movilidad será de θ =7.36