MODELACIÓN NUMÉRICA DE DESCARGA DE RIO EN ZONA DE ROMPIENTE DEL OLEAJE

Abstract

Las descargas de agua dulce de pequeña escala son características comunes en costas alrededor del mundo y representan una fuente importante de agua dulce, sedimentos y nutrientes para el océano costero. Existe un interés ecológico, productivo y turístico por conocer el destino de los materiales que ingresan al océano desde los ríos debido al impacto que tienen en la calidad del agua, la morfología costera y los ciclos bioquímicos a lo largo de la costa adyacente. La dinámica de los flujos de salida de ríos pequeños puede verse fuertemente influenciada por el forzante de oleaje en la costa, ya que frecuentemente la descarga debe interactuar con las regiones más energéticas de la zona de surf (o zona de rompiente). Distintos autores han intentado predecir el destino de las aguas transportadas desde tierra al océano, mediante modelos conceptuales que recurren a escalas de longitud basadas en parámetros del flujo relevantes y representativos de la interacción rio-oleaje, como por ejemplo momentum de salida de la descarga costera, velocidad de la corriente a lo largo de la costa inducida por la rotura del oleaje, diferencia de densidad entre el agua fresca de la descarga y el agua salada del océano (flotabilidad de la descarga) y ancho de la zona de rompiente. Continuando con esta línea de estudio, este trabajo pretende implementar un modelo conceptual de clasificación basado en tres escalas de longitud: la escala de longitud de la pluma en el campo cercano la cual predice la región en que el flujo de salida de la descarga está controlado por el impulso de chorro o jet por sobre su flotabilidad (Hetland, 2010, Kastner et al., 2019), la escala de longitud de flujo cruzado , que representa la longitud característica para que la descarga se curve debido a corrientes longitudinales por oleaje dentro de la zona de surf (Jones et al., 2007; Wong et al., 2013), y finalmente el ancho de la zona de rompiente del oleaje . La magnitud relativa con respecto al ancho de la zona de surf proporciona un marco para predecir el destino de las aguas del rio en el sistema costero. En este trabajo se emplean simulaciones numéricas detalladas para probar la capacidad y aplicabilidad de estas escalas de longitud para predecir el destino de las aguas del río. Se utiliza el modelo numérico no hidrostático SWASH (Zijlema et al., 2011) para simular la interacción entre el flujo de salida de una descarga boyante y un campo de oleaje incidente sobre una batimetría idealizada de pendiente constante. Con el objetivo de reproducir la variabilidad existente del impulso de salida de la descarga y la magnitud de la corriente costera, las ejecuciones del modelo varían el caudal de rio, altura y dirección del oleaje costa afuera. Los resultados muestran la capacidad presentada por el modelo numérico para reproducir la interacción rio-oleaje, bajo distintos escenarios de parámetros que definen la descarga y el campo de oleaje. Para cada simulación se calcula la magnitud relativa entre las escalas de longitud con respecto al ancho de la zona de surf, los que son utilizados para predecir si la descarga escapa o queda atrapada en la zona de surf. Las predicciones se comparan respecto a lo observado en las simulaciones numéricas respecto a escapes o atrapamiento. Se concluye que el esquema de clasificación predice adecuadamente el comportamiento de la hidrodinámica y lo esperable en términos del destino final del agua de la descarga.