Hidráulica Fluvial

Hidráulica Fluvial
Granulometría
Umbral o principio del movimiento
Acorazamiento
Transporte de sedimentos
Clasificación del transporte
Caudal sólido
Equilibrio de fondo
Formas de fondo


Ecuaciones de transporte de fondo
Ecuación de Meyer-Peter y Müller
Ecuación de Einstein-Brown
Conceptos sobre erosión
Granulometría
Los cauces naturales están formados por partículas de rocas yminerales cuyo peso específico tiene poca variación.



Para analizar la distribución de tamaños en el lecho se tamiza una muestra y se pesa la fracción que pasa cada tamiz pero es retenido en el siguiente.

La gráfica acumulada o curva granulométrica representa la fracción en peso menor que un tamaño determinado.

La nomenclatura empleada para designar un tamaño Dn es el tamaño tal queel n % del peso del material es menor que él.





TAMAÑO
DENOMINACIÓN
< 0,004 mm
Arcilla
Entre 0,004 mm. y 0,062 mm.
Limos
Entre 0,062 mm. y 2,0 mm.
Arenas
Entre 2,0 mm. y 64 mm.
Gravas
Hasta 25,6 cm.
Cantos
> 25,6 cm.
Bolos

Umbral o principio del movimiento
Se entiende por umbral, principio o condición critica del movimiento de fondo, a las condiciones en que unacorriente de agua comienza a desplazar una partícula por la fuerza de arrastre del agua.

La resistencia de una partícula a ser movida puede relacionarse con:
Tensión de corte en el fondo = 0
Peso específico sumergido = f(s-)
Tamaño que caracteriza el volumen de la partícula = D


Compara como cociente a:

fuerza promotora del movimiento (arrastre)  0 D2

con la fuerza estabilizadora(peso)  (s D3



La acción del agua sobre el fondo puede representarse también por una velocidad característica denominada velocidad de corte v*.





Ábaco de Shields
Acorazamiento
La limitación de la teoría del umbral o principio de movimiento es que se ha deducido para materiales granulares finos y granulometría uniforme.

Cuando existe una mezcla de distintos tamañosCada tamaño posee una tensión critica diferente.
La corriente desplaza más fácilmente el material fino.

En los ríos se produce una frecuencia mayor de gruesos en la superficie del lecho que en las capas profundas, debido al desplazamiento selectivo de las partículas finas

A este estado se le denomina acorazamiento del lecho.

Se puede pensar en el acorazamiento como el resultado del barridode las partículas más finas o también como la permanencia de las partículas gruesas cuando son movidas sucesivas capas de material mezclado (acorazamiento estático).

También se ha propuesto un concepto dinámico, según el cual el transporte generalizado en el lecho afecta un cierto espesor con mayor intensidad en la superficie sometida a la tensión 0 que en capas inferiores. Así, la capacidadde desplazamiento selectiva según los tamaños se acomoda con una acción de intensidad creciente hacia la superficie del lecho para dar una selección de tamaños.

El acorazamiento influye en la rugosidad del cauce pues la superficie del fondo presenta partículas de grano mayor.

a) Acorazamiento observado, b) acorazamiento estático, c) acorazamiento dinámico


Transporte de sedimentosClasificación del transporte
El transporte puede clasificarse de acuerdo a los siguientes criterios:
Modo de transporte
Origen del material

Según modo de transporte
Transporte en suspensión (sostenido por la turbulencia del flujo)
Transporte de fondo (rodando, deslizando, saltando)

De acuerdo al origen
Material del cauce
Material de la cuenca

Con origen en la cuenca nos referimos aaquel producido en un episodio de lluvias y crecidas fluvial.

Origen en la cuenca significa que simultáneamente al transporte de fondo y suspensión con origen el el cauce, la corriente transporta material con origen en la cuenca, material fino denominado material de lavado de la cuenca.

En el largo plazo todo el material del cauce tiene su origen en la cuenca.

Caudal sólido
Qs = caudal...