Hidraulica

TEMA 1
GEOMORFOLOGÍA FLUVIAL
1.1.- Dentro del estudio inicial de un proyecto de protección contra las inundaciones se
plantea como una de las alternativas la realización de una corta. El caudal medio del río es
de 150 m3/s y la pendiente de la corta es de 0.00015. Se pide comprobar con el diagrama de
Lane la tendencia del cauce (meandro, trenzado o intermedio).
Hemos construido eldiagrama de Lane en Excel para poder dar unos resultados más precisos,
Lo obtenido al introducir los datos del problema se muestra a continuación:

GRÁFICO DE LANE

Pendiente m/m

0,01

0,001
Lane
Lane
caudal (x)
0,0001

0,00001
1

10

100

1000

10000

100000

Caudal medio anual m3/s

Como podemos ver en el diagrama, la tendencia del cauce es meándrico y casi detransición.
1.2.- La pendiente del río Tajo en uno de sus tramos es del orden de 0.002. Se pide calcular el
caudal que puede circular para que el cauce sea un meandro, utilizando el diagrama de Lane.

GRÁFICO DE LANE

0,01

Pendiente m/m

Lane
Lane

0,001

0,0001

0,00001

1

10

100

1000

Caudal medio anual m3/s

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10000

100000

Al situar la pendiente en elgráfico, vemos que queda en el límite, deberíamos de prolongar la
línea que delimita la zona meándrica de la de transición hasta que el punto cortase con ella, y
ese sería el caudal máximo a partir del cual nuestro tramo será meándrico.
1.3.- Cuál es la tendencia de un tramo de río en
el que se realiza la corta de un meandro.
Explicaremos lo que pasa en el tramo utilizando
la ecuación deSIMONS, para predecir la
respuesta del cauce a cambios impuestos a un
sistema fluvial, que es la siguiente:

QsD50~QIo
Donde:
QS: Caudal sólido
D50: Diámetro representativo del material
Q: Caudal líquido
IO: Pendiente del cauce
Al realizar la corta el caudal sólido aumentará, lo que va a provocar una tendencia erosiva en el
tramo. El diámetro y el caudal líquido son los mismos, no varían conla realización de la corta.
La pendiente sí que se ve afectada y aumentará, porque para un mismo desnivel ahora hay
menos longitud.
1.4.- Cuál es la tendencia de un tramo de río en el que se realiza una extracción de áridos
gruesos en una sección AA’.
Explicaremos lo que pasa en el tramo
utilizando la ecuación de SIMONS, como
en el ejercicio anterior.

QsD50~QIo
Al extraer áridos gruesosde la sección A-A’ del río, provocaremos una considerable
disminución del diámetro representativo del material, y la pendiente disminuirá. Por otra parte
el caudal sólido aumenta porque ahora arrastra áridos finos al quitar los gruesos y aumentar la
velocidad. Por otra parte el caudal líquido se mantiene.

Página 3

TEMA 2
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SEDIMENTOS
2.1.- Determinar el pesoespecífico de una mezcla de agua con sedimentos, conociendo los
siguientes datos:
Peso específico agua: 1 T/m3
Peso específico sedimento: 2.65 T/m3
Coeficiente de concentración en peso: 15 %

ɣm =

ɣ ∗ ɣs
1 ∗ 2,65
=
= 1,103
ɣs − ɣs − ɣ ∗ Cs 2,65 − 2,65 − 1 ∗ 0,15

2.2.- Determinar la velocidad de sedimentación de una partícula con las siguientes
características:
Factor de forma: 0.7Diámetro nominal: 1.0 mm
Temperatura del agua: 15 ºC
Peso específico: 2.65 T/m3 ~2650 Kg/m3
Peso específico agua: 1000 Kg/m3
Primero utilizaremos la fórmula de Rubey y con la W que obtengamos, aplicaremos la ley de
Stokes.
Rubey
Para las condiciones de Ds > 1𝑚𝑚 𝑦 10º < 𝑇 < 25º F = 0,79
W=F

Ds ∗ g ∗

ɣs − ɣ
ɣ

= 0,79 ∗

0,001 ∗ 9,81 ∗ (2650 − 1000)
= 0,1005
1000

Ahora conla W obtenida de Rubey calculamos el número de Reynolds:
Rw =

w ∗ Ds 0,1005 ∗ 0,001
=
= 100,5
ν
10−6

Cuando miramos en el gráfico adjunto el valor obtenido de Rw, CD está por encima de
0,1 y no cumple Stokes y miramos en la representación de la esfera.

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El valor que obtenemos de CD es aproximadamente 1,2. Ahora utilizaremos este dato
para la siguiente ecuación:
W=...