ing civil

UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA
Departamento de Obras Civiles
Casa central

Hidráulica Aplicada
(CIV346)
Tarea 3

“Arrastre de sedimentos y Estimación de
gasto sólido”

Integrantes:
Felipe Aranda
Nicolás Astroza
Juan José Barrios
Profesor:
Ludwig Stowhas
Fecha de Entrega:
2/IX/2013

1

INTRODUCCION
El transporte de sedimentos es un fenómeno complejo que responde ados funciones, una
que representa las características de la hoya y otra las del río; una de las funciones indica la
cantidad, naturaleza y propiedades físicas de los materiales disponibles para el transporte, y la
otra, la capacidad del sistema hidráulico para hacerlo.
Esta complejidad hace que el problema del transporte de sedimentos sea imposible de resolver
por la aplicación simple de lateoría de la mecánica de los fluidos.
La presencia de partículas en el flujo altera el comportamiento hidráulico muchas veces motivado
por la presencia de elementos artificiales, como son apoyos de puentes o estructuras hidráulicas,
Que hacen que se rompa el equilibrio del flujo.
Los grandes desarrollos hidroenergéticos que se programan en el país, así como las estructuras
hidráulicas que hayque construir en el inmediato futuro, exigen una evaluación previa de su
factibilidad técnica y económica, dadas las grandes sumas de dinero que hay que invertir en ellas,
a más del carácter de endeudamiento externo que estas inversiones conllevan.
Con base en esta exigencia, el análisis del TRANSPORTE DE SEDIMENTOS de los ríos y hoyas
hidrológicas, ha adquirido una importancia capital, puesdetermina la “vida económica de las
obras”.
EI transporte de sedimentos está ligado con la hidrodinámica de los canales abiertos. La
introducción de partículas dentro del flujo altera el comportamiento hidráulico. Se puede decir
que los sedimentos que forman el lecho pueden adoptar muchas formas entre las que se pueden
mencionar las dunas, las rizaduras o superficies planas (Figura 1); estodepende del proceso de
transporte.

2

OBJETIVOS
1. Estimar el gasto solido en suspensión medio diario anual del rio descrito según lo solicitado en
el enunciado.
2. Estimar el gasto solido de fondo medio diario anual.
3. Aplicar la ecuación de Mayer-Peters-Muller vista en clases.
4. Implementar el programa HECRAS como herramienta complementaria.

3

MARCO CONCEPTUAL
Nos basaremosen las ecuaciones que dominan la hidráulica, bajo el concepto que
involucra la ecuación de Manning para la descripción del eje hidráulico, esto es, el cálculo de
radios hidráulico, alturas normales, u otros coeficientes importantes de los perfiles que describen
al Rio en estudio.

√
El diámetro crítico se calcula a partir del radio hidráulico y la pérdida de carga, por la siguienteecuación:

Debemos considerar un análisis de sedimentos, nos basaremos bajo el concepto de material de
arrastre de suspensión y de fondo dado por la ecuación de Mayer-Peters-Muller descrita a
continuación como:

√

[

( ⁄ )

( ⁄

) ]

( ⁄ )

El método se realiza por integración por bandas granulométricas, dividiendo la curva
granulométrica en tramos desde la fracción del diámetro críticodc/20 hasta dc, de manera
discretizada, evaluando el caudal másico en el diámetro promedio de cada tramo y ponderándola
por el porcentaje asociado a la banda en la curva granulométrica, se suman todas las bandas:
̅̅̅( )

∑

(̅̅̅̅
)

Donde
: Peso asociado al tramo i, correspondiente a la diferencia entre los
porcentajes pasantes del tramo i.
̅

( )

(

)

: Diámetro promediodel tramo i de la curva granulométrica.

( ̅ ): Gasto sólido calculado según la fórmula de Meyer Petersen-Muller.

4

DESARROLLO
Estimación del gasto solido de fondo medio diario anual:

A partir de los datos entregados se obtuvo la siguiente curva granulométrica:

Curva granulométrica
120

y = -4E-06x3 + 0.0021x2 + 0.0013x + 1.9082

% Pasante

100
80
60
40
20
0
0

100...