1TRANSPORTE DE SEDIMENTOS

M.Sc. Ing. Roberto Campaa Toro

2z El flujo en los cursos naturales es un flujo a dos fases: Agua y Sedimento.

z La interaccin de estas dos fases determina el comportamiento de un curso natural

ORIGEN DE LOS SEDIMENTOS

3Los Sedimentos Provienen de Erosin de Cuencas

z Las Particulas finas provienen de la erosin laminar.

z Partculas Gruesas provienen dedeslizamietos y desplomes de material deorilla

MecMecnica nica de la de la erosierosin n laminarlaminar

4ErosiErosin n laminarlaminar

5Deslizamientos Deslizamientos en en MasaMasa

MeteorizacionMeteorizacion

6ErosiErosin n de de RiberasRiberas

7Mecnica del Transporte Slido

InicioInicio deldel MovimientoMovimiento::

z Un fluido ejerce sobre las particulas de lecho, fuerzas cortantes y fuerzas de presin.

z Las fuerzas cortantes se deben a los efectos viscosos.

z Las fuerzas de presin se deben a la diferencia de presiones sobre las superficie de las partculas

8El inicio del movimiento se producira cuando el momento ejercido por las fuerzas actuantes excedan al momento ejercido por las fuerzas resistentes.

Ma > Mr

La iniciacin del movimiento se describe usualmente mediante:

z Esfuerzo Cortante Crticoz Velocidad Crtica

9z El movimiento ocurre cuando las condiciones existentes producen velocidades y esfuerzos cortantes actuantes mayores que los crticos

Modalidades Modalidades de de Transporte Transporte SSlidolido

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Transporte STransporte Slido lido en en SuspensiSuspensinn

z Esta constituido por partculas finasz Presenta trayectorias irregulares.z En promedio las particulas en suspensin se

desplazan a la misma velocidad que la corriente.

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Transporte STransporte Slido lido de de FondoFondo

z Est constituido por partculas gruesas.z Debido a su tamao se desplazan

arrastrndose sobre el lecho o mediante saltos.

z Se desplaza a velocidades menores que la corriente.

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Wash LoadWash Load

z Est consituido por partculas mucho ms pequeas que las partculas en suspensin.

z En ningn momento entran en contacto con el material del lecho.

z Se desplaza a la misma misma velocidad que la corriente.

FORMAS DE FONDO

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Efectos Efectos de de Formas Formas de de Fondo Fondo sobre sobre el el FlujoFlujo

z Las formas de fondo ejercen dos efectos principales:

z Incrementan la rugosidad del lecho

z Producen ondulaciones en la superficie del agua

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En lechos de Naturaleza Fina

z Los lechos de material fino adoptan configuraciones caractersticas.

z Dichas configuraciones dependen principalmente de la velocidad media del flujo.

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z Las formas de fondo son producidas por oscilaciones del flujo generadas aguas abajo de pequeos obstaculos locales sobre el fondo que consiste de sedimentos moviles.

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En lechos de Naturaleza Gruesa

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Riffles y PoolsRiffles y Pools

z El desarrollo de secuencias alternadas de riffles (sectores poco profundos) y pools (pozas) es una caracteristica de canales rectos y meandricos con material de lecho heterogeneo en el rango de (2-256 mm)

z Su alternancia determina un curso sinuoso

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Steps and PoolsSteps and Pools

z Los cursos de montaa con pendientesmayores de 3-5% presentan lechos con Steps y Pools alternados.

z El desarrollo de Steps esta fuertemente influenciado por el abastecimiento local de sedimentos.

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La La alternancia alternancia de de formas es caracterformas es caracterstica stica en en lechos fluvialeslechos fluviales

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Acorazamiento Acorazamiento del del LechoLecho

z El acorazamiento del lecho consiste en el lavado selectivo de las particulas finas de la superficie del lecho.

z Forma una coraza protectora del material ms fino que hay debajo

z Incrementa la rugosidad del cauce.

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Medicin del Transporte Slido

Las mediciones del transporte slido se realizan para:

z Cuantificar el material slido transportadoz Investigar caractersticas fsicas y qumicas

del material slido transportado

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MediciMedicin n de de transporte stransporte slido lido en en suspensisuspensinn

z La forma de las mediciones debe tomar en cuenta que el material slido no se distribuye uniformemente en toda la seccin.

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MediciMedicin n de de arrastre arrastre de de fondofondo

z Es dificil debido a los marcados flujos secundarios del fondo.

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z Se emplean instrumentos que atrapan el sedimento.

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Programa Programa de de MedicionesMediciones

z Un programa de mediciones debe considerar:

z Ubicacin de estaciones de medicinz Frecuencia de Medicionesz Forma de Mediciones

CClculolculo del del Transporte STransporte Slidolido

z El transporte slido puede ser estimado con diferentes frmulas desarrolladas por diversos investigadores.

z Dichas frmulas cuantifican la capacidadde transporte slido.

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Formulas deFormulas de Transporte sTransporte slido lido en en SuspensiSuspensinn

z Tienen un sustento terico claro.

z Las mas conocidas son las frmulas de Einstein, Bagnold, Hansen

Formulas deFormulas de Transporte Transporte SSlido lido de de FondoFondo

z Su desarrollo terico es menos claro.z Son de naturaleza empirica o semi-teoricasz Frmulas de Meyer Peter, Schocklistch

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DistribuciDistribucinn de de sslidoslidos en en una una bifurcacibifurcacinn