Estudio de Transportes de solidos

1. ESTUDIO DEL TRANSPORTE SÓLIDO EN EL RÍO PACCHA
DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO MÁXIMO DE LOS SEDIMENTOS EN SUSPENSIÓN Y FONDO
CON CAUDALES VARIOS EN EL CAUCE NATURAL
 Sedimentos en Suspensión
Haciendo uso del programa de cómputo HecRAS se ha estimado los niveles de agua que se
presentarían a lo largo del río Paccha ante el paso de caudales de 397 m3/s. Esta determinación
ha sido efectuada sin considerar la bocatoma, es decir, sobre el cauce natural, para representar las
condiciones encontradas en campo. El esquema de las secciones utilizadas y su ubicación se
muestra en la en los cálculos por el método de Lane y Kalinske, Método Einstein, Método de
Brooks y Método de Chang, Simons Y Richardson Además de los niveles de agua se ha obtenido
la pendiente de la línea de energía, la velocidad de flujo, el área de flujo, ancho superficial, radio
hidráulico, número de Froude, y, a partir de estos, se ha determinado el esfuerzo cortante sobre el
lecho, la velocidad de corte y el diámetro máximo de los sedimentos que se transportarían en
suspensión y por el fondo ante la ocurrencia de tales caudales. Estos resultados se muestran en el
Cuadro.
Cuadro: parámetros hidráulicos
Fuente: elaboracion Propia

2. Cuadro: Parametros Hidraulicos en el emplazamiento de la bocatoma
Fuente: elaboracion Propia

3. METODO DE LANE Y KALINSKE (1941)
y n / y1/6
U* W / U*
PL qsw
(PULGADAS) √g.y.S GRAFICA B.1 q.Ca.PL.exp(15wa / U*y)
(ADIMENSIONAL) (M/S) (ADIMENSIONAL) (ADIMENSIONAL) KG. SOLIDOS / M3 AGUA
209.45 0.010 1.02 3.63 0.10 30.769
GRAFICA B.1
METODO DE LANE Y KALINSKE (1941)
Fuente: elaboracion Propia

4. METODO DE EINSTEIN (1950)
U* δ Ks Ks / δ X ∆ A Z I1 I2 qsw
√g.y.S υ / U* ( d65 ) GRAFICA B.2 Ks / X ( A= 2d/D ) 2.5U* / W GRAFICA B.3 GRAFICA B.4 11.6U*Ca.a((2.303LOG(30.2y / ∆))I1 + I2)
(M/S) (CORRECCION) KG. SOLIDOS / M3 AGUA
1.02 0.000001 6.35 6487524.98 1.00 6.35000 2.39 9.08 5.00 5.00 5.015
GRAFICA B.2 GRAFICA B.3 GRAFICA B.4
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METODO DE EINSTEIN (1950)

5. METODO DE CHANG, SIMONS Y RICHARDSON
U* V k ξa β Z2 I1 I2 qsw
√g.y.S ( Q/A) a / y (ASUMIDO) 2w / (β.V*.k) GRAFICA B.7 GRAFICA B.8 (KG.SOLIDOS/S/M)
(M/S) (M/S)
1.02 74.62 4 0.03198992 0.5 3.63 0.0025 0.3500 4.134
GRAFICA B.7
GRAFICA B.8
METODO DE CHANG, SIMONS Y RICHARDSON

6. . METODO DE BROOKS (1963)
h (h - a) (y - a) (h - a) / (y - a) (y - h) (a / h) Z (((y-h)/(y-a))*(a/h))Z
U* k V β Z1 kV/U* Ch (Cmd) Ch (Cmd) q.(Cmd) qsw /q.Cmd qsw
( y/2 ) W / (kU*) √g.y.S ( Q/A) (ASUMIDO) Z / β (KG.SOL./KG.AGUA) (KG.SOL./M3.AGUA) (KG.SOLIDOS/S/M) (DE GRAFICA B.5) (KG.SOLIDOS/S/M)
(M/S) (M/S)
2.66 2.46 5.12 0.48 2.66 0.08 0.91 0.052667842753 1.02 4 74.62 0.3 3.0 292.17 0.00001 0.01 2.09 2.65 5.541
GRAFICA B.5 GRAFICA B.6
METODO DE BROOKS (1963)

7. Cabe resaltar aquí que se trata de diámetros máximos que puede transportar el flujo pero que cuya
presencia real depende de que los sedimentos estén disponibles, es decir, que la cuenca aporte
escombros con esas características producto de la erosión en el recorrido del cauce aguas arriba
del tramo analizado. Si el río trae desde aguas arriba sedimentos de las dimensiones indicadas,
entonces estos entrarán en suspensión o correrán por el fondo aproximadamente según lo
estimado; pero si el río viene limpio, aunque el flujo tenga la capacidad para poner en movimiento
partículas de tales características, si no las hay, los sedimentos transportados serán distintos,
menores.
 Sedimentos en Fondo
Al observar los resultados obtenidos para el transporte sólido de fondo, se ha hallado una buena
aproximación con la realidad pues los diámetros máximos del material de fondo transportado
resultan del orden de 6.35 cm para avenidas de 397 m3/s, lo cual está acorde con lo encontrado
mayoritariamente en campo pues avenidas de tal magnitud se han presentado, aunque
excepcionalmente (ver resultados de granulometría del material de lecho donde se indica como
diámetro máximo 10” a 8” o 203,2 mm). Las piedras de mayor tamaño pero que se encuentran en
menor cantidad podrían ser el resultado de deslizamientos o de afloramientos, pero no se
considera probable que el río las transporte como sedimento de fondo.
IMAGEN DEL LECHO DEL RIO
En el caso de los sedimentos en fondo, si se encuentra diferencias entre lo observado en campo
(corroborado por las mediciones efectuadas) y los resultados de capacidad de transporte. El
diámetro máximo en suspensión para un caudal de 397 de un periodo de retorno 500 años m3/s
(que es el caudal que se considera discurría por el río Paccha durante las mediciones).

8. FORMULA DE DU BOYS (1879)
τo τc X tF
(γa.y.S) GRAFICA 01 x.τo (τo - τc )
(KG/M2) (KG/M2) GRAFICA 01 ( KG/S/M)
106.40 0.650 0.02 225.04
GRAFICA 01
FORMULA DE DU BOYS (1879)
FORMULA DE DU BOYS (1879)

9. FORMULA DE MEYER PETER Y MULLER (1948)
τo γs¨ τc Kr u=ks/kr A R Ks u t¨F
(γa.y.S) ( γs - γa ) (0.047 γs¨.dm) (26 / d90)
3/2
( B.y ) ( A / (B + 2y)) (Q / (A.R2/3
S1/2
) (ks / kr) 0.79(u.τo - τc)3/2
(KG/M2) ( KG/M3) (KG/M2) (ADIMENSIONAL) (M2) (M) (ADIMENSIONAL) (ADIMENSIONAL) ( KG/S/M)
106.40 1650.00 0.18 44.82 106.4 3.47 11.51 0.13 10.79
t¨F = TRANSPORTE SOLIDO DE FONDO (KG/S/M PESADO BAJO EL AGUA) Q = Ks.A.R2/3
S1/2
Kr = COEF. DE STRICCKLER = 1 / n (INVERSA DE EL COEF. DE MANING)
d ≈ d35
COEFICIENTE DE RIZOS RUGOSIDAD ORIGINADA POR LAS PARTICULAS CONSTITUYENTES DEL FONDO
FORMULA DE MEYER PETER Y MULLER (1948)
no se usa el Kr,
por no se
rfondo plano,
sólo Ks con Q=
Ks*A*R^2/3*S^1
/2

10. DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO MÁXIMO DE LOS SEDIMENTOS EN SUSPENSIÓN Y FONDO EN
EL CAUCE CON BOCATOMA.
Se ha procedido de manera similar que, para el cauce natural, pero desarrollando la hidráulica del
río con inclusión de la bocatoma Paccha, de captación lateral dodne no obstruirá al transporte de
sediemntos Los resultados se muestran en las metodologías realizadas. Se observa que el
material transportado por el fondo y suspensión el transporte de sediemntos en fondo es mayor
que en suspensión. De acuerdo a las características del lecho del rio hay presencia de
bolonerias de diámetros de 6” a 10” los materiales en suspensión menores que 6.35mm.