avances en el cálculo de transporte de sedimentos · avances en el cálculo de transporte de...
TRANSCRIPT
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Avances en el cálculo de Avances en el cálculo de
transporte de sedimentos
Dr. Sergio Cruz León
As Área de la sección transversal de la capa de sedimento
q Gasto sólido de sedimento
Conservación de masa de sedimento
E-A 1
1+
∂
∂
−=
∂
∂
x
q
t
A ts
ε
qt Gasto sólido de sedimento
ε Porosidad del sedimento x Distancia
t Tiempo A AzolvamientoE Erosión
Para determinar el transporte de sedimento qt se presentan ocho diferentes métodos:
YalínMadsenAshida y MichiueWilsonNielsenNielsenMeyer - Peter y MüllerLeo Van RijnEngelund y Hansen
Soulsby, R. L. (1997). Dynamics of Marine Sands. A Manual for Practical Applications. Thomas Telford. LondonVan Rijn, Leo. (1990). Principles of Sediment Transport in Rivers, Estuaries, and Coastal Seas. Aqua Publications. Delft, the Netherlands.
),( crf θθ=Φ
( )[ ] 2/1350
, 1 dg
qt
−=Φ
ρ
Estos métodos para calcular el transporte de sedimentos se expresan de manera homogénea:
Φ Transporte de sedimentos adimensional
( ) 50,
0
1 dg −=
ρρ
τθ
[
θ es el parámetro de Shields:
θcr valor de θ cuando inicia el movimiento del sedimentoρ’ densidad relativa del sedimentoρ densidad del agua.
( )crYF θθθ −=Φ 2/1
( )
+−= aT
aTFY 1ln
11
635.0
θ
Método de Yalín
Donde:
aTcrθ
4.0,2/145.2−
= ρθcra( )
cr
crTθ
θθ −=
( )( )crcrMF θθθθ −−=Φ2/12/1 7.0
i
MFφtan
8=
Método de Madsen
Donde:
ϕi ángulo de reposo del sedimento
Método de Engelund y Hansen
2/5
2
1.0θ
dC=Φ
Método de Ashida y Michiue
( )( )crcr θθθθ −−=Φ2/12/117
Método de Wilson
2/312θ=Φ
( )crθθθ −=Φ 2/112
Método de Nielsen
Método de Meyer - Peter y Müller
( ) 2/38 crθθ −=Φ
( ) 4.22/12/12/1crRF θθθ −=Φ
Método de Leo Van Rijn
2.0
7.1
005.0
=
HD
RR
d
CF
h
DC
gC =
Donde:
Coeficiente de fricción
Ch Coeficiente de Chezy
Esfuerzo cortante τo definido como
2VCdo ρτ =
Cd Coeficiente de arrastreV Velocidad media
ρ Densidad del agua
Incertidumbres
Densidad del agua ±2%
Viscosidad ±10%
Densidad del sedimento ±2%
Diámetro sedimento ±20%Diámetro sedimento ±20%
Profundidad ±5%
Velocidad ±10%
Bibliografia
Scott C. James, Craig A. Jones, Matthew D. Grace & Jesse
D. Roberts (2010):
Advances in sediment transport modelling,
Journal of Hydraulic Research, 48:6, 754-763
Bibliografia
Donald Knight, Nigel Wright, Xiaonan Tang & Amanda
Crossley (2008):
The concept of roughness in fluvial hydraulics and
its formulation in 1D, 2D and 3D numerical
simulation models, Journal of Hydraulic Research, simulation models, Journal of Hydraulic Research,
46:2, 191-208
Bibliografia
Erik Toorman & Professor Chris Lacor (2009):
Large eddy simulation of sediment transport in
open-channel flow,
Journal of Hydraulic Research, 47:3, 291-298
Bibliografia
Chunhong Hu, Zuwen Ji & Qingchao Guo (2010):
Flow movement and sediment transport in
compound channels,Journal of Hydraulic Research, 48:1, 23-32
Bibliografia
K. Shiono, Tony L. Chan, Jake Spooner, P. Rameshwaran & J. H.
Chandler (2009):
The effect of floodplain roughness on flow
structures, bedforms and sediment transport
rates in meandering channels with overbank rates in meandering channels with overbank
flows:
Part I, Journal of Hydraulic Research, 47:1, 5-19
Bibliografia
Alfonso Pujol (2008):
Conditions for a better agreement between
sediment transport formulas and surveys in
alluvial streams,
Journal of Hydraulic Research, 46:3, 317-321Journal of Hydraulic Research, 46:3, 317-321
Bibliografia
Michael Tritthart, Bernhard Schober & Helmut Habersack (2011):
Non-uniformity and layering in sediment
transport modelling 1: flume simulations,Journal of Hydraulic Research, 49:3, 325-334
Bibliografia
Jan Sieben & Arno M. Talmon (2011):
Bed-load transport in obliquely dune-
covered riverbeds,
Journalof Hydraulic Research, 49:3, 317-324
Bibliografia
Roberto Gaudio, Antonio Miglio & Francesco Calomino (2011):
Friction factor and von Kármán's κ in open
channels with bed-load,Journal of Hydraulic Research, 49:2, 239-247
Bibliografia
Bhuban Ghimire & Zhi-Qiang Deng (2011):
Event flow hydrograph-based method for shear
velocity estimation,Journal of Hydraulic Research, 49:2, 272-275