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

Darcy- Weisbach

Manning

Chezy

Soulsby y Whitehouse 1997

Incertidumbres

Densidad del agua ±2%

Viscosidad ±10%

Densidad del sedimento ±2%

Diámetro sedimento ±20%Diámetro sedimento ±20%

Profundidad ±5%

Velocidad ±10%

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Cálculo de transporte de sedimentos todavía se parece mas a un arte que una cienciauna ciencia