UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
AFORO DE SEDIMENTOS DOCENTE:
CURSO:
INTEGRANTES: EMERSON.
ING. JOSÉ ARBULÚ RAMOS
HIDROLOGIA
- BECERRA SUAREX NIXON -COTRINA FUENTES ALEJANDRO. - SORALUZ FARIÁS FARIÁS ANGEL ANGEL
MAURICIO.
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-
HIDR HIDROL OLOG OGIAIA-AF AFOR ORO O DE SEDIM SEDIMEN ENTO TOS S MARCO TEORICO IMPO IM POR RTANCIA ANCIA DE LA HIDR HIDROL OLOG OGIA. IA. OBJETIVOS SEDIMENTOS -GENERALIDADES
1 INTRODUCCION ,1 TRANSPORTE TRANSPORTE DE LOS SEDIMENTOS SEDIMENTOS EN EN LOS RIOS RIOS ,.1 P+a2a3*)m P+a2a3*)ma a '" 0a)4a 0a)4a '" '" ma2")/a+ ma2")/a+ ! 0a)4a 0a)4a '" +a5a' +a5a'* * ,.,1 Ca)4a '" 3*('*6 3*('*6 7a+2a0/8( 7a+2a0/8( ! 0a)4a 0a)4a 7$79"('/' 7$79"('/'a a ,.1 Im Im9* 9*)2 )2a( a(0/ 0/a a )"+a )"+a2/ 2/5a 5a '" +a 0a)4 0a)4a a '" 3*(' 3*('* * ! 0a)4 0a)4a a 7$79"('/'a. 1 MUESTREADORES MUESTREADORES DE SEDIMENTOS SEDIMENTOS EN SUSPENSION ; METODOS DE MUESTREO. .1 C)/2")/*7 9a)a $( 0*(<$(2* '" 'a2*7 '" 7"'/m"(2*7. .,1 U(/'a'"7 '" m"'/0/8(. .1 m$"72)"a'*)"7 ! m=2*'*7 '" m$"72)"*. ..1 Sam9+")7 '" a00/*(am/"(2* ma($a+ ...1 /(72a(2>("a Sam9+")7 /(72a(2>("a ...,1 7am9 7am9+" +")7 )7 /7*0 /7*0/( /(=2 =2/0 /0a a M$ M$"7 "72) 2)"a "a'* '*)" )"7 7 /7*0/(=2/0*7. ...1 Sam9+")7 )?4/'* '" *2"++a. ...@1 Ha('"+' ! +?("a '" ma(* Sam9+")7. ...&1 0a+" ! 0a))"2" Sam9+")7: .. ..,1 ,1 Ma($a+ '" M=2*'*7 '" M$"72)"* .. ..,. ,. S/(4+"-V")2/0a S/(4 +"-V")2/0a+. +. 3.3.2.2 M$+2/5")2/0a+ m$"72)"* ..,.1 E+ M=2*'* E#$a+-'"70a)4a-I(0)"m"(2* E#$a+-'"70a)4a-I(0)"m"(2* @1 MUESTREADORES CARGA DE FONDO @.1 T/9*7 '" 7am9+")7 9+a2a3*)ma '" 0a)4a @..1 M$"72)"a'*)"7 9*)2>2/+"7. @..,1 P/2 ! T)*$4 Sam9+")7
@..1 T$*7 T$* 9+a2a3*)ma '" 0a)4a Sam9+")7 V*)2" V*)2". -CONCLUSIONES. -BIBLIOGRAFIA.
HIDROLOGIA AFORO DE SEDIMENTOS
Ma)0* 2"8)/0* Las características físicas de una cuenca son elementos que tienen una gran importancia en el comportamiento hidrológico de la misma. Dichas características físicas se clasican en dos tipos según su
impacto en el drenaje: las que condicionan el volumen de escurrimiento como el rea ! el tipo de suelo de la cuenca" ! las que condicionan la velocidad de respuesta como el orden de corriente" la pendiente" la sección transversal" etc. #$iste una estrecha correspondencia entre el r%gimen hidrológico ! dichos elementos por lo cual el conocimiento de %stos reviste gran utilidad prctica" !a que al esta&lecer relaciones ! comparaciones de generali'ación de ellos con datos hidrológicos conocidos" pueden determinarse indirectamente valores hidrológicos en secciones de inter%s prctico donde falten datos o donde por ra'ones de índole siogrca o económica no sea facti&le la instalación de estaciones hidrom%tricas. #ste informe se reali'ara con la nalidad de conocer el manejo de interpretación de mapas" mediante la determinación de las principales características siogrcas (morfología) de una cuenca.
IMPORTANCIA DE LA HIDROLOGIA
#n la actualidad la hidrología tiene un papel mu! importante en el planeamiento del uso de los *ecursos +idrulicos" ! ha llegado a convertirse en parte fundamental de los pro!ectos de ingeniería que tienen que ver con suministro de agua" disposición de aguas servidas" drenaje" protección contra la acción de ríos ! recreación. De otro lado" la integración de la hidrología con la ,eografía matemtica en especial a trav%s de los sistemas de información geogrca ha conducido al uso imprescindi&le del computador en el procesamiento de información e$istente ! en la simulación de ocurrencia de eventos futuros.
Los estudios hidrológicos son fundamentales para:
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#l dise-o de o&ras hidrulicas" para efectuar estos estudios se utili'an frecuentemente modelos matemticos que representan el comportamiento de toda la cuenca sustentada por la o&ra en e$amen La operación optimi'ada del uso de los recursos hídricos en un sistema complejo de o&ras hidrulicas" so&re todo si son de usos múltiples. #n este caso se utili'an generalmente modelos matemticos conceptuales" ! se procesan en tiempo real #l correcto conocimiento del comportamiento hidrológico de como un río" arro!o" o de un lago es fundamental para poder esta&lecer las reas vulnera&les a los eventos hidro meteorológicos e$tremos /rever un correcto dise-o de infraestructura vial" como caminos" carreteras" ferrocarriles" etc.
0odo esto ! muchas aplicaciones ms hacen que el hidrólogo sea un personaje importante en todo equipo multidisciplinar que enfrenta pro&lemas de ingeniería civil en general ! pro&lemas de carcter am&iental.
OBJETIVOS: - 1ontri&uir al desarrollo sustenta&le del país a trav%s del mejoramiento de la calidad ! disponi&ilidad de la información hidrometeorológica" que sirva de &ase para la planicación territorial" la gestión de los recursos hídricos ! la adopción de sistemas de alerta temprana frente a riesgos provocados por eventos naturales. - ptimi'ar ! ampliar la co&ertura espacial de las redes de o&servación hidrometeorológica por sistemas o cuencas hidrogrcas" incorporando nuevas tecnologías de automati'ación" información ! comunicaciones en su
estructura ! mejorando la calidad de las o&servaciones reali'adas. - denticación de fuentes de sedimento utili'ando una apro$imación multiescalar ! evaluación de la varia&ilidad temporal de la producción ! transporte de sedimento.
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#studio de movimientos en masa (especialmente desli'amientos superciales) como fuentes de sedimento" ! su relación con el clima ! los cam&ios de cu&ierta vegetal.
SEDIMENTOS: #l estudio de la sedimentación de un em&alse con vistas a dise-ar la capacidad requerida para los sedimentos" consiste de los anlisis &sicos citados en el o&jetivos del tra&ajo " al inicio de este. /or otra parte" dentro del estudio de sedimentación de un vaso" se de&e de proponer medidas prcticas para reducir la depositacion" entonces un anlisis adicional se tendr que incluir en todo estudio de este tipo" este punto est relacionado con las llamadas 4#DD56 170*5 L5#*67.
GENERALIDADES 0odos los ríos en su incansa&le &úsqueda del perl de equili&rio de su cauce" sufrirn una violenta modicación en sus condiciones naturales al construirse en ella un em&alse. !a que por ejemplo" cuando una presa es construida en un cauce para formar un almacenamiento" la velocidad del 8ujo se reduce notoriamente al llegar al vaso ! el sedimento transportado por el rio inicia su depositación" comen'ando así el proceso denominado : 6#D4#70 D#L #495L6# La estimación de la magnitud de la sedimentación ! de las cantidades ! locali'ación de las acumulaciones de sedimento" son requeridas por los ingenieros que desarrollan el dise-o del
em&alse" porque la presencia de sedimentos determinan la capacidad útil de almacenamiento" las elevaciones de las tomas las posi&ilidades de usos recreativos" etc.
1INTRODUCCION Los mpactos de la sedimentación en muchos aspectos del medio am&iente la erosión del suelo" calidad del agua" suministro de agua" control de inundaciones" regulación de los ríos" la vida útil del !acimiento" nivel fretico" irrigación" navegación" pesca" turismo" etc. 6e ha atraído cada ve' ms atención por parte del pú&lico ! los ingenieros en el campo Depósito ! socavación son comunes en los ríos de&ido a la diferencia entre la carga de sedimentos ! la verdadera capacidad de transporte de sedimentos de 8ujo. Deposición en canales de ríos plantea la elevación del cauce de ríos. #n consecuencia" aumenta el nivel de agua al mismo de descarga" ! aumenta la ocurrencia ! el da-o de las inundaciones. /or otro lado" recorrer trae algunos pro&lemas de seguridad para los tra&ajos de formación de los ríos" reduce los niveles de agua" ! por lo tanto afecta el suministro de agua ! la navegación a lo largo de los ríos. La erosión puede ser causada por la energía cin%tica de las gotas de lluvia que inciden so&re la supercie del suelo ! por la fuer'a mecnica de la escorrentía supercial. La escorrentía supercial es causada por las fuertes lluvias ! el agua nieve
de deshielo de la primavera en la red hidrogrca natural o articial. La erosión causada por el agua es el ms común" e$tendida ! tipo da-ino de la erosión del suelo en el mundo. Las principales categorías de este tipo de erosión son la erosión supercial ! el canal (o &arranco) la erosión.
/rotección contra inundaciones 5gricultura< =orestal 0urismo ndustria< *esidenciales nfraestructura 7avegación *ecreación
1570D5D ; 15LD5D D# 6#D4#706
1alidad del agua
#conomía +a&itats nundación de pantanos
,eomorfología
ngeniería +idrulica
,1TRANSPORTE DE LOS SEDIMENTOS EN LOS RIOS ,.1 P+a2a3*)ma '" 0a)4a '" ma2")/a+ ! 0a)4a '" +a5a'* Los sedimentos se clasican como carga de fondo o de la carga suspendida de acuerdo con los patrones ! las le!es del movimiento. 0am&i%n se puede clasicar como carga material del lecho ! de la carga de lavado de acuerdo con el tama-o de
las partículas" su origen ! efecto en los procesos 8uviales. Las proporciones de multa a sedimentos gruesos en lecho del río material de sedimento son mu! diferentes. Los sedimentos en los lechos de los ríos es a menudo (pero no siempre)" integrada por ms gruesa ! sedimentos mucho menos na que los sedimentos en movimiento. 6iempre ha! un intercam&io entre sedimentos gruesos ! material del lecho durante el transporte. 6edimentos gruesos entrante puede originarse directamente del cauce de un tramo aguas arri&a. 6e suministra directamente de la cama ! por lo tanto se llama plataforma de carga de material. #n contraste" sedimento no" erosionado ! se lavó de las cuencas hidrogrcas de tierras altas" se transporta a trav%s de un canal a trav%s de una larga distancia ! casi nunca se deposita en el canal por lo tanto" se denomina >carga de lavado>. /or lo tanto" la cantidad de sedimentos gruesos llevado por el 8ujo depende de la capacidad de transporte de sedimentos ! e$hi&e una relación &ien denida con la descarga de 8ujo. #n contraste" la concentración de sedimento no depende sólo de la oferta de los sedimentos del tramo aguas arri&a" ! ninguna relación o&via con descarga de 8ujo se encuentra.
,.,1 Ca)4a '" 3*('*6 7a+2a0/8( ! 0a)4a 7$79"('/'a 1a&e se-alar que sólo carga material de lecho" se lava la carga" se discute aquí. 5 &ajas de 8ujo" aunque algunos sedimentos se mueven en suspensión" la ma!oría de las partículas de sedimento se mueven en forma de corredera" laminados ! saltación en una 'ona cerca de la supercie de la plataforma con un espesor de ? a 3 veces el dimetro de partícula. 0al sedimento se llama carga de fondo. #sta 'ona se llama la capa de supercie de la plataforma. 1on el aumento de la velocidad del 8ujo" algunas partículas son capturadas por remolinos tur&ulentos. 5l entrar en la principal región de 8ujo" estas partículas son transportadas aguas a&ajo por el 8ujo. 6edimentos apo!ado por remolinos tur&ulentos !
movi%ndose corriente a&ajo en suspensión se llama carga suspendida. 1on un alto nivel de esfuer'o de corte" sin em&argo" no sólo pueden entrar las partículas en movimiento en la supercie de la plataforma" sino tam&i%n las de la capa su& supercial de la cama pueden hacer lo mismo. #ste movimiento penetra ms en la supercie" en respuesta a nuevas su&idas de tensión de corte. La velocidad del sedimento en movimiento es signicativamente ms peque-a en un lecho ms profundo. #l sedimento que se mueve de tal manerase llama la carga laminado.
,.1 Im9*)2a(0/a )"+a2/5a '" +a 0a)4a '" 3*('* ! 0a)4a 7$79"('/'a La importancia relativa de carga de fondo ! carga suspendida depende en el tama-o de sedimento ! la velocidad de 8ujo. /or la misma composición de sedimentos cama" to&oganes de sedimentos" rollos o se mueve en saltación de 8ujo la velocidad es &aja. 5 medida que aumenta la velocidad" la parte del sedimento es reali'ado en la 'ona de 8ujo principal ! se convierte en carga suspendida. #l resto permanece en la capa de supercie de la plataforma ! se mueve como carga de fondo" pero el espesor de la capa de supercie de la plataforma se ve aumentado. 6iguiendo aún nuevos aumentos en la velocidad del 8ujo" la carga suspendida es ma!or" ! supera la carga de fondo. #n general" para caudales de los ríos comunes" grueso de sedimentos de un cierto dimetro mueve principalmente como supercie de carga" ! el sedimento ms no que el dimetro mueve principalmente en suspensión.
1 MUESTREADORES DE SEDIMENTOS EN SUSPENSION ; METODOS DE MUESTREO
#sta sección se centra en la recogida de datos de sedimentos en suspensión. nclu!e criterios para un conjunto de datos de sedimentos descripciones de los muestreadores ! m%todos para su despliegue a sedimentos en suspensión manuales Descripción" instalación ! operación de muestreadores automticos ! un conjunto de equipos que utili'a para la o&tención de su&muestras de agua sedimento.
.1 C)/2")/*7 7"'/m"(2*7.
9a)a
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Los tipos de datos necesarios dependen de los o&jetivos de la evaluación ! el medio de almacenamiento destinados a los datos. /or ejemplo" se necesitan datos de concentración de sedimentos ! de descarga de agua para calcular registros continuos de suspendedsediment Las &ases de datos ms a&les sólo aceptan seleccionando los tipos de datos que representan los sedimentos ! las varia&les au$iliares se o&tienen utili'ando un conjunto consistente de protocolos. /armetros de sedimentos requeridos inclu!en la concentración de sedimentos en suspensión" las distri&uciones de tama-o de partículas de lecho de material" el peso especíco de las partículas" ! la alta carga de fondo ! las distri&uciones de tama-o de partícula cuando la carga de fondo es el parmetro de destino. Los parmetros adicionales de sedimentos son dimetros especícos" m%todo de muestreo de la recogida" sampler ! tipos de &oquilla" el la&oratorio de anlisis" ! el m%todo que se utili'a para anali'ar las muestras. Descarga de agua" etapa del curso de agua" transversal geo ge" ancho" profundidad" rea" radio hidrulico" ! un parmetro de la pendiente se requieren parmetros hidrulicos. La temperatura del agua siempre de&en ser medidos. tros
parmetros a ser medidos inclu!en un coeciente de rugosidad" forma de las partículas" la información de la cama forma" ! las concentraciones de sólidos disueltos. @na descripción del sitio que puede incluir una clasicación de canal &asado en los sistemas de clasicación de uno o ms de los canales de&en ser incluidos.
.,1 U(/'a'"7 '" m"'/0/8( La concentración de sedimentos en suspensión se informó en miligramos de sedimentos por litro de me'cla de sedimentos de agua (mg < L). 6in em&argo" como una cuestión de conveniencia" se determina en el la&oratorio en partes por millón (ppm)" que es el peso seco de material suspendido por millón de pesos iguales de me'cla de aguasedimento (/ortereld ?AB2). Las unidades de mg < L ! ppm son equivalentes a concentraciones menores de C mg < L. #l valor equivalente de mg < L a concentraciones de C ppm se puede calcular utili'ando la ecuación
1ppm: concentración de sedimentos en ppm 1mg
.1 m$"72)"a'*)"7 ! m=2*'*7 '" m$"72)"*. #l propósito de un muestreadorsedimentos en suspensión es o&tener una muestra representativa de la me'cla de agua sedimento se mueve en la corriente en las pro$imidades de la entrada del muestreador. +a! dos categorías de muestreadores de sedimentos suspendidos: muestreadores manuales ! samplers automticos.
..1 Sam9+")7 '" a00/*(am/"(2* ma($a+
...1 /(72a(2>("a Sam9+")7 /(72a(2>("a 6amplers son aplica&les para los 8ujos de muestreo que no cumplan con los siguientes criterios para el despliegue de un muestreador isocin%tico: muestreo profundidades de ms de apro$imadamente "3 m ! signican velocidades superiores a apro$imadamente "E m < s. #n peque-as profundidades" la parte de la corriente desde el lecho de la corriente a la &oquilla de toma de muestras isocin%tica" referido como la 'ona no muestreada" se convierte en inacepta&lemente grande con respecto a la profundidad total. 5 velocidades peque-as" único material limo ! arcilla de tama-o normalmente es en suspensión" ! estas fracciones de tama-o ms nas tienden a ser &astante uniformemente distri&uida con la profundidad (1ol&! ?AF3 ndividuo ?AB). 9ajo estas circunstancias" una muestra instantnea de la columna de agua puede proporcionar una estimación ra'ona&lemente precisa de la concentración en el punto muestreado" o en la vertical de la muestra. 4uestreadores instantneas tam&i%n pueden ser desplegados a velocidades de 8ujo demasiado altas para sumergir un muestreador isocin%tica" o cuando la presencia de restos hace que la recolección muestra normal peligroso o imposi&le.
...,1 7am9+")7 /7*0/(=2/0*7
/7*0/(=2/0a
M$"72)"a'*)"7
#stn dise-ados para recoger una muestra de velocidad ponderada representativa de la me'cla aguasedimento. 5gua acercarse a la &oquilla de un muestreador isocin%tica se somete esencialmente ningún cam&io en velocidad o la dirección cuando entra en el oricio de la &oquilla. 1uando se implementa utili'ando m%todos prescritos en lugares estrat%gicos en una sección transversal" un muestreador isocin%tico integra una muestra proporcional por la velocidad ! el rea" lo que resulta en una muestra de descarga ponderado. @na muestra de descarga ponderada contiene una concentración ! distri&ución de tama-o representativa del material en el transporte en el momento que la muestra fue recogida.
...1 Sam9+")7 )?4/'* '" *2"++a 1uando un rígido&otellasedimentos en suspensión sampler se sumerge con la &oquilla apuntando directamente en el 8ujo de la velocidad suciente" una parte del caudal entra en el recipiente de muestras a trav%s de la &oquilla ! el aire en los tu&os de escape recipiente &ajo el efecto com&inado de tres fuer'as: ?. @na ca&e'a dinmica positiva en la entrada de la &oquilla de&ido al 8ujo 2. @na ca&e'a negativa en el e$tremo del tu&o de aire de escape de&ido a la separación de 8ujo 3. @na presión positiva de&ido a la diferencia de elevación entre la entrada de la &oquilla ! el tu&o de aire de escape. #n estas condiciones" un muestreador isocin%tica cali&rado recoger una muestra con una concentración de sedimentos ! distri&ución de tama-o esencialmente sin cam&ios de los del punto de muestreo en la corriente" ! una muestra representativa resultar. 6in em&argo" cuando la muestra en el recipiente alcan'a el nivel de los gases de escape de aire" la velocidad de 8ujo de admisión" gotas" ! la circulación del caudal en la to&era ! fuera del tu&o de evacuación de aire se produce. De&ido a que la velocidad del agua que 8u!e a trav%s de la &otella es menor que la velocidad de la corriente" las partículas ms gruesas en el transporte tienden a esta&lecerse en la &otella de muestra" haciendo que la muestra a ser enriquecido en los sedimentos.
...@1 Ha('"+' ! +?("a '" ma(* Sam9+")7 ##.@@. D+C?" @6 D+GC" @6 D+EA" @6 D+BF" ! @6 D+AE donde las corrientes son Hada&le o acceso se pueden o&tener de una alcantarilla" &ajo el puente palmo" o telef%rico" cualquiera de las seis muestras de peso ligero se pueden
utili'ar para o&tener muestras suspendidas de sedimento a trav%s de una varilla o handline vadear. Los ##.@@. D+C? muestreador (=igura E?F5. 0a&la E2)" que se despliega por una varilla de vadeo" se compone de un adaptador de @6 D+ C?5 ! @6 DBB tapa ! &oquilla (Ie&& ! *adtJe ?AAC #dHards ! ,l!sson ?AAA). 0odas las pie'as son autoclava&les" lo que permite la o&tención de una muestra de la profundidad integrado para el anlisis de &acterias. 1ualquier &otella que tiene roscas estndar tarro 4ason se puede utili'ar con los ##.@@. D+C? muestreador. La 'ona unsampled K la distancia desde la línea central de la &oquilla al lecho de la corriente cuando los contactos de toma de muestras una cama plana K varía dependiendo del tama-o de la &otella utili'ada.
...&1 0a+" ! 0a))"2" Sam9+")7: 4uestreadores integrando se pueden utili'ar para o&tener muestras de sedimentos en suspensión en las corrientes de menos de G"F m de profundidad. @n tercer sampler ca&le ! carrete" los ##.@@. DBB" est siendo eliminado por el @6,6 ! es tam&i%n !a no se fa&rica por la =6/ (@6,6 22)" aunque los ##.@@. DBB tapa ! &oquillas seguirn siendo fa&ricado para su uso con otros samplers =6/
..,1 Ma($a+ '" M=2*'*7 '" M$"72)"* #l o&jetivo ms común de muestreo de sedimentos es determinar la media concentración instantnea sedimentos suspended descarga ponderada en una sección transversal. Los valores de concentración o&tenidos se com&inan con descarga de agua para calcular la descarga de sedimentos en suspensión medida. 5sedimentos en suspensión concentración representante de descarga ponderada del valor medio en la sección transversal se desea para este n ! para el desarrollo de coecientes para ajustar los datos recopilados por los o&servadores ! samplers automticos.
..,.1 S/(4+"-V")2/0a+.
4uestreo #l o&jetivo de recoger una muestra de un solo vertical" es la o&tención de un valor representativo concentración de la concentración de sedimentos en suspensión de descarga media ponderada en la vertical se e$trajo la muestra en el momento se tomó la muestra. @n muestreador isocin%tica desplegado a una velocidad constante en un trnsito hacia a&ajo ! hacia arri&a recoger una muestra ponderada de las variaciones en la velocidad ! la concentración en la vertical desde la supercie hasta la parte superior de la 'ona de unsampled #l m%todo utili'ado para o&tener la concentración media de sedimento en suspensión en unos verticales depende por tanto" en las condiciones de 8ujo ! la distri&ución de tama-o de partícula de los sedimentos en el transporte. #stas condiciones pueden ser generali'adas a cuatro tipos de situaciones: ?. &aja velocidad ( .F m < s) cuando poco o nada de arena est siendo transportado en suspensión 2. 5lta velocidad cuando profundidades estn a menos de E"F m ("F v 3"B m < s) 3. 5lta velocidad cuando profundidades son ma!ores a E"F m ("F v 3"B m < s) ! G. 4u! alta velocidad (v 3.B m < s).
P)/m") 0a7*. #n el primer caso" donde vM "F m < s" salvo profundidades mu! someras" la velocidad es lo sucientemente &ajo como para que poco o nada de arena se encuentra en suspensión. La distri&ución de cualquier material limo ! arcilla de tama-o (.F2 mm de dimetro en el transporte es relativamente uniforme de la supercie de la corriente a la cama #l error de muestreo para este caso es
?N o menos con frecuencias de muestreo relativos en un intervalo de apro$imadamente "2 a por lo menos E".
S"4$('* 0a7*. #n el segundo caso" cuando vM" F" vM 3"B m < s ! la profundidad es de menos de G"F m" se de&en utili'ar un muestreador de profundidad integrador adecuado para la condición de caudal am&iente. #l m%todo de recolección de la muestra &sicamente es el mismo para todas estas muestras" tanto si se utili'a mientras camina o desplegado desde un puente" telef%rico" o &arco. nserte un recipiente limpio para muestras en el sampler ! asegurarse de que el tu&o de evacuación de aire ! < o la &oquilla est o&struida. Luego &aje el muestreador a la supercie del agua de manera que la &oquilla est por encima del agua" ! la paleta cola inferior o posterior de la toma de muestras est en el agua para orientarse paralela al 8ujo. #l muestreador continuación" se &aja a una velocidad constante hasta que toque la parte inferior. 6e recuperó de inmediato a una velocidad constante hasta que se separe de la supercie del agua. 5unque la tasa de trnsito ascendente no tiene que ser igual a la tasa descendente" en la prctica es ms simple para mantener una velocidad constante en am&as direcciones.
T")0") 0a7*. #n el tercer caso" en el "FO vO 3"B m < s ! la profundidad es ma!or que G"F m" rígida de &otella muestreadores de profundidadintegración no se puede utili'ar porque la profundidad e$cede la profundidad m$ima permitida para estas muestras. #n este caso" uno de los muestreadores de puntointegración o de tipo &olsa de&e ser utili'ado. #l m%todo para la recogida de una muestra usando el tipo de &olsa de toma de muestras es similar a la utili'ada con los muestreadores de profundidadintegración.
C$a)2* 0a7*. #n el cuarto caso" donde v 3"B m < s" las velocidades son demasiado grandes para desplegar depth o punto muestreadores que integran de forma segura. #n este
caso" ! cuando la presencia de los desechos" el hielo en el 8ujo" o de otros factores hace que la recolección muestra normal peligroso o imposi&le" muestras de supercie o inmersión puede ser recogida. @na muestra de la supercie es una tomada so&re o cerca de la supercie del agua" con o sin toma de muestras isocin%tica. #n algunos lugares" las velocidades de 8ujo pueden ser tan grandes que hasta los ms pesados" samplers ms racionali'ados no alcan'arn el lecho del río en uno o varios mercados verticales muestreados. #n estas condiciones" se puede esperar que todos" pero qui's los ms grandes partículas de sedimento en suspensión se me'clan &ien dentro del 8ujo !" por lo tanto" una muestra de cerca de la supercie" no desintegrada" puede contener una concentración ! distri&ución de tama-o representativa de toda la vertical.
..,.,1 M$+2/5")2/0a+ m$"72)"*.-@na muestra de la profundidad integrado recolectados a trav%s de los procedimientos descritos en la sección anterior representar e$actamente la concentración de sedimentos en suspensión descarga ponderada en una vertical en el momento de la recogida de muestras. Las muestras recogidas en los verticales espaciados apropiadamente pueden ser usadas para calcular la concentración de sedimentos instantnea en una sección transversal. La rgani'ación nternacional de 7ormali'ación (6 ?AA3) enumera tres m%todos para la recopilación de datos de suspensión de sedimentos en una sección transversal.
..,.1 E+ M=2*'* E#$a+-'"70a)4a-I(0)"m"(2* 1on el m%todo igual de descarga de incremento (#D)" se o&tienen muestras de los lugares que representan a igual incrementos de descarga. #l m%todo de intercam&io electrónico de datos requiere que se cumplan tres requisitos:
?. Las muestras se recogen isocin%ticamente 2. La vertical representa la distri&ución de la concentración media ! de tama-o de partícula de la su&sección muestreada 3. Las descargas de am&os lados de la toma de muestras verticales estn predeterminados proporciones de la descarga total" que requiere información so&re la distri&ución lateral de la descarga en la sección transversal.
@1 MUESTREADORES CARGA DE FONDO La parte de la carga total de sedimentos que se transporta por tracción o saltación en o inmediatamente por encima del lecho se denomina la carga de fondo. Los sedimentos transportados como carga de fondo pueden variar en tama-o de na arena a grava gruesa dependiendo de la fuer'a de 8ujo. La separación de los sedimentos en el transporte de carga en la cama ! la carga suspendida es articial" !a que a menudo ha! una ruptura clara entre los dos grupos. La distinción es conveniente" sin em&argo" porque muestreadores de sedimentos en suspensión ms actualmente en uso tienen una 'ona unsampled que se e$tiende desde la cama a varios centímetros hacia arri&a en el 8uir. #l sedimento en el transporte en esta 'ona cerca de la cama se reere a menudo como la carga no medida ! consiste en la carga de fondo adems de la fracción ms &aja de la carga suspendida. #l conocimiento de la velocidad de transporte de carga de fondo es importante por varias ra'ones. La carga de fondo es parte de la carga total de sedimentos que representa la erosión neta de aguas arri&a" reas de la cuenca. #l sedimento transportado aguas a&ajo puede llenar los em&alses ! canales" lo que impide la navegación" puede aumentar la pro&a&ilidad de inundaciones" ! puede degradar la calidad del agua ! los h&itats acuticos. La erosión local ! la deposición del material del lecho tam&i%n
pueden causar inesta&ilidad de los &ancos de canales. 1ualquier programa a largo pla'o de esta&ili'ación canal o recticación de&e tener en cuenta el transporte de carga de fondo ! asegurar que los sedimentos no est acumulando o erosionando.
@.1 T/9*7 '" 7am9+")7 9+a2a3*)ma '" 0a)4a Durante los últimos ? a-os" varios tipos de muestreadores carga de fondo se han desarrollado por los investigadores en una variedad de lugares. #stas muestras pueden ser generali'ados en tres tipos: samplers instalados en el lecho de un canal (ho!o ! samplers mínimas)" accionamiento manual muestreadores porttiles ! samplers no invasivos. 1ada uno de estos tipos de toma de muestras tiene su uso en el muestreo de carga de fondo. 0al ve' el ms e$acto de estos tres tipos son los pit o cilindrosamplers sin em&argo" la dicultad ! el alto costo de su instalación ! mantenimiento impiden su uso en muchos estudios. 4uestreadores porttiles tienen la ventaja de costos de instalación &ajos" pero el personal de&e estar en el lugar de forma continua durante la recogida de muestras" el despliegue de muestras puede ser difícil" ! el número de muestras necesarias para caracteri'ar la varia&ilidad espacial ! temporal suele ser grande. 5dems" no ha! m%todo generalmente aceptado ha sido desarrollado para cali&rar muestreadores porttiles. 6amplers que utili'an t%cnicas no invasivas muestran una gran 9)*m"7a" pero no se han desarrollado hasta el punto en que pueden ser ampliamente útiles para la medición del transporte de carga de fondo.
@..1 M$"72)"a'*)"7 9*)2>2/+"7. perados manualmente 1ama samplers carga de este tipo se han desarrollado ! utili'ado en muchos países para determinar las tasas de movimiento de carga de fondo para sedimentos que varían en tama-o entre ? ! 3 mm. #l desarrollo de los muestreadores
de carga cama a menudo se ha asociado con estudios de pro!ectos individuales. #stas muestras se han clasicado en cuanto a su tipo de construcción ! principio de funcionamiento" principalmente como samplers cesta" samplers cacerola o &andeja" ! samplers pressurediPerence. 1esta de pan ! samplers causan un aumento de la resistencia al 8ujo a trav%s de la velocidad de toma de muestras ! el agua en el muestreador es por lo tanto menor que en la corriente li&re. #sta reducción en la velocidad de 8ujo en el muestreador reduce el esfuer'o cortante ! la velocidad de transporte de carga de fondo en las pro$imidades de la toma de muestras" con el resultado de que algunas partículas se acumulan en la entrada de la toma de muestras ! otros se desvían. Los muestreadores de tipo diferencia presiónestn dise-ados para eliminar la reducción en la velocidad del agua en la toma de muestras" ! por lo tanto cualquier reducción en la tasa de movimiento de la carga la cama a la entrada de la toma de muestras. La velocidad en el muestreador se hace igual a la del 8ujo mediante la creación de una disminución en la presión a la salida de la &oquilla de toma de muestras por tener un aumento gradual de la 'ona. 4uestreadores de diferencia de presión tienen generalmente una eciencia hidrulica (relación de la velocidad de 8ujo en sampler a la velocidad del 8ujo para la misma u&icación sin sampler) de apro$imadamente uno o ma!or. @n parmetro clave en el dise-o de muestras de diferencia de presión es hacer que la eciencia hidrulica sucientemente grande como para evitar que los sedimentos se depositen en frente de la toma de muestras" pero no tan grande como para raspar la cama del lecho ! so&remuestreo. G.?.2) P/2 ! T)*$4 Sam9+")7 @na de las formas ms precisas para pro&ar la carga de fondo es a trav%s del uso de po'o cuidadosamente dise-ado e instalado o samplers mínimas #stos muestreadores estn instalados en el lecho
del canal enterrando el muestreador de manera que la parte superior est% al ras con la supercie de la cama. /it ! mínimas samplers van desde simples contenedores de complicado pesaje ! los instrumentos de registro. Los &sicos consisten en peque-os recipientes que capturan ! retienen todos los sedimentos carga de fondo que se transporta a la toma de muestras. 6amplers de este tipo capturan la cantidad total o mínimo (si la toma de muestras se llena en un tiempo desconocido) de sedimentos transportados como carga de fondo durante el periodo de medición. /ara los estudios en los que se necesitan información so&re el inicio del transporte de carga cama ! las tarifas de transporte durante los períodos de medición.
/ara los canales de arena camas" los e$perimentos han demostrado que samplers tienen anchuras de ranura de ? a 2 dimetros de grano recogen casi el ?N de la carga de fondo.
@..1 T$*7 T$* 9+a2a3*)ma '" 0a)4a Sam9+")7 V*)2" V*)2". 6e han utili'ado para el muestreo carga de fondo con %$ito en varios lugares (4ilhous ?AB3 +a!Hard ! 6utherland ?ABG 0acconi ! 9illi ?ACB). #l dise-o de estas muestras se &asó en una trampa de arena tu&o de vórtice que fue dise-ado para
e$cluir sedimentos carga de fondo no deseado de riego ! otros canales (*o&inson ?AF2). #stos muestreadores consisten en una ranura diagonal GE5 en un vertedor de cresta ancha hormigón construido a trav%s del canal en el sitio de medición. @n vórtice se genera en la ranura diagonal ! de EN a ?EN del 8ujo transporta el sedimento carga de fondo a una trampa en el lado del canal. #l sedimento se pesa entonces ! se tomaron muestras ! se devuelve a la corriente de aguas a&ajo de la presa. *o&inson (?AF2) informa de que cuando se dise-a correctamente" tales muestreadores eliminar apro$imadamente el CN de los sedimentos con un tama-o ma!or que "E mm de la corriente. 6e esperaría que la eciencia de estos muestreadores de tama-os de grano ms peque-os ! ms grandes para ser menor ! ma!or" respectivamente.
? estación de registro de datos 2 Descargando cinturón de convo! 3 9ascula G 1argando cinturón de convo!.
E *otando colador F 0uvo múltiple B La portilla del slHice C 0rampa del vórtice A 1ali&re del 8ujo ? Dotando de personal suspendió catador del sedimento ?? 0oma de cali&re de 8ujo ?2 4argen derecha. ?3 5glutinados. ?G 4argen 'quierda ?E /uente de la carretera
CONCLUSIONES - 7o e$iste una relación única entre caudal sólido en suspensión ! caudal líquido porque e$isten otros factor es que de&en tenerse en cuenta como son la distri&ución espacial de las lluvias" la locali'ación de 'onas potencialmente erosiona&les en la cuenca ! la capacidad de transporte del rio - 5 pesar de sus limitaciones" la determinación de la carga de sedimentos en suspensión en una estación por medio de mediciones sistemticas con muestreadores de sedimentos" representa un índice acepta&le" mu! utili'ado" a nivel anual. #s discuti&le su aplicación para períodos cortos. - La carga potencial de sedimentos que la cuenca produce por erosión pluvial se mide por medio del factor denominado /%rdida de suelo. La aplicación de ecuaciones empíricas para calcular o estimar la p%rdida desuelo en un período dado no produce resultados precisos" pero permite determinar índices para
compararlos potenciales erosivos en cuencas de la misma región. - La conclusión nal es que los dise-os de o&ras de captación" presas de em&alse" protección de mrgenes" etc." en las cuales la acción de los sedimentos que el rio transporta es un factor determinante" resultan inadecuados cuando no se tienen los elementos sucientes para pronosticar el comportamiento de los sedimentos durante la vida útil de las o&ras. #ste pronóstico inclu!e factores como el manejo de la cuenca" su in8uencia so&re el rio" ! todos los aspectos que se han tratado someramente en el presente tra&ajo.
99L,*5=5: - 6edimentation #ngineering: /rocesses" 4easurements" 4odeling" and /ractice. 697 (print): ABCBCGGC?GC 697 (/D=): ABCBCGGB?2CA /u&lisher: 5merican 6ociet! of 1ivil #ngineers (561#) 1op!right ;ear: 2C - =ield 4ethods for 4easurement of =luvial 6ediment 697 FBCAB3CG /u&lisher: @.6. ,eological 6urve! (@6,6) 1op!right ;ear: ?AAA - http:<
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