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Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
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Propiedades de los sedimentos y formas de lecho CURSO: Hidráulica II DOCENTE: Ing. Christian Jhunior Gastulo Tapia CARRERA PROFESIONAL Ingeniería Civil Integrantes: Karend Mirella Vasquez Nunkankit Ian Alexander Mendoza Nina -- --- BAGUA – AMAZONAS PERÚ
El peso específico del sedimento depende de su composición mineralógica: cuando disminuye la granulometría, disminuye la cantidad de cuarzo y aumenta la cantidad de materiales menos resistentes, como la caolinita. En general, la composición mineralógica de los sedimentos de los cuerpos de agua naturales se compone principalmente de materiales de cuarzo, se tomaron como gravedad específica los siguientes valores: ys = 2650 Kg m 3 ( Peso especifico del sediemnto seco ) y ´ s = 1650 Kg m 3 ( Peso especifico del sedimento sumergido ) 2.4. Velocidad de cimentación: Cuando una partícula esférica se deja caer en un líquido; parte del reposo para alcanzar la velocidad máxima. Para llegar a esta velocidad se hace un balance de fuerzas, que debe ser cero.
FD = Fuerza resistente del fluido ( Drag forcé ) (^) B = Empuje del liquido (^) W = peso de la particula
3. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SEDIMENTOS EN CONJUNTO
3.1. Distribución granulométrica: Aquí se define un diámetro específico
(Alejandro, 2020) Define el concepto de formas de lecho como el resultado de la interacción entre un fluido en movimiento con un lecho cubierto por sedimentos sueltos no cohesivos. Existen diferentes tipos de formas de lecho y su origen depende de las propiedades hidrodinámicas del fluido (velocidad, viscosidad, profundidad de columna de agua) como también de las condiciones del lecho sedimentario (tamaño de grano, densidad, grado de saturación en H20). 3.1. LAS FORMAS DE LECHO (Carrillo Moreno, 2010) Nos dice que las formas de lecho juegan un papel muy importante en el transporte de sedimentos. Algunos de los sinónimos de este término que se utilizan con mayor frecuencia son geometría del fondo, forma y rugosidad del fondo, forma del fondo, estructura del fondo, rugosidad del fondo, ondas de la arena y forma del fondo. Cada forma de lecho determina la resistencia por el tamaño del sedimento excepto el tipo.
Las formas de lecho que se muestran a continuación serán mostradas de acuerdo a su orden de incremento de velocidad de la corriente por unidad de área donde T^ O es el esfuerzo cortante y U es la velocidad media. 3.1.1. Fondo Plano: Es la superficie inferior que no tiene forma. También conocido como fondo plano o fondo liso. En una corriente aluvial el fondo plano ocurre para caudales menores a los del inicio del movimiento de las partículas. Deben conocerse por lo tanto las condiciones cuando se inicia este movimiento. Antes del inicio de movimiento la resistencia al flujo se trata como un problema de fondo fijo. Después del inicio de movimiento el fondo cambia a rizos si el tamaño de las arenas es menor de 0. mm y a dunas si es mayor. En canales de fondo fijo se ha utilizado generalmente la ecuación de Manning: U =
2 / 3 S 1 / 2 n Donde : R= radio hidráulico n= Coeficiente de rugosidad de Manning 3.1.2. Rizos: Estos son pequeños elementos de fondo con una longitud de onda de aproximadamente menos de 1 pie y una altura de aproximadamente menos de 0,1 pies. En sección longitudinal, el perfil de bucle varía de triangular a casi sinusoidal. Cuando comienza el movimiento y transporte de sedimentos, el fondo se vuelve inestable. Los sedimentos finos forman ondas, mientras que los sedimentos gruesos suelen formar dunas: si el diámetro del sedimento es superior a 0,6 mm, entonces no se forman ondas.
longitudes de más de 100 m y alturas de hasta de 2.2 m. 3.1.3. Transicional: Es una estructura de lecho rocoso que consta de una disposición heterogénea de formas de lecho, en su mayoría ondulaciones de baja amplitud o dunas de área plana. Los desplazamientos también se denominan dunas de arena o dunas lavadas. Esta forma puede ocurrir en dunas con alta intensidad de flujo. 3.1.4. Antidunas: Estas son características del fondo que ocurren secuencialmente, están en fase e interactúan fuertemente con las olas del agua superficial. También se les llama ondas
Las ondas en la superficie del agua tienen una amplitud mayor que las olas de arena. Las ondas superficiales aumentan en velocidad y número de Froude hasta que comienzan a oscilar y se rompen corriente abajo. Las antidunas forman un conjunto de ondas en el fondo o en fase con las ondas superficiales libres del agua: su perfil longitudinal es simétrico. El término "antiduna" significa que el movimiento aparente del perfil longitudinal de estas formas se produce aguas arriba contra las dunas. Este movimiento es más visible justo antes de la erupción. 3.1.5. Rápidos y Pozas: Es un lecho rocoso que se encuentra en laderas y grandes afloramientos sedimentarios. Consiste en grandes montículos alargados de sedimentos que forman torrentes donde el flujo es supercrítico y conectados por
cuencas donde el flujo puede ser supercrítico o subcrítico.
4. CLASIFICACIÓN DE LAS FORMAS DE LECHO Simons y Richardson (1961) introdujeron formas de fondo observadas en canales de inundación y arroyos, basadas en similitudes en forma, resistencia al flujo y transporte de sedimentos. Estas formas de lecho fueron divididos en tres categorías: de régimen de flujo inferior, zona de transición y régimen de flujo superior, en orden de incremento de velocidad. 4.1. Régimen del flujo inferior: En el régimen inferior la rugosidad aumenta a medida que se avanza de fondo plano a dunas. En la superficie del agua no se presenta ningún tipo de onda que permita conocer la configuración del fondo. Cuando se tienen rizos, el coeficiente de rugosidad según Manning puede variar entre 0.020 a 0.028. Cuando se tienen dunas el coeficiente de rugosidad debe aumentar y puede variar entre 0.018 y 0.033. - Rizos - Dunas con rizos sobre impuestos - Dunas 4.2. Régimen de flujo superior: Con régimen superior, las rugosidades máximas que pueden alcanzarse son menores que las máximas que se presentan con régimen inferior. En la superficie del agua se aprecian ondas que indican la configuración del fondo. Si las ondas avanzan hacia arriba y se rompen se tienen antidunas. Si permanecen en su sitio, aunque eventualmente sean barridas se tiene un fondo con ondas estacionarias. El coeficiente de rugosidad puede variar entre 0.011 y 0.016 para ondas estacionarias y de 0.011 a 0.022 para antidunas. - Fondo Plano - Antidunas - Rapidos y pozas.
