aforo de rio

C APÍTULO 0

ÍNDICE GENERAL INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . OBJETIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

MARCO TEÓRICO

1

1.1   AFORO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.1   Definición   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.2   Importancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.3 Tipos de aforos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.1.4 Medición de caudales.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Métodos de medición de aforos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.1 Medición Directa .   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Medición Indirecta .   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

ARRASTRE DE MATERIALES MATERIALES Y SEDIMENTOS .

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO 3.1 3.2 3.3

1 1 2 2 2 2 2 7

8

2.1   Defición. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Fuentes de sedimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Fuentes Naturales.   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Fuentes Artificiales..   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Transporte de sedimentos por corrientes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Sedimento de lavado. lavado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Sedimento de Fondo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Sedimentos de arrastre de fondo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 volumen de arrastre arrastre de fondo del cauce si llegara a depositarse. depositarse. . . . 2.6 Sedimentos en suspensión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Relación caudal vs producción de sedimentos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

ix x

8 8 8 9 9 9 9 9 10 10 10

11

ubicación y acceso al lugar. lugar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1 Ubicación geográfica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El grupo de trabajo.  . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tramo donde se realizará el trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ingeniería Civil

11 12 13 13 II I

C APÍTULO 0 3.4 3.5 3.6 3.7

4

OBTENCIÓN DE DATOS DATOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS 4.1 4.2 4.3

5

Primer punto Aguas arriba( 1Km) de la cantera  . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Segundo punto Aguas abajo(4m) de la cantera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tercer punto Aguas abajo(1 KM) de la cantera  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CÁLCULOS Y RESULT RESULTADOS DEL AFORO 5.1 5.2 5.3

6

Obtención de datos en el tramo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Medida de la velocidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1   Materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Obtención de datos del tiempo con con la botella botella y el escobillón como flotadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Datos de las medidas medidas obtenidas de la sección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16 17

18 18 19 21

22

Promedio de tiempos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cálculo del área de la sección del rio en AUTOCAD AUTOCAD . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cálculo del caudal del rio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CÁLCULOS Y RESULT RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO 6.1 6.2 6.3 6.4

14 15 15

Material obtenido en Primer punto Aguas arriba( 1Km) de la cantera . . . . . Material obtenido en segundo punto Aguas abajo(4m) de la cantera  . . . . . Material obtenido en Primer punto Aguas abajo( 1Km) de la cantera . . . . . Análisis en y pesaje En laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

BIBLIOGRAFÍA

22 22 22

24 24 24 25 26

30

Ingeniería Civil

IV

C APÍTULO 0

INDICE DE FIGURAS Figura 1:   AFORO .................................. ................................................... .................................. ................................. ................................. ........................ ....... Figura 2:  molinete o correntómetro ................................ ................................................. .................................. ................................ ............... Figura 3: Instalación para un aforo Volumétrico Volumétrico con vertedero. .......... .............. ......... .......... ......... ......... ......... .... Figura 4: Inyección y toma de muestras .................................. .................................................. ................................. ........................ ....... Figura 5:  Inyección a caudal consttante .................................. .................................................. ................................. ........................ ....... Figura 6:  Aforo con trazadores radioactivos. .................................. ................................................... ................................ ............... Figura 7:   Q=Velocidad*Área. ................................ ................................................. ................................. ................................. ........................ ....... Figura 8:  Forma de medición ................................. .................................................. ................................. ................................. ........................ ....... Figura 9: Sección y profundidad profundidad de medición ................................. .................................................. ................................ ...............

1 3 4 4 4 5 6 6 6

Figura 1: Erosión hídrica por deslizamiento deslizamiento (deslaves) en laderas, transporte y de-

positación de sedimentos en cauces de ríos ................................ ................................................. .................................. ..................... ....

8

Figura 1: Ubicación del punto punto de aforo ................................ ................................................. .................................. .......................... ......... 11 Figura 2: Mapa Departamental de Ayacucho Ayacucho .................................. ................................................... ................................ ............... 12 Figura 3: : Mapa Provincial de Huamanga Huamanga ................ ................................ ................................. .................................. ..................... .... 12 Figura 4: Vista en Google earth del recorrido de Ayacucho Ayacucho hacia Rumichaca aproxi-

madamente una distancia de 7.54 Km.   .................... ..................................... ................................. ................................. ........................ ....... Figura 5:  Integrantes del Grupo................. Grupo .................................. ................................. ................................. .................................. ..................... .... Figura 6: Tramo considerado para el aforo ................................ ................................................. .................................. ..................... .... Figura 7: longitud del tramo a trabajar................. trabajar .................................. .................................. .................................. .......................... ......... Figura 8: Longitud transversal del tramo a trabajar ................................. .................................................. ........................ ....... Figura 9: Materiales usados en la prueva prueva ................................. ................................................. ................................. ........................ ....... Figura 10:  Integrantes del Grupo............... Grupo ................................ ................................. ................................. .................................. ..................... ....

12 13 14 14 15 16 17

Figura 1: Figura 2: Figura 3: Figura 4: Figura 5:

18 19 20 20 21

Instrumento para medir medir sedimentos arrastrados ................................ ............................................... ............... Obtención de sedimento arrastrado aguas aguas arriba .................................. .............................................. ............ Desperdicio producto del del lavado del material................ material................................. .................................. ................... Medida de sedimento arrastrado aguas aguas abajo de la cantera............... cantera .............................. ............... Desperdicio producto del lavado lavado del material aguas abajo(1 Km) ......... ............. ......... .......

Figura 1: Sección del rio en Autocad  Autocad   .................. ................................... .................................. .................................. .......................... ......... 22 Figura 1:  Material sedimento Aguas arriba(1Km) ................................ ................................................. .......................... ......... 24

Ingeniería Civil

V

C APÍTULO 0 Figura 2:  Material sedimento Aguas abajo(4m) .............................................................. Figura 3:  Material sedimento Aguas abajo(1Km) ........................................................... Figura 4: Material sedimento Aguas arriba punto 1arena gruesa y algas ........................ Figura 5: Material sedimento Aguas abajo punto2 limo y algas ..................................... Figura 6: Material sedimento Aguas abajo punto 3 limo y malesas ................................

Ingeniería Civil

25 25 26 26 27

VI

C APÍTULO 0

INDICE DE TABLAS Tabla :  Tiempos con Flotador madera ..................................................................... 16 Tabla : Tiempos con Flotador frasco de plástico..................................................... 17 Tabla : longitud vs profundidad de la sección......................................................... 17

Ingeniería Civil

VI I

  A nuestros padres por el esfuerzo y apoyo moral incondicional en nuestras vidas, son la fuerza motriz de nuestros éxitos.



Ingeniería Civil



 

VIII

INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se pretende informarnos y a la vez ponerlos en práctica de los funda-

mentos teóricos del tema dado y a la vez llevarlo a la práctica para poder afianzar la teoría. Para cumplir los objetivos trazados primero nos empapamos con la teoría sobre el AFORO y en seguida del TRANSPORTE DE SEDIMENTOS, luego tomamos datos de capo para el

cual se visitó a un rio cerca de una cantera con un solo objetivo tomar datos para luego hacer su respectivo análisis y procesamiento. El tipo de AFORO que se escoge es el MÉTODO DEL FLOTADOR la cual elegimos por su sencillez de ejecución por otra parte, fue fundamental escoger este método por el costo en los materiales . Para medir el arrastre de sedimentos alquilamos un instrumento casero la cal nos permitió

medir el arrastre de material aguas arriba y aguas abajo de la cantera . En seguida hacemos el cálculo respectivo de los datos obtenidos en campo mediante el uso de programas como el AUTOCAD . Hacemos una observación del fenómeno de la transporte de sedimentos a criterio de los

integrantes del grupo. Finalmente hacemos las conclusiones y recomendaciones de los efectos vistos y de la práctica realizada.

Ingeniería Civil

IX

OBJETIVOS Generales :  Conocer las teorías y fundamentar mediante la práctica en campo de ello.  Hacer una visita de campo, obtener datos cone el aforo, mediante esto hacer los   

cálculos respectivos para hallar la velocidad y el caudal del rio. informarse sobre le transporte de sedimentso, luego medir en campo el arrastre de sedimentos y con ellos hacer un análisis en casa. Conocer los efectos que produce la explotación de los agregados en el curso natural de un río. hacer una crítica sobre el fenómeno observado basándonos en las conclusiones del trabajo realizado.

Ingeniería Civil

X

CAPÍTULO

1

MARCO TEÓRICO

1.1   AFORO 1.1.1

  Definición “Aforar” el agua consiste en medir el caudal del agua. En vez de “caudal” también se puede

emplear los términos “gasto”, “descarga” y a nivel de campo “riegos”.

Figura 1 AFORO El conocimiento de la variación del caudal que fluye por una determinada sección de un cauce natural es de suma importancia en los estudios histológicos. De acuerdo con la calidad y la cantidad de los registros de caudales necesarios en un estudio histológico, las

mediciones se pueden hacer de una manera continua o permanente o de una manera puntual o instantánea, las mediciones continuas de caudales requieren de la instalación de una estación medidora (limnimétrica) o de una estación registradora (limnigráfica). Las mediciones aisladas, puntuales o instantáneas, se realizan en determinados momentos en que se desee

conocer la magnitud de una corriente en particular.

Ingeniería Civil

1

C APÍTULO 1

1.1.2

MARCO TEÓRICO

  Importancia La medición o aforo de agua del río o de cualquier curso de agua es importante desde los

puntos de vista, como: • Saber la disponibilidad de agua con que se cuenta. • Distribuir el agua a los usuarios en la cantidad deseada. • Saber el volumen de agua con que se riegan los cultivos. • Poder determinar la eficiencia de uso y de manejo del agua de riego.

1.1.3

Tipos de aforos: Se producen cuando hay un encuentro de dos masas de aire, una caliente (color rojo) y otra

fría (color azul) y converge en zonas de bajas presiones (ciclones); las nubes más calientes son violentamente impulsadas a las partes más altas, donde pueden producirse la condensación y precipitación. 1.1.3.1 Aforos directos:

Con algún aparato o procedimiento medimos directamente el caudal. 1.1.3.2 Aforos indirectos:

Medimos el nivel de agua en el cauce, y a partir del nivel estimamos el caudal. 1.1.4

Medición de caudales. El conocimiento de la variación del caudal que fluye por una determinada sección de un cauce natural es de suma importancia en los estudios hidrológicos. De acuerdo con la calidad y la cantidad de los registros de caudales necesarios en un estudio hidrológico, las mediciones se pueden hacer de una manera continua o permanente o de una manera puntual o instantánea, las mediciones continuas de caudales requieren de la instalación de una estación medidora (limnimétrica) o de una estación registradora (limnigráfica). Las

mediciones aisladas, puntuales o instantáneas, se realizan en determinados momentos en que se desee conocer la magnitud de una corriente en particular.

1.2 Métodos de medición de aforos. 1.2.1

Medición Directa .  Aforos con molinete o correntómetro. • Método volumétrico. • Aforos químicos. • Aforos con trazadores radioactivos. • Aforos con flotadores. •

Ingeniería Civil

2

C APÍTULO 1

MARCO TEÓRICO

1.2.1.1 Aforos con molinete o correntómetro. La medida exacta de la velocidad se realiza con un molinete .Se mide la velocidad de la corriente en varios puntos de la misma vertical y en varias verticales de la sección del cauce

.A la vez se miden las velocidades se mide la profundidad en cada vertical y la anchura exacta del cauce y, lo que más nos permite establecer la sección con bastante precisión.

Figura 2 molinete o correntómetro 1.2.1.2 Método volumétrico. Se aplica generalmente en los laboratorios de hidráulica, ya que solo es funcional para pequeños caudales; sin embargo se pueden implementar también en pequeñas corrientes

naturales de agua.

Ingeniería Civil

3

C APÍTULO 1

MARCO TEÓRICO

Figura 3 Instalación para un aforo Volumétrico con vertedero. 1.2.1.3 Aforos químicos. Su fundamento es el siguiente: Arrojamos una sustancia de concentración conocida a un cauce, se diluye en la corriente, y aguas abajo tomamos muestras y las analizamos .Cuanto

mayor sea el caudal, más diluidas estarán las muestras recogidas.

Figura 4 Inyección y toma de muestras

Figura 5 Inyección a caudal consttante integración se vierte un volumen V la masa echada.

Ingeniería Civil

4

C APÍTULO 1

MARCO TEÓRICO

Integración se vierte un volumen V

¯ · C  = 0 V 

  T  Q

Q¯  =

−

la masa echada.

:

 T   V  · C 2 · dt  ≈ 0 Q·C 2 · dt  T 



 

  T V C C dt  ≈ ∆t V ∑C  i C 2i ·

0

·

·

2·

En ambos casos debe producirse homogeneidad. La distancia entra la inyección y la medida: 2

¯  = 0.13 ·  B H  · C go · (0.7 · C o + 6)  L donde: • L: longitud minima de buena mezcla. • B: Ancho del rio en(m). • H: Profundidad del rio(m). • Co: coeficiente de chezy. 1.2.1.4 Aforos con trazadores radioactivos.

En los aforos químicos y radioactivos, se inyecta una tasa constante qt, de la sustancia química, radioactiva o trazador, de concentración conocida, Cti, a la corriente cuyo caudal, Q, desee

determinarse y cuya concentración de la sustancia, Ca , en la corriente, también se conoce. A una distancia corriente abajo, suficientemente grande para asegurar que se han mezclado totalmente el trazador y el agua, se toman muestras de ésta, y se determina la concentración

de la sustancia química o radioactiva, Ct. Los trazadores radioactivos más usuales son: el Tritio (T, isótopo del Hidrógeno, con tres

protones).

Figura 6 Aforo con trazadores radioactivos.

Ingeniería Civil

5

C APÍTULO 1

MARCO TEÓRICO

1.2.1.5 Aforos con flotadores. Son los más sencillos de realizar, pero también son los más imprecisos; por lo tanto, su uso

queda limitado a situaciones donde no se requiera mayor precisión. Con este método se

pretende conocer la velocidad media de la sección para ser multiplicada por el área, y conocer el caudal, según la ecuación de continuidad. Q¯  = Velocidad ∗ rea

Para la ejecución del aforo se procede de la siguiente forma. Se toma un techo de la corriente de longitud L; se mide el área A, de la sección, y se lanza un cuerpo que flote, aguas arriba de primer punto de control, y al paso del cuerpo por dicho punto se inicia la toma del tiempo que dura el viaje hasta el punto de control corriente abajo. Como se muestra en la siguiente figura.

Figura 7 Q=Velocidad*Área.

Figura 8 Forma de medición

Figura 9 Sección y profundidad de medición Ingeniería Civil

6

C APÍTULO 1

1.2.2

MARCO TEÓRICO

Medición Indirecta .  Aforos con tubería. • Estaciones limnimétricas/ limnigráficas. • Vertederos. • Estaciones por resalto. • Presas y centrales hidroeléctricas. •

Ingeniería Civil

7

CAPÍTULO

1 2  ARRASTRE DE MATERIALES Y SEDIMENTOS .

2.1   Defición. Se da el nombre genérico de sedimentos a las partículas procedentes de las rocas o suelos y que son acarreadas por las aguas que escurren. Todos estos materiales, después de cierto acarreo finalmente son depositados a lo largo de los propios cauces, en lagos, en presas de

almacenamiento, en la planicie y hasta el mar.

Figura 1 Erosión hídrica por deslizamiento (deslaves) en laderas, transporte y depositación de sedimentos en cauces de ríos

2.2 Fuentes de sedimentos. Fuente principal principal: suelos y rocas que se encuentran en la cuenca Principales agentes de erosión y transporte: agua y viento. Pero en general LAS FUENTES SON NATURALES Y ARTIFICIALES: 2.2.1

  Fuentes Naturales. Erosión Erosión de la superficie superficie del terreno, terreno, Erosión Erosión del cauce

principal y sus tributarios y deslizamientos naturales del terreno.

Ingeniería Civil

8

C APÍTULO 2

2.2.2

ARRASTRE DE MATERIALES Y SEDIMENTOS .

  Fuentes Artificiales. Destrucción de la vegetación, sitios de construcción (vías de comunicación, ciudades), Ex-

plotación de minas y desechos urbanos e industriales.

2.3 Transporte de sedimentos por corrientes. Cuando el sedimento es transportado por el flujo se diferencian dos grandes grupos de

sedimentos: 2.3.1

Sedimento de lavado. partículas muy finas como limos y arcillas arcillas y que el agua transporta transporta en

suspensión suspensión 2.3.2

Sedimento de Fondo. partículas mayores a 0.062 mm y pueden ir dentro de la capa de fondo (arrastre) o en suspensión (según Einstein la capa de fondo es aquella cuya altura es igual a 2 veces el

diámetro de la partícula). El transporte de fondo depende de las características hidráulicas de la corriente (hidraulica fluvial) y en cambio un río puede transportar tanto material de suspensión como llegue a el,

independientemente de sus características hidráulicas.

2.4 Sedimentos de arrastre de fondo. se conocen hasta 17 ecuaciones para calcularlas. una de ellas es la meyer-peter y muller: 3/2 q¯ B =  8 Dm g1/2 ∆1/2



n n





RS  − ∆ Dm

3/2

0.047

donde: q B : Transporte unitario de sedimentos expresado en volumen ( m3 /s ∗ m)  Dm : Diámetro medio (m) y  y ∆: densidad relativa de las partículas dentro del agua ( ∆ = s y )  Dm : Diámetro medio (m)  ys , y: peso espeficico de las partículas y del agua r : radio hidráulico (m) s: pendiente hidráulica del escurrimiento n: número de manning  D90 : ndiámetro de la curva granulómetrica tal que el 90 porciento de las partículas son menores que este diámetro. −

n¯



1/6 D90

= 26

Ingeniería Civil

9

C APÍTULO 2

ARRASTRE DE MATERIALES Y SEDIMENTOS .

2.5 volumen de arrastre de fondo del cauce si llegara a depositarse. ¯ B =  B V  (1−n)

q b∆t 

donde: V : volumen sedimentado en ( m3 /s ∗ m) b: ancho del fondo del cauce, m ∆t :¯intervalo de tiempo η : porosidad del material depositado

2.6 Sedimentos en suspensión. Todas las corrientes llevan materiales suspendidos, los cuales tienden a tranquilizarse en el

fondo del canal, o bien dichas partículas llegan a un embalse donde su velocidad y turbulencia son reducidas. Las partículas pequeñas pueden permanecer en suspensión por un tiempo largo y algunas

veces cruzan la presa a través de compuertas, turbinas o vertedores Para determinar la cantidad de sedimentos suspendidos se realizan mediciones en las corrientes y dichas muestras son llevadas a un laboratorio. La muestra es filtrada para separar los sedimentos. Los sedimentos son secados y pesados expresando su concentración en el agua en unidades de en partes por millón (ppm). El programa bandas reporta concentraciones de

sedimentos en los ríos.

2.7 Relación caudal vs producción de sedimentos. forma matematica: Q¯ s =  aQn Q: caudal en (m3 /s) Qs : sedimentos transportados en ton

Ingeniería Civil

10

CAPÍTULO

1 2  PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO 3  

3.1 ubicación y acceso al lugar. El lugar de la prospección se localiza en el río Huatatas, jurisdicción del distrito de Tambillo, Provincia de Huamanga, región Ayacucho. El lugar del trabajo se ubica a una altura 2560

msnm, de en coordenadas UTM: Este 587792.92 m y Norte 8546731.05 m el cual se mostrara en la siguiente cuadros de imagen:

Figura 1 Ubicación del punto de aforo Departamento : Ayacucho. •Provincia : Huamanga. •Distrito : Tambillo. •Comunidad : Rumichaca. •Vía de acceso : Carretera Rumichaca -Yanamilla. •Horas de viaje : 15 minutos en auto. •

Ingeniería Civil

11

C APÍTULO 3

3.1.1

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

  Ubicación geográfica.

Figura 2 Mapa Departamental de Ayacucho

Figura 3 : Mapa Provincial de Huamanga

Figura 4 Vista en Google earth del recorrido de Ayacucho hacia Rumichaca aproximadamente una distancia de 7.54 Km.

3.2 El grupo de trabajo. Ingeniería Civil

12

C APÍTULO 3

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

Una vez identificado el lugar y el ambiente a trabajar el grupo decide utilizar el método más conocido y difundido por su facilidad de trabajo y por los equipos que se tienen a mano,

aunque el correntómetro es un equipo muy eficiente pues para este presente trabajo se realizó el método del FLOTADOR para lo cual si tenemos los materiales y a la vez es muy sencillo

de ejecutarlo.

Figura 5 Integrantes del Grupo

3.3 Tramo donde se realizará el trabajo. Seleccionamos El método de aforo por flotadores,la cual elegimos por que es un método de campo, sencillo y rápido para estimar el caudal de agua que pasa en una sección transversal del río. Con este método podremos calcular las velocidades superficiales de la corriente de

la seccion elegida,como flotador utilizamos elescobillón, botella de plástico (flotadores)y

cronómetro. que se puedan visualizar y cuya recuperación es de inmediato o en caso contrario o es necesario recuperarlo. Este método debería ser utilizado en forma provisional hasta que se adquiera o se utilice el

correntómetro.

Ingeniería Civil

13

C APÍTULO 3

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

Figura 6 Tramo considerado para el aforo

3.4 Obtención de datos en el tramo.  Largo del rio =20m con la wincha que se tiene procedemos a medir un tramo de  20m para poder calcular el tiempo en el que recorre dicho tramo el material que utilizaremos como flotador. •

Figura 7 longitud del tramo a trabajar  Ancho superficial del rio=7.10m en el tramo considerado procedemos a a medir la sección transversal del rio. •

Ingeniería Civil

14

C APÍTULO 3

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

Figura 8 Longitud transversal del tramo a trabajar

3.5 Medida de la velocidad . Una vez obtenidas las medidas del rio procedemos a medir la velocidad y area de la sección

del rio. 3.5.1

  Materiales. Para hallar la velocidad del rio hemos contado con flotadores como el escobillón, botella de

plástico y cronómetro. • para esto posicionamos dos compañeros uno antes del punto donde se marca como inicio y el otro para que registre cuando llega a los 20m, con sus respectivos cronómetros y el tercero suelta el flotador mucho más antes del punto de inicio.

Ingeniería Civil

15

C APÍTULO 3

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

Figura 9 Materiales usados en la prueva

3.6 Obtención de datos del tiempo con la botella y el escobillón como flotadores para mejor cálculo y poder hacer una comparación utilizamos diferentes materiales como

flotador, pero el trabajo será en el mismo tramo considerado.  con el escobillón(MADERA):

•

LANZAMIENTO TIEMPO(S) 1 25.51 2 24.69 3 26.33 4 27.07 4 25.86 6 26.76 7 24,99 8 26.98 9 27.65 10 25.73 Cuadro 1:  Tiempos con Flotador madera  con el frasco.

•

Ingeniería Civil

16

C APÍTULO 3

PROCEDIMIENTO DEL TRABAJO REALIZADO

LANZAMIENTO TIEMPO(S) 1 29.07 2 26.16 3 27.72 4 25.95 5 30.47 6 29.07 7 27.12 8 27.79 9 26.36 10 30.29 Cuadro 2:  Tiempos con Flotador frasco de plástico

3.7 Datos de las medidas obtenidas de la sección. para determinar la sección medimos las profundidades a Cada medio metro( 0.5m) la cual nos servirá para hallar la sección del Rio.

Figura 10 Integrantes del Grupo LONGIUD(cm) PROFUNDIDAD(m) 0 14.2 50 16.2 100 11.4 150 13.2 200 14.4 250 15.4 300 17.6 350 19.2 450 24.8 500 21.6 550 20.4 600 16.2 650 12.4 700 0.2 750 0 Cuadro 3:  longitud vs profundidad de la sección

Ingeniería Civil

17

CAPÍTULO

1 2  3   4  

OBTENCIÓN DE DATOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS

Las estimaciones que realizaremos sobre los sedimentos y el transporte de sedimentos en el río que escogimos y aguas arriba y aguas abajo de la cantera los realzaremos a base de una

toma de datos in situ con el instrumento que se muestra en las imágenes.

Figura 1 Instrumento para medir sedimentos arrastrados Con este instrumento pasamos a medir en cada punto los sedimentos que transporta el río.

4.1 Primer punto Aguas arriba(1Km) de la cantera Es notorio ve en las imágenes que el agua que se ve es cristalina y a la vez se puede observar que lleva pocos sedimentos a simple vista. •Altitud 2558 m •Zona 18 L •Este 587785.51 m •Norte 8546751.13 m

Ingeniería Civil

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C APÍTULO 4

OBTENCIÓN DE DATOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS

Figura 2 Obtención de sedimento arrastrado aguas arriba

4.2 Segundo punto Aguas abajo(4m) de la cantera Es notorio ve en las imágenes que el agua que se ve turbulenta a causa del lavado de los

materiales en las canteras vistas Altitud 2548 m •Zona 18 L •Este 587777.44m •Norte 8547137.33m •

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C APÍTULO 4

OBTENCIÓN DE DATOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS

Figura 3 Desperdicio producto del lavado del material En este punto medimos a unos metros aguas abajo de esta cantera para comparar que es lo

que pasa con estas experiencias.

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C APÍTULO 4

OBTENCIÓN DE DATOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTOS

Figura 4 Medida de sedimento arrastrado aguas abajo de la cantera

4.3 Tercer punto Aguas abajo(1 KM) de la cantera Es notorio ve en las imágenes que el agua que se ve turbulenta a causa del lavado de los

materiales en las canteras vistas Altitud 2548 m •Zona 18 L •Este 588018.84 m •Norte 8547324.03 m •

Figura 5 Desperdicio producto del lavado del material aguas abajo(1 Km)

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CAPÍTULO

1 2  CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL AFORO 3   4   5   

5.1 Promedio de tiempos con los datos que se obtuvieron, se procede a determinar el promedio aritmético de los tiempos registrados. • con el escobillón(MADERA): 1 · 10 t   =  28seg t¯  f rasco = n1  · ∑ni=1 t i  = 10 ∑i=1 i

 con el frasco.

•

1 · 10 t   =  26.16seg. t¯madera    = n1  · ∑ni=1 t i  = 10 ∑i=1 i

de estos dos datos sacamos el promedio aritmético aunque esto no fuera así. .16seg. t¯ promedio    = 28seg+26 = 27.08seg 2

5.2 Cálculo del área de la sección del rio en AUTOCAD Con los datos tomados en campo, procedemos a dibujar en AutoCAD, obteniendose una serie de puntos que uniremos con el comando SPLINE (interpola dichos puntos determinado una

curva que representara el relieve del fondo del rio), posteriormente teniendo ya la región

(comando REG) para determinar el área de la sección se usó el comando LIST (comando en el que se detallan las características del objeto, como área, perímetro, etc.

Figura 1 Sección del rio en Autocad

5.3 Cálculo del caudal del rio Con estos resultados hallamos la velocidad y caudal del rio.

Ingeniería Civil

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C APÍTULO 5

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL AFORO

 velocidad: m ¯ Velocidad   = d t  = 2720 .08seg = 0.74m/s •

 caudal: Q¯  =  velocidad · area = 0.74m/s · 1.1024m2 = 0.8158 m3 /s •

considerando un coeficiente de fricción del fondo del rio Q¯  = (Caudal) · (Coe ficiente de f riccin) Q =

0.8158m3/s

·

(0.8)

Q = 0.6526m3 /s

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CAPÍTULO

2 3  4   5    6   

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

6.1 Material obtenido en Primer punto Aguas arriba(1Km) de la cantera Este sedimento es a casi un kilómetro aguas arriba el cual estaba 10 minutos en el rio y se

obtuvo esta cantidad de sedimento.

Figura 1 Material sedimento Aguas arriba(1Km)

6.2 Material obtenido en segundo punto Aguas abajo(4m) de la cantera Este sedimento es a casi 4m aguas abajo el cual estaba 10 minutos en el rio y se obtuvo esta

cantidad de sedimento la cual es alarmante.

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C APÍTULO 6

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

Figura 2 Material sedimento Aguas abajo(4m)

6.3 Material obtenido en Primer punto Aguas abajo(1Km) de la cantera Este sedimento es a casi un kilómetro aguas abajo el cual estaba 10 minutos en el rio y se

obtuvo esta cantidad de sedimento en la cual la turbulencia aún sigue.

Figura 3 Material sedimento Aguas abajo(1Km) Ingeniería Civil

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C APÍTULO 6

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

6.4 Análisis en y pesaje En laboratorio

Figura 4 Material sedimento Aguas arriba punto 1arena gruesa y algas  Al medir en laboratorio el pesaje del sedimento aguas arriba, nos da un peso de 3gramos.

•

El material que contiene de arriba es arena combinado con algas casi en igual parte, notán-

•

dose que el grano arrastrado es mucho más grueso incorporación de las de aguas abajo.

Figura 5 Material sedimento Aguas abajo punto2 limo y algas

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C APÍTULO 6

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

Figura 6 Material sedimento Aguas abajo punto 3 limo y malesas el q esta en la chancadora es de 7 gramos • el q esta un 1 km aguas abajo es de 5.5 gramos es un poquito menos q el de la chancadora. •

se puede notar que a pesar de que la distancia es de 1 km el sedimento y la contaminación

•

que se genera sigue afectando el de una manera negativa el lugar. los materiales arrastrados son limo y arcilla mas no sedimentos gruesos, esto quiere decir

•

que hay una alteración.

Ingeniería Civil

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C APÍTULO 6

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

CONCLUSIONES •

•

•

•

•

La diferencia de tiempos que se obtuvieron en el aforo del rio se debe a fenómenos

como el viento que hace que el frasco demore un poco más que el flotador(madera). El método elegido finalmente no es la adecuada, y que está llena de errores debido a los factores que alteran. La explotación de los materiales de construcción que se sacan de los ríos hace un daño en el presente y en el futuro la ecología.  Los daños que generan las explotaciones de material agregado en el presente es la

contaminación del medio ambiente ya que enturbian el río aguas abajo a la vez genera un impacto ambiental negativo como el ruido y más aún al agua al segregar sustancias tóxicas producto del lavado de los materiales y desechos de combustibles. El impacto negativo que causa la explotación inadecuada de materiales de construcción es el acarreo excesivo de materiales aguas arriba la cual genera a la larga alteraciones la ortografía y a la vez excavaciones en la edificaciones como los puentes.

Ingeniería Civil

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C APÍTULO 6

CÁLCULOS Y RESULTADOS DEL ARRASTRE DE SEDIMENTO

RECOMENDACIONES •

si se usa el método del flotador se recomienda que se un corcho .

•

por otra parte se recomienda que el método económico sería el de la tinta aunque esta

•

se disipa de inmediato la cual se puede evitar si es un colorante aceitoso. se recomienda a las empresas que se encargan de la explotación de los agregados en los ríos hacer un estudio de impacto ambiental y hacer un control de decantación de las

aguas antes de echar al curso del río. •

 por parte de la universidad, debería disponer con todos los materiales de laboratorio

para hacer los trabajos de investigación como es la medida de sedimentos arrastrados.

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