Problemas de Transporte de Sedimentos

 

 

Guía de Problemas de Transporte de sedimentos Problema Nº 1:

Determinar la velocidad de caída de una partícula de cuarzo cuyo tamaño es 0,346 mm. La temperatura del agua es de 18 ºC. Problema Nº 2:

Determinar cuál es la distribución teórica más apropiada para representar la distribución granulométrica de la siguiente muestra de sedimentos. Determinar además

d50, d16, d84 y σ.  Problema Nº 3:

En un río de montaña muy ancho se desea conocer la posibilidad de que las crecidas pongan en movimiento el material muy grueso del lecho, para el que se ha estimado d50 = 100 mm. En la sección de estudio se ha aplicado la fórmula de Manning (con n = 0,040 y S = 1,7 %) para deducir los tirantes con que circularían caudales con distintos periodos de retorno. Con los datos de la tabla se pregunta si habrá o no transporte general de sedimentos. Señalar en un ábaco de Shields los puntos representativos del cálculo. T (años) 10 50 100 500 Problema Nº 4:

Q (m3/s) 336 532 616 803

y (m) 2,90 3,65 3,95 4,55

V (m/s) 5,30 6,25 6,50 7,00

Se cuenta con los siguientes datos correspondientes a un tramo del arroyo Leyes, provincia de Santa Fe, el cual posee un lecho arenoso. Se pide separar del tirante total la parte debida a las resistencias por fricción de grano y por formas de fondo. d50 = 0,35 mm S = 0,04 % y = 2,90 m q = 4,4 m2/s

 

  Problema Nº 5:

Se tiene un tramo rectilíneo de un río y se desea conocer la capacidad de transporte por arrastre en el fondo y el transporte total de material de fondo; se evaluará la aplicabilidad de cada una de las ecuaciones estudiadas, realizando el cálculo correspondiente. Para ello se cuenta con los siguientes datos: Q = 108 m3/s B = 90 m y=1m S = 0,07 % Temperatura del agua: 20 º C d50 = 0,32 mm d84 = 0,41 mm Inferir el transporte de material de fondo en suspensión. Redactar una conclusión a partir de los resultados obtenidos.  Problema Nº 6:

Una campaña de aforos arrojó los siguientes valores de velocidades y concentraciones de sedimentos en suspensión a distintas profundidades donde el tirante era 3,60 m. Profundidad (m) 0,0 1,0 2,0 3,0 3,4

V (m/s) C (mg/l) 0,364 20,9 0,332 28,6 0,276 32,9 0,216 0,112

46,2 48,3

Se pide determinar el caudal sólido en suspensión expresado en g/s y en t/año. El ancho del río es 200 m. Dibujar los perfiles de velocidad y concentración. Problema Nº 7:

En base a los datos del ejercicio 5, determinar la capacidad de transporte de material de fondo en suspensión, utilizando un perfil logarítmico de velocidades, el método de Rouse y de García – Parker. Comparar con los resultados inferidos en el ejercicio 5 y enunciar conclusiones.  Problema Nº 8:

Dimensionar un canal sin revestimiento, para que no se produzcan erosiones ni sedimentaciones, en base a las ecuaciones de la Teoría del Régimen. Comparar las secciones obtenidas. Seleccionar la más apropiada, justificando. Determinar el punto representativo de la condición de escurrimiento en la gráfica de Shields. Enunciar conclusiones. Q = 7 m3/s S0 = 0,02 % d50 = 0,3 mm Problema Nº 9:

Se desea conocer el volumen de sedimentos a acumular por un embalse al final de su vida útil (100 años). Este embalse se halla aguas abajo del tramo de río de los ejercicios 5 y 7. Se supone que la carga de lavado, representada esencialmente por limos, es dos veces la carga en suspensión del material del fondo. Por otro lado la precipitación media anual en la cuenca (de 600 km2) es de 680 mm. El coeficiente de escorrentía de la misma es de 0,12. El volumen de embalse en condiciones de operación normal es de 27 Hm3. No se prevén operaciones de vaciado del embalse frecuentes.

 

  Probl ema Nº 10:

Determinar en cuánto tiempo se colmatará de sedimento la presa, cuyos datos se adjuntan. Se puede considerar que la carga en suspensión del río es nula. Datos:  Area de la cuenca: 1700 km km2  Coeficiente de escorrentia: 0,08 Precipitación media anual: 800 mm Operaciones de desembalse muy poco frecuente. Cota labio vertedero: 844 Curva cota – volumen del vaso: H (m.s.n.m.) 814 820 825 830 835 840 844 847 Pendiente longitudinal del río: 8 mm/m  Ancho del río: 50 m

V(Hm3) 0 0,8 2,9 5,7 9,2 12,8 14,7 23,2

n de Manning: 0,032 Caudal de cálculo: 18 m3/s Diámetro mínimo del material del lecho: 0,3 mm Diámetro medio del material del lecho: 2 mm

Problema Nº 11:

Verificar por el método de la fuerza tractiva el canal trapecial de los

siguientes datos: Q= 25 m³/s S0= 1 m/km n= 0.021 D= 2 mm; grano levemente angular Carga de sedimentos en suspensión baja

Problema Nº 12:

Verificar por el método de la fuerza tractiva el canal trapecial de los

siguientes datos: Q= 18 m³/s S0= 30 cm/km n= 0.018 D= 5 mm; grano moderadamente angular Problema Nº 13:

Verificar por el método de la fuerza tractiva el canal trapecial de los

siguientes datos: Q= 37 m³/s S0= 20 cm/km n= 0.019 D= 7 mm; grano muy angular