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DETERMINACION DEL TRANSPORTE DE FONDO DE SEDIMENTOS DETERMINACION DE LOS PARÁMTROS Cota mayor Cota menor Logitud del rio

3540 m 3442 m 4720 m

Pendiente S, I.

0.021

Caudal maxima avenida

5.300 m3/s

Base del rio promedio b

3.000 m

Calculo del tirante del rio con ecuacion de Maning Rugosidada de maning para tierra

0.05

1.96296296 h=

= 0.9

1.9637538615 m

DATOS DE ENTRADA Profundidad del rio (m)

h=

0.900

Velocidad del rio a una profundidad promedio (m/s)

u=

1.963

Pendiente de energia

I=

0.020763

Tamaño medio de la particula del material de fondo

dm =

2000

0.002

Tamaño de la particula para 30 %

(μm)

d30 =

1300

0.0013

Tamaño de la particula para 50 %

(μm)

d50 =

1800

0.0018

d90 =

3000

0.003

ρs =

2650

Densidad del agua kg/m3

ρ =

1000

Aceleracion de la gravedad

g=

9.81

Tamaño de la particula para 90 % Densidad del material kg/m3

(μm)

Densidad Relativa ρs/ρ

S=

2.65

Viscocidad cinematica

γ=

0.000001 m2/s

CALCULO DEL TRANSPORTE DE FONDO Según Meyer Peter Muller Coeficiente de Chezy

C=

u/(h I)^0.5

14.36 m^0.5/s

Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/d90)

Factor de forma

μ=

Parametro de mobilidad de la particula

θ' = μ*hI/(s-1)dm

0.6016

Parametro de transporte de carga

φb = 8(θ' - 0.047)^1.5

3.3044

Volumen de transporte de Carga

qb = φb((s-1) g)^0.5 * dm^1.5

0.0012 m2/s

64.0134

(C/C')^1.5

0.1062

Según Bagnold Fuerza tractiva

τb = ρg h I

183.313983051

Tangente de β

tang β = I

0.0207627119

cos β

1

Coeficiente de firccion dinamica

tang φ

0.6

Factor de eficiencia

eb =

0.1

Volumen de transporte de Carga

qbc =

eb * τb * u (ρs - ρ) g cos β ( tan φ - tan β)

0.003838

Según Van Rijn Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/3*d90)

55.4253

cortante de fondo efectiva (N/m2)

τb,c = ρg ( u /C')^2

12.3049

cortante de fondo critica según Shields N/m2

τ'b,cr

1.2000

Parametro de cortante de fondo

T = (τ'b - τb,cr)/τb,cr

9.2541

Parametro de la particula

D* = d50 ((s-1)g/γ^2)^1/3

45.5327

como T >= 3 se utiliza la ecuacion qb,c =0 .053(s-1)^0.5 g^0.5 d50^1.5 D*^-0.3 T^2.1

0.0006 m2/s 0.0016622049

Determinacion del arrastre de sedimentos en fuertes pendientes. Utilizando la ecuacion de Meyer Peter tenemos Datos de granulometria di (μm)

%

300 750 1500 2500 3500 4500 5500

0.3 0.22 0.23 0.1 0.08 0.05 0.02 dm =

pi * di 90 165 345 250 280 225 110 1465

Valor de transporte

Paramoetro de mobilidad

5.663

Cortante de fondo critica del grafico según Shields N/m2 con d50

1.2

Paramoetro de mobilidad critica

0.041

Coeficiente de chezy

C=

14.36

Coeficiente de gradiacion sediment

σ=

1.182

Φb =

28.361

qb =

3.67E-06

Valor de transporte Volumen de carga de transporte m2/s

Volumen real

Qs=

Volumen por dosaño

Qs=

1.10E-05 m3/s 685.39 m3/2años

m2/s

51701.22193 m3

DETERMINACION DEL TRANSPORTE DE FONDO DE SEDIMENTOS CUENCA PATY PATY COMPARACION CON OTRO PROYECTO DETERMINACION DE LOS PARÁMTROS Cota mayor Cota menor Logitud del rio

3540 m 3442 m 4720 m

Pendiente S, I.

0.120

Caudal maxima avenida

2.110 m3/s

Base del rio promedio b

20.000 m

Calculo del tirante del rio con ecuacion de Maning Rugosidada de maning para tierra

0.05

1.29447853 = h = 0.0815

1.295315577 m

DATOS DE ENTRADA Profundidad del rio (m)

h=

0.082

Velocidad del rio a una profundidad promedio (m/s)

u=

1.294

Pendiente de energia

I=

0.120000

Tamaño medio de la particula del material de fondo

dm =

1593

0.001593

Tamaño de la particula para 30 %

(μm)

d30 =

670

0.00067

Tamaño de la particula para 50 %

(μm)

d50 =

900

0.0009

d90 =

2200

0.0022

ρs =

2520

Densidad del agua kg/m3

ρ =

1000

Aceleracion de la gravedad

g=

9.81

Tamaño de la particula para 90 % Densidad del material kg/m3

(μm)

Densidad Relativa ρs/ρ Viscocidad cinematica

S= γ=

2.52

0.000001000 m2/s

CALCULO DEL TRANSPORTE DE FONDO Según Meyer Peter Muller Coeficiente de Chezy

C=

u/(h I)^0.5

Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/d90)

Factor de forma

μ=

Parametro de mobilidad de la particula

θ' = μ*hI/(s-1)dm

0.5813

Parametro de transporte de carga

φb = 8(θ' - 0.047)^1.5

3.1244

Volumen de transporte de Carga

qb = φb((s-1) g)^0.5 * dm^1.5

0.0008 m2/s

(C/C')^1.5

13.09 m^0.5/s 47.6625 0.1439

Según Bagnold Fuerza tractiva

τb = ρg h I

Tangente de β

tang β = I cos β

95.9418 0.12 1

Coeficiente de firccion dinamica

tang φ

0.6

Factor de eficiencia

eb =

0.1

Volumen de transporte de Carga

qbc =

eb * τb * u (ρs - ρ) g cos β ( tan φ - tan β)

0.001735

Según Van Rijn Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/3*d90)

39.0743

cortante de fondo efectiva (N/m2)

τb,c = ρg ( u /C')^2

10.7665

cortante de fondo critica según Shields N/m2

τ'b,cr

1.2000

Parametro de cortante de fondo

T = (τ'b - τb,cr)/τb,cr

7.9721

Parametro de la particula

D* = d50 ((s-1)g/γ^2)^1/3

22.1520

como T >= 3 se utiliza la ecuacion qb,c =0 .053(s-1)^0.5 g^0.5 d50^1.5 D*^-0.3 T^2.1

0.0002 m2/s 0.0034127655

Determinacion del arrastre de sedimentos en fuertes pendientes. Utilizando la ecuacion de Meyer Peter tenemos Datos de granulometria di (μm)

75 150 300 600 1180 2360 4750 9415

%

0.00796601 0.01593202 0.03186405 0.06372809 0.12533192 0.25066383 0.50451407 dm =

pi * di 0.5975 2.3898 9.5592 38.237 147.89 591.57 2396 1593

Valor de transporte

Paramoetro de mobilidad

4.039

Cortante de fondo critica del grafico según Shields N/m2 con d50

0.5

Paramoetro de mobilidad critica

0.037

Coeficiente de chezy

C=

13.09

Coeficiente de gradiacion sediment

σ=

1.268

Φb =

47.789

qb =

2.88E-06

Valor de transporte Volumen de carga de transporte m2/s

Volumen real

Qs=

5.76E-05 m3/s

Volumen por año

Qs=

1791.97 m3/2años

SEDIMENTOS EN SUSPENSION u= 1.55 m/s h= 12.05 m I= 0.000076 d35 = 350 um d50 = 400 um d90 = 1500 um ρs = 2650 kg/m2 ρ= 1000 kg/m3 v= 0.000001 m2/s σs = 2.5 PARAMETROS PARA EL CALCULO

0.00035 0.0004 0.0015

Cortante de fondo

8.98 N/m2

Velocidad de corte de fondo

0.095 m/s

Coeficiente de Chezy

51.22 m1/2/s

Rugosidad Efectiva

0.21 m

Parametro tamaño de la particula

10.12

Cortante de fondo critica según grafico de Sheilds

0.23 N/m2

Para Van Rijn Coeficiente de Chezy para grano

81.13 m1/2/s

Cortante de fondo para grano

3.6 N/m2

Parametro T

14.57

Referencia de concentración Van Rijn

0.0008

2.14

Tamaño de sedimento en suspensión

331.16

0.0003

Fall Velocity en funcion a ds de grafico

ws =

0.049 m/s

k = 0.4

co = 0.65

1.53 0.842

0.101 Numero desuspension

0.944

METODO DE BAGNOLD Factor de eficiencia relativa de carga de suspension Factor de eficiencia relativa de carga de fondo Caudal en m2/s por densidad para Kg/ms

es = eb = =

qs =

0.02 0.1 0.00049 m2/s

1.30 kg/ms

METODO DE VAN RIJN Referencia de elevacion a = ks

a=

0.21 m

factor shape

=

0.055

Caudal en kg/sm

=

2.210 Kg/sm

qs =

0.00083 m2/s

m2/s

106150.658 m3

Kg/m3 m

DETERMINACION DEL TRANSPORTE DE FONDO DE SEDIMENTOS DETERMINACION DE LOS PARÁMETROS Cota mayor Cota menor Logitud del rio

4283 m 4246 m 605 m

Pendiente S, I.

0.061

Caudal maxima avenida

2.110 m3/s

Base del rio promedio b

20.000 m

Calculo del tirante del rio con ecuacion de Maning Rugosidada de maning para tierra

0.05

1.05711423 = h = 0.0998

1.0571379944 m

DATOS DE ENTRADA Profundidad del rio (m)

h=

0.100

Velocidad del rio a una profundidad promedio (m/s)

u=

1.057

Pendiente de energia

I=

0.061157

Tamaño medio de la particula del material de fondo

dm =

1593

Tamaño de la particula para 16 %

(μm)

d16 =

440

Tamaño de la particula para 30 %

(μm)

d30 =

670

Tamaño de la particula para 35 %

(μm)

d35 =

700

Tamaño de la particula para 50 %

(μm)

d50 =

900

Tamaño de la particula para 84 %

(μm)

d84 =

1900

d90 =

2200

Tamaño de la particula para 90 %

(μm)

Densidad del material kg/m3

ρs =

2520

Densidad del agua kg/m3

ρ =

1000

Aceleracion de la gravedad

g=

9.81

Densidad Relativa ρs/ρ

S=

2.52

Viscocidad cinematica

γ=

0.000001 m2/s

σs =

2.08

CALCULO DEL TRANSPORTE DE FONDO Según Meyer Peter Muller Coeficiente de Chezy

C=

u/(h I)^0.5

Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/d90)

Factor de forma

μ=

Parametro de mobilidad de la particula

θ' = μ*hI/(s-1)dm

0.3630

Parametro de transporte de carga

φb = 8(θ' - 0.047)^1.5

1.4214

Volumen de transporte de Carga

qb = φb((s-1) g)^0.5 * dm^1.5

0.0003

(C/C')^1.5

13.53 49.2460 0.1440

Según Bagnold Fuerza tractiva

τb = ρg h I

59.8750512397

Tangente de β

tang β = I

0.0611570248

cos β

1

Coeficiente de firccion dinamica

tang φ

0.6

Factor de eficiencia

eb =

0.1

Volumen de transporte de Carga

qbc =

eb * τb * u (ρs - ρ) g cos β ( tan φ - tan β)

Según Van Rijn Coeficiente de chezy del grano relativo

C' = 18 log(12h/3*d90)

40.6578

cortante de fondo efectiva (N/m2)

τb,c = ρg ( u /C')^2

6.6317

cortante de fondo critica según Shields N/m2

τ'b,cr

1.2000

Parametro de cortante de fondo

T = (τ'b - τb,cr)/τb,cr

4.5264

Parametro de la particula

D* = d50 ((s-1)g/γ^2)^1/3

22.1520

como T >= 3 se utiliza la ecuacion qb,c =0 .053(s-1)^0.5 g^0.5 d50^1.5 D*^-0.3 T^2.1

0.0001 0.0010396468

SEDIMENTOS DE FONDO PARA FUERTES PENDIENTES Datos de granulometria % pasa

di mm

99.9 94.6 66.2 25.9 5.1 0.8 0.3

4.76 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

%

pi * di 5.3 252.28 28.4 670.24 40.3 475.54 20.8 124.8 4.3 12.9 0.5 0.75 0.3 0.225 dm= 1537

Valor de transporte

Paramoetro de mobilidad

2.521

Cortante de fondo critica del grafico según Shields N/m2 con d50

0.5

Paramoetro de mobilidad critica

Coeficiente de chezy

0.037

C=

13.53

Coeficiente de gradiacion sediment

σ=

1.268

Φb =

16.162

qb =

9.74E-07

Volumen real

Qs=

1.95E-05

Volumen por año

Qs=

606.05

Valor de transporte Volumen de carga de transporte m2/s

SEDIMENTOS EN SUSPENSION u= 1.057 m/s h= 0.100 m I= 0.061157 d35 = 700 um d50 = 900 um d90 = 2200 um ρs = 2520 kg/m2 ρ= 1000 kg/m3 v= 0.000001 m2/s σs = 2.08 PARAMETROS PARA EL CALCULO

0.0007 0.0009 0.0022

Cortante de fondo

59.88

Velocidad de corte de fondo

0.245

Coeficiente de Chezy

13.53

Rugosidad Efectiva Parametro tamaño de la particula Cortante de fondo critica según grafico de Sheilds

0.21 22.15 0.5

Para Van Rijn Coeficiente de Chezy para grano Cortante de fondo para grano Parametro T

40.66 6.6 12.26

Referencia de concentración Van Rijn

0.0011

Tamaño de sedimento en suspensión

764.04

Fall Velocity en funcion a ds de grafico d50 k = 0.4

ws =

co = 0.65

0.1 1.33 0.766

0.094 Numero desuspension

0.860

METODO DE BAGNOLD Factor de eficiencia relativa de carga de suspension Factor de eficiencia relativa de carga de fondo

es = eb =

0.02 0.1

=

0.00228

qs =

5.76

a=

0.21

factor shape

=

#VALUE!

Caudal en kg/sm

=

#VALUE!

qs =

#VALUE!

Caudal en m2/s por densidad para Kg/ms

METODO DE VAN RIJN Referencia de elevacion a = ks

0.001593 0.00044 0.00067 0.0007 0.0009 0.0019 0.0022

m^0.5/s

m2/s

0.000788 m2/s

m2/s 32337.17449 m3

m3/s m3/2años

N/m2 m/s m1/2/s m

N/m2

m1/2/s N/m2

2.72 Kg/m3 0.000764 m m/s

m2/s

kg/ms

m

Kg/sm m2/s

0.045697216

CONSULTORA RIEGO - MED S.R.L.

MEMORIAS DE CALCULO

ARRASTRE DE SEDIMENTOS DE FONDO Y DE SUSPENSION PARÁMETROS DEL CAUCE DEL RÍO. Cota mayor Cota menor Logitud del rio Pendiente S, I.

4283 m 4246 m 605 m 0.061157

0.05

Caudal maxima avenida

5.307 m3/s

Base del rio promedio b

4m

Calculo del tirante del rio con ecuacion de Maning Rugosidada de maning para tierra

0.05

2.674 = 2.674 h = 0.4962 m DATOS DE ENTRADA Tirante del rio (m) Velocidad del rio a una profundidad promedio (m/s) Pendiente de energia

h= u= I=

Características de la particula Tamaño medio de la particula del material de fondo Tamaño de la particula para 16 % (μm) Tamaño de la particula para 30 % (μm) Tamaño de la particula para 35 % (μm) Tamaño de la particula para 50 % (μm) Tamaño de la particula para 84 % (μm) Tamaño de la particula para 90 % (μm)

dm = d16 = d30 = d35 = d50 = d84 = d90 =

Otras Características Densidad del material kg/m3 Densidad del agua kg/m3 Aceleracion de la gravedad Densidad Relativa ρs/ρ

ρs = ρ = g= S=

25

0.496 m 2.674 m/s 0.061157

6852 0.0068524 m 480 0.00048 m 1000 0.001 m 1350 0.00135 m 2450 0.00245 m 9500 0.0095 m 10400 0.0104 m

1742 1000 9.81 1.742

ESTUDIO T.E.S.A. EL TAMBO

CONSULTORA RIEGO - MED S.R.L.

MEMORIAS DE CALCULO

Datos de granulometria % pasa

di mm

100 97 95.6 84.4 71 43.5 13.7 2.4

38.1 25.4 19 9.5 4.75 2 0.43 0.08

%

pi * di 3 1143 1.4 355.6 11.2 2128 13.4 1273 27.5 1306 29.8 596 11.3 48.59 2.4 1.92 dm= 6852

Viscocidad cinematica

γ=

0.000001 m2/s

σs =

4.49

SEDIMENTOS DE FONDO EN FUERTES PENDIENTES Utilizando la ecuacion de Meyer Peter tenemos Valor de transporte

Paramoetro de mobilidad

5.968

Cortante de fondo critica del grafico según Shields N/m2 con d50

1.53

Paramoetro de mobilidad critica

0.086

Coeficiente de chezy

C=

15.35

Coeficiente de gradiacion sediment

σ=

1.597

Φb =

84.155

Valor de transporte

qb =

Volumen de carga de transporte m2/s Volumen real

Qb=

26

1.97E-04 7.88E-04 m3/s

ESTUDIO T.E.S.A. EL TAMBO

CONSULTORA RIEGO - MED S.R.L.

MEMORIAS DE CALCULO

Volumen por 10 años

Qb=

49,724.53 m3

SEDIMENTOS EN SUSPENSION u= 1.848 m/s h= 0.718 m I= 0.020 PARAMETROS PARA EL CALCULO Cortante de fondo

140.87 N/m2

Velocidad de corte de fondo

0.375 m/s

Coeficiente de Chezy

15.42 m1/2/s

Rugosidad Efectiva

1.20 m

Fall Velocity en funcion a ds de grafico

ws =

0.25 m/s

es = eb =

0.01 0.2

METODO DE BAGNOLD Factor de eficiencia relativa de carga de suspension Factor de eficiencia relativa de carga de fondo Sedimentos en suspension m2/s

0.0025 m2/s Volumen por 10 años

=

0.010132 m3/s

Qs = 52,522.86 m3

TRANSPORTE TOTAL Transporte de fondo Transporte en suspension

49,724.53 m3 52,522.86 m3 Total

102,247.39 m3

27

ESTUDIO T.E.S.A. EL TAMBO