Cálculo del coeficiente de rugosidad "n" para canales trapezoidales con presencia de sedimento (Ø = 0.05 mm)
Calculation of the roughness coefficient n for trapezoidal channels with sediment presence (Ø = 0.05 mm)
DOI:
https://doi.org/10.54167/tch.v11i2.159Keywords:
cfd, water discharge, weighted roughness coefficient, sedimentAbstract
In natural conduits and in artificial channels, it is common to find that the physical characteristic of the extracted water is altered by the presence of sediment in the flow, the deposit of said particles on the bottom and walls of the conduction causes that the value of the Wet perimeter roughness would be modified. For to calculate the velocity or flow rate of such flows with empirical equations such as Chezy-Manning requires that this physical change would be considered when the roughness coefficient «n» of the cross-section of the channel would be calculated. The present study had as objective to calculate the roughness coefficient in a channel with presence of sediment. The work was done in the trapezoidal channel of the hydraulic laboratory of the campus of the National University of Loja. It was divided into 3 sections, one without sediment (beginning), the second with presence of sediment (middle part) and a control section through a 90º weir (final part). For them, two methodologies were applied: i) the roughness coefficient weighted with the equation of Horton-Einsten and ii) the graphical method with the relation between the function ᵩ(R/k) and the value of the diameter of the particles (k). As a result, it was determined that, the roughness coefficient can be expressed as a function of the diameter of the sediment particles. With the new value of «n» in the Manning equations, the velocity and flow values were closer to those measured with the current meter.
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References
Acosta, E. & V. Jerson. 2016. Evaluación hidrológica-hidràulica de la ciudadela El Recreo en el cantón Duran para el control de Inundaciones. (Tesis, Universidad de Guayaquil.) http://repositorio.ug.edu.ec/handle/redug/15114
Ahmad, N. A., S. Iswal, Z. Ali, A. M. Mat & S. Musa. 2017. Effect Of Flow Resistance In Open Rectangular Channel. MATEC Web Conf. http://doi.org/10.1051/matecconf/20179701107
Alatorre, L. C. 2010. Erosión del suelo y fuentes de sedimento en la cuenca del río Ésera (Pirineo Central) Análisis espacial y dinámica temporal mediante técnicas de simulación y teledetección. (Tesis, Universidad de Zaragoza). http://hdl.handle.net/10261/34738
Álvarez, C., A. Álvarez, R. Quintana & M. Martínez. 2007. Análisis de áreas deforestadas en la región centro-norte de la Sierra Madre Occidental, Chihuahua, México. TECNOCIENCIA Chihuahua 1(1), 36–43. https://doi.org/10.54167/tecnociencia.v1i1.35
Basile, P., G. Riccardi, & H. Stenta. 2005. Modelación de la producción de sedimentos a escala de cuenca en el sistema de la producción. XX Congreso Nacional del Agua. https://www.fceia.unr.edu.ar/curiham/es/wp-content/uploads/2018/11/Pedro-Abel-Basile_CNA-2005_2.pdf
Bustamante, M. & J. L. Alvarez. 2011. Determinación de las zonas vulnerables a erosión hídrica en la cuenca alta del río catamayo por medio de sistemas de información geográfica. (Tesis, Universidad Nacional de Loja). https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/5767
Bustos, P. & J. Montoya. 2015. Desarrollo de software parala comparación de la velocidad de un canal abierto utilizando el factor de fricción de Darcy-Weisbach y la ecuación de Manning. (Tesis, Universidad Distrital Francisco Jose de caldas). https://repository.udistrital.edu.co/handle/11349/2124
Caballero, L. A., A. Rimmer, Z. M. Easton & T. S. Steenhuis. 2012. Rainfall runoff relationships for a cloud forest watershed in Central America: Implications for water resource engineering . Journal of the American Water Resources Association. 48(5): 1022–1031. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2012.00668.x
Castillo, L., J. P. Martin & M. Marin. 2009. Coeficientes de resistencia, transporte de sedimentos y caudal dominante en regiones Semiáridas. I Jornadas de Ingeniería del Agua, Madrid. Capítulo Español Asociación Internacional Ingeniería e Investigación Hidráulica-CEDEX. http://hdl.handle.net/10317/10804
Chow, V. T. 1982. Hidraúlica De Canales Abiertos. McGraw-Hill. ISBN 9586002284
Crespo, P., R., Célleri, B. Ochoa, I. Cárdenas, V. Iñiguez & P. Borja. 2014. Impactos del Cambio de uso de la tierra sobre la hidrología de los páramos húmedos andinos. En Avances en Investigación para la conservación de los páramos andinos. CONDESAN. https://tinyurl.com/2ess8zsx
Delgado, M. I., F. Gaspari & G. Senisterra. 2013. Tendencia de cambio espacio - temporal del escurrimiento superficial en una cuenca serrana. TECNOCIENCIA Chihuahua 7(2): 99–109. https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia/article/view/664
Fahmy, M. R. 2015. Effect of sediment deposition on the ef fi ciency of Fayoum weir. Flow Measurement and Instrumentation. 46(Part A):133–138. http://doi.org/10.1016/j.flowmeasinst.2015.10.015
García, T. & A. Montoya. 2006. Monitoreo de la cuenca hidrográfica del canal de Panamá. Comisión Interinstitucional de la Cuenca Hidrográfica del Canal de Panamá.
G.U.N.T Hamburg. 2015. Laboratorio de Hidráulica. Ingenierìa Hidràulica. Transporte de sedimento.
Junes, D. 2012. Sedimentación del reservorio poechos y propuesta de alternativas para su afianzamiento. Piura. https://tinyurl.com/4pybauve
Lopez, R. 2002. Métodos para la determinación del coeficiente de resistencia al flujo en cauces de rugosidad heterogénea. Montes: revista de ámbito forestal 69:11-17. http://hdl.handle.net/10459.1/46547
Mahapatra, S., K. Patra & A. Pradhan. 2016. Flow Analysis and Its Prediction Methods for Compound Channels. ISH-Hydro 2016 International Conference. http://dspace.nitrkl.ac.in/dspace/bitstream/2080/2590/1/2016_ISH-Hydro_SMahaptra_Flow.pdf
Mejía, D. 2009. Variabilidad Temporal y espacial de la cantidad y calidad de Agua en la cuenca del Río San Francisco, Zamora Chinchipe. (Tesis, Universidad Nacional de Loja). https://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/5055
Meneses, R. 2005. Variación en la generación de caudales y de sedimentos en suspensión, con énfasis en eventos de tormenta para una microcuenca de la provincia de Valdivia, Décima Región. (Tesis, Universidad Austral de Chile). http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2005/fifr621v/doc/fifr621v.pdf
Morgan, R. (2005). Soil Erosion and Conservation. 3rd Edition. Blackwell Science Ltd. ISBN 145117818. https://svgaos.nl/wp-content/uploads/2017/02/Morgan_2005_Soil_Erosion_and_Conservation.pdf
Narea, D. & M. Tamayo. 2006. Transporte de Sedimento en Suspensión en Ríos de Montaña. (Tesis, Universidad de Cuenca). http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/7417
Noarayanan, L., K. Murali & V. Sundar. 2012. Manning`s “n” co-efficient for flexible emergent vegetation in tandem configuration. Hydro-Environment Research. 6(1):51–62. https://doi.org/10.1016/j.jher.2011.05.002
Ochoa, P. A., A. Fries, D. Mejía, J. I. Burneo, J. D. Ruíz-Sinoga & A. Cerdà. 2016. Effects of climate , land cover and topography on soil erosion risk in a semiarid basin of the Andes. Catena. 140: 31–42. http://doi.org/10.1016/j.catena.2016.01.011
Osío, M., F. Valencia, E. Ventura & H. Cartaya. 2000. Cálculo del coeficiente de rugosidad “n” de manning en los grandes ríos de Venezuela . Revista INGENIERÍA UC. 7(2). https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=70770202
Ospina, E. & Y. Moyano. 2015. Evaluación del aprovechamiento para consumo humano del agua de lluvia en una microcuenca urbana de Ibagué, Tolima, Colombia. Ingenium 9:11–22. https://tinyurl.com/239bcy79
Pantaleón, J., P. Pérez, R. Cordero, A. Torres & J. Feliz. 2013. Determinación del coeficiente de rugosidad para encachado usadoen el revestimineto de cunetas en la República Dominicana. Ciencia y Sociedad. 38(3): 551–568. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=7415316
Ponce, V. 2015. Fundamentos de la Hidráulica de canales. Edición en Línea. http://ponce.sdsu.edu/canales/
Samaniego, N. 2009. Variabilidad Espacial y Temporal de la Producción de Sedimentos en Suspensión en la Cuenca del Río San Francisco, Zamora Chinchipe. (Tesis, Universidad Nacional de Loja). http://dspace.unl.edu.ec/jspui/handle/123456789/5329
Serrano, J. 2017. Transporte de Sedimentos. Apuntes de Clase. Loja-Ecuador.
Silveira, L., J. Alonso & L. Martínez. 2006. Efecto de las plantaciones forestales sobre el recurso agua en el uruguay, Agrociencia 10(2): 75–94. https://tinyurl.com/bdcmfptz
Tarboton, D. G. (2003). Rainfall -Runoff Process. In Rainfall -Runoff Process (pp. 1–159).
UNESCO. 2010. Procesos de erosión - sedimentación en cauces y cuencas. (J. Brea & F. Balocchi, Eds.). UNESCO - Universidad de Talca. ISBN 9789290891529. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000216338.locale=es
Victoria, J. (1999). Sedimentos fluviales – riesgo para obras de infraestructura. Guatemala.
Viramontes-Olivas, O., V. Reyes-Gomez, A. Rengel-Rodriguez, C. Ortega-Ochoa, R. Soto-Cruz & J. Caramillo-Acosta, 2012. Papel hidrológico-ambiental de pastizales nativos e introducidos en la cuenca alta del río Chuvíscar, Chihuahua, México. TECNOCIENCIA Chihuahua 6(3):181–193. https://vocero.uach.mx/index.php/tecnociencia/article/view/676
