Loading

Module 1: Una introducción a la ingeniería fluvial

Apuntes
Study Reminders
Support
Text Version

Propiedades de los sedimentos fluidos

Set your study reminders

We will email you at these times to remind you to study.
  • Monday

    -

    7am

    +

    Tuesday

    -

    7am

    +

    Wednesday

    -

    7am

    +

    Thursday

    -

    7am

    +

    Friday

    -

    7am

    +

    Saturday

    -

    7am

    +

    Sunday

    -

    7am

    +

Conferencia-03: Propiedades básicas del sedimento, la variación de la concentración de sedimentos y las estructuras de flujo en los ríos naturales

Buenos días. Bienvenido a todos ustedes a este curso de ingeniería de ríos y esto es lo que la tercera conferencia. Vamos a hablar de las propiedades del sedimento, las variaciones de la concentración de sedimentos y el tema muy interesante, las estructuras de flujo en los sistemas fluviales naturales. Esta es una combinación de aspecto teórico, así como el aspecto práctico de la ingeniería de ríos, es decir, que toda vamos a discutir y como lo dije antes, vamos a seguir estos 3 libros y, a partir de la mecánica de River, Hidrodinámica Fluvial y la hidrología Stream como el último es para la introducción para los ecologistas. Usted puede ver que estas conferencias tendrán en cuenta todos los tres aspectos de la mecánica del río, hidrodinámica fluvial y los aspectos ecológicos. Así que buscando que, ya que es un curso de nivel superior, también pasaremos por su diario de referencia como diario de hidrología, revista ASCE de ingeniería hidráulica y diario de la investigación de sedimentos. Las otras revistas que vamos a hablar de que algunos de los estudios de caso de las revistas también vamos a discutir en estas conferencias y realmente serán las conferencias interesantes para mostrarle los sistemas fluviales naturales, así como estas expresiones teóricas, numéricas lo que hacemos en la mecánica de los ríos.
(Consultar el tiempo de la diapositiva: 02:14) Buscar que vamos por el contenido de hoy lo que tenemos. Inicialmente en el primer nivel, le presentaré el río Brahmaputra de una manera muy sencilla y una breve variación de las variaciones de flujo y sedimento en el río Brahmaputra, eso es lo que voy a discutir primero. Luego hablaré, de nuevo repetiré las propiedades de la mezcla de fluido-sedimento cómo podemos cuantificarla porque cuando se habla del flujo del río, no es sólo el flujo de agua, es agua y las mezclas de sedimentos.
Cómo cuantificar eso, que las propiedades de las mezclas de fluido-sedimento que de lo que vamos a hablar. De nuevo, volveré a las escalas de los ríos para mostrarles cómo varía el flujo y las concentraciones de sedimento de suspensión. Entonces, de nuevo volveremos a si hay una partícula de sedimento lo que será la velocidad terminal de las partículas de sedimentos, teórica, así como la combinación con las cosas experimentales.
Luego muy interesante, lo que hoy hablaremos de la curva de duración del flujo y el análisis de la curva de sedimentos en las escalas del río. Entonces concluiremos esta conferencia.
(Consultar el tiempo de la diapositiva: 03:26) Mirando que vamos para las siguientes diapositivas donde estoy mostrando el río de la encuesta del río Brahmaputra. Si usted mira estas fotografías de satélite, la disponibilidad de la tierra de Google de los datos del satélite, el ancho del río en este tramo viene alrededor de más de 10 kilómetros. Así que usted puede entender lo que podría ser el ancho del río? 10 kilómetros que es la anchura del río.
No sólo que si se observan estas variabilidades de flujo, la variabilidad de la descarga, ¿cuánto de descarga varía en este río para un flujo bajo? comienza alrededor de 3000 m3/s, es muy bajo flujo.
Durante el de las estaciones secas, tendremos el flujo que es de aproximadamente 3000 m3/s, 1 metro de cubo como equivalente a 1000 litros, usted puede entender la cantidad de agua que fluye en ella.
El caudal promedio de este río llega a unos 12.000 m3/s, tanta variabilidad de caudal. El flujo promedio es de 12,000 y el flujo bajo es de 3000 m3/s y el flujo máximo lo que se observa durante una inundación del período de retorno de 10 años que es lo que viene alrededor de 40,000 m3/s. Así que es un sistema fluvial más grande. Si se mira que la variabilidad del flujo comienza de 3000 m3/s a 12.000 m3/s, entonces va a los 40.000 m3/s. Cuánto de sedimento lleva, si se mira que el sedimento promedio, qué en términos de concentraciones de sedimentos si hablo de que es de aproximadamente 400 mg/L promedio, pero como máximo como puede ir es el orden de 20.000 mg/L. Así que si se mira este sistema fluvial, por lo que la variabilidad está ahí en el flujo y también el sedimento y si se mira al río las dimensiones es como dije es de 10 kilómetros de ancho y esto es de unos 30 kilómetros y se pueden ver sistemas fluviales tan complejos.
Es confluir, desconfluir, formar los bares y todos. Así que si nos fijamos en este tipo de sistemas fluviales y tratamos de entender los ríos, tenemos que tener un conocimiento sobre cómo se producen estos flujos de agua cargados de sedimentos y cómo se desarrolla la mecánica en eso y hasta dónde se tiene una comprensión de eso?, eso es lo que el objetivo básico de este curso para usted para llevarlo a ese nivel que podemos entender.
Tan complejos sistemas fluviales, es decir, cómo la morfología está cambiando aquí, cómo están sucediendo las erosiones de sedimentos, están sucediendo las deposiciones. Todo este proceso tratamos de entender con nuestro conocimiento básico de hidrodinámica fluvial. Hablaremos de más detalles.
(Consultar Tiempo de Slide: 06:52) Así que con estas variabilidades eso significa lo que hablo de que el río no significa que sea flujo de agua, es una mezcla del fluido y los sedimentos. Así que siempre sedimento es allí, excepto estos períodos de flujo muy bajos que podemos ver siempre el sedimento está allí y que las concentraciones de sedimentos aumentan exponencialmente cuando llegamos a un mayor flujo de eventos de orden. Así que tratas de entenderlo cómo están sucediendo estas mezclas de sedimento fluido. Al igual que la última clase lo discuto, de nuevo lo estoy repitiendo que si hablas de las concentraciones de sedimentos que es un concepto muy simple que si tomas los volúmenes de control si tienes Vs es el volumen de las partículas de sedimento Vf es volumen del fluido, el volumen total de estos volúmenes de control será Vf + Vs, es muy fácil. Las concentraciones de sedimentos por el volumen serán Vs por (Vf + Vs) Así como este sedimento Vs aumenta, la C va a ir a aumentar que es cosas muy básicas.
La mayoría de las veces que no estamos haciendo los niveles volumétricos, hacemos el análisis en ecuaciones de conservación de masa, ecuaciones de impulso, ecuaciones de energía. Por lo tanto, siempre enlazamos a la masa, no con el volumen. Por lo tanto, si me enteré de lo que es la C entonces las concentraciones por masa que denotamos como una pequeña c se pueden encontrar.
Eso es lo que será el componente de masa de las partículas de sedimento dividido por la masa total de estos sistemas que es muy fácil sólo para multiplicar la densidad respectiva particular como las ρs representa aquí la densidad de las partículas de sedimento, ρ representa aquí la densidad del agua.
Por lo tanto, se puede calcular lo que podría ser la concentración de sedimentos por masa. Eso significa que si la c representa masa, cuánto de masa de las concentraciones de sedimentos sucede que lo que hacemos por unidad de volúmenes.
Y si usted sustituye el capital C, entonces usted puede conseguir en términos de esto. Así que muchas de las veces por favor no lo confunden si es un c en términos de volumen o de la masa, por lo que se puede convertir. Si se dan los datos a nivel de volumen, hay que convertirlo al nivel de masa o viceversa se puede hacer. Es un cálculo muy sencillo que hacemos para averiguar cuál será la concentración.
(Consultar Tiempo de Slide: 09:19) Como lo dije cuando se habla de las mezclas de líquido y sedimento, así que cuál será la densidad, podemos encontrar en masa por unidad de volumen para que las mezclas sean la suma de la parte líquida y también la parte de sedimento, eso es todo. La masa es la suma de la masa de la parte de agua y la parte de partículas de sedimento que es lo que se puede ver. De la misma manera podemos conseguirlo lo que será el peso específico del fluido y las mezclas de sedimentos.
De nuevo estoy hablando que es una mezcla de fluido-sedimento, tratas de entender eso para que puedas tener esto. Ahora si usted mira eso, muchas de las veces cuando se habla de la mecánica de fluidos, siempre hablamos de las leyes de Newton de viscosidades que son los fluidos newtonianos. Lo que hay es una relación entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformación por cizallamiento que es lo que la relación con la viscosidad dinámica.
Aquí, porque utilizamos las mezclas de líquido y sedimento, la viscosidad dinámica no será exactamente la misma que la de la viscosidad dinámica del agua. Por lo tanto, es evidente que los datos experimentales establecen claramente que las mezclas de líquidos y sedimentos tendrán una función de viscosidades dinámicas del agua y los factores de corrección para las concentraciones de sedimentos, C es en términos de la concentración de sedimentos volumétricos.
El líquido se mezcla con las partículas de sedimento que se puede tratar de entender que a medida que aumenta la concentración de sedimentos, más viscosidad vendrá, que es lo que es este factor de corrección está de pie para. Todos estos son más de un valor, por lo que son los factores de corrección. Si considero las mezclas de sedimento fluido si conozco el valor C, puedo computar lo que será la viscosidad dinámica del agua y las mezclas de sedimentos que es necesario para nosotros. O podemos tener otras ecuaciones empíricas también desarrolladas a partir de datos experimentales que tienen estas funciones de poder. Por lo tanto, estos son bien documentados experimentales encontrando la relación entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformación por cizallamiento asumiendo que es un comportamiento de fluido newtoniano, podemos averiguar cuál será la viscosidad dinámica de las partículas de mezcla de agua y sedimento que es de los datos experimentales.
(Consultar Tiempo de Slide: 11:57) Ahora déjenme ir con ejemplos muy sencillos para decir cómo podemos computarlo, ejemplo muy simple de que consideramos un volumen de 2 x 10-3 m3 de agua de río evaporada para recoger las concentraciones de sedimentos suspendidas que se pesarán, entonces usted tiene el valor d50, tiene un valor de gravedad específico de ' s', entonces usted intenta calcular cuál será el valor C o c que son las concentraciones de sedimentos por volumen o concentraciones de sedimentos por masa.
Entonces usted quiere averiguar la densidad de masa, el peso específico de esta y la viscosidad dinámica de las mezclas de fluido-sedimento y si se da el µ para el agua clara. Así que este es un problema muy simple sólo para aplicar las fórmulas de lo que discutimos antes y sólo la diferencia básica es que a partir del peso específico podemos encontrar el valor Vs, sabemos este valor de Vf, entonces podemos calcular este capital C y pequeño c.
(Consultar Tiempo de Slide: 13 :05) De la misma manera que si lo aplico, puedo obtener la densidad de mezclas de líquidos y sedimentos que es lo que será mucho más alto que como lo sé la densidad del agua es de 1000 kg/m3. Debido a la resistencia de las mezclas de sedimentos, tenemos la densidad de este agua y las mezclas de sedimentos son más de 1000 kg/m3 que sale a aquí 1165 kg/m3. De la misma manera se puede calcular cuál será la viscosidad dinámica.
Sólo sustituir el valor c y µ es conocido por nosotros, se puede ver que es más valor, µ m es más alto valor que las aguas claras debido a la presencia de los factores de concentración de sedimentos. Este es un simple ejemplo para demostrar cómo podemos calcular si conocemos la concentración de sedimentos. Se va al río, se recogen las muestras de agua suspendidas, se evapora de nuevo, pesa lo que las concentraciones de sedimentos suspendidas evaporadas.
Luego puedes hacer este tipo de cálculos para saber cuál será la viscosidad dinámica, cuál podría ser el peso específico de las partículas de sedimento, concentración de sedimentos por volumen y masa. Podemos hacerlo fácilmente. Basta con ir al río, recoger las muestras de agua, hacer las evaporaciones y averiguar cuáles son sus partículas sólidas restantes que son las partículas de sedimentos está ahí, usted solo toma el peso y descubre todas estas propiedades de sedimento líquido que es lo básico.
(Consultar Tiempo de Slide: 14 :59) Así que ahora vamos para las siguientes diapositivas, de nuevo estoy volviendo al río. Así que Brahmaputra río si se mira que lo que acabo de haber dado la introducción a usted. Estamos teniendo la suerte de tener colaboraciones con esta organización que es Inland Waterways Autoridad de la India para hacer un extenso río encuestas de este gran río sistemas de 10 kilómetros de ancho.
Les presento esos datos, que son datos bastante interesantes para ustedes de que si van a un río como este tipo de río de 10 kilómetros de ancho del río, no podemos hacer una simple encuesta, necesitamos contar con buques de inspección equipados con sistemas de posicionamiento global que sepan sobre eso, en todas partes tienen ahora los sistemas de posicionamiento global, equipados con ADCP que son los perfiladores de corriente Doppler acústico para medir los componentes de velocidad tridimensional.
Mide la profundidad, mide las concentraciones de sedimentos suspendidas. Más detalles puedes navegar por cualquiera de las literaturas, puedes ver que lo que es el ADCP, cómo usar el ADCP. Cuando se utiliza este tipo de buques de inspección equipados con GPS, equipado con un ADCP, equipado con sounders de eco para hacer un transacto de encuesta de este ancho de más de 10 kilómetros, se tarda más de 5 horas, por lo que no es tan fácil hacer una encuesta en el río como este Brahmaputra cuando se tiene 10 kilómetros de ancho del río.
(Consultar Tiempo de Slide: 16 :44) Déjenme presentar los datos de cuán complejo es el río. No podemos simplificar el río ya que lo usamos que es lo que tengo que presentarles esta es la materia prima lo que recolectamos del campo, no es ningún dato generado, esto es un dato medido, el campo midió datos del río Brahmaputra. Si se mira que si plot estos 3 componentes de velocidad, uno es el componente de velocidad primaria que es la dirección longitudinal, hay un componente de velocidad vertical y hay un componente horizontal la perpendicular a eso.
Esta es la sección transversal, este ancho puede ser algo así como los pocos kilómetros y estos colores están representando a mis diferentes velocidades. Si nos fijamos en esta zona de color rojo nos representa unos 2 m/s, de nuevo lo estoy repitiendo. Vea si mira la zona central, la velocidad es de aproximadamente 2 m/s, pero existen las ubicaciones en las que la velocidad es menor que la de 0,3 m/s, que es de 1 ft/s.
Pero hay los alcances donde se puede tener la velocidad es de más de 2 m/s. Eso significa que las variaciones de velocidad son de 0,3 a 2 m/s, casi 10 veces. Dentro de estas secciones transversales, hay una diferencia de velocidad y este es el río natural, se puede ver la diferencia de velocidad, cuál es la dirección principal, pero lo que sucede si miras a estos vectores de velocidad lo que has dado en estas direcciones.
La perpendicular a las direcciones longitudinales, se pueden ver estos factores de velocidad y de eso se puede ver que hay grandes formaciones de vórtice están sucediendo que es lo que usted llama la corriente secundaria. Usted puede ver fácilmente eso. Por lo tanto, cuando se mide esta velocidad utilizando el ADCP, se pueden ver variaciones de velocidad en las direcciones longitudinales en una sección transversal.
De manera similar, habrá las variaciones de velocidad perpendiculares a eso. Y hay formaciones de las corrientes secundarias que son grandes estructuras de vórtice, se puede ver de esta figura. Si usted mira las direcciones verticales también, vemos que la velocidad es mucho menor, los valores están en cm/s, no está en m/s. La velocidad primaria está en m/s y la velocidad secundaria está en cm/s. Las velocidades son menos en direcciones verticales.
Pero curiosamente, las formaciones de vórtice están allí debido a los gradientes de cambio de velocidad, debido al cambio de velocidad a lo largo de la sección transversal. Si se observan las concentraciones de sedimentos en suspensión que he dicho anteriormente es de 400 mg/L a 20.000 mg/L, se ve que estas regiones la concentración en promedio es de 300 a 400 mg/L, pero hay estiramientos que puede tener una concentración de sedimentos de hasta 800 mg/l.
Así que sólo mira la variabilidad, basta con ver estos datos originales de la encuesta de campo que tenemos, nadie tiene en el mundo estos conjuntos de datos. Por lo tanto, si lo ves de esa manera hay una variabilidad en la concentración de sedimentos, hay una formación de la corriente secundaria y existe la variabilidad en una velocidad primaria, la velocidad vertical y la concentración suspendida que es la razón por la que el río es complejo.
Y tratamos de entender el río desde el punto de vista matemático y el punto de vista del concepto físico y también desde la conducción en los experimentos de la escala del río y esa es la fuerza del trabajo con el que debemos ir.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 20 :16) Si usted mira ese mismo concepto si voy por un ancho más grande, en el medio podría haber una formación de barras de arena, si usted mira cómo estas variaciones de velocidad primaria están allí, demasiado complejas. ¿Cómo están las corrientes secundarias? ¿Cómo están las concentraciones suspendidas? Todo esto se construye con las estructuras de turbulencia de la corriente secundaria y a gran escala. Hay muchas estructuras turbulentas que podemos ver en el río Brahmaputra y una gran cantidad de formaciones de corriente secundaria están allí.
Que llevan un gran flujo y mezclas de sedimentos y que varía de temporadas a temporadas, el día a día y el mes a mes, por lo que ese es el camino y también varía de año en año.
Así que eso es lo que es la complejidad viene a medida que cambiamos las propiedades del sedimento como observamos en los niveles de campo que es la fuerza de estas conferencias y esperanza que usted podría haber disfrutado de esta conferencia.
(Consultar Tiempo de Slide: 21:36) Si vienes a un diagrama de velocidad típico dado en cualquier libro de texto de mecánica fluvial, dicen que la velocidad varía en las distribuciones logarítmicas y las concentraciones de sedimentos de esta superficie libre siguen las funciones de decaimiento exponencial, pero ¿sucede para los ríos Brahmaputra? No, esa es la mayoría de los libros de mecánica fluvial que consideran esta variabilidad en términos de distribuciones de velocidad, en términos de concentración de sedimentos en suspensión.
Una es la distribución de velocidad con respecto a la profundidad que la asumen, varía logarítmicamente de la parte inferior a las zonas de superficie libre. La concentración de sedimentos suspendida varía, la decadencia exponencial de la superficie libre a la cama, pero eso no sucede con el río complejo como el río Brahmaputra, pero de todos modos tenemos que aprender todos estos conocimientos de texto, así como nuestro conocimiento práctico.
Que ambos lo combinarán para representar esta mecánica fluvial de manera diferente esa es mi idea, más detalles hablaremos de esta formaciones de estrés de corte y todo cuando se vaya a los próximos niveles.
(Consultar tiempo de la diapositiva: 23:00) Así que, vamos a la siguiente, la velocidad de caída de la terminal de las partículas esféricas. Usted sabe que cualquier partícula que cae de una cierta altura en una atmósfera que alcanza la velocidad terminal, más allá de que la partícula sólida no lo acelera, alcanza una velocidad terminal.
Eso significa, que es una posición, como usted tiene cualquier partícula suponiendo que en teoría un objeto esférico que está cayendo en una columna de agua o las columnas atmosféricas, usted verá que alcanza una velocidad terminal.
En esas regiones, no habrá aceleración, la velocidad sigue siendo constante. Cuando ocurre cuando tienes una fuerza de gravedad sumergida equivale a la fuerza de arrastre hacia arriba. La fuerza de arrastre hacia arriba y la fuerza de gravedad sumergida se equiparan entre sí, la fuerza neta que actúa sobre estas partículas sólidas se convierte en 0, no hay aceleración, se mueve con una velocidad de caída de velocidad de terminal que es Ws.
Así que estamos igualando estas 2 fuerzas, las fuerzas de arrastre y las fuerzas de gravedad sumergidas. Como usted sabe que cuando usted tiene las partículas cuando pasa a través de que crea un montón de los fenómenos de vórtice, la cola y los fenómenos de vórtice, cualquier libro de mecánica de fluidos que usted puede entender, y estos fenómenos de vórtice son responsables de los componentes de su fuerza de arrastre, si el flujo es laminar, si el flujo es turbulento.
Así que la fuerza de arrastre depende totalmente de los números de Reynolds de flujo, ese es el concepto. Así que si usted mira que las partículas que están cayendo en cuerpos de agua o columnas de agua o columnas atmosféricas, tendrá la velocidad de la terminal. Justo igualar estas 2 fuerzas y reorganizar los términos, usted conseguirá este, esto es algo muy simple. Sólo mirar estas ecuaciones que está dando es la velocidad de flujo de la terminal como una función de delta.
Delta es s-1 que significa gravedad específica menos 1, d es un diámetro de este objeto esférico, el CD es el coeficiente de arrastre. Así que si conozco este coeficiente de arrastre. Si conozco este valor d, podemos averiguar cuál será la velocidad de caída o velocidad terminal de las partículas de sedimento, cuánto tiempo tardará en llegar a los materiales de la cama si está cayendo sin ningún flujo, simplemente se suspende libremente, cuánto tiempo se tarda en llegar a la cama.
Eso es lo que se debe calcular si conozco esta velocidad de flujo de terminal. Sé la longitud, si conozco esta velocidad, puedo calcular cuánto tiempo toma eso es cosa muy fácil.
(Vea el tiempo de la diapositiva: 26:09) Así que si usted mira de esa manera en su mayoría cualquier libro de texto o cualquier libro de texto de mecánica de fluidos que usted sigue, el CD se da para los objetos esféricos, muchos estudios experimentales se hacen en las últimas 3-4 décadas para averiguar cuáles podrían ser los valores del CD para los objetos esféricos. Para los números bajos de Reynolds cuando el flujo es laminar, el CD es una función de los números de Reynolds y si su flujo no es laminar puede tener una función más compleja que son las aproximaciones para calcular el CD.
Por lo tanto, si conoce el coeficiente de arrastre de CD, si conoce el número de Reynolds de flujo, conoce el valor del CD y puede calcular lo que será la velocidad de caída.
(Consultar Tiempo de Slide: 26:53) Pero hablamos de la velocidad terminal de las partículas de sedimento. Si las partículas de sedimentos no son esféricas, por lo que lo que tenemos que hacer es aplicar un factor de corrección. De la misma manera llevando a cabo una serie de experimentos se ha establecido con las velocidades terminales con su P, Q son el coeficiente, el n es el valor exponente y el D* depende de sus parámetros de partículas no dimensionales, que no tiene una dimensión, que es dn, delta usted sabe que es-1 valor y el cuadrado de la viscosidad cinemática.
El dn es sinónimo de diámetro nominal lo que discutimos en la clase anterior. Así que puedes calcular cuál será la velocidad de caída. Similar forma de los datos experimentales si usted conoce estos valores D* y estos coeficientes c1, c2, c4, c5 también puedo calcular. Estos son datos experimentales de Dietrich (1982). Hay diferentes ecuaciones están ahí pero más o menos estos resultados de las ecuaciones no son muy diferentes.
Son todas las ecuaciones empíricas y los cálculos de Ws no varía muc, h que es sólo para tener las simplificaciones tienen un rango de valor que obtendrá pero no mucha diferencia.
(Ver Diapositiva: 28 :25) De manera similar Ahrens (2000) ha establecido expresiones más largas para calcular las Ws, en 2003 de nuevo teniendo en cuenta estos parámetros de partículas no dimensionales, se calcula la velocidad de caída de los terminales no dimensionales. Así que todo esto va más por considerar esto los parámetros de partículas que es lo que se desarrolla para computar lo que será el W.
Estos son niveles no dimensionales y que lo que se le da aquí para computar lo que será la velocidad de caída terminal de las partículas de sedimentos.
(Consultar Tiempo de Slide: 29:16) Ahora si tratas de ver que como dije que tendré más concentraciones de sedimentos a medida que llegue el monzón, más el flujo viene, más suministro de sedimentos vendrá de las tierras altas. Por lo que las concentraciones de sedimentos nunca son una constante, varía. Cuando usted tiene una mayor concentración de sedimentaciones, definitivamente habrá una reducción en las partículas de asentamiento, más la fuerza de arrastre estará allí.
Cuanto más la fuerza de arrastre estará allí, más la concentración de las partículas de sedimento que es lo que definimos como efecto de ajuste obstaculizado. Eso es lo que lleva a cabo una serie de experimentos, también se desarrolla que se puede modificar esta velocidad de caída de la terminal que será para el agua cargada de sedimentos como cuando se tiene un flujo de lodo, cuando se tiene inundación de flash una gran cantidad de concentraciones de sedimentos viene que el tiempo, la velocidad de ajuste, la velocidad de la terminal difiere.
En este caso consideraremos que debería considerar el factor de corrección para la concentración de sedimentos. Más las concentraciones de sedimentos tendrán menos de componentes de velocidad, más la fuerza de arrastre entrará. Esa es la razón por la que hemos probado experimentalmente esta ecuación Ws=Ws (1-C) n donde n es un componente exponente empírico que varía de 4.3 a 2.3 y que es lo que es el número de aumentos de Reynold y C representa las concentraciones suspendidas de sedimentos.
Y hay las ecuaciones empíricas desarrolladas en 1961 y 1965 por diferentes dos funciones, esto es en términos de d50 y esto es en términos de C sólo que son las ecuaciones empíricas. Puedes tener una serie de ecuaciones, cualquiera del libro, probablemente libros de hidrodinámica puedes ver que hay mucha gente que ha hecho mucha investigación para averiguar cuál podría ser la velocidad terminal de las partículas de sedimentos cuando tienen una concentración de sedimentos diferente.
(Consulte el apartado Tiempo de la diapositiva: 31 :14). Se realizó una encuesta de campo en el río Kameng, un afluente de Brahmaputra. Las partículas de sedimento son de 5 mm y determinan las velocidades de caída si se da la densidad relativa, g se nos da y la viscosidad cinemática. Sólo sustituya las fórmulas, entonces usted puede conseguir lo que será el valor de Ws. Aquí hemos asumido el valor del CD y acabamos de calcular con la fórmula dada aquí.
Ir al campo, recoger este sedimento y luego se puede averiguar cuáles serán las concentraciones de sedimentos como el tamaño de partícula y luego se puede averiguar qué será la velocidad de caída del terminal.
(Consultar Tiempo de Slide: 32:14) Antes de terminar esta conferencia, hablemos de cómo varía el flujo del río, día a día, temporadas a temporadas, año a año. A medida que el flujo varía, las concentraciones de sedimentos transportadas por el río también varían de un día a otro, de un año a otro y de un mes a otro. Esa variabilidad está ahí, ¿cómo se analiza eso? Es un análisis muy sencillo, hoy te presentaré a ti. Primero lo que haces es que trazamos un hidrógrafo que significa una trama entre el alta y el periodo de tiempo.
Así se puede trazar la descarga versus periodo de tiempo, aquí la descarga en el color azul. Puede ver que el periodo de descarga frente a tiempo que comienza del 31 de enero al 07 de marzo, por lo que sólo tiene un periodo de datos. Está demostrando que cómo usted tiene una variabilidad de datos está allí en un año.
Habrá zonas de bajo flujo, habrá zonas de alto flujo y se puede ver que las variaciones diarias de la descarga, la tasa de flujo, cómo los niveles diarios es variable.
El color rojo indica los datos de concentración de sedimentos que se llama hidrografía de sedimentos, pero muy interesante si se mira aquí es que las concentraciones de sedimentos estarán en gm/L aquí y la descarga se da en esto, se puede tener esta trama de hidrógrafos de sedimentos de flujo. Como muchas de las veces que vas por cualquier médico que vayas por ti vas por informes de rayos X.
De la misma manera, miramos, cada vez que se inicia cualquier proyecto de ingeniería de río primero se mira cómo está la variabilidad de flujo, cómo está la variabilidad de sedimentos. Primero dibujamos hidrografía de flujo, hidrografía de sedimentos porque eso lo que nos explica cómo se comporta.
Como por ejemplo si se mira este caso las variabilidades de los sedimentos y la variabilidad de flujo que hacen también tiene una relación.
En algún período el flujo está allí, pero la variabilidad del sedimento no está allí. Hay un período temprano, por lo que hay una clara diferencia que usted puede identificar o puede entender los sistemas del río si usted sólo traza el hidrográfico de flujo y el hidrográfico de sedimentos, que son las cosas básicas como lo que usted llama informes de rayos X para cualquier paciente. Dibujamos primero el hidrografo de flujo y los hidrógrafos de sedimentos y tratas de analizar que cómo están sucediendo las cosas.
Visualmente primero tratar de entenderlo, entonces vamos por una simple duraciones de flujo y el análisis de la curva de duraciones de sedimentos. ¿Qué hacemos con eso? Como usted sabe del libro de hidrología seguimos un concepto de probabilidad muy simple que tramando el concepto de método de punto donde la probabilidad, P= m/N + 1 donde N es un número total del conjunto de datos, m es la clasificación.
Por lo tanto, cualquier conjunto de datos que pueda hacer descendente el orden, puede clasificar los datos, por lo que sabe que el valor m es un valor de rango.
Más detalle puedes ir a cualquier libro de hidrología. Así que sabes el valor de rango, sabes este valor N, puedes encontrar la probabilidad, el P lo puedes conseguir. Así que si tengo los 365 días de los datos de descarga diaria siempre puedo calcular este rango del valor en términos de valor de rango N + 1 valor para un dato de descarga particular. Así que sé el P, la probabilidad de ocurrencia, Entonces Período de Tiempo T = 1/P El tiempo de ocurrencia es inversamente proporcional al P. Así que usted sabe la probabilidad, por lo que puede dibujar el porcentaje de tiempo de superación y la descarga que es lo que llamamos curva de duración de flujo. A partir de los datos de descarga, podemos graficar que puede tener así. Después de realizar este análisis de datos de flujo, podemos desarrollar una curva de duración de flujo completa. De manera similar, podemos desarrollar la curva de duración del sedimento.
Los datos de sedimentos se pueden clasificar, pueden ser de rango, calcular la probabilidad, calcular los períodos de tiempo y se puede tener un porcentaje de tiempo que excede de cuyo rango va variar de 0 a 100% y usted tiene la concentración de sedimentos suspendidos. Ahora si intentas interpretarlo, lo que pasa como por ejemplo hay 2 años, 1983 y 2004. La curva de duraciones de flujo cambia, dice que cómo el flujo del río está cambiando debido a las actividades antropogénicas.
Debido a la disponibilidad natural de cómo el año sabias las variabilidades del flujo están allí. El flujo bajo está aumentando, el alto flujo está disminuyendo, lo que está sucediendo en el espacio de probabilidad que es lo que podemos hacer cuando se tiene el análisis de la curva de duración del flujo. De igual manera podemos conocer la curva de duraciones de sedimentos que entre estos 2 años 1985 y el 2004 cómo lo están cambiando las cosas.
Por lo tanto, la forma sencilla en que hacemos el análisis, uno es el análisis de hidrografía de sedimentos de flujo, el análisis de la curva de duraciones de flujo y el análisis de la curva de duraciones de sedimentos. Más detalles, creo que puedes seguir cualquiera de los libros de libros de hidrología pero en ingeniería de ríos no podemos ir muchos detalles ya que tenemos que ir al siguiente nivel en esto.
(Consulte el tiempo de la diapositiva: 38:21) Con esto, permítanme concluir la conferencia de hoy que comienza con nosotros discutimos acerca de la velocidad de la terminal. (Consultar el tiempo de la diapositiva: 38:28) Discutimos más concepto sólo tratando de revisar de nuevo a usted lo discutimos acerca de la corriente secundaria. Sólo para recordar que hay generación secundaria de corriente sucede en los ríos naturales. Las concentraciones de sedimento suspendidas son mucho más variabilidades en un flujo fluvial complejo, no es esa simple función logarítmica o de decaimiento exponencial. Discutimos sobre la curva de duración del flujo y la curva de duraciones de los sedimentos.
Recordamos la curva de duraciones de flujo y la curva de sedimentación que tiene una variabilidad en un dominio de tiempo, así como tiene una varia