Medición de Sedimentos en Ríos Aluviales

Texto completo

(1)

Medición de Sedimentos en Ríos Aluviales

Transporte en suspensión

y de arrastre

(2)

Milímetros Milímetros Micrones Tyler Estándard

E.U.A. Categoría

4000 - 2000 piedra redondeada muy grande

2000 - 1000 piedras redondeada grande

1000 - 500 piedra redondeada mediana

500 - 250 piedra redondeada pequeña

250 - 130 canto rodado grande

130 - 64 canto rodado pequeño

64 - 32 grava muy gruesa

32 - 16 grava gruesa

16 - 8 2 1/2 grava mediana

8 - 4 5 5 grava fina

4 - 2 9 10 grava muy fina

2 - 1 2.00 - 1.00 2000 - 1000 16 18 arena muy gruesa

1 - 1/2 1.00 - 0.50 1000 - 500 32 35 arena gruesa

1/2 - 1/4 0.50 - 0.25 500 - 250 60 60 arena mediana

1/4 - 1/8 0.25 - 0.125 250 - 125 115 120 arena fina

1/8 - 1/16 0.125 - 0.062 125 - 62 250 230 arena muy fina

1/16 - 1/32 0.062 - 0.031 62 - 31 limo grueso

1/32 - 1/64 0.031 - 0.016 31 - 16 limo mediano

1/64 - 1/128 0.016 - 0.008 16 - 8 limo fino

1/128 - 1/256 0.008 - 0.004 8 - 4 limo muy fino

1/256 - 1/512 0.004 - 0.0020 4 - 2 arcilla gruesa

1/512 - 1/1024 0.0020 - 0.0010 2 - 1 arcilla mediana

1/1024 1/2048 0.0010 - 0.0005 1 - 0.5 arcilla fina

1/2048 1/4096 0.0005 - 0.00024 0.5 - 0.24 arcilla muy fina

Dimensiones de las partículas Número de aberturas en el tamiz, por pulgada

Material granularMaterial cohesivo

Clasificación sedimentos

(3)

Definiciones del transporte sólido

(4)

Categorías muestreadores

Fuente: “Erosion and sedimentation in the Nepal Himalaya” Vic Galay, 1987

(5)

Distribución velocidad y gasto sólido

La distribución en una

sección transversal del flujo y de transporte sólido por fracción granulométrica muestra que los finos se distribuyen mas bien en la sección que los mas gruesos.

Significa que el muestreo un

puede ser basado únicamente

en la distribución transversal

del gasto líquido

(6)

Principio medición iso-cinética

(7)

Muestreadores tipo “botella”

(8)

Muestreador US DH-59

(9)

Muestreador US DH-59

(10)

Zonas de muestreo (manual US-GS)

(11)

Botella de Delft

(12)

Botella de Delft Suspendida

(13)

Muestra de la Botella de Delft

(14)

Botella de Delft suspendida

(15)

Medición Río Jamuna Bangladesh

(16)

Botella de Delft y BTMA Originales

(17)

Botella Delft – pruebas en Carrizal

(18)

Muestreo Río Mezcalapa BD 2

(19)

VARIABILIDAD de la MUESTRA

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400

0 650

Distancia de la margen izquierda

Qsb (cc/2min)

Qsb (1) Qsb (2) Qsb (3) Qsb (4)

Primera campaña Río Mezcalapa

(20)

Bed Load Transport Meter Arnhem

(21)

BTMA bajado sobre lecho Samaria

(22)

Divergente - convergente BTMA

(23)

Muestreador US BL-84

(24)

Relación gasto sólido (arena y grava) con el gasto líquido Mezcalapa

y = 27.973e0.0039x

y = 210.07e0.0025x

y = 414.09e0.0015x

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600

Gasto líquido (m3/s)

BL-84 BD2 BD1

Expon. (BD1) Expon. (BD2) Expon. (BL-84)

Resultados Gasto Sólido Mezcalapa

(25)

Relación gasto sólido (arena y grava) con el gasto líquido Mezcalapa

y = 512.38e0.0025x

y = 574.08e0.002x

y = 414.09e0.0015x 0

2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 14,000 16,000 18,000 20,000

0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 1,600

Gasto líquido (m3/s)

BL-84

BL-84 + BD2

BL-84 + BD2 + BD1 Expon. (BL-84 + BD2 + BD1)

Expon. (BL-84 + BD2) Expon. (BL-84)

84 BD2

BD1

Resultados Gasto Sólido Mezcalapa

(26)

Catamarán – Río Padma Bangladesh

(27)

Catamarán – operación BTMA

(28)

Muestreador Helley-Smith

(29)

Muestreador de arrastre KAOLYI

(30)

Muestreador de fondo US BM-54

(31)

Muestreador US BM-54

Manejo cilindro

(32)

Muestreador ANX3-50 México

(33)

ANX3-50 Sistema operación nariz

(34)

ANX3-50 Recuperación muestra

(35)

Muestreador ANX3-50 Río Balsas

(36)

Muestreador ANX3-50 abierto

(37)

ANX3-50 Muestra Río Balsas

(38)

Muestreo Río Balsas desde puente

(39)

Muestreador Nile – Delft

(40)

Transporte sólido Río Congo

Evolución durante crecida Existe un cambio de régimen inferior hasta superior para un gasto alrededor de

40000m 3 /s.

(41)

Evolución formas del lecho

Cambio de formas del lecho durante la crecida 1968-69 Se observa una desaparición de grandes dunas y aparición de mas pequeñas.

Fue la primera vez que se observó este fenómeno que contradice las teorías (CSU) establecidas en laboratorio.

Número de Froude nunca

arriba de 0.3

(42)

Formas del lecho en 2 brazos

Cambio de formas del lecho durante la crecida 1968-69

Brazo izquierdo D50=0.3mm Brazo derecho D50=0.6mm

Gastos iguales en los dos brazos

(43)

Datos Botella de Delft en las secciones principales del Congo (DF2 cerca del fondo, DF1 arriba de 0.5m del fondo):

buenas relaciones, con cambio de régimen para gasto líquido cerca de 40,000 m 3 /s (pasaje al régimen superior)

Gasto sólido Congo en 2 brazos

(44)

Location of verticals for sand transport sampling in area where plan form changes hampered navigation – Use of sediment transport data for morphological studies

Congo, manejo de cauce por dragado

(45)

Congo, manejo de cauce por dragado

(46)

Congo, manejo de cauce por dragado

(47)

Jamuna river - Bahadurabad 28/05/94

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 50 100 150

Sediment transport rate (m³/m.day)

Elevation above bed (cm)

Vert 1 Vert 2 Vert 3 Vert 4

Datos Río Jamuna Bangladesh

(48)

Jamuna river - Bahadurabad 28/05/94

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 100 200 300 400

Sediment particle size D 50(µm)

Elevation above bed (cm)

Vert 1 Vert 2 Vert 3 Vert 4

Datos Río Jamuna Bangladesh

(49)

Jamuna riv er - Vertical 3

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Sand transport rate (m3/m.day)

Elevation above bed (cm)

Datos Río Jamuna Bangladesh

(50)

Jamuna riv er - Vertical 3

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 100 200 300 400 500

Sediment particle size (µm)

Elevation above bed (cm)

D35 D50 D65

Datos Río Jamuna Bangladesh

(51)

Jamuna riv er - Vertical 3

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0

0 100 200 300 400 500

Sediment particle size (µm)

Elevation above bed (cm)

D35 D50 D65

Datos Río Jamuna Bangladesh

(52)

Loire, Bréhémont – Perfiles de medición

(53)

Loire – Aforo líquido y sólido

(54)

OTT C31, DBS, DBF, BTMA

(55)

BTMA, US BM-54

(56)

ADCP

Aforo L20 (8/03/07)

(57)

ADCP

Medición continua en durante medición del transporte

sólido (sección L20, vertical 2, 10/03/07)

(58)

Transporte sólido en verticales

Sección de aforo L44 (9/03/2007)

PROFIL DEBIT SOLIDE SUR VERTICALE - SECTION L44

(SABLE ET GRAVIER)

0 100 200 300 400 500 600 700

0 2 4 6 8 10

DEBIT SOLIDE (m3/m.j)

V1 V2 V6 V3 V5 V4 S. V1 S. V2 S. V6 S. V3 S. V5 S. V4

(59)

0 50 100 150 200

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

DIAMETRE (microns)

DISTANCE DU FOND (cm)

V1/1Bis V2 V3 V4 V5 V6

Limite charge morphologique

Transporte sólido en verticales

Sección de aforo L44 (9/03/2007)

(60)

Loire – Datos de granulometría

Evolución granulometría en una vertical, fracción menos de 40 micrones eliminada (USBM-54 = fondo; BTMA =

accareo, DBF = Botella de Delft desde 0 hasta 0.5m del fondo, DBS = desde 0.5m del fondo y superficie

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1 10 100 1000 10000 100000

USBM BTMA DBF DBS

Pourcentages cumul Žs

Diam Žtre (µm)

(61)

Cambio de forma de dunas

Movimiento del lecho: Modificación espectacular de las formas del

umbral y de las dunas (que significa eso para la « rugosidad » del lecho

aluvial?) Estimación acarreo por movimiento de dunes +/- 40 m

3

/día

(62)

Perfil vertical de velocidad

Cálculo de la fuerza de arrastre por el perfil de velocidad

L24 Profil de vitesse V1

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80

Vitesse (m/s)

V1 Parab.

V1 Logar.

(63)

Fuerza de arrastre sección L44

Calculo en cada vertical por el perfil de velocidad

Calcul de vitesse de cisaillement - Section 2

y = 0.3201x + 0.2352

y = 0.6015x - 0.0007 y = 0.7784x - 0.3712

y = 0.9846x - 1.102

y = 0.8693x - 0.6271 y = 0.4402x + 0.3821

0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80

1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70 2.80 2.90

Log H (hauteur au-dessus du fond exprim Že Verticale 1 - Chenal sec.

Verticale 2 Verticale 3 Verticale 4 Verticale 5 Verticale 6

Verticale 1 - Chenal sec. : y = 0.3201x + 0.2352 Verticale 2 : y = 0.6015x - 0.0007

Verticale 3 : y = 0.7784x - 0.3712 Verticale 4 : y = 0.9846x - 1.102 Verticale 5 : y = 0.8693x - 0.6271 Verticale 6 : y = 0.4402x + 0.3821

(64)

Parámetros hidráulicos

Profondeur

moulinet Vm q V* Tau Pi Tau2

(cm) (m/s) (m3/m.s) (m/s)

par profil de

vitesse par profil de

vitesse par pente

L24 RG

V3 430 1.53 6.583 0.10 1.036 1.586 1.290

V2 448 1.34 6.022 0.09 0.895 1.203 1.344

V1 413 1.36 5.605 0.09 0.777 1.055 1.239

L24 RD

L44 RG

Bras V1 208 0.83 1.725 0.06 0.310 0.257 0.832

L44 RD

L44 RG

Chenal V2 500 1.36 6.783 0.10 1.094 1.484 2.000

V6 512 1.37 7.034 0.08 0.586 0.805 2.048

V3 530 1.41 7.468 0.14 1.833 2.582 2.120

V5 527 1.36 7.168 0.15 2.286 3.109 2.108

V4 616 1.23 7.607 0.17 2.932 3.621 2.464

L44 RD

RGV4 560 1.43 8.019 0.11 1.168 1.673 1.680

V3 507 1.46 7.391 0.12 1.454 2.119 1.521

V2 400 1.34 5.349 0.11 1.236 1.653 1.200

V1 380 1.17 4.446 0.10 0.953 1.115 1.140

L20 RD

(65)

Aforo L44 – V ADCP, BD, BTMA

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

0 25 50 75 100 125 150 175

Distance de la rive gauche (m)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Débits unitaires (liquide en m3/m.s et solide en m3/m.j)

Profondeur ADCP Profondeur OTT

Vitesse moyenne ADCP Débit liquide unitaire OTT

Débit solide en suspension Bouteille de Delft Débit solide BTMA Charriage

(66)

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225

Distance de la rive gauche (m)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Débits unitaires (liquide en m3/m.s et solide en m3/m.j)

Profondeur ADCP V surface ADCP (moyenne flottante) Profondeur OTT

Débit liquide unitaire Débit solide en suspension Bouteille de Delft Débit solide BTMA Charriage

Aforo L20 – V ADCP, BD, BTMA

(67)

Suspension Charriage Total Débit liquide Débit solide Débit solide Débit solide

panneaux m3/s en m3/j en m3/j en m3/j

1 15.323 24.102 0.000

2 16.624

3 153.943 214.642 43.847

4 141.882 143.803 1,323.128

5 253.140 217.100 3,812.235

6 344.940 354.515 3,778.535

7 276.746 310.633 1,289.935

8 30.813 29.790 0.000

Total 1,233.411 1,294.585 10,247.680 11,542.266 ADCP Débit solide total

m3/s en m3/s

1095.982 0.015

"Concentration" moyenne

Différence en m3/m3

0.1253939 0.00001215

Aforo líquido y sólido L20

(68)

MOUVEMENT DU FOND - SECTION L20

0 50 100 150 200 250

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

TEMPS (sec)

1003_V2 1003_V3 1003_V4

Aforo L20 – “Bottom track” ADCP

(69)

MOUVEMENT DU FOND MESURE PAR ADCP SUR 20 SECONDES

-0.20 -0.10 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

TEMPS (sec)

1003_V2 1003_V3 1003_V4

Aforo L20 – “Bottom track” ADCP

(70)

MOUVEMENT DU FOND MESURE PAR ADCP SUR 120 SECONDES

-0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2

0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000

TEMPS (sec)

1003_V2 1003_V3 1003_V4

V2 : 1,961 Km/jour V3 : 5,584 Km/jour V4 : 5,025 Km/jour Maximum : 12 Km/jour

Aforo L20 – “Bottom track” ADCP

(71)

Section – Date Débit liquide Débit solide Débit solide Débit solide Pourcentage de charriage

ADCP Suspension Charriage Total

(m3/s) (m3/j) (m3/j) (m3/j) %

L24 – 08/03/07 1709 4145 862 5007 17

L44 – 09/03/07 1375 1246 243 1489 16

A – 09/03/07* 51 20 40 60 66

L44 complet 1426 1266 283 1549 18

L20 – 10/03/07 1096 1295 1025 2320 44

Aforos Loire - Resultados

Sección Líquido Suspensión Arrastre Total Porcentaje

arrastre

(72)
(73)
(74)
(75)
(76)
(77)
(78)
(79)

A aquellos quieran probar nuevas

metodologías para medir el sedimento:

No será fácil,

y tendrá que aceptar la adversidad (reto) ____________________________________

Si no le gustan los problemas, Si quiere permanecer feliz:

No mida el sedimento

(80)

To those who want trying

to measure sediment in rivers It will not be easy

You’ll have to accept adversity

If you do not like difficulties

If you want to remain happy

Do not measure sediment

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :