Post on 05-Feb-2018
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
LA MEDICIÓN DE SEDIMENTOS
PARTE IIFabián Rivera
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Agosto 2011
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
CONTENIDOCONTENIDOCONTENIDOCONTENIDO
• Tipos de datos de sedimentos
• Equipos de medición
• Campaña de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
• Laboratorio de sedimentos
• Procesamiento de datos
• Importancia de la medición
• Estrategias de medición
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Tipos de datos de Tipos de datos de Tipos de datos de Tipos de datos de
sedimentossedimentossedimentossedimentos
• Dato hidrológico
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
• Dato técnico
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Dato de sedimento Aplicación En suspensión Aprovechamientos hidráulicos y
estabilidad de cauces En suspensión y de arrastre de fondo
Estudios de balance de carga de sedimentos
Tipos de datos de Tipos de datos de Tipos de datos de Tipos de datos de
sedimentossedimentossedimentossedimentos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
fondo sedimentos En suspensión y de arrastre de fondo
Estudios de morfología
En suspensión y muestreo del material de fondo
Estudios ambientales
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
• Transporte en suspensión
• Arrastre de fondo
Equipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
• Arrastre de fondo
• Muestreadores de material de fondo
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Nivel de la superficie libre
Qwt= Caudal líquido total
QwT2= Caudal líquido en la zona del muestreador de transporte de fondo.
Cm= Concentración de sedimento suspendido en la zona definida para Qwum1
Cts2= Concentración del sedimento suspendido en la zona definida para Qwum2
Qsm= Gasto sólido de sedimento suspendido calculado como: Cm * Qwt * K (K= constante)
Qusm1= Gasto sólido de sedimento suspendido en la zona definida por Qwum1 y calculado como: Qwum1 * C usm * K
Equipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Qwt Cm Qsm
Qwt
D
Qwum1
Cts2Qwt2
Cusm1 Qusm1
Qts2
Qusm1= Gasto sólido de sedimento suspendido en la zona definida por Qwum1 y calculado como: Qwum1 * C usm * K
Qts2= Gasto sólido de sedimento suspendido en la zona definida por Qwt2 y calculado como: Qwt2 * Cts2 * K
D= Caudal de sedimento para un rango de grano medido con el muestreador de fondo.
Muestreador de sedimento suspendido
Zona
Muestreador de transporte de fondo
sin medición
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Equipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de mediciónEquipos de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Sedimentos en suspensiónSedimentos en suspensiónSedimentos en suspensiónSedimentos en suspensión
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Muestreador ligero US DH-48Muestreador mediano US DHS-59Muestreador pesado US P-61-A1
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Sedimentos fracción arenosa en suspensiónSedimentos fracción arenosa en suspensiónSedimentos fracción arenosa en suspensiónSedimentos fracción arenosa en suspensiónSedimentos fracción arenosa en Sedimentos fracción arenosa en Sedimentos fracción arenosa en Sedimentos fracción arenosa en
suspensiónsuspensiónsuspensiónsuspensiónSedimentos Sedimentos Sedimentos Sedimentos fracción arenosa en suspensiónfracción arenosa en suspensiónfracción arenosa en suspensiónfracción arenosa en suspensión
cerca del fondocerca del fondocerca del fondocerca del fondo
Sedimentos de arrastre de Sedimentos de arrastre de Sedimentos de arrastre de Sedimentos de arrastre de
fondofondofondofondo
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Muestreador pesado, Botella Delft BD-1Muestreador Botella Delft, BD-2Muestreador, BTMA
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Sedimentos de arrastre de fondoSedimentos de fondo
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Muestreador, Helley – Smith o US BL-84Muestreador, US BMH – 60
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Campaña de medición de Campaña de medición de Campaña de medición de Campaña de medición de
sedimentossedimentossedimentossedimentos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Muestreador, US BMH – 60
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• Laboratorios para determinar carga
de lavado
– Concentración
– Calidad del agua
Laboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
– Calidad del agua
– No distribución de tamaños
• Determinación de distribución
granulométrica de muestra débiles
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Obtención de distribuciónGranulométrica por medio de tamices
Laboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Obtención de distribuciónGranulométrica por medio tubo de acumulación visual. VATSA
Laboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentosLaboratorios de sedimentos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
• Los datos en campo deben ser sometidos a un proceso analítico
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
• Relación caudal líquido vs caudal sólido
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Puntos de observacióny1 p
Verticales de observación
Subsección 1 Subsección 2
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
y2
y1 p1
p2
p3
p4
y3 y4
y5y7
y6
Profundidad de verticales
x1 x2 x3 x4 x5 x7x6 Cadenamiento de verticales
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Gráfica de velocidad(m/s) , gasto sólido(m³/d-m) y líquido(m³/s-m) del río Mezcalapa
sección "Mezcalapa" 02/dic/03
1
2
3
4
5
Pro
fundid
ad (m
) V
elo
cid
ad (
m/s
) y
gasto
líquid
o (
m³/
m.s
)
10
20
30
40
50
Gasto
sólido (m
³/m
.d)
Gasto = 1212.86 m³/s
Gasto Sól. de Fondo = 4176.93 m³/d
Gasto Sól. Suspendido= 10542.65 m³/d
Gasto Sól. Total = 14719.57 m³/d Q BD2 = 6018.91 m³/d
Q BD1 = 4523.74 m³/d
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
5
4
3
2
1
0
0 100 200 300 400 500 600 700
Distancia desde la margen izquierda (m)
Pro
fundid
ad (m
) V
elo
cid
ad (
m/s
) y
gasto
líquid
o (
m³/
m.s
)
-50
-40
-30
-20
-10
0
Gasto líquido (m³/s-m) Profundidad (m)
Velocidad (m/s) Gasto Sól Susp ( m³/d-m)
Gasto Sólido Tot. ( m³/d-m) Gasto sólido de fondo (m³/d-m)
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Gráfica de gasto sólido de arrastre de fondo y suspendido (m³/d-m) del río Mezcalapa
sección "Mezcalapa" 02/dic/03
1
2
3
4
5
10
20
30
40
50
Gasto
sólido (m
³/m
.d)Profundidad (m) Gasto Sól. Suspendidos ( m³/d-m)
Q BD2 ( m³/d-m) Gasto sólido de fondo (m³/d-m)
Q BD1 ( m³/d-m)
Gasto = 1212.86 m³/s
Gasto Sól. de Fondo = 4176.93 m³/d
Gasto Sól. Suspendido= 10542.65 m³/d
Gasto Sól. Total = 14719.57 m³/d Q BD2 = 6018.91 m³/d
Q BD1 = 4523.74 m³/d
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 100 200 300 400 500 600 700
Distancia desde la margen izquierda (m)
Pro
fundid
ad (m
)
-50
-40
-30
-20
-10
0
Gasto
sólido (m
³/m
.d)
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Relación gasto sólido vs gasto líquido Sección Mezcalapa
y = 170.62e0.0029x
6,000.00
7,000.00
8,000.00
9,000.00
10,000.00
Gasto
sólid
o (m
³/d)
BL-84 (m3/dia)
BD2 (m3/dia)
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
y = 342.82e0.0018x
y = 21.299e0.0044x
0.00
1,000.00
2,000.00
3,000.00
4,000.00
5,000.00
6,000.00
300.0
0
400.0
0
500.0
0
600.0
0
700.0
0
800.0
0
900.0
0
1,0
00.0
0
1,1
00.0
0
1,2
00.0
0
1,3
00.0
0
1,4
00.0
0
1,5
00.0
0
Gasto líquido (m³/s)
Gasto
sólid
o (m
³/d)
BD1 (m3/dia)
Exponencial
(BL-84 (m3/dia))
Exponencial
(BD1 (m3/dia))
Exponencial
(BD2 (m3/dia))
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
Relación gasto sólido acumulado vs gasto líquido sección Mezcalapa
y = 415.87e0.0029x
11,000.00
12,000.00
13,000.00
14,000.00
15,000.00
16,000.00
17,000.00
18,000.00
Gasto
sólid
o a
cum
ula
do (m
³/d) BL-84 (m3/dia)
BL-84 + BD2
Procesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datosProcesamiento de datos
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
y = 472.34e0.0024x
y = 342.82e0.0018x
0.00
1,000.00
2,000.00
3,000.00
4,000.00
5,000.00
6,000.00
7,000.00
8,000.00
9,000.00
10,000.00
300. 0
0
400.0
0
500.0
0
600.0
0
700. 0
0
800. 0
0
900.0
0
1,0
00.0
0
1,1
00.0
0
1, 2
00. 0
0
1,3
00.0
0
1,4
00.0
0
1,5
00.0
0
Gasto líquido (m³/s)
Gasto
sólid
o a
cum
ula
do (m
³/d)
BL-84 + BD2
(m3/dia)
BL-84 + BD2 + BD1
(m3/dia)
Exponencial (BL-84
+ BD2 + BD1
(m3/dia))Exponencial (BL-84
+ BD2 (m3/dia))
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• Datos para la gestión de recursos
hídricos
– Operación y manejo de sistemas hidroeléctricos
Importancia de la mediciónImportancia de la mediciónImportancia de la mediciónImportancia de la medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
– Riego
– Navegación
– Protección contra inundaciones
– Protección del ambiente
– Abastecimiento de agua potable
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
• Prácticamente no existen programas
exclusivos para medir sedimentos
• Las mediciones rutinarias de gastos
sólidos resultan muy simples
Estrategias de mediciónEstrategias de mediciónEstrategias de mediciónEstrategias de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
sólidos resultan muy simples
• No es una práctica común
• Adquirir datos confiables no es
sencillo, pero realizar modelos sin
datos no es aceptable
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
• Mantener los procedimientos
actuales de medición de aforo líquido
• Revisar procedimientos de
Estrategias de mediciónEstrategias de mediciónEstrategias de mediciónEstrategias de medición
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
• Revisar procedimientos de
adquisición de datos de sedimentos
• Iniciar la transición hacia una cultura
de la medición de sedimentos
TERCER SEMINARIO INTERNACIONAL DE POTAMOLOGÍA
FIN DEL MODULO DE ORIGEN Y PROPIEDADES
DE LOS SEDIMENTOS
24
“JOSE ANTÓNIO MAZA ÁLVAREZ”
Fabián Rivera Trejojgfabianrivera@gmail.com