El término carga de lecho o carga de lecho describe partículas en un fluido que fluye (generalmente agua) que se transportan a lo largo del lecho de la corriente . La carga de la cama es complementaria a la carga suspendida y la carga de lavado .
La carga de la cama se mueve rodando, deslizándose y / o saltando (saltando).
Generalmente, la carga del lecho aguas abajo será más pequeña y más redondeada que la carga del lecho aguas arriba (un proceso conocido como clarificación aguas abajo ). Esto se debe en parte al desgaste y la abrasión que resultan de las piedras que chocan entre sí y contra el cauce del río, eliminando así la textura rugosa ( redondeo ) y reduciendo el tamaño de las partículas. Sin embargo, el transporte selectivo de sedimentos también juega un papel en relación con la clarificación aguas abajo: las partículas más pequeñas que el promedio son arrastradas más fácilmente.que las partículas más grandes que el promedio, ya que el esfuerzo cortante requerido para arrastrar un grano es linealmente proporcional al diámetro del grano. Sin embargo, el grado de selectividad de tamaño está restringido por el efecto de ocultación descrito por Parker y Klingeman (1982), [1] donde las partículas más grandes sobresalen del lecho mientras que las partículas pequeñas están protegidas y ocultas por partículas más grandes, con el resultado de que casi todos los granos los tamaños se arrastran con casi el mismo esfuerzo cortante. [2] [3]
Las observaciones experimentales sugieren que un flujo uniforme de superficie libre sobre un lecho plano sin cohesión no puede arrastrar sedimentos por debajo de un valor crítico. de la relación entre las medidas de las fuerzas hidrodinámicas (desestabilizadoras) y gravitacionales (estabilizadoras) que actúan sobre las partículas de sedimento, la llamada tensión de Shields. Esta cantidad se lee como:
- ,
dónde es la velocidad de fricción, s es la densidad relativa de las partículas, d es el diámetro efectivo de las partículas arrastradas por el flujo y g es la gravedad. La fórmula de Meyer-Peter-Müller [4] para la capacidad de carga del lecho en condiciones de equilibrio y flujo uniforme establece que la magnitud del flujo de carga del lecho para el ancho de la unidad es proporcional al exceso de esfuerzo cortante con respecto a uno crítico . Específicamente, es una función no lineal que aumenta monótonamente del exceso de tensión de Shields , típicamente expresado en forma de ley de potencia. .
Referencias
- ^ Parker, Gary; Klingeman, Peter C. (2010). "Sobre por qué se pavimentan los arroyos de lecho de grava". Investigación de recursos hídricos . 18 (5). doi : 10.1029 / WR018i005p01409 .
- ^ Ashworth, Philip J .; Ferguson, Robert I. (1989). "Arrastre selectivo por tamaño de la carga del lecho en arroyos de lecho de grava". Investigación de recursos hídricos . 25 (4). doi : 10.1029 / WR025i004p00627 .
- ^ Parker, Gary; Toro-Escobar, Carlos M. (2002). "Igual movilidad de la grava en los arroyos: Los restos del día" . Investigación de recursos hídricos . 38 (11). doi : 10.1029 / 2001WR000669 .
- ^ Meyer-Peter, E; Müller, R. (1948). Fórmulas para el transporte de carga de cama . Actas de la 2ª Reunión de la Asociación Internacional para la Investigación de Estructuras Hidráulicas. págs. 39–64.