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Los tres componentes que se incluyen en la carga de un sistema fluvial son los siguientes: carga disuelta , carga de lavado y carga de material del lecho. La carga de material del lecho es la porción del sedimento que es transportada por una corriente que contiene material derivado del lecho. [1] La carga del material del lecho generalmente consiste en toda la carga del lecho y la proporción de la carga suspendida que se representa en el lecho.sedimentos. Por lo general, se compone de granos más gruesos que 0,062 mm y la fuente principal es el lecho del canal. Su importancia radica en que su composición es la del lecho, por lo que el material a transportar se puede intercambiar activamente con el lecho. Por esta razón, la carga de material del lecho ejerce un control sobre la morfología del cauce del río. La carga del lecho y la carga de lavado (el sedimento que se desplaza alto en el flujo y no extrae un momento no despreciable de él) constituyen juntas la carga total de sedimento en una corriente. [2] El orden en el que se han considerado los tres componentes de la carga (disuelto, lavado, material del lecho) puede considerarse una progresión: de velocidades de transporte cada vez más lentas, de modo que el pico de carga se retrasa cada vez más con respecto al pico de flujo durante Cualquier evento.[3]

Transporte de sedimentos [ editar ]

La carga de material del lecho se compone de granos más grandes que cualquiera de las otras cargas. La velocidad a la que viajan los granos depende de la capacidad de transporte del flujo. Las partículas se mueven rodando, deslizándose o saltando (rebotando o saltando granos) a velocidades menores que las del flujo circundante. El rodar es el modo principal de transporte en los arroyos de lecho de grava, mientras que la saltación en la que los granos saltan sobre el lecho en una serie de trayectorias bajas se restringe en gran medida a arenas y gravas pequeñas. [3] Se utilizan varias ecuaciones para estimar la velocidad a la que se transportan los sedimentos a través del sistema fluvial. Las ecuaciones de descarga de material de lecho generalmente son aplicables solo dentro del rango de condiciones de flujo y tamaños de sedimentos para los que se derivaron las ecuaciones. [4]Las variables utilizadas para caracterizar el transporte de carga de material del lecho según lo descrito por Kumar (2012) son las siguientes: [5]

- Geometría del canal: b (ancho del canal), y (profundidad de flujo) y BF (forma de lecho del canal)

- Propiedades dinámicas: Q \ (descarga del canal), Sf ( pendiente de fricción / energía), τb (esfuerzo cortante del lecho) y τc (esfuerzo cortante crítico o esfuerzo cortante de Shields)

- Propiedades de los sedimentos: d (tamaño medio del sedimento), σ (coeficiente de gradación de las partículas del sedimento) y Gs (gravedad específica)

- Propiedades del fluido: ν (viscosidad)

El transporte de carga de material del lecho ( C ) es una función de todos los parámetros anteriores, es decir:

C = f (segundo , y , BF, Q , Sf , τ segundo, τ c, d , σ , Gs , ν)

El conocimiento del transporte de sedimentos es importante para iniciativas como la restauración de ríos, la protección del ecosistema, la navegación y la gestión de la infraestructura. [6]

Medidas [ editar ]

Los métodos directos e indirectos son dos formas de medir el material del lecho. La medición directa se realiza mediante el uso de una trampa física, colocando el dispositivo en contacto con el lecho, “permitiendo que el sedimento transportado como carga de lecho se acumule (o quede atrapado) dentro del muestreador durante un cierto período de tiempo, después del cual el muestreador es elevado a la superficie y el material se vacía y se pesa para determinar un peso transportado por unidad de tiempo ". [6] Hay tres tipos de muestreadores directos, que incluyen una caja o canasta, plato o bandeja, y la diferencia de presión según lo descrito por Hubbell (1964). [7] Las mediciones de la descarga de la carga de fondo son raras y con frecuencia de precisión desconocida porque ningún muestreador de carga de fondo ha sido probado y calibrado exhaustivamente en una amplia gama de condiciones hidráulicas.[4] El muestreador de caja tiene una abertura que permite la entrada de sedimentos, los muestreadores de plato o bandeja se colocan frente al frente abierto de una caja y el muestreador de diferencia de presión está hecho para producir una caída de presión en el extremo de la boquilla . Las mediciones de campo precisas son muy difíciles de realizar, errores asociados principalmente con los propios dispositivos de medición y con las variaciones temporales extremas en la velocidad de transporte, que son un rasgo característico del movimiento del material del lecho. [8] [9]Las mediciones indirectas se pueden realizar mediante un trazador, estudios repetidos de canales, velocimetría de forma de lecho o velocimetría. Ningún método es completamente satisfactorio, pero los levantamientos de canales indirectos, siempre que sean lo suficientemente detallados en la escala de alcance, pueden producir resultados confiables y tienen las ventajas de perturbación mínima del flujo y muestreo integrado en el tiempo que promedia las fluctuaciones a corto plazo en la tasa de transporte. [10]

Importancia [ editar ]

El material del lecho ejerce un control sobre la morfología del cauce del río. El transporte de carga de material del lecho en ríos aluviales es el vínculo principal entre la hidráulica del río y la forma del río [11] y es responsable de construir y mantener la geometría del canal. [12]

Referencias [ editar ]

  1. ^ RJ Garde; KG Ranga Raju. (2000). Mecánica de transporte de sedimentos y problemas de corrientes aluviales . Nueva Delhi: New Age International. pag. 262. ISBN 978-81-224-1270-3.
  2. ^ Belperio, A (1979). "El uso combinado de la carga de lavado y las curvas de clasificación de carga del material del lecho para el cálculo de la carga total: un ejemplo del río Burdekin, Australia". CATENA . 6 (3–4): 317–329. doi : 10.1016 / 0341-8162 (79) 90027-4 .
  3. ↑ a b Knighton, David (1998). Formas y procesos fluviales: una nueva perspectiva . Nueva York: John Wiley and Sons Inc.
  4. ↑ a b Andrews, ED (1 de febrero de 1981). "Medición y cálculo de la descarga de material del lecho en un arroyo de lecho de arena poco profundo, Muddy Creek, Wyoming". Investigación de recursos hídricos . 17 (1): 131-141. Código bibliográfico : 1981WRR .... 17..131A . doi : 10.1029 / WR017i001p00131 . ISSN 1944-7973 . 
  5. ↑ Kumar, Bimlesh (1 de julio de 2012). "Predicción de la red neuronal del transporte de carga de material del lecho". Revista de Ciencias Hidrológicas . 57 (5): 956–966. doi : 10.1080 / 02626667.2012.687108 . ISSN 0262-6667 . 
  6. ^ a b "Medición del transporte de carga de lecho en ríos de lecho de arena: una mirada a dos métodos de muestreo indirecto" (PDF) . webcache.googleusercontent.com . Archivado desde el original el 21 de octubre de 2015 . Consultado el 17 de diciembre de 2015 . CS1 maint: bot: estado de URL original desconocido ( enlace )
  7. ^ "Aparatos y técnicas para medir la carga de cama" (PDF) . webcache.googleusercontent.com . Archivado desde el original (PDF) el 18 de noviembre de 2016 . Consultado el 17 de diciembre de 2015 .
  8. ^ Hubbell, DW (1987). Muestreo y análisis de carga de lecho . Chichestre: Wiley. págs. 89-106.
  9. ^ Gómez, Basil (agosto de 1991). "Transporte de carga de cama". Reseñas de Ciencias de la Tierra . 31 (2): 89-132. Código Bibliográfico : 1991ESRv ... 31 ... 89G . doi : 10.1016 / 0012-8252 (91) 90017-A .
  10. ^ Lane, SN; Richards, KS y Chandler, JH (1995). "Estimación morfológica de la tasa de transporte de carga de lecho integrada en el tiempo". Investigación de recursos hídricos : 761–72.
  11. ↑ Gómez, Basil (14 de noviembre de 2006). "La tasa potencial de transporte de carga de cama" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 103 (46): 17170–17173. Código Bibliográfico : 2006PNAS..10317170G . doi : 10.1073 / pnas.0608487103 . ISSN 0027-8424 . PMC 1859904 . PMID 17088528 .   
  12. ↑ Goodwin, Peter (1 de enero de 2004). "Soluciones analíticas para estimar la descarga efectiva". Revista de Ingeniería Hidráulica . 130 (8): 729–738. doi : 10.1061 / (ASCE) 0733-9429 (2004) 130: 8 (729) . ISSN 0733-9429 .