Predicción de la velocidad media del flujo en ríos de montaña
DOI:
https://doi.org/10.4995/ia.2008.2928Resumen
En ríos constituidos por material grueso heterométrico y flujo de baja sumersión relativa resulta difícil definir y medir variables relacionadas con la geometría de la sección transversal del cauce. En este artículo se ha calibrado, validado y comparado un modelo que permite relacionar el caudal de la corriente y su velocidad media sin incluir variables relativas a la geometría de la sección. Se seleccionó para ell un conjunto de 904 datos pertenecientes a más de 400 tramos de diferentes ríos con lecho granular de tamaño grava, canto o bolo. Se ha logrado un mejor ajuste cuanto mayor es el percentil granulométrico con el que se expresa el tamaño característico del sedimento. La capacidad explicativa del modelo ajustado es equiparable a la de la ecuación logarítmica tipo Keulegan y superior a la de la ecuación que no requiere una estimación explícita del coeficiente de resistencia al flujo. El ajuste segmentado del modelo estudiado, tomando como criterio de corte un valor de la pendiente del lecho del 8, supone una mejora de la bondad de ajuste para ambos subconjuntos en torno al 7%.Descargas
Citas
Andrews, E.D., (1984). Bed material entrainment and hydraulic geometry of gravel bed rivers in Colorado. Geol. Soc. Am. Bull., 95, 371-378. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1984)95<371:BEAHGO>2.0.CO;2
Barnes, H.H., (1967). Roughness characteristics of natural channels. U.S. Geol. Surv. Water Supply, Pap. 1849, Washington DC, USA.
Bathurst, J.C., (1978). Flow resistance of large-scale roughness. J. Hydraul. Div. ASCE, 104(12), 1587-1603.
Bathurst, J.C., (1985). Flow resistance estimation in mountain rivers. J. Hydraul. Eng., 111(4), 625-643. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:4(625)
Bathurst, J.C., (2002). At a site variation and minimum flow resistance for mountain rivers. J. Hydrol., 269(1-2), 11-26. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00191-9
Bray, D.I., (1979). Estimating average velocity in gravel-bed rivers. J. Hydraul. Div. ASCE, 105(9), 1103-1123.
Byrd, T.C., Furbish, D.J. y Warburton, J., (2000). Estimating depth averaged velocities in rough channels. Earth Surf. Process. Landforms, 25, 167-173. https://doi.org/10.1002/(SICI)1096-9837(200002)25:2<167::AID-ESP66>3.0.CO;2-G
Charlton, F.G., Brown, P.M. y Benson, R.W., (1978). The hydraulic geometry of some gravel rivers in Britain. Report No. IT 180, Hydraulics Research Station, Wallingford, UK.
Colosimo, C., Copertino, V.A. y Veltri, M., (1988). Friction factor evaluation in gravel bed rivers. J. Hydraul. Eng., 114(8), 861-876. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1988)114:8(861)
Crusellas, J., (2000). Estudi de paràmetres i morfologies fluvials per a ajustar les estimacions de rugositat en càlculs de resistència al flux. Treball FInal de carrera, ETS d'Enginyeria Agrària, Universitat de Lleida, Lleida, España.
Esbensen, K., Schƒonkopf, S. y Midtgaard, T., (1994). Multivariate Analysis in Practice. CAMO AS, Trondheim, Norway.
Griffiths, G.A., (1981). Flow resistance in coarse gravel bed rivers. J. Hydraul. Div. ASCE, 107(7), 899-918.
Hey, R.D., (1979). Flow resistance in gravel bed rivers. J. Hydraul. Div. ASCE, 105(4), 365-379.
Hey, R.D. y Thorne, C.R., (1986). Stable channels with mobile gravel beds. J. Hydraul. Eng., 112(8), 671-689. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1986)112:8(671)
Hicks, D.M. y Mason, P.D., (1991). Roughness characteristics of New Zealand rivers. New Zealand Water Resources Survey, DSIR Marine and Freshwater, Wellington, NZ.
Jarrett, R.D., (1984). Hydraulic of high gradient streams. J. Hydraul. Eng., 110(11), 1519-1539. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1984)110:11(1519)
Judd, H.E. y Peterson, D.F., (1969). Hydraulics of large bed elements channels. Report No. PRWG 17 6, Water Research Laboratory, State University, Logan, Utah, USA.
Kellerhals, R., (1967). Stable channels with gravel-paved beds. J. Waterways and Harbors Div. ASCE, 93(1), 63-84.
Kleinbaum, D.G., Kupper, L.L. y Muller, K.E., (1988). Applied regression analysis and other multivariable methods. PWS Kent Publishing Company, Boston, Mass., USA.
Lee, A.J. y Ferguson, R.I. (2002). Velocity and flow resistance in step-pool streams. Geomorphology, 46, 59-71. https://doi.org/10.1016/S0169-555X(02)00054-5
Legates, D.R. y McCabe, G.J., (1999). Evaluating the use of goodness of Fit"measures in hydrologic and hydroclimatic model validation. Water Resour. Res., 35(1), 233-241. https://doi.org/10.1029/1998WR900018
López, R., (2005). Resistencia al flujo de ríos de montaña. Desarrollo de ecuaciones de predicción. Tesis doctoral, Universitat de Lleida, Lleida, España.
López, R., Barragán, J. y Colomer, M.A., (2007). Flow resistance equations without explicit estimation of the resistance coefficient for coarse-grained rivers. J. Hydrol., 338(1-2), 113-121. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.02.027
Marcus, W.A., Roberts, K., Harvey, L. y Tackman, G., (1992). An evaluation of methods for estimating Mannings n in small mountain streams. Mt. Res. Dev., 12(3), 227-239. https://doi.org/10.2307/3673667
Maresova, I. y Mares, K., (1989). Flow resistance of channel bed of submountainous rivers. Technical Papers of the Faculty of Civil Engineering, Technical University of Prague, Czechoslovakia, Serie V, 9, 269-305.
Nikora, V.I., Goring, D.G. y Biggs, B.J.F., (1998). On gravel bed roughness characterization. Water Resour. Res., 34(3), 517-527. https://doi.org/10.1029/97WR02886
Orlandini, S., Boaretti, C. y Guidi, V., Sfondrini, G., (2006). Field determination of the spatial variation of resistance to flow along a steep Alpine stream. Hydrol. Process., 20(18), 3897-3913. https://doi.org/10.1002/hyp.6163
Pitlick, J., (1992). Flow resistance under conditions of intense gravel transport. Water Resour. Res., 28(3), 891-903. https://doi.org/10.1029/91WR02932
Prestegaard, K.L., 1983. Bar resistance in gravel bed streams at bankfull stage. Water Resour. Res., 19(2), 472-476. https://doi.org/10.1029/WR019i002p00472
Rickenmann, D., (1994). An alternative equation for the mean velocity in gravel bed rivers and mountain torrents. Cotroneo, G.V., Rumer, R.R. (eds.), Proceedings of the ASCE National Conference on Hydraulic Engineering, vol. 1, American Society of Civil Engineers, Reston, Va, USA, pp. 672-676.
Ruf, G., (1988). Neue ergebnisse ƒuber die flieBgeschwindigkeit in sehr rauhen gerinnen (wildbƒachen). Internationales Symposion Interpraevent 1988-Graz, Tagungspublikation, Band 4, Graz, Ostereich, pp. 165-176.
Thompson, S.M. y Campbell, P.L., (1979). Hydraulics of a large channel paved with boulders. J. Hydraul. Res., 17(4), 341-354. https://doi.org/10.1080/00221687909499577
Thorne, R.C. y Zevenbergen, L.W., (1985). Estimating mean velocity in mountain rivers. J. Hydraul. Eng., 111(4), 612-624. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1985)111:4(612)
Wolman, M.G., (1955). The natural cannel of Brandywine Creek, Pennsylvania. Geological Survey Professional Paper 271, US Geological Survey, Washington DC, USA. https://doi.org/10.3133/pp271
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Esta revista se publica bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional