Hidráulica fluvial. Conceptos generales sobre morfología, dinámica y el transporte de sedimentos en ríos aluviales. Ecuaciones y métodos de uso más extendido para su evaluación y cálculo.

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2.4.1.3  Shields (1936).

En sus estudios de movimiento incipiente, Shields midió condiciones de flujo con transporte de sedimentos superiores a cero y entonces extendió la relación para obtener condiciones de flujo correspondientes a movimiento incipiente.

Shields propuso de sus resultados experimentales la siguiente ecuación semiempírica (Función de transporte) para carga de fondo:

   (Ecuación 2.8)

Ecuación de Shields.

Donde:

q_b =   Caudal o carga de fondo por unidad de ancho del canal. (Caudal unitario de fondo).

(m³/seg.m, ft³/seg.ft))

q =    Caudal líquido por unidad de ancho del canal. (Caudal unitario líquido).

(m³/seg.m, ft³/seg.ft))

t =     Esfuerzo cortante de fondo. t = g×D×S  (kg/m², lb/ft²)

D =    Profundidad del agua. (m, ft)

S =    Pendiente del canal. (m/m, ft/ft, km/km), (adim.)

t_c =    Esfuerzo cortante crítico de fondo. (kg/m², lb/ft²) (Obtenido del diagrama de Shields).

d =    Diámetro de la partícula. (m, ft)

g_s =    Peso específico del sedimento. (kg/m³, lb/ft³)

g =     Peso específico del agua. (kg/m³, lb/ft³)

Observaciones:

-Esta ecuación es dimensionalmente homogénea y se puede usar en cualquier sistema de unidades.

-t_c puede ser determinado del diagrama de Shields.

Escuela Colombiana de Ingeniería. Centro de Estudios Hidráulicos y Ambientales.
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