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Tofaletti
(1969) presentó un procedimiento para calcular la carga de muestras no medidas
basado en el concepto de Einstein (1950) y de Einstein y Chien (1953).
En esta aproximación, Tofaletti ha hecho las siguientes
simplificaciones: a- La
descarga de sedimentos del ancho del canal es igual a la de un canal rectangular
de ancho B y profundidad R, con R siendo el radio hidráulico del canal en
estudio. b- La
profundidad total del flujo es dividida en cuatro zonas que se muestran en la
figura No.39 Figura
No.38 Relaciones del método de
Tofaletti para la velocidad, concentración y la descarga.
O La
distribución de las velocidades en la vertical es:
El
exponente hn está
dado por la relación empírica: hn =
0.1198+0.00048T (Ecuación
2.110) Donde (T) es la temperatura del agua. (°F) Las
concentraciones de sedimentos en la zona superior, media y baja, son mostradas
en la parte derecha de la figura ¿???. Respectivamente
los coeficientes Cui y Cmi pueden ser expresados en términos
del coeficiente CLi basado en la distribución continua de la
concentración de sedimentos. CLi
es el porcentaje de sedimentos en peso en una fracción de tamaño inferior a di.
El exponente Zi es:
Donde: w1 =
Velocidad de caída de una partícula de sedimento de tamaño di
en agua a una temperatura T. V = Velocidad media del flujo. S =
Pendiente de la corriente real. CZ
es dada por la relación empírica: CZ
= 260.67 – 0.667T
(Ecuación 2.112) Cuando
el valor de Zi es menor que hn, se toma arbitrariamente como igual a 1.5hn. La
descarga de sedimentos por unidad de ancho para cada zona, puede ser integrada
en concordancia con las ecuaciones siguientes:
y
con
h1 = 1+hn -
1.5Z1 (Ecuación 2.117) h2 = 1+hn - Z2
(Ecuación 2.118) h3 = 1+hn -
0.756Z3 (Ecuación 2.119) Donde: Pi
= Fracción en peso de
material de fondo con tamaño medio di. En las ecuaciones:
En la
ecuación:
El
valor de TT es dado por: TT
= 1.10(0.051+0.00009T) (Ecuación
2.122) El
término k es el factor de corrección es dado en una figura (6.4(b)), libro de
Yang. (Referencia: Sediment Transport, Theory and
practice; Chih Ted Yang 1996. Figura
6.4(b), Pág. 150). La
descarga de carga de fondo es asumida si se da por el producto de pi,
la concentración de sedimentos, la velocidad a y = 2di y la
distancia 2di, que da:
Donde
Mi y h3 están
dadas en el desarrollo de las ecuaciones anteriores. La fórmula
del transporte de carga total (material de fondo Qti, para sedimentos
de tamaño di) quedaría finalmente como:
Nótese
que el radio hidráulico R, el tamaño de sedimento di, el ancho del canal B,
están expresados en (ft) en la fórmula de Tofaletti.
La velocidad es en (ft/seg), la concentración de sedimentos es en (ton/día.ft)
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Escuela Colombiana de Ingeniería. Centro de Estudios Hidráulicos y Ambientales. |
