ESCUELA DE POST GRADO Programa de Doctorado en Recursos Hídricos CURSO: HIDRÁULICA DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS TEMA: Simulación de Flujo Reológico Bidimensional con FLO-2D DOCENTE: PhD. Eusebio Ingol Blanco NOMBRE: Darwin Efraín Huayta Calisaya 20110763 C. U. Lima, Julio del 2012
26
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trabajo final sediemntos - Eusebio Ingol Blanco, Ph.D., A ...eusebioingolb.weebly.com/.../2524387/trabajo_final... · sente trabajo a del rio San D. NCEPTO IM Flujos Hiperc movimiento
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ESCUELA DE POST GRADO
Programa de Doctorado en Recursos Hídricos
CURSO:
HIDRÁULICA DE TRANSPORTE DE SEDIMENTOS TEMA:
Simulación de Flujo Reológico Bidimensional con FLO-2D
o no se cuentaa las precipitao de los caugular (US. Soi
TIEMPO
mpo de conceoda la cuenc
metro, en el pch, Temes y B
ula de Kirpich
e: = Tiempo d= Longitud= Pendien
ula de Temes
e: = Tiempo d= Longitud= Pendien
ula de Bransb
e: = Tiempo d= Longitud= Área de = Pendien
Cuadro Nº 3.
Descripció
Microcuenca San
Componentes el B
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
a con datos daciones máximudales de disel Conservació
O DE CONCEN
entración es uca contribuya presente esturansby William
:
de concentracd del curso prite a lo largo d
:
de concentracd del curso prite a lo largo d
by Williams.
de concentracd del curso pri cuenca en Kmte a lo largo d
.6 se presenta
Cuadro
ón Area
(Km2)
Juan 166.0
Brocal 8.25
te de Sedimen
e caudales mmas cercanas eño se ha de
ón Service, 19
NTRACIÓN
uno de los pri con la escodio se ha em
ms.
ción en horas ncipal en metr
del cauce en m
ción en horas.ncipal en kilóm
del cauce en m
ción en horas.ncipal en kilómm2. del cauce en m
a el Tiempo de
o N° 4.7: Tie
Longitud cauce (m)
18600
4400
Tc
T
Tc
ntos
máximos registal proyecto y
esarrollado el 57).
incipales parárrentía superf
mpleado el pro
ros
m/m
. metros. m/m.
. metros.
m/m.
e Concentració
empo de Conc
Cota (msnm)
Máxima Mínim
4450 4180
4420 4185
000325.0
30.0S
LTc
2433.0A
trados en las qlas caracterís método Hidr
ámetros que mficial. Existenomedio de tre
ón de las cuen
centración de l
Desnivel (m) ma
0 270
5 235
385.0
77.0
5S
L
19.0
76.0
S
L
2.01.0 SA
L
quebradas y rsticas de las mrograma Unita
mide el tiempo varias fórmues fórmulas a
ncas en estud
las cuencas
Pendiente (m/m) Kirp
0.015 3.2
0.053 0.6
PDRH
Pági
ríos, se ha esmicrocuencas. ario Sintético
o que se neculas para calcampliamente
dio.
Tiempo de Conce
pich Temez G
21 6.18
64 1.61
H
ina 13 de 26
stimado en Para este de forma
esita para cular este utilizadas:
entración (horas)
Giandotti Prome
6.04 5.14
1.48 1.24
edio
4
4
DocentAlumn
4.13 Mockuunitar
DóndeA = ártp = tieqp= de
Del anmedia tb= 2.6 A su v
Dóndeconce
O bien
DondeLa duaprox
Para ccuenta
Pe puConse
4.14 Mediasuperdifereaños.
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
MÉTODO
us, desarrollório, se escribe
e: rea de la cuenempo pico en escarga pico e
nálisis de variante la expres
67 tp
vez, el tiempo
e: de es la dentración tc co
n con la ecuac
e L es la longiuración en excximadamente c
cuencas grana la precipitac
uede ser calcervation Servi
CAUDAL
ante el métorficial, a fin dentes periodos
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
O DEL HIDRO
ó un hidrogra el gasto pico
nca en km2 horas. en m3/s/mm.
os hidrogramaión:
de pico se ex
duración en eomo:
ción:
itud del cauceceso con la qcomo:
des o como dción efectiva P
culada tomance, donde N e
L DE DISEÑO
do de Hidroge establecer es de retorno,
Figu
rt 0
te de Sedimen
OGRAMA UN
ma unitario s como:
as, Mockus co
xpresa como:
exceso y tr el
e principal en mue se tiene m
de = tc para cPe.
ndo en cuentes el número d
O
grama Unitarel dimensionaasumiendo un
ura N° 4.5:
ct6.0
Pe
0.0tr
ntos
ITARIO SINT
sintético de fo
oncluye que e
tiempo de re
m, S su pendiemayor caudal
uencas peque
Qmax = qp x
ta los númerode escurrimien
rio Sintético amiento de lasn riesgo de fa
Hietograma
bp tq
555.0
p
det
2
Tc2de
2032
508
NP
NP
64.0
005
S
L
ÉTICO DE FO
orma triangula
el tiempo base
etraso, el cua
ente en % y trpico, a falta d
eñas. El caud
Pe
os de escurrnto.
de forma Trs obras linealalla de 10% y
Triangular de
A5
rt
c
32.20
08.52
4
ORMA TRIAN
ar. De la geo
e y el tiempo d
al se estima
r el tempo de de mejores da
al máximo se
rimiento propu
riangular, se es y no linea
y una vida úti
Diseño.
PDRH
Pági
GULAR
ometría del h
de pico tp se r
mediante el t
retraso en hoatos, se pued
determina to
uesto por el
calculó la eales, se calcull de la relave
H
ina 14 de 26
idrograma
relacionan
tiempo de
ras de calcular
mando en
U.S. Soil
escorrentía laron para ra de 100
DocentAlumn
En el de Hid
1 Micro
2 Comp
5.1
El FLOuna spropaEl trámovimhiperc Es cotorren Esto sestos corte actua El moflujos simulacomo
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
Cuadro Nº 3drograma Unit
Descripción
ocuenca San Juan
ponentes el Brocal
DESCRI
O-2D es un mserie de celdaagación de la onsito de aven
miento y conconcentrados
onocido que enciales, no pue
se debe a qu fluidos se cosuperior a unnte es inferior
odelo bidimens de huaycos yar flujo en top planicies de i
hp
1
q
Q
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
3.7 se muestretario Sintético
Cuadro N°
Área
(km2) 166.00
8.25
PCIÓN DEL M
modelo simple s sobre la plaonda de flujo snida en 2 dimservación dede sedimento
el movimientoede represent
e la concentromporten comn esfuerzo crr al esfuerzo c
sional de difery aludes torrepografías cominundación y á
p de
tp
te de Sedimen
ea el caudal m de forma Tria
4.8: Caudal
Pendiente Cu
S (m/m) (m0.015
0.053
V.
MODELO FLO
de conservacanicie inundabsobre el domiensiones se rl volumen de
os.
o de un fluidoarse por medi
ración alta de mo fluidos no-nrítico dado pacrítico el movim
rencias finitas enciales en rí
mplejas como áreas urbaniz
de/2
tb
ntos
máximo de disangular.
diseño para d
Caudal unitario
Númecurv
m3/s/mm) CN6.10 71
1.25 74
CARACTER
O-2D
ción de volumeble o través denio del flujo esrealiza mediae fluido tanto
o tan complejoio de métodos
materia sólidnewtonianos, ara iniciar el mmiento del fluid
FLO-2D (O’Bos y quebradlas que se padas de Maca
seño para cad
diferentes peri
ero va
N T=2 T= 6.04 14.4
4 2.24 4.4
RÍSTICAS GEN
en. Éste mueve segmentos s controlado pnte la integrao para una a
o como el qus que se aplica
da en los huaylos cuales req
movimiento dedo se detiene
Brien) simula fldas, y en conoresentan en lashca, así com
qp
Syntetic Unit by Mockus, VUS. SCS.
da microcuenc
odos de retorn
Caudal m
5 T=10 T=40 21.53 32
49 6.30 8
NERALES DE
ve el volumendel cauce pa
por la topogración numéricaavenida de a
ue forman losan a fluidos co
ycos y aludesquieren la accel fluido; y vi.
lujo de fluidosos de deyeccla Micro cuenmo el intercam
t
HidrographVictor
PDRH
Pági
ca aplicando
no.
máximo (m3/s)
=25 T=50 T2.15 41.11
.93 11.10
EL ÁREA DE
de avenida ara el tránsito fía y resistenca de las ecuaagua como p
s huaycos y lomo el agua.
s torrenciales ción de un esceversa, si e
s no-newtonianción. El modenca del rió Pambio de fluido
H
ina 15 de 26
el método
T=100 T=200 50.81 61.18
13.40 15.84
ESTUDIO
a través de en río. La
cia al flujo. aciones de para flujos
os aludes
hace que sfuerzo de l esfuerzo
nos, como lo permite
ariac, tales entre ríos
DocentAlumn
y la phuaycla geo(líquid En esMohr C denmezclsedim El modifereelemeposicireduc 5.2
El mohidráude hid Como • • • • • • • •
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
planicie de inucos y alud torrometría del ríodo y sólido), p
stas ecuacioneCoulomb τmc
nota el coeficla ρm, de la l
mentos Cv.
odelo usa un nciales de mo
entos cuadradón en la malla
cción del flujo q
ATRIBU
odelo FLO-2D ulicas, tales codrogramas líqu
o principales a
Tránsito deFlujo no coModelacióLas calles Análisis hiSimulaciónTransporteEstructura
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
undación. Puerencial (flujo do, valores de recipitación y
es η es la visc = pstanΦ deciente de esfuongitud de Pr
esquema ceovimiento. La dos de tamañoa, una elevacique atraviesa
TOS DEL MO
está basado omo ríos, canauidos y/o sedi
atributos se tie
e hidrogramasonfinado supen de ríos y ca son modeladadrológico: lluvn de flujos de e de sediments hidráulicas
Figura N° 5
te de Sedimen
ede modelarsede barro). Com
la rugosidad propiedades r
cosidad dinámependen de la uerzos cortantrandtl l, del ta
entrado de di topografía deo uniforme paón o cota de t la celda para
ODELO FLO-2
en los procesales, puentes,mentos bajo u
ene:
s de avenida erficial en 8 diranales as como cana
vias, evaporaclodo y escomtos
.1: Proceso
ntos
e flujo de agumo datos de e
del río y de lareológicas de
mica; τc es el presión intergtes inerciales,amaño del sed
ferencias finite la superficieara toda el áreterreno, un co simular bloqu
2D
sos físicos de, etc. Como prun esquema e
recciones
ales rectangulación, infiltracióbros (huaycos
os Físicos sim
ua, flujo hipercntrada se reqa planicie de la mezcla agu
esfuerzo de granular ps y , el cual depedimento ds y
tas explícito e se discretizaea de estudio oeficiente de ruueo por edifica
el ciclo hidrolórincipal atributen dos dimens
ares n y abstracciós)
mulados por el
concentrado duiere la topoginundación, h
ua sedimento.
cedencia cohdel ángulo de
ende de la dede una funció
para la soluca en una malla y a cada elemugosidad (n deaciones.
ógico con la prto del modelo siones.
ón
modelo FL0-2
PDRH
Pági
de sedimentografía digital dehidrogramas d.
esivo; los esfe reposo Φ deensidad de món de concen
ción de las ea formada pomento se le ae Manning), fa
resencia de e se menciona
2D.
H
ina 16 de 26
s, flujo de el terreno,
de entrada
fuerzos de el material;
masa de la tración de
cuaciones r celdas o
asigna una actores de
estructuras el tránsito
DocentAlumn
6.1 Es el componotabestas hipercproce2000)
• • •
El volsu desedim 6.2
6.2.1 El moflujos simulaSMEBmoderequiedel teentrad 6.2.2 Las ca Se apecuac • E
• E
S
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
GENERA
movimiento ortamiento. Plemente en la característicconcentrados sos físicos qu
): InundacionFlujos de bFlujos de d
umen y las presplazamientomentos, de la d
MODELA
DESCRI
odelo bidimens de huaycos yar flujo de relaB, tales comolarse flujo deere la topograerreno, de la da de flujo (líq
PARÁM
aracterísticas
plicó un modelciones que go
Ecuación de la
x
hV
t
h x ∂
∂
∂
∂
Ecuación de ca
SS oxfx -
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
ALIDADES
cargado de sPero cuando a mezcla, camcas se les
de sedimentue involucra ca
nes o crecidasbarro detritos
ropiedades de y la deposic
distribución gra
ACIÓN HIDRÁ
PCIÓN MODE
sional de difery aludes torreave en topogro planicies de agua, flujo d
afía digital del relavera, zon
quido y sólido)
ETROS DE E
de parámetro
lo numérico bbiernan el mo
a continuidad:
iy
hVy ∂
∂
antidad de mo
x
V
g
V
x
h xx
∂
∂-
∂
∂
te de Sedimen
sedimentos, sla carga de
mbia las propiedenomina f
tos pueden cada uno de el
s de barro
e la matriz del ción de los seanulométrica y
ÁULICA
ELO FLO2D
rencias finitas enciales en ríafías compleja
e inundación yde sedimentos terreno, la ge
na de influenc, precipitación
NTRADA
os de entrada
idimensional ovimiento en s
ovimiento en d
y
V
g
V yy -∂
∂-
ntos
son transportae partículas dedades del fluflujos hipercoclasificarse enlos, función de
fluido (mezclaedimentos. Lay del contenid
FLO-2D (O’Bos y quebradas y planas coy el área dels y alud torreeometría de locia y de la pln y propiedade
que son empl
para la simulau expresión m
dos dimension
t
V
gx
∂
∂1-
VI
ados por el flde sedimentouido y el componcentrados n tres tipos, e la reología d
a agua-sedimeas propiedadedo de arcillas.
Brien) simula fldas, y en conoomo las que s componente
encial (flujo deos componentlanicie de inues reológicas
eadas para la
ación del flujo más completa
nes:
I. MODELO
lujo, y tienen os es de tal portamiento d
(Wan, Wanque se diferede la mezcla a
ento) gobiernaes dependen d
lujo de fluidosos de deyeccse presentan de la Relave
e barro). Comtes mineros, v
undación. Se de la mezcla a
a simulación:
de barro y es(onda dinámic
PDRH
Pági
O HIDRÁULIC
poca influen magnitud quel flujo. A los g, 1994). Lencian entre agua-sedimen
an la hidráulicade la concent
s no-newtonianción. El modeen la zona deera N°6 y N°
mo datos de evalores de la usa un hidroagua sedimen
scombros, utilca).
H
ina 17 de 26
CO FLO2D
ncia en su ue influye flujos con Los flujos
sí en los nto (Julien,
a del flujo, tración de
nos, como lo permite
el proyecto °7. Puede entrada se rugosidad
ograma de nto.
izando las
(1)
(2)
DocentAlumn
S
Deccc
Lfle
τ
Dτmτdre
τ
D
Y
Edmmc
6.2.3 Para l I
EdcaM Pddrd
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
SS oxfx -
Donde: h es eexceso de intecomponente dconsideran la convectiva.
Los esfuerzos ujos de lodo
esfuerzos al co
mcc τττ
Donde el esfuemc, el esfuerzd. Cuando eseológico pued
yττ
d
d
Donde τ
Y C
En estas ecuae Mohr Coulo
material; C demasa de la meconcentración
APLICA
la aplicación d
Inicialización El modelo usadiferenciales celdas o elemasigna una poManning), fact Para una celdde dicho eledisponible delresulta en pasde los hidrogr
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
y
V
g
V
x
h yy
∂
∂-
∂
∂
el tirante del flensidad de pe la pendientpendiente del
cortantes ene inundacion
orte.
tv ττ
erzo cortante tzo cortante visscribimos en de ser desarro
dy
dvC
dy
dv
mcy τττ 2 (m fl
ciones η es laomb τmc = psnota el coeficezcla ρm, de de sedimento
CIÓN DEL MO
del modelo he
n del modelo:
a un esquemade movimient
mentos cuadradosición en la tores de reduc
da y un tiempomento. El ca elemento. Losos de tiempoamas de entra
te de Sedimen
x
V
g
V xx -∂
∂-
ujo y Vx, Vy precipitación (te de fricción l lecho Sox, la
n flujos de senes de lodo, p
dτ
total τ dependscoso τv, el etérminos de llado (O'Brien
2
y
v
mc 2),( sm dCv
a viscosidad dstanΦ dependciente de esfu la longitud d
os Cv.
ODELO FLO2
mos seguido
a centrado deto. La topogrdos de tamañ malla, una ección del flujo
o dados, se caambio en el os pasos de tio relativamentada y del tama
ntos
t
V
gy
∂
∂1-
es el componi) puede ser Sfx se basa a gradiente d
edimento, inclupueden ser c
de del esfuerzoesfuerzo corta
tasas de defn and Julien, 1
dinámica; τc een de la pres
uerzos cortante Prandtl l, d
2D
los siguientes
e diferencias frafía de la suo uniforme palevación o co que atraviesa
alcula el caudavolumen resuempo varían te cortos, (típiaño de la mall
nente de la veno desprecia en la ecuace presión y lo
uyendo los dcalculados de
o límite cohesnte turbulentoformación (dv985):
s el esfuerzo sión intergranutes inerciales,el tamaño de
s pasos:
finitas explícitouperficie se dara toda el áreota de terrenoa la celda para
al neto que enultante se dissegún el critecamente entrela de cálculo.
elocidad promable sobre la ión de Mannios términos de
escritos como la suma de
sivo τc, el esfuo τt, y el esfuev/dy) el siguie
de cedencia ular ps y del á el cual depe
el sedimento d
o para la soluiscretiza en u
ea de estudio yo, un coeficiena simular bloq
ntra y sale postribuye unifo
erio de estabilie 0.1 y 30 se
PDRH
Pági
mediada en el superficie deng. Los otrose la aceleraci
o flujos de escinco compon
uerzo de Mohrerzo cortante ente modelo c
cohesivo; los ángulo de repende de la deds y de una f
ución de las euna malla fory a cada elemnte de rugosi
queo por edific
r cada uno deormemente eidad de Couragundos). Esto
H
ina 18 de 26
(3)
tirante. El el flujo. El s términos ón local y
scombros, nentes de
(4)
r-Coulomb turbulento cuadrático
(5)
(6)
(7)
esfuerzos oso Φ del
ensidad de función de
cuaciones rmada por
mento se le dad (n de
caciones.
e los lados n el área ant, lo que o depende
DocentAlumn
Lee
6.2.4 El FLOuna spropaEl trámovimsedim
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
Las ecuacioneen Colorado ecuaciones so
03.0η
y 1.0τ
F
MODELA
O-2D es un mserie de celdaagación de la onsito de aven
miento y consmentos.
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
es provienen dRocky Moun
on utilizadas p
Cve 1.226 Cve 7.258
Figura N° 6.1
ACIÓN HIDRÁ
modelo simple s sobre la plaonda de flujo snida en 2 dimservación del
Figura
te de Sedimen
de la literaturantain cerca dpara el modelo
: Descarga
ÁULICA BIDI
de conservacanicie inundabsobre el domiensiones se r volumen de
N° 6.2: Mod
ntos
a, y fueron recde las ciudado (O´Brien & J
del flujo a trav
MENSIONAL
ción de volumeble o través denio del flujo esrealiza media fluido tanto
delo Hidráulic
colectadas de des de AspeJulien, 1988).
vés de los con
en. Éste mueve segmentos s controlado pnte la integrapara una ave
o para el proy
depósitos naten y Glenwoo
ntornos de la m
ve el volumendel cauce pa
por la topogración numéricaenida de agu
yecto SMEB.
PDRH
Pági
turales de flujood Springs, U
malla
de avenida ara el tránsito fía y resistenca de las ecuaa como para
H
ina 19 de 26
os de lodo USA. Las
(8)
(9)
a través de en río. La
cia al flujo. aciones de a flujos de
DocentAlumn
6.3 6.3.1 FLO-2predices goviscosdel seviscossedimsedimEl model flu
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
SELECC
MODELO
2D transita flujciendo el movbernado por lsidad y el esfuedimento sonsos y esfuerz
mento suspendmento y los coodelo cuadráticujo viscoso a f
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
CIÓN DEL CÓ
O REOLOGIC
jos de sedimeimiento del flua concentraciuerzo de ceden monitoreadozos dispersivodida y carga mponentes deco de esfuerzflujo turbulento
Cuadro N°
Superficie
Concreto/a
Arena esca
Superficie
Arcilla esca
Poca vege
Hierba cort
te de Sedimen
ÓDIGO DE MO
CO
entos hiperconuido viscoso. Pón de sedime
encia como unos a través dos, y constituy de lecho ene flujos de lodo al corte propo/dispersivo.
6.1: Caudal Parámetro
asfalto
asa
gradual
asa – suelo de
tación
ta de pradera
ntos
ODELAMIENT
ncentrados (fluPara flujos deentos. Se empna función de del sistema. Lye un fenómen el transportdo no puedenpuesto por O'
diseño para dos de resiste
e marga erosio
TO
ujos de lodo y lodo (mudflow
plea un model la concentrac
Los flujos de eno muy diferte de sedime ser simuladoBrien y Julien
diferentes perincia del flujo
Rang
24 –1
30 – 1
90 – 4
onada 100 -
1,000
3,000
y escombros) cws), el movimo cuadrático rción de sedimlodo son dom
rente que los ento convencios a la vez co (1985) descr
odos de retorn laminar
o de K
08
120
400
500
0 - 4,000
0 - 10,000
PDRH
Pági
como un fluidomiento de la ma
reológico predmentos, y los v
minados por procesos de ional. El trann el programaribe el régimen
no.
H
ina 20 de 26
o continuo atriz fluida diciendo la volúmenes esfuerzos carga de sporte de
a FLO-2D. n continuo
DocentAlumn
Un varesidede la FLO-2 6.3.2 La maconceflood)ampliodefinidflujos Cuandde lodvolumpropiemucha El Cucaract Los fluUn fluEste crugospropie La promuchopuede Los flpartíctambiépartícflujos volum
Des
De
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
alor de K=228encial y ha sid ecuación cua2D para la est
CONCEN
ayoría de flujentración por v, avenida de ao rango de fldos como eve con concentrdo incrementado. El rango g
men. Las aveedades del flua mayor visco
adro 4.2 se prterísticas del f
ujos de sedimujo de lodo cocomportamienidad. La concedades del flu
opiedad domio menores que incrementar
ujos granularculas de sedimén referidos a
culas. La matr granulares re
men pequeño.
Cuadro N°
cripción Tipo Flujo
eslizamiento
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
Césped de
85 fue calibraddo usado con badrática para timación de ve
NTRACIÓN V
jos de sedimvolumen de 20agua (water fujos de sedim
entos de avenraciones de seamos la concegeneral de la nidas de loduido de aveniosidad y densi
resenta difereflujo.
mento hiperconnsiste de una
nto es una funcentración de ido incluyendo
nante del flujoue las avenid la flotabilidad
res o flujo de mento no-coha flujos disperriz fluida (aguaesultarán de d
° 6.2: Compo
Concentración
En Volumen
0.65 – 0.8
0.55 – 0.65
te de Sedimen
e hierba añil
do para el flujobuenos resulta la combinacielocidad en la
VOLUMÉTRIC
entos hiperco0 a 55-60 %. lood) y flujos mentos hipercida con conceedimento menentración de sconcentracióno presentan idas de lodo dad.
entes categoría
ncentrados mua matriz fluida nción de las pr sedimento fino la viscosidad
o de lodo (muas de lodo so de partículas
detritos son hesivos con srsivos porque a y sedimentodepósitos de f
ortamiento del
de sedimentos
En Peso
0.83 – 0.91
0.76 – 0.83
ntos
o de lodo de ados en muchón de pendie ecuación de m
CA DE SEDIM
oncentrados qLos términos granulares o
concentrados.entraciones denor al 20% posedimentos, unn de sedimentsimilar compson definitiva
as de los flujo
uy viscosos so de sedimentoropiedades deno (limos, arcd, densidad y
dflow) es la aobre la mism
s de sedimento
fenómenos desolo un volum el momentumo fino) actúa efuerte pendie
l flujo en funci
No hay flujo; fa
Derrumbe de bmovimiento pa
7,000
la quebrada Rhos estudios dentes de friccimomentum.
ENTOS
que ocurren, de flujos de lodispersivos so. Los flujos de sedimento por volumen sona avenida detos en avenid
portamiento qamente difere
os de sedimen
on generalmeno fino que puee la matriz fluicillas y arena esfuerzo de c
alta viscosidada pendiente. os grandes de
e flujos exclumen de agua m de partículaentre las partíntes, distancia
ión de la conc
Carac
alla por deslizamien
bloques con deformulatino del terreno
0 - 50,000
Rudd en Utah de flujos de esión ha sido fo
se encuentraodo (mudflow)on utilizados e sedimento
por encima deon esencialmee agua se tranas de lodo esue las avenidntes que las
nto hiperconce
nte referidos aede soportar eda, geometríafina en la ma
cedencia.
d que resultaráLa densidad
esde gravas h
sivos compue limitado. Los
as es transferiículas como uas cortasy re
centración de s
cterísticas del Fluj
nto de bloques
mación interna dura antes de fallar.
PDRH
Pági
(EEUU) parascombros. Unormulada en
an dentro del ), avenida de para la clasifichiperconcentrl 20% por voluente avenidasnsforma en uns de 20% a 40das de aguaavenidas de
entrados y pre
a flujos de lodel transporte da del canal, peatriz fluida) co
á en bajas vealta de la maasta cantos ro
esto principalms flujos granudo por la coli
un fluido lubriclativamente e
sedimentos C
jo
ante el deslizamient
H
ina 21 de 26
a una área a solución el modelo
rango de lodo (mud cación del rados son umen. Los s de agua. na avenida 0-45% por
a pero las agua con
esenta sus
o. de gravas. endiente y ontrola las
locidades, atriz fluida odados.
mente por ulares son sión entre cante. Los
eventos de
Cv.
to,
DocentAlumn
FLU
JOS
HIP
ERC
ON
CEN
TRAD
OS
6.3.3 La cobidimehidráu 6.3.4 Las cinterfa Se hamostr La pricondicfronteel eve 6.3.5 Para emétodcuadrEl mo10 m finitas 6.3.6 a) As
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
Flujos de lodo
Inundación de lodo
Inundación de
DISEÑO
nstrucción deensional. El rulicas del terre
CONDIC
ondiciones deace entre el m
a identificado radas en la Fig
imera condicióción de fronte
era o hacia o dento extremo y
DISCRE
el modelo se do numérico radas cuyas dodelo en el áre que cubre uns se muestra e
ASIGNA
ignación del
El modelanecesario parámetro
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
0.48 – 0.55
0.45 – 0.48
0.40 – 0.45
0.35 – 0.40
0.30 – 0.35
0.20 – 0.30
< 0.2
O DEL MODEL
l modelo de flresultado requeno, procesos
CIONES DE FR
e frontera sonmodelo, el terre
1 tipo de cogura N° 4.1.
ón de fronteraera la carga desde el domiy se produce e
TIZACIÓN DE
ha discretizadde diferencia
dimensiones dea de estudio na superficie den la Ilustració
ACIÓN DE LA
Hidrograma
amiento del flu tener la topo
os reológicos.
te de Sedimen
0.72 – 0.76
0.6 9 – 0.72
0.65 – 0.69
0.59 – 0.65
0.54 – 0.59
0.41 – 0.54
< 0.41
LO DE HIDRÁ
ujo hidráulico uerido proven
s hidrológicos y
RONTERA
restriccioneseno y sus exte
ondición de fr
a correspondees impuesta inio del modeel flujo de lodo
EL SISTEMA
do siguiendo as finitas. Esdependen de l ha sido discrede 4.37 km2. ón N° 1.
S CONDICIO
de Entrada (I
ujo de lodos sografía, el hid Los paráme
ntos
Flujo evidente;plástica bajo su
Flujo se extien
Flujo se extien
El flujo se mezdeformación; dfluida inclinadapero se disipan
Deposición madistribuido en linclinada; partídisipan rápidam
Separación delas arenas y gr
Se distinguen cel fondo en con
ÁULICO
es el procesondrá de la inty condiciones
s impuestas soernalidades.
rontera que s
e a las zonaso especificadlo. La relaveraos hacia el áre
HIDRÁULICO
el esquema dste esquema la cantidad deetizado media La informació
NES DE FRO
INFLOW)
se realizó condrograma líqutros caracterí
deslizamiento lentu propio peso; cohe
de sobre la superfi
de sobre la superfi
zcla fácilmente; muedistribuido en la supa; partículas granden rápidamente.
arcada de gravas y a superficie horizonículas grandes se dmente.
l agua en la superfravas se han sedim
claramente las olasndición inmóvil.
o de transformteracción entr
s de frontera d
obre las malla
se emplea en
s de descargada y el modea N°7 es la quea de la planic
O
de solución decontempla e
e información ante 43,608 ceón gráfica del
ONTERA AL M
el software Fuido-sólido, laísticos del se
to sostenido por el esivo; no se expan
cie; flujo cohesivo;
cie; flujo cohesivo;
estra las propiedadperficie horizontal pes se depositan (pe
las propiedades fluntal pero mantiene depositan (peñones
ficie; las olas viajanmentado y se mueve
s y ondas; todas las
mación de la dire el marco h
den entrada y s
as del modelo
n modelos de
a o nodos de lo calcula al ue provoca elcie de inundac
e las ecuacionel uso de ma disponible y eldas de con acuífero disc
MODELO
FLO 2D. Paras propiedade
edimento se f
PDRH
Pági
flujo de lodo; deforde en la superficie
algo de mezcla.
algo de mezcla.
des fluidas en la pero mantiene una eñones); aparecen
uidas en la deforma una superficie fluids); aparecen ondas
n fácilmente; la mayen como arrastre d
s partículas descan
scretización dhidráulico, prosalida del mod
o a fin de repr
e lodos, las c
salida, en esfinal, a travé rebose por a
ción.
nes de flujo mallas rectangula calidad de dimensiones
cretizado en d
a este modelas del sedime
fijaron de acu
H
ina 22 de 26
rmación .
superficie ondas
ación; da s pero se
yoría de de fondo.
nsando en
de la malla opiedades delo.
resentar la
uales son
ste tipo de s de esta
altitud ante
mediante el ulares y/o la misma. de 10 m x
diferencias
amiento es ento, y los uerdo a la
DocentAlumn
b) As
Cd
l(
3/
)
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
experiencimineros.
Como primel métodoAdimencioresultados
Figura
ignación de l
El modeloentre los ta
Para un econcentracgradualmeunos minuLa concen
volCv
(10)
y Cv es de
γ svC
(11)
Donde γ=p
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
0.0
Cau
dal
(m
3/s
)
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
ia en otros pa
mer paso, se po empírico donal, para ass muestran un
N° 6.3: Va
la Concentra
o considera elamaños de se
evento de flujoción volumétrente hasta 0.3utos antes del ntración de sed
aglumendel
devolumen
escrito como c
γ(
γ
sw
w
C
C
peso específic
0.5
te de Sedimen
aíses, donde s
procedió a ingdel Soil Consí obtener el caudal pico d
lores del hidro
ción Volumét
fluido homogedimento. o de escombrrica (Cv) en e35 ó 0.45 % de pico del hidrodimentos por
segua
enseel
dim
dim
concentración
)γ
co del agua y γ
1.0 1.5
INFLOW
ntos
se han calibrad
resar los datonservation Se hidrograma de 10.54m3/s.
ograma de reb
trica de Sedi
géneo (una so
ros, se estimael tiempo partependiendo deograma líquidovolumen Cv e
ento
to
m
de sedimento
γs=peso espe
2.0
Tiempo
10.54 m3 -
Q (m3/s)
do con cuenc
os de la cuencervice (SCS),
para un tiem
boce para el D
mentos Cv
ola fase) de c
a como primetiendo de un el sedimento do. es dado por:
o por peso:
ecífico del sed
2.5
Tr=100 año
Cv
cas experimen
ca para cálculo denominado
mpo de retor
Deposito de Re
concentración
era aproximacvalor cercanode la relavera
dimento
3.0 3.5
os
PDRH
Pági
ntales con com
o de caudal mo Hidrogramarno de 100 a
elaves N°7.
variable, sin
ción una distrio a 0.20 y au. El pico de Cv
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
0.4
0.5
5 4.0
H
ina 23 de 26
mponentes
máximo por a Unitario años. Los
distinción
bución de mentando v se ubicó
15
20
25
30
35
40
45
50
Cv
DocentAlumn
•
•
•
•
c) Tie
•
En revolum45 % el fina 6.3.7 Los recualesentre inundadel re Los vo
El vo(STOR Dentrode mavulner
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
El hidrogracondición barro.
Se asumióceldas de
Los parámincluidas e
• La grave
empo de Simu
• El tiempo
sumen, se esmétrica de sed en el intervaloal del hidrogra
RESULT
esultados de ls 40,016.78 m0.5 m a 3.3 ación de 59,0boce y una de
olúmenes rep
C
Hidrogr
Almace
Flujo fu
lumen de enRAGE) y un v
o de los resulayor y menorrabilidad, zona
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
ama de caudde condicion
ó una rugosidla zona del pr
metros reológicen la literatura
dad específica
ulación
o de simulació
studia una creimentos (Cv) o anterior al pma.
TADO DEL MO
a modelaciónm3 son agua m con veloci
017.81 m2, el eposición de a
ortados por e
Cuadro N° 6.3
rama de entrada (IN
namiento dentro de
era del área de sim
ntrada (INFLOvolumen de sa
ltados del pror deposición, as de peligro,
te de Sedimen
al líquido cones de la rela
dad “n” de Maroyecto SMEB
cos del fluido especializada
a del sedimen
ón es de 3.06
eciente con unde 20 % a 25
pico líquido, lu
ODELO Y US
nos reporta u y 18,272.84 dades máximreboce tiene uacumulación s
l modelo FLO
3: Salida del
Flujo (m3)
NFLOW)
el área de análisis
mulación (OUTFLO
OW) se subdialida (OUTFLO
ograma, se pu zonas con m entre otras.
ntos
n la respectivavera, y los p
anning de 0.03B (sobre el reb
se fijaron en fa.
nto es igual 2.6
horas.
n caudal líquid% en la rama
uego disminuy
SO DEL MODE
un volumen tom3 correspo
mas de hasta un área de acsobre el relave
-2D son:
l programa FL
W)
ivide en un vOW).
ede visualizarmayor y meno
a concentracparámetros pr
35 en el caucbose de la rela
función de la
65.
do máximo de ascendente d
ye hasta un 20
ELO
otal de creciennden a sedim3.71 m/s. El
cumulación dee de 51,503.97
LO-2D dentro
Agua (m
40,01
39,91
13
volumen alma
r elevación deor velocidad,
ión volumétricropuestos por
ce de la quebavera N°7).
similitud enco
e 10.54 m3/s del hidrogram0 %, permane
nte simulada dmento. La promodelo predi
e flujo de lodos7.
del área simu
m3) Agua con(
16.78
19.56
36.44
acenado dent
el terreno, sup dirección de
PDRH
Pági
ca de sedimer O´Brien par
brada, y de 0.
ontrada en las
con una conca y de valor m
eciendo consta
de 58,289.62 mfundidad máxce un área ms de 5,656.21
El softwareLos resultam3, de losLa profundlos compoEl modeloacumulaciósobre el rePara una tzona y de
rbind Prasad Mvil Engineerin
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one delineatio010
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
USIONES
e FLO2D es cados de la mo
s cuales 40,01didad máximanentes de la r
o predice un áón de flujo de
elave de 51,50total funcionalos cuales se
Mainali, Nallamng. University oRodine, J. 19
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te de Sedimen
capaza de simodelación nos6.78 m3 son a
a varía entre 0relavera, no seárea máxima e lodos de 5,603.97. lidad, el mode tenga informa
muthu Rajaratof Alberta Edm84. Debris Flo
Debris flows oomena, edited
tion Agency (J
atory Analisys. 877-887. Am
gy of Hypercomerican Societala 1:1´000,00GEMMET), Á
s manual, Versudflow Rheokema-Rotterdineering hydro
rs. “Open Cha . Lin, C. H. Cdy in Hualien
ntos
V
ular flujos de s reporta un vagua y 18,2720.5 m a 3.3 merán impactad de inundació656.21, produ
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hao, Applicatin County, Taiw
VII. CONCL
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LUSIONES Y
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PDRH
Pági
RECOMENDA
des y tirantes.simulada de dimento. s de hasta 3.7