Tesis doctoral de Francisco Nuñez González
En esta tesis se estudia de manera empírica la interacción entre el flujo y el sedimento en lechos aluviales, para condiciones cercanas o pertenecientes al régimen rápido y para cuatro tipos de sedimento: arena, grava y dos mezclas con grava y arena, en una proporción relativa de 70-30 y 55-45, respectivamente. El objetivo es obtener de manera experimental en laboratorio un grupo de datos sobre las características del flujo, transporte de sedimento, configuraciones de fondo y patrones de clasificación en mezclas de sedimento, para diferentes condiciones dentro de los regímenes superior y de transición. De manera práctica, la intención de este trabajo es reproducir condiciones comparables a las que pueden ocurrir en ríos efímeros de carácter torrencial, comunes en la costa mediterránea y conocidos en españa como ramblas. el trabajo experimental consistió en la búsqueda de condiciones de equilibrio dinámico en lecho móvil, para diferentes caudales líquidos y tasas de alimentación de sedimento. 22 ensayos, con duraciones de hasta 12 horas, conformaron el grupo de datos definitivo. Las tasas de alimentación fueron constantes durante cada ensayo, y alcanzaron valores de incluso más de 1 kg/s. Las configuraciones de fondo dominantes incluyeron formas de fondo de transición y trenes de antidunas, en coexistencia con barras alternadas. Predominaron las antidunas tridimensionales sobre las bidimensionales y, a diferencia de las antidunas más referidas en la literatura, las aquí descritas migraban hacia aguas abajo y eran bastante estables. En la superficie del agua acompañaban a las antidunas ondas estacionarias de cresta corta. la caracterización de las formas de fondo permitió identificar el intervalo de números de froude en el cual prevalece el régimen de transición en el sedimento estudiado y también evaluar diagramas teóricos y empíricos para las regiones de estabilidad de formas de fondo. Se demuestra que en arena muy gruesa, grava fina y mezclas de estos dos materiales, en la transición de régimen inferior a superior no ocurre el fondo plano, y si así fuese, estaría restringido a un intervalo muy estrecho de números de froude. En cuanto a la resistencia al flujo producida por las formas de fondo en régimen superior, se ha probado que para condiciones geométricas similares las antidunas que migran hacia aguas abajo producen menos resistencia al flujo que las dunas y más resistencia que las antidunas que migran hacia aguas arriba. de particular interés ha sido reconocer el efecto en las formas de fondo, la resistencia al flujo y el transporte de sedimento, del contenido relativo de arena en el sedimento. Se muestra que las formas de fondo desarrolladas en lechos compuestos sólo de arena pueden ser de mayor magnitud y producir mucha mayor resistencia de forma que las formas de fondo en grava y mezclas de grava-arena. En cuanto al transporte de sedimento, se muestra que para las altas tasas de transporte probadas ciertos intervalos de contenido de arena afectan la movilidad del sedimento. Además de la proporción de arena en la mezcla, el grado de afectación en la movilidad estaría relacionado con la relación entre tamaños de la arena y la grava. Se propone un modelo conceptual para el cálculo del inicio de movimiento de las partículas del fondo, el cual considera la variación de la porosidad en el lecho con el contenido de arena y la relación de tamaños de las partículas. algunos temas suplementarios abordados en este trabajo incluyen el estudio de las condiciones necesarias para la formación de ondas estacionarias tridimensionales sobre antidunas; el análisis hidráulico del flujo sobre antidunas y sus consecuencias morfológicas para sus tres posibles regímenes de propagación; el estudio de los patrones de clasificación del sedimento de acuerdo con el contenido de arena en manchas homogéneas sobre el lecho, y finalmente, el análisis del proceso de infiltración de sedimento fino en un lecho de partículas de tamaño diverso.
Datos académicos de la tesis doctoral «Bedload transport of sand-gravel mixtures with antidunes. flume experiments«
- Título de la tesis: Bedload transport of sand-gravel mixtures with antidunes. flume experiments
- Autor: Francisco Nuñez González
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 20/07/2012
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Juan Pedro Martín Vide
- Tribunal
- Presidente del tribunal: moisés Berezowsky verduzco
- bení´it Camenen (vocal)
- Antonio Heleno cardoso (vocal)
- astrid Blom (vocal)