Correlación entre el coeficiente de rugosidad de Manning y el diámetro representativo del material de arrastre en lechos de ríos de alta montaña, Cajamarca - Perú
DOI:
https://doi.org/10.54139/revinguc.v28i2.25Palabras clave:
lecho de río, radio hidráulico, altura de rugosidades, coeficiente de rugosidad de ManningResumen
La elección del coeficiente de rugosidad de Manning es fundamental al momento de determinar un caudal y con ello realizar un modelamiento hidrológico, e hidráulico para luego diseñar una estructura hidráulica. En general se tiene una gran dificultad para elegir el coeficiente de rugosidad de Manning (n) debido a la variabilidad de los sedimentos que componen el lecho de un cauce natural como es un río, pues a falta de datos de campo, casi siempre se recurre a valores muy generales dados en tablas, lo que origina cierta incertidumbre en los diseños y modelamientos hidráulicos realizados. Por lo que el objetivo de este trabajo fue encontrar la correlación entre el coeficiente de rugosidad de Manning y el diámetro representativo del material areno gravoso que constituye el cauce del río Chonta, ubicado en la zona andina del Perú. Se realizaron mediciones de velocidad y profundidad, empleando un molinete hidrométrico, así como el muestreo sedimentológico en el lecho del río a efecto de obtener en campo valores numéricos del coeficiente de rugosidad de Manning. Culminadas las etapas de campo y laboratorio se encontraron las siguientes ecuaciones: n=0,0438 · k(1/6) y n=0,2399 · k2−0, 0083 · k+0, 0276, donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning y k corresponde al diámetro representativo del lecho del río, cuyo valor ha sido determinado en campo mediante un análisis granulométrico y corresponde al diámetro 30 (d30).
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A. Mohanta, K. C. Patra, and B. B. Sahoo, "Anticipate Manning's coefficient in meandering compound channels," Hydrology, vol. 5, no. 3, 2018. https://doi.org/10.3390/hydrology5030047
C. J. Fernández de Córdova Webster, A. J. León Méndez, Y. Rodríguez López, P. G. Martínez Ramírez, and D. M. Meneses Meneses, "Influencia del método de estimación en el coeficiente de Manning para cauces naturales," Ingeniería Hidráulica y Ambiental, vol. 39, no. 1, pp. 17-31, 2018.
M. Attari, M. Taherian, S. M. Hosseini, S. B. Niazmand, M. Jeiroodi, and A. Mohammadian, "A simple and robust method for identifying the distribution functions of Manning's roughness coefficient along a natural river," Journal of Hydrology, vol. 595, p. 125680, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125680
M. C. Yeon, G. S. Yun, and T. H. Choo, "A research on the estimation of coefficient roughness in open channel applying entropy concept," Environmental Earth Sciences, vol. 77, no. 17, pp. 1-15, 2018. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7809-4
M. Habibi, M. R. Namaee, and M. Saneie, "An experimental investigation to calculate flow resistance in a steep river," KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 18, no. 4, pp. 1176-1184, 2014. https://doi.org/10.1007/s12205-014-0006-4
L. De Doncker, P. Troch, R. Verhoeven, K. Buis, and P. Meire, "Validation of the STRIVE model for coupling ecological processes and surface water flow," Journal of Hydroinformatics, vol. 13, no. 4, pp. 741-759, 2011. https://doi.org/10.2166/hydro.2010.067
Y. Ding, Y. Jia, and S. S. Wang, "Identification of Manning's roughness coefficients in shallow water flows," Journal of Hydraulic Engineering, vol. 130, no. 6, pp. 501-510, 2004. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2004)130:6(501)
M. Kumar, "Sensitivity analysis of Manning's roughness coefficient in MIKE 11 model for Mahanadi delta region," Annals of Plant and Soil Research, vol. 21, no. 1, pp. 62-66, 2019.
T. Dyakonova and A. Khoperskov, "Bottom friction models for shallow water equations: Manning's roughness coefficient and small-scale bottom heterogeneity," Journal of Physics: Conference Series, vol. 973, no. 1, p. 012032, 2018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/973/1/012032
E. Teixeira, M. Coelho, E. Pinto, J. G. Diniz, and A. P. M. Saliba, "Manning's roughness coefficient for the Doce River," RBRH, 2018. https://doi.org/10.1590/2318-0331.231820180013
A. Pradhan and K. K. Khatua, "Assessment of roughness coefficient for meandering compound channels," KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 22, no. 5, pp. 2010-2022, 2018. https://doi.org/10.1007/s12205-017-1818-9
T. Yang, W. Yu-Chi, T. Shun-Chung, and G. Wen-Dar, "Applying micro-genetic algorithm in the one-dimensional unsteady hydraulic model for parameter optimization," Journal of Hydroinformatics, vol. 16, no. 4, pp. 772-783, 2014. https://doi.org/10.2166/hydro.2013.030
S. Mohammadi and S. M. Kashefipour, "Numerical modeling of flow in riverine basins using an improved dynamic roughness coefficient," Water Resources, vol. 41, no. 4, pp. 412-420, 2014. https://doi.org/10.1134/S0097807814040149
A. Ye, Z. Zhou, J. You, F. Ma, and Q. Duan, "Dynamic manning's roughness coefficients for hydrological modelling in basins," Hydrology Research, vol. 49, no. 5, pp. 1379-1395, 2018. https://doi.org/10.2166/nh.2018.175
G. Papaioannou, L. Vasiliades, A. Loukas, and G. T. Aronica, "Probabilistic flood inundation mapping at ungauged streams due to roughness coefficient uncertainty in hydraulic modelling," Advances in Geosciences, vol. 44, pp. 23-34, 2017. https://doi.org/10.5194/adgeo-44-23-2017
V. Chow, Hidráulica de canales abiertos. Bogotá, Colombia: McGraw-Hill, 1994.
W. F. Coon, "Estimaciones de coeficientes de rugosidad para canales de arroyos naturales seleccionados con bancos con vegetación en Nueva York," Documento de suministro de agua de USGC 2441, Informe de archivo abierto, 1995.
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