trabajo final sediemntos - eusebio ingol blanco, ph.d., a...
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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
DOCENTE:
PhD. Eusebio Ingol Blanco
NOMBRE:
Darwin Efraín Huayta Calisaya 20110763
C. U. Lima, Julio del 2012
DocentAlumn
I. I
II. O
III. M
3.1 C
3.1.1
3.1.2
3.1.3
IV. C
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
V. C
5.1
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
NTRODUCC
OBJETIVOS
MARCO TEÓ
CONCEPTO I
FLUJOS HI
PARÁMETR
DIAGRAMA
CARACTERÍ
UBICACIÓN
VÍAS DE CO
ANÁLISIS D
CLIMA Y ME
ESTACIÓN M
PRECIPITAC
ANÁLISIS D
DISTRIBUCI
PRUEBA DE
INTENSIDAD
DETERMINA
TIEMPO DE
MÉTODO DE
CAUDAL DE
CARACTERÍ
DESCRIPCIÓ
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
CIÓN ..........
.................
ÓRICO ........
IMPORTANT
PERCONCE
ROS GEOMO
A DE FLUJO
ÍSTICAS GE
........................
OMUNICACIÓN
E LA INFORMA
ETEOROLOGÍA
METEOROLÓG
CIÓN MÁXIMA
E FRECUENC
IÓN GUMBEL.
E BONDAD DE
DES DE LLUVI
ACIÓN DE CAU
CONCENTRA
EL HIDROGRA
E DISEÑO........
ÍSTICAS GE
ÓN DEL MODE
te de Sedimen
..................
..................
..................
TE ..............
ENTRADOS .
ORFOLÓGIC
DEL MODE
ENERALES D
........................
N.......................
ACIÓN HIDRO
A......................
GICA...............
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UDALES DE DI
CIÓN..............
AMA UNITARIO
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ENERALES D
ELO FLO-2D...
ntos
ÍNDIC
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..................
..................
COS............
ELO FLO-2D
DEL ÁREA D
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OLÓGICA.........
........................
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........................
........................
........................
........................
........................
ISEÑO.............
........................
O SINTÉTICO D
........................
DEL ÁREA D
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E
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..................
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DE ESTUDIO
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........................
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DE FORMA TR
........................
DE ESTUDIO
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O ................
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RIANGULAR....
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PDRH
Pág
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.................
.........................
H
gina 2 de 26
........... 4
........... 4
........... 4
........... 4
........... 4
........... 5
........... 5
........... 6
...............6
...............7
...............7
...............7
...............7
...............7
...............8
...............8
............10
............11
............12
............13
............14
............14
......... 15
............15
DocentAlumn
5.2
VI. M
6.1
6.26.2.6.2.6.2.6.2.
6.36.3.6.3.6.3.6.3.6.3.6.3.6.3.
VII. C
7.1
VIII.B
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
ATRIBUTOS
MODELO HI
GENERALID
MODELACIÓ.1 DESCRIP.2 PARÁMET.3 APLICAC.4 MODELAC
SELECCIÓN.1 MODELO .2 CONCENT.3 DISEÑO D.4 CONDICIO.5 DISCRET.6 ASIGNAC.7 RESULTA
CONCLUSIO
CONCLUSIO
BIBLIOGRAF
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
S DEL MODELO
DRÁULICO
DADES.............
ÓN HIDRÁULICCIÓN MODELOTROS DE ENTIÓN DEL MODCIÓN HIDRÁU
N DEL CÓDIGO REOLOGICO.TRACIÓN VOLDEL MODELO ONES DE FROIZACIÓN DEL
CIÓN DE LAS CADO DEL MOD
ONES Y REC
ONES...............
FÍA ............
te de Sedimen
O FLO-2D.......
FLO2D .......
........................
CA...................O FLO2D.........
TRADA..............DELO FLO2D...
LICA BIDIMEN
O DE MODELA...........................LUMÉTRICA D DE HIDRÁULI
ONTERA............ SISTEMA HIDCONDICIONESDELO Y USO D
COMENDACI
........................
..................
ntos
........................
..................
........................
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..........................
..........................
..........................NSIONAL.........
MIENTO....................................E SEDIMENTOCO..............................................RÁULICO........
S DE FRONTEREL MODELO..
IONES ........
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...................................................
OS.......................................................................................................
RA AL MODEL...........................
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...............................................................................................................................................................O..................................................
..................
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PDRH
Pág
.........................
.................
.........................
.................................................................................................................................
...............................................................................................................................................................................................................
.................
.........................
.................
H
gina 3 de 26
............16
......... 17
............17
............17
..............17
..............17
..............18
..............19
............20
..............20
..............21
..............22
..............22
..............22
..............22
..............24
......... 26
............26
......... 26
DocentAlumn
En el parám Este mlo cuatransp Los dusuarsimplees simdistribfiltraci Para ingenrequese obty reco
E
c M
in D
e
El precuencFLO-2 3.1 CO 3.1.1 Es el componotab
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
presente trametros hidrológ
modelo, aplicaal dispone elporte, de utiliz
atos que utilizrio desee el fluemente por comulado mediabuidos de flujoión en embals
el desarrollo iería de recurs
erida por el protuvieron resul
omendaciones
El objetivo del climático extreModelar numénundación. Determinar posen un período
esente trabajoca del rio San2D.
ONCEPTO IM
Flujos Hiperc
movimiento ortamiento. Plemente en la
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
bajo, se modgicos e hidráu
ado para la simlementos de ación y/o cons
za en la simulaujo de agua aontinuidad o bnte modelos do lineal. Se tses y cauces,
de este progsos hídricos eograma, sentatados las cua
s según el cas
presente estumo.
éricamente el
sibles zonas dde 100 años.
o está vinculan Juan , con e
MPORTANTE
concentrados
cargado de sPero cuando a mezcla, cam
te de Sedimen
dela la simulaulicos en el pro
mulación en lahidráulicos tasumo, y de dis
ación son del a través del sibalance, miende celda, uní iene asimismasí como las
rama y la cueen a cuenca Sando como bales se presen
so.
udio es determ
flujo de lodo
de afectación
ado a simularesta finalidad,
s
sedimentos, sla carga de
mbia las propie
ntos
ación de la cuoceso de simu
a Ingeniería danto superficispositivos de
tipo mensual istema. Para ntras que para o pluricelularo en cuneta relaciones ent
enca en estuSan Juan, paraase el de la reta en la discus
minar los nivel
s a lo largo d
frente a un fl
r la distribució el programa
son transportae partículas dedades del flu
uenca el rio sulación media
e Recursos Hiales como srecarga artific
y reproduce alos subsistema lo subsistemres, según conen la simulactre aguas sup
dio se plantea lo cual se haelavera y de lasión de los mi
es de inundac
de la relavera
ujo de lodos p
ón y optimiza que vamos a
ados por el flde sedimentouido y el comp
I.
san Juan, bajnte el program
Hídricos de la sus componencial.
a la escala demas superficialmas subterránnvenga, o incción las pérdi
perficiales y ag
a como objeta utilizado la ia topografía yismos con un
ción que se pr
a para conoce
producto de u
III.
ación de los ra utilizar para
lujo, y tienen os es de tal portamiento d
PDRH
Pág
INTROD
jo el uso de ma FLO-2D.
cuenca en esntes, de capt
e detalle espacles el flujo es
neos o acuífercluso medianteidas por evapguas subterrán
tivo la simulacnformación ne
y corriendo el aporte en con
II. OB
roducirán por
er niveles de
un evento extr
MARCO T
recursos hídri dicha simula
poca influen magnitud quel flujo. A los
H
gina 4 de 26
DUCCIÓN
diferentes
tudio para tación, de
cial que el calculado ros el flujo e modelos poración y neas.
ción de la ecesaria y programa nclusiones
BJETIVOS
un evento
altura de
raordinario
TEÓRICO
icos en la ación es el
ncia en su ue influye flujos con
DocentAlumn
estas hipercproce2000) In
F
F
El volsu desedim 3.1.2 La decuencparámde gra Se prmicro (DTMutilizó(numecomasOffice(dtm.p 3.1.3 Para datos elevacmismatopog
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
característicconcentrados sos físicos qu
): nundaciones o
Flujos de barro
Flujos de detrit
umen y las presplazamientomentos, de la d
PARÁMETRO
elimitación deca: área, longmetros que coavellius, razón
reparó los dat cuenca del r) (AutoDesk™
ó puntos COGero de punto, s (*.csv) y/o T
e para la genepts Topograph
DIAGRAMA D
iniciar la simu topográfica yción digital (Da. El Sistemaráfica digitaliz
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
cas se les de sediment
ue involucra ca
o crecidas de
o
tos
ropiedades de y la deposic
distribución gra
OS GEOMOR
e la cuenca sgitud de cau
omplementan n de circularida
tos de ingresorió San Juan
™ Civil 3D y TrGO de los proeste, norte, el
TXT delimitadoeración y edichy Database).
DE FLUJO DE
ulación de avey desarrollar eDTM) o un maa de Desarrozada para crea
F
te de Sedimen
denomina ftos pueden cada uno de el
barro
e la matriz del ción de los seanulométrica y
RFOLÓGICOS
se realizó meuce principal la caracterizaad).
o al indicado mediante la u
rimble Geomaogramas indiclevación, desco por texto (*.tción de puntos
EL MODELO
enidas se reqel hidrogramaapa topográficollo de Mallasar el modelo d
igura N° III.1
ntos
flujos hipercoclasificarse enlos, función de
fluido (mezclaedimentos. Lay del contenid
S
ediante el play perímetro. ción de la cue
programa, proutilización de
atics Office™).cados con elcripción de putxt). Seguidams, y exportar
FLO-2D
quiere realizara de avenida.co para delims (GDS), pre
de desarrollo p
: Diagrama d
oncentrados n tres tipos, e la reología d
a agua-sedimeas propiedadedo de arcillas.
no topográfic En función enca (Factor
ocesando la bprogramas d
. Para la gene correspondiento) e importa
mente, se utilizcon el format
r las dos accio En el primer
mitar la zona de-procesador, para el FLO-2D
de flujo del FL
(Wan, Wanque se diferede la mezcla a
ento) gobiernaes dependen d
co, obteniéndode estos trede forma de
base de datose modelamien
eración de los ente formato ada en el formza el programo de la base
ones siguienter punto, es nede simulación nos ayuda aD.
LO-2D
PDRH
Pág
g, 1994). Lencian entre agua-sedimen
an la hidráulicade la concent
ose los parámes se calculala micro cuen
s de la topogrnto de elevac puntos topogpara el proce
mato CSV delimma Trimble™ G
de datos de
es: Obtener laecesario un m y característa tratar la in
H
gina 5 de 26
Los flujos sí en los
nto (Julien,
a del flujo, tración de
metros de aron otros nca, índice
rafía de la ción digital ráficos, se esamiento mitado por Geomatics topografía
a base de modelo de ticas de la nformación
DocentAlumn
4.1 La zoa una785-N
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
UBICAC
na del proyeca altitud mediaN a 8 805 433-
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
CIÓN
cto se encuenta de 4,200 ms-N (UTM PSA
te de Sedimen
IV.
tra ubicada ensnm. Las coorD 56 Zona 18
ntos
CARACTER
n el distrito de rdenadas del 8).
RÍSTICAS GEN
Tinyahuarco,proyecto SME
NERALES DE
, provincia y dEB es 358040
PDRH
Pág
EL ÁREA DE
departamento 0-E a 360049-
H
gina 6 de 26
ESTUDIO
de Pasco, -E y 8 806
DocentAlumn
4.2 Las vSMEBtambiéAndin
4.3 En el zona máxim 4.4
El áreda oripresemarca 4.5
Dentrola cua
Cód
000
4.6
La esregistmás r Para horasmáxim(1950máxim
D
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
VÍAS DE
vías de accesB, son afirmadén con Lima a S.A.
L
ANÁLIS
presente capde estudio,
mas y caudale
CLIMA Y
ea de estudio gen al río Manta caracterís
adamente esta
ESTACIÓ
o del área deal se registran
Cuad
Estdigo
0593 Cerro d
PRECIP
timación de laros de preciprepresentativa
el análisis de de la estació
ma diaria a la 0-2007).como ma.
Cuadro N° 4.AÑO E
MEDIA 2
MÁXIMA 3
MÍNIMA 8
DESV. EST. 8
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
E COMUNICA
so a las áreadas y de uso a través de
Cu
Ruta
Lima – La Oroy
La Oroya - Colquijir
IS DE LA INF
pítulo se descincluyendo lo
es de diseño m
Y METEOROL
se encuentra antaro, dentro sticas climatoacionales.
ÓN METEOR
l proyecto se parámetros d
dro N° 4.2 C
tación L
de Pasco 10
ITACIÓN MÁX
as precipitacioitación máxim
as.
la precipitación Cerro de Pestación Cerrse muestra e
.3 PrecipitacENE FEB M
21.8 22.0 2
38.0 48.3 4
8.0 4.0 1
8.6 8.3 7
te de Sedimen
ACIÓN
as de la mina público. Cabeuna línea fér
uadro N° 4.1
ya
rca
FORMACIÓN
cribirá la variaos componen
máximos para
LOGÍA
ubicada en la de la zona allógicas típica
ROLÓGICA
utilizó la Estade precipitació
CaracterísticasCoordenadas UT
Latitud Lo
0 41' 40'' 76
XIMA DIARIA
ones extremasma diaria ocur
ón máxima dPasco. Se tomro de Pasco, pen Cuadro N
ción máxima eMAR ABR M
2.3 16.2 1
6.7 33.0 3
1.4 1.8 2
7.1 6.3 6
ntos
a, planta conce mencionar qrrea entregad
Acceso a la
Tipo de V
Asfaltad
Asfaltad
HIDROLÓGIC
able meteorolóntes mineros. las microcuen
a cuenca del rtoandina del s de esas
ación Meteoroón diaria en 24
s de la EstacióTM (*) Altit
msnngitud
15' 15''
4,26
A
s en el área drida en cada
iaria se determó como estacpor tener más Nº 4.3 y Figu
en 24 horas enMAY JUN J
1.1 8.2 8
35.0 35.0 3
2.8 0.0 0
6.3 7.5 6
centradora, deque la ciudad
da en conces
a Zona del Pro
Vía Dis
do
do
CA
ógica de prec. También sencas del proye
ío San Juan, aDepartamento altitudes, in
ológica Cerro d4 horas.
ón Meteorológ
tud nm
Depar.
60
Pasco
e interés, se haño de regist
minó a partir ción base para cantidad de d
ura Nº 4.1 la
n la estación CJUL AGO S
8.0 10.6 1
0.0 50.0 4
0.0 0.3 3
6.0 9.7 8
epósitos de rd de Cerro deión a la emp
oyecto. stancia km
174.0
114.0
cipitación máxe ha determiecto SMEB.
afluente del lao de Pasco, encluyendo niv
de Pasco, pro
gica de Cerro dUbicación Políti
Prov.
Pasco C
ha realizado ttro y para las
de registros da realizar el adatos pluviom variación an
Cerro de PascSEP OCT N
5.3 19.4 1
44.0 38.8 4
3.2 4.0 4
8.0 8.4 7
PDRH
Pág
relaves constr Pasco está c
presa Ferrovía
Tiempo Horas
5.0
1.5
xima en 24 hoinado las inte
ago Chinchayces por ello queveles de pre
opiedad del se
de Pasco. ica
Cu
Distrito
Chaupimarca
omando como estaciones d
de lluvia máxianálisis de pre
métricos, poseenual de la pre
co (estación bNOV DIC M
9.8 22.4
3.0 46.0
4.6 9.0
7.5 8.5
H
gina 7 de 26
ruidas por conectada as Central
oras de la ensidades
cocha que e la región ecipitación
enamhi en
uenca
Río San Juan
o base los isponibles
ima de 24 ecipitación e registros ecipitación
base) MÁXIMA
32.6
50.0
20.7
7.3
DocentAlumn
4.7 Este compoajustarecurr Para emejor 4.8
Supónmáximfunció
La fun
Donde
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Para m
Los va Se pu
1
2
3
4
5
6P
RE
CIP
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CIO
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)
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
ANÁLIS
procedimientoortamiento de
ados a las distrió al software
el presente esr ajuste para v
DISTRIB
ngase que semo “x” de los ón de distribuc
nción de dens
e y son
arámetros
muestras rela
alores de μy y
uede observa
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
ENE FEB
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
Figura N
IS DE FRECU
o consiste en e la variabletribuciones te
e de cómputo,
studio se ha svalores meteor
BUCIÓN GUM
e tienen N mu “n” eventos dción de probab
idad de proba
n los parámet
y , se estim
tivamente peq
y σy que se en
ar en la Cuad
B MAR
PREC
te de Sedimen
N° 4.1: Prec
UENCIAS
adoptar un m. Los valoresóricas de Log SMADA Vers
seleccionado lrológicos extre
MBEL
uestras, cadade cada muesbilidad de “x” t
abilidad es:
ros de la func
man para mue
queñas, se tie
ncuentran en t
dro Nº 4.4 y
ABR MAY
CIPITACION M
xf
ntos
cipitación máx
modelo probas observadosg Pearson Tipsión 6.0.
a Distribuciónemos.
a una de las stra, es posibtiende a:
ción.
estras muy gra
ne:
tablas.
y Figura Nº 4
JUN
TIEMPO (m
MAXIMA EN 2
MEDIA
eexF
xe
S
282.1
x 4.0
Sy
yux
xima en 24 (Es
bilístico, que s de precipitao III, Pearson
n de frecuencia
cuales contieble demostrar
andes, como:
4.2 la distribu
JUL AGO
meses)
24 HORAS HI
MAXIMA
x
xe
25
S45
/
stación Base)
represente eación máximan Tipo III y Tip
as de Tipo Gu
ene “n” evento que, a medid
ución de frec
SEP O
STORICA (19
MINIMA
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Pág
n forma satisa en 24 horapo Gumbel, pa
umbel porque
os. Si se seleda que “n” au
cuencias Tipo
OCT NOV
950-2007)
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gina 8 de 26
factoria el as, fueron ara ello se
brinda un
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DIC
DocentAlumn
aplicaretorn
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
ando el softwano.
F
1
2
3
4
5
6
7
8
Precipitación(mm)
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
are Smada 6
Cuadro N
Prob
Exce
uente: Resulta
Figu
Value
0
10
20
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50
60
0.0
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
1
te de Sedimen
.0 .y en la y
N° 4.4: Distri
babilidad Pe
edencia Re
0.999
0.998
0.995
0.990
0.980
0.960
0.950
0.900
0.800
0.667
0.500
ados obtenido
Figura N° 4
ura N° 4.3: F
Gumb
We
0 0.2
10
Frecuencia
ntos
y Figura Nº 3
bution Analys
eriodo
etorno Ca
1000
500
200
100
50
25
20
10
5
3
2
os en base al
4.2: Probab
Frecuencia de
mbel Extrem
ibull Probabi
0.4 0.6
100
PeriododeRe
adePrecipit
3.3 la frecuen
sis: Gumbel Ex
Valor D
alculado S
67.24
63.44
58.41
54.60
50.78
46.92
45.67
41.73
37.62
34.36
31.41
Software SMA
bilidad Weib
e Precipitación
mal Type I
ility
0.8
y=5.
0
tornoAños
taciónGumbe
ncia de precip
xtremal Type
esviación
Standard
5.64
5.11
4.40
3.87
3.34
2.81
2.64
2.12
1.60
1.23
0.98
ADA ver. 6.3
ull
n Gumbel
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I
1.0
6934ln(x)+28.2R²=0.9991
1000
el
PDRH
Pág
pitación por p
I
al Data
ribution
269
10000
H
gina 9 de 26
periodo de
DocentAlumn
4.9 Para saplicóvalor funció
Con ude la t Si D< Los vsignifies la p Ho= Lcomet
Dondedatos Del ande fredemáprecip
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
PRUEBA
saber a qué dó la prueba de
absoluto de ón de probabil
un valor críticotabla de Kolm
d, se acepta l
alores del nivcación de 5%probabilidad d
La función deter un error tip
e “m” es el nú.
nálisis de la pecuencias de s. El resultad
pitación
Cuadro N° 4
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
A DE BONDA
distribución dee bondad de ala diferencia idad estimada
o “d” que depemogorov.
a hipótesis es
vel de significa%, y para una mde rechazar la
e distribución po I. La funció
úmero de ord
prueba de bontipo Gumbel o de la prueb
.5 D
N
te de Sedimen
AD DE AJUST
e probabilidadajuste de Kolm
D entre la fua F(Xm).
ende del núm
s nula.
ación α que smuestra de n=
a hipótesis nula
de probabilidón de distribuc
den del dato X
ndad de ajustepresenta un m
ba de bondad
Distribución deEsta
X 1 272 483 254 355 236 357 278 349 33
10 2911 3012 2913 3814 2815 3216 3417 2418 3419 2120 3021 5022 3523 3024 3825 4326 4027 4028 30
D
F
ntos
TE
d teórica se ajmogorov-Smirnunción de dis
mero de datos
se usan norma= 19 el valor da.
dad es D (α, ción de probab
Xm en una lis
e de Kolmogomejor ajuste p de ajuste se
e frecuencias ación Cerro de
Fx 7.1 0.2636 8.3 0.9538 5.6 0.1848 5.0 0.6810 3.2 0.0850 5.0 0.6810 7.2 0.2691 4.6 0.6642 3.0 0.5907 9.0 0.3721 0.4 0.4525 9.0 0.3721 8.8 0.8097 8.0 0.3144 2.2 0.5504 4.4 0.6556 4.0 0.1139 4.0 0.6378 1.0 0.0306 0.0 0.4298 0.0 0.9645 5.0 0.6810 0.0 0.4298 8.0 0.7870 3.0 0.8968 0.0 0.8396 0.0 0.8396 0.0 0.4298
XFmáx 0
10 XF m
justa mejor lonov. Esta pruestribución de
y del nivel de
almente son dde “d” crítico. E
β…), cuandobilidad observa
sta de mayor
orov–Smirnov por presentar muestra en e
Tipo Gumbel e Pasco
Fo A0.0200 0.0400 0.0600 0.0800 0.1000 0.1200 0.1400 0.1600 0.1800 0.2000 0.2200 0.2400 0.2600 0.2800 0.3000 0.3200 0.3400 0.3600 0.3800 0.4000 0.4200 0.4400 0.4600 0.4800 0.5000 0.5200 0.5400 0.5600
mm XFX
1nm
s datos obsereba consiste eprobabilidad o
e significación
del 10%, 5% El valor de α,
o en realidad ada se calcula
a menor y “n
se ha observ un valor de Del Cuadro Nº
Precipitación
Abs(Fo-Fx) 0.2436 0.9138 0.1248 0.6010 0.0150 0.5610 0.1291 0.5042 0.4107 0.1721 0.2325 0.1321 0.5497 0.0344 0.2504 0.3356 0.2261 0.2778 0.3494 0.0298 0.5445 0.2410 0.0302 0.3070 0.3968 0.3196 0.2996 0.1302
PDRH
Pági
rvados y calcuen comparar eobservada Fo
seleccionado
y 1%. Para uen la teoría e
es cierta, esa como:
” es el númer
vado que la dD= 0.9138 me3.4.y su Frec
máxima 24 ho
H
ina 10 de 26
ulados, se el máximo o(Xm) y la
o, extraído
n nivel de stadística,
s decir de
ro total de
istribución enor a las
cuencia de
oras
DocentAlumn
4.10
Las epermiconcede loseventola may Existeellos ela durde 10
Dóndet T
El valhorari
I a, b P24 Las crelació
Dónde
TtP
1060P
aI
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
INTENS
estaciones detan obtener
eptual, referens casos, margos de lluvia esyor parte del m
en varios modes el modelo ración de la to años. La exp
e: = duración= periodo d
= precipita
= precipita
or de , pua a partir de la
= intensida= parámet= precipita
curvas de intón:
e:
1060P
baP24
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
IDADES DE L
e lluvia ubicadregistros de
nte a que los ginalmente depstán asociadomundo.
delos para estde Frederich rmenta en min
presión es la s
n en minutos de retorno en
ación caída en
ación caída en
uede ser calcua precipitación
ad máxima enros del model
ación máxima
tensidad-dura
0(PTt
te de Sedimen
29 3030 4431 2332 4633 3734 4035 2736 2337 3638 2839 2540 3041 3842 2243 2944 2645 2046 3347 4648 2749 26
LLUVIA
das en la zo intensidadesvalores extrempendientes deos con celdas
timar la intensBell que permnutos y la preiguiente:
años
n t minutos con
n 60 minutos c
ulado a partir n máxima en 2
n mm/h o; 0.4602, 0.8en 24 horas
ación-frecuenc
log21.0 Te
ntos
0.0 0.4298 4.0 0.9111 3.5 0.0953 6.0 0.9343 7.0 0.7555 0.0 0.8396 7.0 0.2581 3.0 0.0786 6.0 0.7202 8.6 0.3490 5.1 0.1609 0.5 0.4582 8.0 0.7870 2.6 0.0666 9.4 0.3953 6.8 0.2471 0.7 0.0259 3.2 0.6004 6.7 0.9410 7.3 0.2747 6.7 0.2417
na del proyes máximas. mos de lluviase la localizació atmosféricas
sidad a partir mite calcular lacipitación máx
n periodo de r
con periodo d
del modelo de24 horas.
876, respectiva
cia, se han c
()52.0T
n
m
t
TKI
0.5800 0.6000 0.6200 0.6400 0.6600 0.6800 0.7000 0.7200 0.7400 0.7600 0.7800 0.8000 0.8200 0.8400 0.8600 0.8800 0.9000 0.9200 0.9400 0.9600 0.9800
cto no cuentPara poder s de alta intenón geográfica las cuales tie
de la precipita lluvia máximxima de una h
retorno de T a
e retorno de 1
e Yance Tuer
amente.
calculado ind
25.054.0( t
m
0.1502 0.3111 0.5247 0.2943 0.0955 0.1596 0.4419 0.6414 0.0198 0.4110 0.6191 0.3418 0.0330 0.7734 0.4647 0.6329 0.8741 0.3196 0.0010 0.6853 0.7383
an con registestimarlas se
nsidad y corta, con base en
enen propieda
tación máximma en función hora de duraci
ños
10 años
ros, que estim
directamente,
1060)50.0 P
PDRH
Pági
tros pluviográe recurrió ala duración, enn el hecho de des físicas sim
a en 24 hora del período dión y periodo d
ma la intensida
mediante la
H
ina 11 de 26
áficos que principio
n el mayor que estos milares en
s. Uno de de retorno, de retorno
ad máxima
siguiente
DocentAlumn
I K, m, T t Si se
O bien DóndeY = LoX1 = LX2 = L Los fauna rey en la
4.11
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
= Intensida n = factores c
= período = duración
toman los logLog (I) = L
n: Y = a0 + a1
e: og (I), Log (T) Log (t)
actores de K, megresión múltia Figura Nº 3
DETERM
1
10
100
Intensidad(mm/hora)
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
ad máxima (mcaracterísticosde retorno en
n de la precipit
aritmos de la Log (K) + m Lo
X1 + a2 X2
a0 = Loa1 = ma2 = -n
m, n, se obtieple. En el Cua.4 se muestra
CuadrDuración (t) (minutos)
5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Figura
MINACIÓN DE
10 30
2
te de Sedimen
mm/min) s de la zona de años tación equival
ecuación anteog (T) -n Log (
og K m n
nen a partir deadro Nº 3.5 se
a la curva I-D-F
ro N° 4.6: Re
2 5 33.57 3923.30 2716.17 1913.06 1511.22 13
9.98 119.06 108.36 97.79 97.32 86.92 86.58 76.29 7
N° 4.4: Cur
E CAUDALES
0 50
Curv
5
ntos
e estudio
ente al tiempo
erior se obtien(t)
e las intensidae presenta el F.
esultado de laPeríodo de
10 9.70 45.07 7.55 31.28 9.12 21.71 5.44 17.53 3.27 15.07 1.80 13.39 0.72 12.17 9.88 11.22 9.21 10.45 8.66 9.83 8.19 9.30 7.79 8.84 7.44 8.44
rva Intensidad
S DE DISEÑO
70Duraciónen
vaIntensidad
10 25
o de concentra
ne:
ades máximas resultado de l
as intensidade Retorno (T) en añ
25 50 53.30 6036.99 4125.67 2920.73 2317.82 2015.84 1714.39 1613.26 1512.36 1411.62 1310.99 1210.45 11
9.98 11
d – Duración –
O
90nminutos
‐Duración‐Fr
50 100
ación (min)
s calculadas alas intensidad
s máximas ños 100
0.51 68.69 .99 47.67
9.14 33.08 3.54 26.72 0.22 22.96 7.98 20.41 6.33 18.54 5.06 17.10 4.04 15.93 3.19 14.97 2.48 14.17
.87 13.47
.34 12.87
– Frecuencia
110
recuencia
0 200
PDRH
Pági
anteriormente,des máximas c
200 77.98 54.12 37.56 30.33 26.06 23.17 21.05 19.41 18.09 17.00 16.08 15.29 14.61
130
H
ina 12 de 26
, mediante calculadas
DocentAlumn
Comobase acálculTriang 4.12
El tiemque toparámKirpic
Fórmu
DóndeTc L S
Fórmu
DóndeTc L S
Fórmu
DóndeTc L A S En el
N°
1
2
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
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
lada.
n sedimento m3)
58,289.62
58,119.27
170.35
tro de malla
perficie del agl flujo, zonific
H
ina 24 de 26
ento, es la ra flujo de
.025 en el
s muestras
centración máximo de ante hasta
m3, de los xima varía máxima de
, producto
analizada
gua, zonas cación por
DocentAlumn
Hidráulica
te:PhD.Eusebioo:DarwinE.Hua
RES
CONVOLUENTR
TIE
ENTR
HIDR
SALI
FFLUJ
HIDRSALI
ALMASALI
SALISIST
VOLUALMA
LA MINUN
a de Transport
oIngolBlancoaytaCalisaya
UMEN DE LA S
SERVACIÓN DUMEN DE INDRADA)
EMPO DE SIMU(HORAS
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
RADA DESCRIPC
ROGRAMA DE
DA DE VOLUM
FLUJO SUPERJO DE INUNDA
ROGRAMA FLUDA DE INUNDA
ACENAMIENTODAS DE INUND
DA TOTAL DETEMA DE RED
UMEN TOTAL ACENAMIENTO
MÁXIMA ÁREA NDABLE MEDIA
te de Sedimen
SIMULACIÓN
DEL VOLUMENICACIÓN DE E
ULACIÓN S)
BALANC
IÓN ENTRADA 4
MEN
RFICIAL ACIÓN 3
UJO DE ACIÓN
O Y DACIÓN 4
TOTAL DE SL
SALIDA Y O
CALCULADA ANTE FLO2D
ntos
CON FLO2D P
N NEGATIVO MEXCESOS (SAL
PASOS TIEMPO (SEG) C
0.062 0.021 0.075 0.115 0.224 0.700 0.826 0.898 0.927 0.907 0.934 0.939
CE DE MASA
FLUAGUA VO
40,016.78
SALAGUA VO
39,919.56
136.44
40,056.00
SALIDAS FLO2
136.44
40056
PARA EL PROY
M3 LIDA + ALMAC
VOLUMEN DONSERVACIÓ
-0.000201-0.0005030.0013110.001308-0.000847-0.001962-0.000901-0.000899-0.000891-0.000896-0.000898-0.000897
UJO EN M3 OLUMEN/SEDI
58,289.62
IDA EN M3 OLUMEN/SEDI
58,119.27
170.35
58,289.62
2D
5
YECTO SMEB
ENAMIENTO >
DE ÓN (M3)
EN
1 0.03 0.0 0.0
8 0.07 0.02 0.01 0.09 0.01 0.06 0.08 0.07 0.0
MENTO 2
MENTO 7
2
170.35
8289.62
143100 m2
PDRH
Pági
>
TRADA (%)
000004 000002 000003 000002 000001 000003 000002 000002 000002 000002 000002 000002
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Hidráulica
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CONCLU
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rbind Prasad Mvil Engineerin
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a de Transport
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USIONES
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te de Sedimen
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a varía entre 0relavera, no seárea máxima e lodos de 5,603.97. lidad, el mode tenga informa
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V
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PDRH
Pági
RECOMENDA
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eventos ocurr
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ina 26 de 26
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. 58,289.62
71 m/s en
n área de umulación
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