Este documento presenta la información necesaria para estimar el gasto sólido medio diario anual transportado por un río, incluyendo mediciones de caudales, concentraciones de sedimentos, una curva granulométrica, una curva de duración de caudales, y perfiles transversales del río. Se solicita utilizar los datos provistos y el modelo de Mayer-Peters-Muller para estimar el gasto sólido en suspensión y de fondo transportado por el río.

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Departamento de Obras Civiles 1er Semestre 2012
L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 1
TAREA Nº3
Hidráulica Aplicada 2012
Arrastre de sedimentos
“Estimación del gasto solido”
Debido a la construcción de un embalse en la región de Arica y Parinacota, se ha decidido realizar un estudio de arrastre de sedimentos del rio que alimentara dicho embalse. Para ello se realizaron mediciones de caudales y concentraciones medias de sedimentos en suspensión en dicho rio, las cuales son presentados en el ANEXO A.
Además, se encargo un estudio granulométrico del rio, obteniéndose la siguiente granulometría:
Tabla 1: Curva granulométrica.
P%
d [mm]
5
22.25
15
237.5
25
407.2
35
762.8
45
1005.1
55
1090.8
65
1180.3
75
1280.6
85
1368.3
95
1456.1
En la Tabla 2 se presenta la curva de duración de caudales medios diarios anuales.
Tabla 2: Curva de duración de caudales medios diarios anuales.
Probabilidad
Q
[m3/s]
0.00%
69
0.01%
43.5
0.02%
41.15
0.05%
36.13
0.10%
31.31
0.15%
27.91
0.20%
26.14
0.30%
23.43
0.40%
21.04
0.50%
17.1
0.60%
12.46
0.80%
9.03
1.00%
6.59
1.50%
5.02
2.00%
4.46
3.00%
4.09

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L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 2
4.00% 3.57
5.00% 2.37
6.00% 1.93
8.00% 1.55
10.00% 1.44
15.00% 1.2
20.00% 1.07
30.00% 0.98
40.00% 0.92
50.00% 0.82
60.00% 0.74
80.00% 0.54
90.00% 0.43
95.00% 0.35
100.00% 0.02
Por ultimo, para el análisis hidráulico se dispone de 7 perfiles transversales (20-26) de un tramo del rio y las
distancias a la que se encuentran uno del otro. Estos datos se pueden ver en el ANEXO B y en un archivo Excel que
se encuentra adjunto a la tarea.
Utilizando la información entregada a usted se le solicita realizar:
 Estimación del gasto solido en suspensión medio diario anual.
 Estimación del gasto solido de fondo medio diario anual.
Observaciones:
 Para el modelación hidráulica del rio utilice el programa HEC-RAS, el cual se encuentra disponible de forma
gratuita en el sitio http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-download.html. En dicho sitio
también se encuentran disponibles manuales del programa.
 Para la estimación del gasto solido de fondo se debe utilizar la formula de Mayer-Peters-Muller mediante la
integración por bandas de la curva granulométrica, para los siguientes caudales:
Tabla 3: Caudales considerados para el modelamiento hidráulico del rio.
caudales considerados Q [m3/s]
0.3 1 2 7 27 70
El método de Mayer-Peters-Muller de integración por bandas granulométricas consiste en dividir la curva
granulométrica por tramos y para un caudal dado (Q) determinar el gasto solido asociado al diámetro
promedio de cada tramo (promedio entre el diámetro asociado al porcentaje pasante del limite inferior y
superior de cada tramo), para luego, determinar el gasto solido asociado al caudal Q como un promedio
ponderado de la siguiente manera:
1
( ) ( )
n
i i
i
Gs Q P Gs d

 
Donde:
i i i 1 P P P    : Peso asociado al tramo i, correspondiente a la diferencia entre los porcentajes pasantes del
tramo i.

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     1 i i i / 2 d d P d P   : Diámetro promedio del tramo i de la curva granulométrica.
Gs di  : Gasto solido calculado según la formula de Mayer-Peters-Muller.
 Como condiciones de borde considere que se tiene altura normal a la entrada y salida de l tramo del rio
analizado (perfiles transversales 26 y 20).
Información Importante:
 Formato de Tareas
Las tareas deben incluir: Portada, Índice, Introducción, Objetivos, Marco conceptual, desarrollo y
conclusiones para cada pregunta.
Se evaluará presentación redacción, claridad en las ideas y ortografía. Definir claramente los espaciamientos
entre párrafos y el tipo de letra utilizada. Entregar tablas ordenadas y centradas. Justificar texto.
Se debe adjuntar a la tarea un CD con lo siguiente:
 planillas de cálculo en formato digital (Excel)
 Archivo HEC-RAS.
La no entrega de lo anterior implicará un descuento en la nota de la tarea.
 Fecha de Entrega
La tarea debe ser entregada hasta las 17:00 hrs. del día Lunes 30 de Julio en secretaría de Obras Civiles. No
se aceptarán tareas fuera de plazo y las copias serán sancionadas con nota cero.

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ANEXO A
“Mediciones de caudales y concentraciones medias de sedimentos en suspensión”
Tabla 4: Medición de caudales y concentración de sedimentos en suspensión.
Fecha
Concentración
Caudal
[mg/lt]
[m3/seg]
28-02-1997
0
1.11
14-11-2001
0
1.72
16-01-2003
0
1.4
25-02-2003
0
1.61
12-03-2003
0
1.49
07-04-2003
0
1.92
17-02-2009
0
2.39
29-04-2009
0
1.39
15-06-2009
0
1.88
24-08-2009
0
1.4
23-11-2009
0
1.44
06-12-1994
20.27
1.01
26-10-2007
24.52
1.17
31-10-1994
24.74
1.09
13-11-2000
29.76
1.23
25-08-2000
30.8
1.79
03-10-2003
32.07
1.32
17-11-2003
40.97
1.13
13-10-1995
41.23
1.24
20-10-2004
41.81
1.34
12-01-1995
44.41
1.3
18-12-1997
44.71
0.35
27-10-2003
45.53
1.28
11-10-2006
46.06
1.42
12-09-2000
46.17
1.26
18-12-2003
46.41
1.1
01-09-1994
49.62
1.19
22-09-1994
50.67
1.01
08-09-1995
52.66
1.34
03-11-1999
52.98
1.18
13-06-2000
54.41
1.67
27-09-1998
55.76
0.93
21-11-1997
59.27
1.04
24-09-1997
60.77
1.44
10-09-2004
61.63
1.62
16-12-2005
63.01
1.4
08-08-2006
63.03
1.76
12-08-2002
64.24
1.91
27-10-1997
64.93
0.87
10-11-2004
67.55
1.13
14-05-2002
68.88
2.43
10-09-2002
69.87
2.17
20-05-1997
71.83
1.58
08-08-2005
75.61
1.76

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L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 5
Fecha
Concentración
Caudal
[mg/lt]
[m3/seg]
08-08-1997
77.07
1.5
13-10-1999
78.8
1.17
18-06-2002
81.75
2.25
28-12-2007
82.73
1.49
20-10-2001
85.1
1.95
20-10-2005
86.51
1.49
24-12-2002
89.83
1.44
26-04-2006
90.82
2.45
22-09-1999
96.26
1.32
10-06-2003
98.38
1.79
11-04-2007
98.77
1.62
16-04-1997
110.11
1.94
25-04-2005
111.13
1.82
15-04-2002
112.67
2.28
15-10-2002
112.98
1.49
19-11-2002
113.27
1.44
14-09-2001
117.83
2.26
20-10-2008
119.21
1.23
21-06-2007
119.4
1.87
25-06-1997
119.99
1.9
15-07-2004
124.28
1.73
13-12-2001
124.91
1.32
21-01-2004
130.42
1.65
02-10-2000
131.76
1.22
23-12-1999
135.96
1.01
12-07-1995
151.36
1.33
11-08-1995
152.87
1.34
18-12-2006
153.18
1.65
09-08-2004
155.36
1.94
08-04-2008
157.98
2.03
20-05-2004
163.51
1.62
17-07-2000
165.12
2.59
30-08-1999
169.69
1.74
19-05-2003
170.73
2.66
16-12-2008
171.29
1.22
11-06-2004
173
1.46
15-08-2003
176.84
1.73
25-07-2003
179.71
2.12
25-06-2008
187.49
1.99
31-03-1998
189.95
1.29
18-06-2001
204.05
3.4
24-06-2005
210.74
2.19
27-06-2006
214.55
2.13
07-05-2001
248.9
3.29
14-08-2001
270.07
2.69
09-07-2002
271.95
4.38
07-08-2007
273.01
1.75
15-12-2004
280.59
1.47
24-05-2001
314
2.41
03-08-2001
349.53
2.73
09-06-1995
436.28
1.47
25-02-2008
491.3
2.03
28-08-2008
608.87
1.19
27-02-1998
629.91
1.24
25-01-2005
752.5
1.69
24-01-2002
812.45
2.31

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L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 6
Fecha
Concentración
Caudal
[mg/lt]
[m3/seg]
19-02-2007
991.69
2.32
09-05-1995
1,118.29
1.34
04-07-1995
1,124.79
1.18
27-02-2006
1,227.95
3.18
20-04-2004
1,320.23
1.55
02-01-2001
1,946.56
3.16
26-02-2005
2,666.30
4.87
27-01-2006
4,923.16
6.42
11-02-2004
23,991.35
55.6

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ANEXO B
“Perfiles transversales tramo de análisis”
Tabla 5: Distancia entre perfiles transversales.
Perfil
Distancia Acum.
Distancia entre perfiles
Nº
m
m
26
293.31
38.47
25
254.84
56.89
24
197.95
50.99
23
146.96
64.38
22
82.58
42.72
21
39.86
39.86
20
0
0
Tabla 6: Perfil transversal 20.
P.K.
Cota
0
1915.503
10
1913.052
11.099
1912.783
11.238
1912.779
13.869
1912.813
15.711
1912.788
18.415
1911.59
20
1911.589
30
1911.584
32.141
1911.583
33.442
1911.66
35.137
1910.507
36.34
1910.493
40
1910.668
50
1911.144
55.205
1911.391
60
1911.346
65.825
1911.291
68.089
1911.211
68.385
1911.176
70
1910.741
80
1908.05
83.09
1907.218
88.79
1905.655
89.956
1905.465

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L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 8
P.K.
Cota
90
1905.482
92.957
1906.616
100
1907.458
105.51
1908.117
109.228
1908.527
109.724
1908.626
110
1909.131
112.259
1913.261
117.657
1915
Tabla 7: Perfil transversal 21.
P.K.
Cota
-15.417
1920
-4.493
1915
0.031
1912.47
0.494
1912.485
10
1913.028
13.546
1913.23
14.791
1913.311
14.858
1913.31
20
1913.207
25.73
1913.092
26.228
1913.081
30
1913.037
37.632
1912.947
40
1911.974
40.739
1911.671
43.062
1911.392
43.269
1911.341
50
1909.755
53.741
1908.874
53.96
1908.813
57.111
1908.929
58.007
1908.79
60
1908.739
68.09
1908.53
70
1908.633
71.178
1908.696
80
1910.738
81.083
1910.989
82.402
1911.244
85.929
1915

9. Universidad Técnica Federico Santa María CIV – 346 Hidráulica Aplicada
Departamento de Obras Civiles 1er Semestre 2012
L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 9
Tabla 8: Perfil Transversal 22.
P.K.
Cota
-12.065
1920
-1.054
1915
0
1914.44
4.71
1915.299
6.946
1915.682
10
1915.661
19.828
1915.592
20
1915.59
30
1915.463
30.04
1915.463
30.17
1915.46
37.018
1911.623
40
1911.283
45.189
1910.692
46.26
1910.535
50
1909.96
50.721
1909.849
50.99
1909.843
51.133
1909.852
60
1910.144
60.681
1910.166
66.521
1911.758
70
1912.713
71.803
1913.208
74.024
1915
78.647
1920
Tabla 9: Perfil transversal 23.
P.K.
Cota
-15.856
1920
-7.595
1915
0
1914.487
2.17
1914.449
2.438
1914.442
2.572
1914.434
9.157
1913.919
10
1913.892
15.603
1913.711
15.684
1913.716
15.698
1913.753
20
1915.687
23.354
1917.195
30
1917.271
30.987
1917.283

10. Universidad Técnica Federico Santa María CIV – 346 Hidráulica Aplicada
Departamento de Obras Civiles 1er Semestre 2012
L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 10
P.K.
Cota
40
1917.583
42.193
1917.656
42.659
1916.47
42.813
1916.48
50
1916.409
51.14
1916.398
56.271
1916.424
60
1917.07
65.036
1917.943
70
1920.58
73.332
1922.35
78.691
1925.183
80
1925.778
Tabla 10: Perfil transversal 24.
P.K.
Cota
-7.249
1925
-4.586
1920
1.101
1916.812
1.259
1916.808
10
1916.547
11.841
1916.491
13.167
1916.404
15.547
1916.234
17.193
1916.202
17.381
1916.208
17.582
1916.212
17.782
1916.208
17.923
1916.19
17.942
1916.189
20
1916.39
30
1917.364
33.956
1917.749
40
1918.106
50
1918.695
54.551
1918.964
60
1920.178
70
1922.406
74.963
1923.512
80
1923.772
89.598
1924.268
89.739
1924.289
90
1924.329
97.736
1925.529
99.413
1925.579

11. Universidad Técnica Federico Santa María CIV – 346 Hidráulica Aplicada
Departamento de Obras Civiles 1er Semestre 2012
L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 11
P.K.
Cota
100
1925.482
101.623
1925.215
105.697
1925.669
105.837
1925.734
110
1926.294
113.637
1926.783
118.263
1928.8
Tabla 11: Perfil transversal 25.
P.K.
Cota
-2.32
1930
-0.946
1925
0.042
1920.081
8.399
1920.464
8.421
1920.463
10
1920.537
19.003
1920.955
19.092
1920.963
20
1921.033
23.298
1921.285
29.996
1921.787
30.087
1921.784
40
1921.941
44.753
1922.016
50
1922.056
59.421
1922.126
60
1922.107
63.678
1921.982
70
1921.581
71.274
1921.5
80
1920.472
82.832
1920.139
84.486
1920.465
84.584
1920.467
90
1921.265
95.909
1922.136
96.3
1922.589
99.527
1926.518
99.61
1926.516
99.777
1926.556
99.801
1926.559
100
1926.482
101.959
1925.725

12. Universidad Técnica Federico Santa María CIV – 346 Hidráulica Aplicada
Departamento de Obras Civiles 1er Semestre 2012
L.S./P.K./A.O./R.O./P.C. 12
Tabla 12: Perfil transversal 26.
P.K.
Cota
-7.357
1930
-2.729
1925
0
1921.533
0.496
1921.557
7.343
1921.505
8.643
1921.568
10
1921.689
19.467
1922.538
20
1922.58
20.481
1922.618
30
1923.073
38.614
1923.485
38.796
1923.489
40
1923.516
50
1923.735
51.608
1923.77
52.563
1923.774
60
1924.553
60.127
1924.566
62.735
1922.959
65.878
1922.078
66.443
1922.042
66.992
1921.978
67.069
1921.994
70
1922.058
76.443
1922.197
78.557
1925
78.911
1930
81.55
1935