Método del área de pendiente: concepto y selección de alcance
Lea este artículo para aprender sobre el concepto del método de medición de la descarga de área de pendiente y la selección de su alcance.
Concepto de Método de Área de Pendiente:
Cuando no es posible realizar una medición directa, especialmente durante las inundaciones, el método de medición de área de pendiente es el método indirecto de medición más comúnmente utilizado. En este método, la descarga se calcula sobre la base de una ecuación de flujo uniforme que incluye las características del canal, el perfil de la superficie del agua y un coeficiente de rugosidad. La caída en el perfil de la superficie del agua para un alcance uniforme del canal representa las pérdidas causadas por la rugosidad del lecho. La conocida ecuación de Manning se usa en este método. La descarga está dada por la ecuación.
Q = 1 / n AR 2/3 S 1/2
Donde Q es alta en cumec
A es el área de la sección transversal en m 2
R es el radio medio hidráulico
S es la pendiente de fricción, y
n es el coeficiente de rugosidad
Aunque la ecuación de Manning se desarrolló para un flujo uniforme, se asume que es válida para alcances no uniformes que se encuentran en el caso de un canal natural.
La pendiente de fricción S que se utilizará en la ecuación de Manning viene dada por la siguiente relación:
S = h f / L = ∆ h + ∆h v - K (∆h v ) / L
Donde ∆h es la diferencia en la elevación de la superficie del agua en las dos secciones
L es la longitud del alcance
∆h v es u / s cabeza de velocidad menos d / s cabeza de velocidad y
k (∆h v ) es la pérdida de energía debida a la aceleración o desaceleración en un alcance de contratación o expansión (k es el coeficiente)
Es difícil evaluar correctamente el valor del coeficiente k. Entonces el valor de S se calcula de la siguiente manera:
Al usar la ecuación de Manning, la cantidad (1 / n A. R 2/3 ) se denomina transporte y se denota con una letra mayúscula K. El transporte para cada sección del río será diferente. Por lo tanto, el valor medio del transporte se ha tomado como una media geométrica de los valores de transporte de las dos secciones en ambos extremos del alcance seleccionado L. La descarga viene dada por la ecuación.
Q = √K 1 K 2 S
Selección de alcance para el método de área de pendiente:
Es muy necesario seleccionar un alcance adecuado para la medición del área de pendiente.
Los siguientes puntos necesitan la debida consideración al seleccionar el alcance:
yo. Debería haber buenas marcas de agua disponibles si los medidores de personal no están disponibles para dar un registro de medidores.
ii. Los alcances deben ser lo más uniformes posible, ya que es difícil calcular correctamente el coeficiente k para evaluar la pérdida o ganancia de la velocidad.
iii. Es deseable tener un alcance en el que el flujo se limite a un solo canal trapezoidal para que se pueda utilizar un solo valor de n para toda la sección.
iv. En todo el alcance, la sección transversal debe ser tan uniforme como sea posible. No debe haber profundización repentina de la cama, constricciones, expansiones, etc.
v. La longitud del alcance no debe ser inferior a 75 veces la profundidad media en el canal.
vi. La caída del perfil de agua en el alcance debe ser igual o mayor que la altura de velocidad.
vii La caída en el alcance normalmente no debe ser inferior a 15 cm.
Problema 1:
Durante una inundación severa no fue posible medir realmente la descarga de un río.
El sitio de descarga se visitó en una fecha posterior y se recogieron los siguientes parámetros de la sección:
(i) La longitud de alcance entre las secciones 1-1 y 2-2 fue de 120 m.
(ii) La diferencia de marcas de agua altas fue de 0, 97 m.
(iii) El método de área de pendiente calcula la descarga más alta que pasó por el río.
