Determinación experimental del coeficiente de rugosidad de Manning superficies granulares mediante la simulación de un cauce natural de sección rectangular

Abstract

En el presente trabajo de investigación determinación experimental del Coeficiente de rugosidad de manning para superficies granulares mediante la simulación de un cauce natural de sección rectangular, tiene por finalidad determinar experimentalmente el coeficiente de Manning, mediante el diseño y construcción de un modelo físico de un canal denominado “canal de procesos morfológicos”, porque simula un tramo de un cauce de un río y además se puede realizar otros trabajos experimentales con material granular como la socavación y erosión en pilares, espigones, barrajes, etc. Visualizando así el fenómeno hidráulico. Como material de trabajo se utilizó muestras tomadas del río Chicama del sector aguas abajo del Puente Punta Moreno, seleccionado el material granular mediante un tamizado y lavado de las muestras. Este canal se ubicó en el laboratorio de mecánica de Fluidos e Hidráulica de la Universidad Antenor Orrego, con la finalidad que los alumnos de pregrado también puedan realizar los ensayos realizados y mejorarlos. Se analizó teóricamente los coeficientes de la rugosidad para canales con base de grava y canales rocosos considerando condiciones normales y otro en condiciones extremas debido al paso del agua y al observar el arrastre del material.

Se ha realizado varios ensayos experimentales considerando los materiales para calibrar el equipo y reducir los errores en los ensayos. Finalmente se consideró tres ensayos, de los cuales se ha considerado tres espesores de material de 5, 7 y 9 cm, observando que al pasar el agua por la grava este reducía el tirante lográndose medir diferentes alturas de agua como se muestra en los cuadros del resultado.

In the present research Experimental Determination of Manning roughness coefficient for granular surfaces by simulating a natural channel of rectangular section is intended to experimentally determine the coefficient of Manning, through the design and construction of a physical model of a channel called ““channel morphological processes““, because it simulates a section of a river bed and you can also perform other experimental work with granular material as scour and erosion pillars, piers, barrages, etc. Viewing and hydraulic phenomena. Materail as samples taken from work Chicama downstream sector River Bridge Punta Moreno, selected granular material by sieving and washing of the samples was used. This channel was located in the laboratory of Fluid Mechanics and Hydraulics of the University Antenor Orrego, in order to undergraduate students can also perform the tests performed and improved. He anlizo theoretically roughness coefficients for channels with gravel base and rocky channels considering normal and another in extreme conditions due to the passage of water and observe the washing material.

It has made several experimental tests considering the materials to calibrate equipment and reduce errors in the tests. Finally three trials were considered, of which has been considered three thicknesses of material 5, 7 and 9 cm, noting that as the water passes through the gravel this reduced the tight achieving measure different water heights as shown in the tables result.