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Curso Taller de Hidráulica Fluvial

MODELACIÓN FÍSICA

Parte III – Consideraciones

prácticas para la construcción

de un modelo físico

• Profesor: Dr. Julio Kuroiwa Zevallos

• Ingeniero Civil Colegiado.1

Objetivo

• Presentar

consideraciones

prácticas y

procedimientos

constructivos de

modelos físicos en

base a la

experiencia de la

UNI.2

Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

27/11/2016

- Modelos distorsionados

- Modelos en fondo móvil

- Planeamiento

- Procedimientos constructivos

Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

MODELOS DISTORSIONADOS

Universidad Nacional de Ingeniería.

Facultad de Ingeniería Civil. Centro

de Capacitación Continua. 2016. J.

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Modelos distorsionados

– Generalmente se emplean modelos

distorsionados cuando el tirante (calado o

profundidad) del agua resultaría muy pequeña lo

que impediría medir las velocidades con un

correntómetro, aún los más pequeños

– Por lo tanto, por lo general la escala vertical es

mucho mayor a la escala horizontal.

– La distorsión se expresa como d = ev/eh

– El valor de la distorsión es, por lo tanto, mayor a

1.

5Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Modelos distorsionados (2)

– Al distorsionarse la escala vertical, por lo general

se agregan elementos de rugosidad para

aumentar el tirante del flujo y obtener el nivel de

agua

– Por lo tanto, por lo general la escala vertical es

mucho mayor a la escala horizontal.

– La distorsión se expresa como d = lv/lh

– El valor de la distorsión es, por lo tanto, mayor a

1.

6Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Modelos Distorsionados (3)

Modelo Napo – Mazán• Estudio En

Modelo Físico De

Estructuras

Principales De

Proyecto Central

Hidroeléctrica

Napo Mazan

• La distorsión es

(1/50)/(1/100= 2

Variable Escala

X 1:100

Y 1:100

Z (vertical) 1:50

Velocidad V 7.071

Caudal Q 1: 35 355

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Colocación de elementos para

aumentar rugosidad del cauce

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Nótese

elementos

de

rugosidad

del cauce

Vista de modelo Napo Mazán

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Nótese

elementos

de

rugosidad

del cauce

MODELOS DE LECHO MÓVIL

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Fondo Móvil

• Se representa un lecho con el material a

escala.

• Es erosionable y se pueden apreciar los

patrones de erosión y deposición de manera

clara.

• Los estudios de campo determinan la tasa

de transporte de sedimentos versus caudal.

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Formación de rizos y dunas

12Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Deformación del lecho móvil

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Similitudes a escala

• Similitud geométrica

• Similitud cinemática

• Similitud dinámica

MAGNITUD SÍMBOLO VALOR NUMÉRICO

Longitud Lp/Lm = L1,0 40,00

Velocidad Vp/Vm = L0.5 6,33

Tiempo Tp/Tm = L0.5 6,33

Caudales Qp/Qm = L5/2 10 119,29

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Modelo Hidráulico – Cruce del

Tren Eléctrico

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Modelo Hidráulico La Pastora

• Modelo Físico Con Lecho Móvil Río Madre De Dios, Zona La

Pastora, Madre De Dios.

Variable Escala Equivalencia

Velocidad (V) Ve 1 : 7.7

Caudal (Q) Qe 1 : 27885.5

Tiempo (T) Te 1 : 7.7

Coeficiente de Manning (n) ne 1 : 1.98

Sedimentos de fondo y enrocado (D) De 1 : 60

Prototipo

17

Modelo

18

PLANEAMIENTO DEL

MODELO

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Preguntas iniciales

- Tipo de proyecto

- Dificultades del modelo

numérico

- ¿Cuál es el principal

fenómeno a representarse en el

modelo?Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

PS

ESQUEMA

Determinación de espacios

21Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

P1 P2

Vertedero

MODELO

Control de Nivel

Tanque

Disposición general del modelo

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Tubería 14”

Paredes de confinamiento

Tanque y

Vertedero

Acercamiento a cabecera de

modelo

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PROCEDIMIENTOS

CONSTRUCTIVOS

24Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Esquema de cabecera de modelo

25Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Vertedero de

pared delgada

TanquePoza de

disipación

Poza de ingreso

Secciones preformadas

26Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Secciones

preformadas• Se colocan las

secciones precortadas

en la carpintería.

• Se rellena con

material hasta una

cierta altura

(dependiendo si hay o

no estructura)

27Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Cotas con varillas - Stobolts

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Regleo con cotas de Stobolts

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Defensas ribereñas

30Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Pintadas para

detectar

movimiento de

elementos

Instrumentación

31Universidad Nacional de Ingeniería. Facultad de Ingeniería Civil. Centro de Capacitación Continua. 2016. J. Kuroiwa.

Medición

de niveles

de fondo y

del aguaCorrentómetro

electromagnético