Expresiones para la determinación del factor de fricción en ríos de fuerte pendiente

Con base en una selección de 145 datos pertenecientes a ríos de montaña de fuerte pendiente (³ 1%) se han desarrollado cinco expresiones para determinar el factor de fricción de Darcy-Weisbach. La primera expresión se fundamenta en la aplicación para flujo turbulento rugoso en lámina libre de la ley semilogarítmica de Prandtl-Kárman, que es función de la sumersión relativa (relación entre el calado medio y la rugosidad equivalente). La segunda y tercera corresponden a correciones de la primera para flujo macrorrugoso, propuestas por Thompson y Campbell (1979) y Aguirre-Pe y Fuentes (1990) respectivamente. La cuarta ecuación consiste una en potencia de la sumersión relativa, mientras que la quinta corrige la fórmula anterior incorporando una potencia de la pendiente, tal y como propugnan Meunier (1989) y Rickenmann (1990). Las expresiones derivadas presentan un ajuste significativo, si se tienen en cuenta las limitaciones hidrométricas existentes en ríos de material grueso y fuerte pendiente. Destaca el mayor ajuste conseguido con las ecuaciones con las ecuaciones del tipo potencial frente a las del tipo semilogarítmico. Se ha encontrado, asimismo, una capacidad de predicción ligeramente superior en aquellas expresiones que incluyen modificaciones respecto a la ecuación original, ecuaciones del tipo segundo, tercero y quinto anteriormente indicado.

Aspereza equivalente de ríos con contorno granular grueso

El concepto de aspereza equivalente (ks) permite relacionar la resistencia al flujo de cauces de contorno granular con el tamaño de las partículas que lo conforman, mediante la ley logarítmica de distribución vertical de velocidad de la corriente. En este artículo se revisa el estado del conocimiento acerca de los criterios para la predicción de dicha relación con el objetivo de brindar una guía para la selección de los mismos. Pese a que el análisis de las experiencias compiladas desvela la dispersión de resultados, a efectos prácticos se recomienda para ríos de grava y de montaña: ks 3•d90; ks 3,4•d84 y ks 7•d50. Dicha dispersión y el hecho de que ks sea varias veces superior al diámetro medio del sedimento puede atribuirse en diferente grado: a la heterogeneidad del sedimento en lechos naturales, a las formas de fondo, al transporte sólido de fondo,así como a las limitaciones del modelo logarítmico de distribución de velocidad bajo ciertas condiciones de flujo. La predicción de ks en función de variables estadísticas del campo de elevaciones del lecho se ha revelado como una alternativa con una elevada capacidad explicativa, por lo que en la medida que avancen las técnicas microtopográficas se consolidará esta vía como el método del futuro.