(CURIHAM) Comunicaciones

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Revisión de Ecuaciones de Transporte Modificadas para Sedimentos Heterogéneos
(2000) Basile, Pedro A.; International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR). División Lationamérica.
En el presente trabajo han sido evaluadas seis ecuaciones de transporte. Las mismas, desarrolladas y verificadas en el contexto de sedimentos uniformes, fueron modificadas para calcular transportes fraccionales. La modificación consistió en la introducción de la fracción del sedimento y una función de protección-exposición, ambas referidas a cada clase granulométrica presente en el lecho. Para la evaluación de las ecuaciones fue utilizado un conjunto de datos independientes. Los datos de laboratorio y de campo seleccionados fueron representativos de condiciones de flujo uniforme y transporte de sedimentos en equilibrio. Las ecuaciones no fueron calibradas en función de los datos seleccionados, es decir, se mantuvieron los coeficientes originales propuestos por sus autores y la función de protección-exposición adoptó valores usuales. A los efectos de la evaluación de las ecuaciones se utilizó el criterio del desvío medio geométrico para el transporte global y la comparación gráfica entre la composición del transporte calculada y la observada. Del estudio emerge que las modificaciones introducidas han permitido, entre otras cosas, extender satisfactoriamente la aplicación a sedimentos heterogéneos de la ecuación de Engelund y Hansen (1967) y de la ecuación simplificada de Van Rijn (1984), mejorar la capacidad de predicción de la ecuación de Meyer-Peter y Müller (1948) y verificar la satisfactoria performance de la ecuación de Di Silvio (1983).
Acceso Abierto
Transporte de Sedimentos a Distintas Escalas Temporales
(IAHR, División Latinoamérica, 2004-10) Basile, Pedro A.; International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), División Latinoamérica
En este artículo se presenta la derivación de ecuaciones simplificadas para evaluar el transporte de sedimentos a escala temporal instantánea, a escala temporal de un evento de crecida y a escala temporal anual. Las ecuaciones contemplan el transporte de sedimentos del lecho, como así también, la carga de lavado en forma separada. La estructura funcional de las ecuaciones muestra que el transporte a diferentes escalas temporales puede expresarse mediante el producto de tres factores: un factor sedimentológico, un factor morfológico y un factor hidrológico. Las relaciones funcionales obtenidas han sido ajustadas utilizando datos sedimentológicos, morfológicos e hidrológicos disponibles en el río Bermejo en la estación Balapuca, en el río San Francisco en la estación Caimancito y en el río Pilcomayo en la estación La Paz.
Acceso Abierto
Modelación de la Erosión de Márgenes por Mecanismo de Colapso Masivo Asociado a Falla Plana
(Departamento General de Irrigación, 2005-05) Basile, Pedro A.; Departamento General de Irrigación, Mendoza, Argentina.
El proceso de erosión de márgenes induce ingresos laterales de sedimentos y cambios morfológicos significativos en el sistema fluvial. La erosión de márgenes se produce como consecuencia de la acción combinada de diversos factores, tales como el desgaste por exposición cíclica a procesos de humedecimiento y secado, la erosión fluvial del lecho en proximidades de la margen, la erosión fluvial del pié de la margen y distintos tipos de mecanismos de colapsos masivos por inestabilidad geotécnica. En zonas de temperaturas bajo cero, el efecto cíclico de congelamiento y descongelamiento del contenido de agua de la margen juega un rol importante. En este trabajo se presenta el desarrollo, la implementación y el análisis de sensibilidad de un modelo de erosión de márgenes, el cual contempla el efecto combinado de la erosión fluvial del lecho, la erosión fluvial lateral de pié de margen y el mecanismo de colapso masivo de margen por inestabilidad geotécnica asociada a falla plana. La estabilidad de la margen es modelada definiendo un factor de seguridad, expresado en función de la relación entre la fuerza resistente y la fuerza desestabilizadora actuantes sobre el bloque de margen. Debido a las características cohesivas que generalmente exhibe el sedimento de las márgenes, se contempla la influencia de la cohesión y de la fricción en las fuerzas resistentes. El modelo se basa en una modificación del modelo de Osman y Thorne, el cual no considera el efecto del contenido de agua en la margen y no incluye la fuerza hidrostática relacionada con el nivel de agua en el río. Por lo tanto, se desarrolló un factor de seguridad generalizado que tiene en cuenta ambos efectos. Dicho factor brinda, en el caso de margen seca y presión de confinamiento nula, el mismo valor obtenido por Osman y Thorne; mientras que, para margen completamente saturada y para condiciones de saturación intermedia se obtienen valores definitivamente menores. Se derivó, además, una expresión para calcular el volumen sólido que ingresa al curso de agua lateralmente como consecuencia del colapso masivo de margen y otra para calcular el correspondiente incremento de ancho de la sección transversal.
Acceso Abierto
Simulación hidro-sedimentológica a escala de cuenca acoplando un modelo hidrológico-hidráulico con MUSLE
(2007-05-15) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Stenta, Hernán; Zimmermann, Erik; Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología (FACyT). Universidad Nacional de Tucumán.
La disgregación de la estructura del suelo por impacto de las gotas de lluvia, la pérdida de suelo debido al transporte ejercido por el flujo sobre el terreno y el consiguiente arrastre de materia orgánica y nutrientes inducen un efecto neto de pérdida de productividad en terrenos cultivables. Por otra parte, además de este problema local, el sedimento producido y transportado por el flujo sobre el terreno puede alcanzar la red hidrográfica, en donde, dependiendo de la capacidad de transporte del flujo encauzado, puede depositarse inmediatamente o alcanzar distancias considerables hasta depositarse en planicies de inundación, embalses, canales de riego, canales de navegación, sistemas de conductos pluviales, etc. En dichas zonas el problema es la deposición del sedimento generado por la erosión hídrica a nivel de la cuenca. Asimismo, los sedimentos finos erosionados y transportados pueden adsorber sustancias contaminantes y convertir las zonas de almacenamiento en reservorios de sedimentos contaminados. En el presente trabajo se describe la formulación, implementación computacional y la aplicación del modelo CTSS8_SEDMU adecuado para evaluar la producción de sedimentos a escala temporal de eventos de crecidas mediante la ecuación universal de pérdida de suelo modificada MUSLE acoplada a un modelo hidrológico-hidráulico físicamente basado y espacialmente distribuido, con representación de propagación unidimensional del flujo encauzado y cuasi-bidimensional del flujo sobre el terreno. Mediante la aplicación del modelo se simuló el proceso de erosión real y la erosión potencial durante el evento del 3 de abril de 1994 en la cuenca del Aº Ludueña. Esto permitió, para ambos escenarios simulados, estimar la erosión a escala de cuenca y evaluar la cantidad de sedimentos que ingresaron al entubamiento del Aº Ludueña en la ciudad de Rosario durante dicho evento.
Acceso Abierto
Quasi-2D modeling of hydro-sedimentological processes in large lowland river-floodplain systems
(2007-11-12) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Garcia, Marina; Stenta, Hernán; Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas – UNL
In this work a quasi two-dimensional model called CTSS8_FLUSED, suitable for the time-dependent water and fine sediment transport processes simulation in large lowland river systems, including their floodplains, is presented. Water flow and sediment equations are represented by means of the interconnected cells scheme. Different simplifications of the Saint Venant momentum equation are used to represent the discharge laws between fluvial cells. Spatially-distributed transport, deposition and erosion processes of fine sediments throughout the river-floodplain system can be simulated. The model is particularly appropriated for simulations at large space scale and for both short and long-term scale. The hydrodynamic module of the model is applied along a 205 km reach of the Paraná River, Argentina, and involving a river-floodplain area of nearly 8000 km2. Hydraulic processes in the main stream-floodplain system were simulated. The numerical simulations were carried out for both low and mean river water stages and satisfactory results were obtained during model calibration and validation.
Acceso Abierto
Modelación Matemática Hidro-Sedimentológica Físicamente Basada y Espacialmente Distribuida a Escala de Cuenca
(Editorial Martín, Mar del Plata. ISBN: 978-987-543-393-9, 2010-09) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Zimmermann, Erik; Stenta, Hernán; Instituto de Hidrología de Llanuras, Azul, Buenos Aires.
Se presenta el desarrollo y la aplicación del modelo matemático físicamente basado y espacialmente distribuido CTSS8-SED, apropiado para simular numéricamente procesos hidrosedimentológicos a escala temporal de eventos en cuencas de llanura. El modelo permite simular: i) la dinámica del escurrimiento superficial, ii) la tasa de disgregación de suelo por impacto de lluvia y por flujo sobre el terreno, iii) el transporte de sedimentos por flujo sobre el terreno y los correspondientes procesos de erosión-sedimentación distribuidos en la cuenca, iv) el transporte de sedimentos por flujo encauzado y los procesos de deposición-resuspensión en los cursos de agua. La representación del tránsito de agua y sedimentos se realiza mediante un esquema cuasibidimensional de celdas interconectadas. El modelo permite reproducir hidrogramas y sedimentogramas en cada celda del dominio modelado. Además, se pueden construir mapas de áreas inundadas y de erosión-sedimentación. Se presenta la aplicación del modelo en la cuenca del Aº Ludueña, Santa Fe, Argentina.
Acceso Abierto
Calibración de Funciones para Desagregar en Vertical Velocidad y Concentración de Sedimentos en Suspensión en el Río Paraná
(Hector Daniel Farias, José Daniel Brea, Carlos Marcelo García. ISBN 978-987-1780-05-1, 2011-11) Basile, Pedro A.; Garcia, Marina; Riccardi, Gerardo A.
Se analizan perfiles de velocidad y transporte de sedimentos en suspensión medidos a la altura del tramo km 449–455 del río Paraná. Las distribuciones de velocidad observadas se compararon con la ley logarítmica y con la ley potencial. La velocidad de corte y la altura de rugosidad equivalente de Nikuradse fueron estimadas por el método de una ecuación. Se estimaron, además, los parámetros de la ley de distribución potencial. Los resultados indican que ambas leyes representan satisfactoriamente la distribución vertical de la velocidad en toda la profundidad de flujo. Para estimar una distribución de velocidades conociendo la velocidad media en vertical, la profundidad y la rugosidad global, es más práctico parametrizar la ley potencial expresada en función de tales variables y expresar el exponente m en función de algún coeficiente de rugosidad global. Consecuentemente, se desarrollaron tres funciones que vincularon el exponente m con el coeficiente de Chezy adimensional, el coeficiente de rugosidad de Manning y el factor de fricción de Darcy-Weisbach. La función de distribución de concentración de sedimentos en suspensión de Rouse-Van Rijn se calibró, ajustando la concentración en correspondencia con el nivel de referencia a dada por Van Rijn, de manera tal que el transporte en suspensión obtenido por la integración vertical del producto u(z) cs(z) fuera igual al observado.
Acceso Abierto
Derivación y Parametrización de Curvas IDR para Rosario, Casilda y Zavalla, Santa Fe, Argentina
(UNR Editora-Editorial de la Universidad Nacional de Rosario, 2012-04) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo Adrián; Stenta, Hernán; DH-EIC y CURIHAM, FCEIA-UNR
Las curvas intensidad-duración-recurrencia (IDR) se emplean en el diseño hidrológico para estimar intensidades medias máximas de lluvia, de determinadas duraciones y recurrencias, como así también, para la construcción de hietogramas de diseño. Tales herramientas posibilitan especificar los escenarios de entrada a los modelos de transformación lluvia-caudal, para la determinación de caudales máximos o hidrogramas de diseño. En este trabajo se describe la derivación y parametrización de curvas IDR para las ciudades de Rosario, Casilda y Zavalla, localizadas en el sur de la provincia de Santa Fe, Argentina. En primer lugar, se determinaron los valores de lámina-duración-recurrencia (PDR), considerando valores de lámina máxima para duraciones de 1 a 5 días y recurrencias variables entre 2 y 10000 años. Las láminas de lluvias para dichas duraciones fueron obtenidas a partir de la FDP Gumbel, que mejor representa a la serie de datos pluviométricos máximos anuales registrados en las Estaciones: Rosario Aero-SMN (1935-2007); INTA-Agencia de Extensión Rural Casilda (1962-2007) y FCAG-UNR Estación Agroexperimental Zavalla (1973-2007). Por otra parte, Casilda y Zavalla no cuentan con datos pluviográficos. Consecuentemente, en esas dos estaciones, las láminas de lluvia para duraciones menores que 24 horas se obtuvieron a partir de la transposición de las relaciones R24h,1d,R y rDi,24h, derivadas mediante la FDP teórica de Gumbel ajustada a la información pluviográfica registrada en la Estación Rosario Aero-SMN durante el período (1942-1984). Por lo tanto, la metodología implementada para extender las curvas para duraciones menores que 24 horas en Casilda y Zavalla, consistió en multiplicar la precipitación de duración 1 día por la relación R24h,1d; que permitió convertir la lámina máxima de 1 día (pluviométrica) en la lámina máxima de 24 horas (pluviográfica). Posteriormente, multiplicando esta última por las respectivas relaciones entre láminas, rDi,24hs, se determinaron las láminas para las duraciones Di ≤ 24 horas y para cada una de las recurrencias adoptadas. De esta manera se obtuvieron curvas PDR para duraciones comprendidas entre 5 minutos y 5 días. Finalmente, para las tres estaciones, se derivaron las curvas IDR y se parametrizaron ajustando ecuaciones del tipo Sherman de tres parámetros.
Acceso Abierto
Modelling Hydrodynamic and Sedimentation Processes in Large Lowland Rivers: An Application to the Paraná River (Argentina)
(2013-09) Garcia, Marina; Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo Adrián; Rodríguez, José F.; International Association for Hydro-Environment Engineering and Research
In the last decade 1D, 2D and 3D numerical models have been extensively used to simulate river-floodplain hydraulics and sediment deposition processes in floodplains. Large river-floodplain ecosystems in lowland areas show characteristic reach lengths of the order of hundred of kilometers, floodplain widths of the order of tens of kilometers and river widths of the order of a few kilometers. The floodplain itself shows also a very complex geomorphology. Computationally intensive water flow and sediment transport models cannot take into account these peculiarities, and particularly the large time and space scales involved. On one hand, 1D models are not appropriated because the one-dimensional flow description is not representative of the complex flow pattern; on the other hand, higher dimensionality models, even if they can provide the necessary level of processes representation at small spatial scales, cannot be applied over large time and space scales due to the computational demands. An alternative to high resolution models is the implementation of quasi-2D models which can capture the fundamental characteristic of water flow and sediment dynamics in those situations. Thus, a compromise between computational costs and processes representation can be achieved. In this work a quasi-2D model, suitable for the time-dependent water and sediment transport processes simulation in large lowland river systems, including their floodplain, is presented. Water flow and sediment equations are represented by means of the interconnected irregular cells scheme. Different simplifications of 1D Saint Venant equations are used to represent the discharge laws between fluvial cells. Spatially-distributed transport and deposition of fine sediments throughout the river-floodplain system are simulated. The model is applied over a 208 km reach of the Paraná River between the cities of Diamante and Ramallo (Argentina) and involving a river-floodplain area of 8100 km². After calibration and validation, the model is applied to predict water and sediment dynamics during synthetically generated extraordinary floods of 100, 1000 and 10000 years return period. The potential impact of a 56 km long road embankment constructed across the entire floodplain was simulated. Results with and without the road embankment shows that upstream water levels, inundation extent, flow duration and sediment deposition increases in the presence of the embankment.
Acceso Abierto
Macquarie River floodplain flow modeling: implications for ecogeomorphology
(International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), 2014-09-03) Sandi Rojas, S.G.; Rodríguez, José F.; Saco, Patricia; Riccardi, Gerardo A.; Wen, L.; Saintilan, N.; Stenta, Hernán; Trivisonno, F.; Basile, Pedro A.; International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR)
This work presents preliminary results of implementing a quasi-2D hydrodynamic module (VMMHH 1.0) to simulate flows and flooding patterns throughout the Macquarie Marshes, south east Australia, in order to assess habitat requirements. The model uses an interconnected cell scheme that solves mass conservation and uses simplified versions of the momentum equations to represent flow between cells. This model has been used before to assess geo-morphological changes in large river floodplains and vegetation evolution in estuarine wetlands, showing results con-sistent with cases of gradual floodplain inundation following overbank flow. The simplified characteristics of the quasi-2D model allow for an adequate representation of hydrodynamic processes with similar performance of other higher dimensional models. Model results and computational times are compared with outputs from a conventional 1D/2D model (MIKE FLOOD) applied to the same domain showing that the VMMHH 1.0 is adequate for representation of floods in the Macquarie Marshes.
Acceso Abierto
Modelling the effects of human disturbances on the flow and sediment dynamics of a large river floodplain
(2015-04-12) Garcia, Marina; Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Rodríguez, José F.; European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2015
The flow and sediment dynamics of large river floodplains can be substantially affected by human disturbances like bridges and embankments. These effects are difficult to predict, mainly due to extent of the domain over which they can be important. In this contribution we present the application of a quasi-2D unsteady flow and sediment transport model of a large lowland river system, including its floodplain. We study the potential impact of a 56-km long road embankment constructed across the entire floodplain. The study area comprises a 208-km reach of the Paraná River between the cities of Diamante and Ramallo (Argentina) representing total a river-floodplain area of 8,100 km2. The model uses an unstructured cells scheme to solve the water flow and sediment equations, relying on different simplifications of the 1D de Saint Venant equations to define the discharge laws between cells. The simulations allow for the analysis of the spatially-distributed transport and deposition of fine sediments throughout the river-floodplain and the backwater effects introduced by the structures. These dynamic changes are quantified for different extraordinary flood events.
Acceso Abierto
Revisión de ecuaciones de velocidad de caída terminal de partículas de sedimento
(Facultad de Ingeniería. Universidad de la República. Montevideo. Uruguay., 2015-11-04) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Aguzzi, Ignacio; Facultad de Ingeniería. Universidad de la República. Montevideo. Uruguay.
La determinación de la velocidad de caída de una partícula de sedimento es importante en los estudios de transporte de sedimentos en suspensión y en los procesos asociados de erosión-sedimentación del lecho. Se presenta la revisión de siete ecuaciones para evaluar la velocidad de caída de sedimentos naturales. Para comparar la capacidad predictiva de las ecuaciones seleccionadas se recopilaron 53 datos experimentales, obtenidos por diversos autores a través de experimentos realizados con sedimentos naturales. Las ecuaciones que mejor reproducen los datos experimentales son las de Wu y Wang (2006) y Cheng (1997). En efecto, los resultados obtenidos con dichas ecuaciones son ampliamente satisfactorios, observándose para ambas ecuaciones, valores del error relativo promedio del orden del 6% para flujo alrededor de la partícula laminar y transicional, del 2% para turbulento y del 5% para el rango completo laminar-transicional-turbulento.
Acceso Abierto
Modelación hidrodinámica 2DH a escala de tramo del Río Paraná Inferior
(2017) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Peruzzo, Florencia; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
En el presente trabajo se describe la implementación de un modelo matemático 2DH completo, para simular la hidrodinámica del río Paraná Inferior, en el tramo comprendido entre el km 452 (extremo aguas arriba) y el km 410 (extremo aguas abajo) de la ruta de navegación troncal Santa Fé-Océano. En dicho tramo se desarrolla la mayor parte del complejo portuario del Área Gran Rosario, el cual se ha convertido en el frente portuario fluvial más importante de América del Sur, en lo relativo al movimiento de granos, subproductos y aceites vegetales. Por lo tanto, el conocimiento de la hidrodinámica (y del transporte de sedimentos) es un requerimiento fundamental para evaluar, en general, todo tipo de intervención antrópica en dicho tramo.
Acceso Abierto
Simulación hidrológica-hidráulica en pequeñas cuencas del sur Santafesino. Caso de estudio: Cuencas del arroyo Seco y del arroyo Frías
(2017) Stenta, Hernán; Riccardi, Gerardo A.; Basile, Pedro A.; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
Se presenta la implementación y puesta en operación de un modelo matemático distribuido, hidrológico-hidráulico físicamente basado en las cuencas de los Arroyos Seco (410 km²) y Frías (224 km²) (sur de la provincia de Santa Fe). Se evidencia un severo déficit de información de entrada al modelo, principalmente en lo que se refiere a registros de niveles o caudales y registro de precipitaciones; esta situación hace dificultoso el adecuado ajuste del modelo. Debido a lo anterior no se realizó el proceso de calibración de parámetros del modelo por ser ambas cuencas no aforadas. Para la definición de los parámetros de calibración del modelo matemático (coeficientes de resistencia al escurrimiento en cursos y en valles de inundación y coeficientes de gastos en alcantarillas, puentes y terraplenes) se utilizó bibliografía específica y parámetros calibrados en cuencas de la región con existencia de aforos. Se utilizó el modelo matemático VMMHH 1.0 (Riccardi et al., 2013) el cual ha sido ampliamente utilizado en cuencas similares obteniéndose resultados satisfactorios en la reproducción del proceso de transformación lluvia-caudal y tránsito de escurrimiento. La explotación del modelo en ambas cuencas permitió realizar la delimitación de áreas inundadas en la cuenca completa y en detalle en los sectores urbanos así como también la determinación de zonas con riesgo para vidas humanas. Estos resultados son un aporte en la planificación territorial de los recursos hídricos en la zona de estudio.
Acceso Abierto
Diseño de embalses urbanos para mitigación de crecidas y sedimentación de partículas
(2017) Riccardi, Gerardo A.; Basile, Pedro A.; Aguzzi, Ignacio; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
En este trabajo se describe el planteo del diseño de un embalse urbano para ser utilizado para atenuación de crecidas y como sedimentador de una gran parte de la fracción sólida que contiene. El diseño como sedimentador se lleva a cabo a partir de la curva de velocidades que se obtiene del análisis basado en turbidimetría y en las curvas de velocidades de sedimentación típicas halladas en la bibliografía. El método se aplica a modo de ejemplo en una pequeña cuenca urbana de Rosario, densamente poblada de 11 ha de extensión superficial, de la cual se han aforado en ciertos eventos valores de lluvia-caudal y concentración de sólidos en suspensión. En el caso de estudio se analizan los porcentajes de remoción de acuerdo a distintos tipos de sólidos en suspensión a partir de fijar el volumen del reservorio con el criterio de atenuación de crecidas. En los casos de sedimentos muy finos con baja velocidad de sedimentación vsed 50% = 0.70 m/h se alcanzan valores máximos de remoción del 6% para los volúmenes con mayores tiempos de permanencia. Por otro lado, para el caso de los sólidos una velocidad de sedimentación del orden de vsed 50% =10 m/h, se alcanza una remoción máxima del 70% y una remoción promedio del 50%.
Acceso Abierto
Desarrollo de un sistema de adquisición de datos con tecnología de bajo costo para una ecosonda náutica con geoposicionamiento
(2017) Riccardi, Gerardo A.; Martínez, Tristán; Basile, Pedro A.; Peruzzo, Florencia; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
Se presenta el desarrolló un sistema de adquisición de datos batimétricos geoposicionados a partir de la integración de dispositivos disponibles como una ecosonda y un GPS, con un adquisidor. A tal efecto se utilizó una ecosonda de uso náutico con precisión de  0.30 m con rango de mediciones profundidad entre 0.30 m – 180 m y un GPS comercial con el cual se adquiere el posicionamiento global y luego se diseñó y construyó un dispositivo de adquisición de datos encargado de registrar automáticamente las variables profundidad, latitud, longitud, fecha y hora. El dispositivo integral registra y almacena en archivo digital datos de tipo x,y,z en intervalos de tiempo predefinidos para el posterior procesamiento de su contenido en gabinete. Actualmente el equipo está en etapa de puesta a punto y ajustes finales por lo que se está testeando mediante la realización de batimetrías en el río Paraná en el tramo comprendido entre 430 km y 424 km y en la laguna conocida como El Embudo, totalizando una longitud de perfiles batimétricos mayor a 80 km.
Acceso Abierto
Evaluación de un modelo de baja complejidad aplicado en tramos del cauce principal del Rio Paraná Inferior
(2017) Peruzzo, Florencia; Riccardi, Gerardo A.; Basile, Pedro A.; Garcia, Marina; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
En este trabajo se presentan y analizan los resultados de la calibración y validación de un modelo matemático de complejidad reducida aplicado satisfactoriamente en dos tramos del rio Paraná Inferior para simular el escurrimiento superficial cuasi-bidimensional con el fin de describir variables de flujo como velocidades, niveles y caudales para diferentes estados en todo el dominio espacial. El modelo fue aplicado en el tramo comprendido entre las progresivas km 234 al km 480 de la ruta de navegación Santa Fe - Océano (T246) y, con un mayor grado de detalle, en un tramo incluido dentro de este dominio entre el km 410 y el km 452 (T42). El modelo de simulación implementado es el CTSS8RIO, al cual se le ha acoplado la plataforma de pre y postprocesamiento de datos y resultados bajo entorno de ventanas SIMULACIONES 2.0, siendo de tipo difusivo, ambos software de desarrollo propio. El modelo es de los denominados de complejidad reducida no contemplando efectos inerciales ni cierre de turbulencia, no obstante pese a su simplicidad puede representar con adecuado nivel de aproximación patrones predominantes del escurrimiento (Nicholas et al., 2012). Existen antecedentes de simulaciones con modelos bidimensionales completos aplicados satisfactoriamente entre el km 410 y el km 452 (FICH, 2006; Guerrero y Lamberti, 2013; Basile et al., 2015) y en lo que respecta a modelación cuasi-2D se ha realizado una aplicación en un tramo de 6 km en las cercanías de Puerto San Martín (Basile y Riccardi, 2002) y desde la ciudad de Diamante hasta la ciudad de Ramallo se realizo una modelación unidimensional del cauce principal y cuasi-2D de la planicie de inundación empleando celdas irregulares de gran tamaño (García et al., 2013).
Acceso Abierto
Parametrizaciones de la curva de Shields para aplicaciones en problemas de ingeniería fluvial
(2017) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Garcia, Marina; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
La condición de flujo en el instante que se produce el “movimiento incipiente” del sedimento del lecho recibe el nombre de condición hidrodinámica crítica, la cual puede representarse generalmente a través de un valor crítico de la tensión de corte sobre el fondo. Para determinarla se han desarrollado diversas relaciones funcionales, que vinculan la tensión de corte crítica con características del material sedimentario que constituye el cauce. El conocimiento de dichas relaciones son de utilidad práctica para: i) el diseño de canales estables, ii) el dimensionamiento de protecciones del lecho y/o de márgenes de ríos, iii) la evaluación del exceso de tensión de corte en ecuaciones de transporte, iv) la evolución del proceso erosivo en brechas en presas de materiales sueltos, vi) la evacuación hidráulica de sedimentos depositados en embalses, etc.. Todas estas relaciones funcionales y sus correspondientes aplicaciones, sin embargo, dependen del abordaje utilizado para definir justamente la condición de “movimiento incipiente”. En este trabajo se realizó la recopilación de una importante cantidad de datos experimentales, que incluyen los distintos criterios utilizados para definir el movimiento incipiente de sedimentos incoherentes. A partir de los mismos se desarrollaron dos expresiones parametrizadas para la tensión de corte adimensional crítica en función del diámetro adimensional. Una de ellas es de utilidad práctica para el diseño en ingeniería fluvial (protecciones de lecho y/o márgenes) y otra utilizable en las ecuaciones de transporte basadas en el exceso de tensión de corte o eventualmente en aquellas que utilizan una tensión de corte de referencia.
Acceso Abierto
Desarrollo y aplicación del modelo matemático hidromorfodinámico TEDRI-1D7C
(2017) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo A.; Secretaria de Ciencia y Tecnología UNR
Las crecidas catastróficas en ríos con lecho móvil, de sedimentos fuertemente no-uniformes, se relacionan con los elevados caudales líquidos, generados por precipitaciones extraordinarias en la cuenca y, además, con la excesiva cantidad de sedimentos que alimentan el curso principal a través de los numerosos afluentes que conforman la red hidrográfica. La modelación integral, a escala de cuenca, requiere modelos hidromorfodinámicos de tipo operativo, que describan además, procesos a escala de tramo. De esta manera, los mismos pueden ser utilizados en el manejo de riesgo de inundaciones, diseño de obras, planificación y toma de decisiones durante eventos de crecidas extraordinarias, entre otras aplicaciones. En el presente trabajo se describe el desarrollo y aplicación de un modelo hidromorfodinámico espacialmente semidistribuído a escala de cuenca, denominado TEDRI-1D7C (Basile, 2016), Transporte y Erosión-Deposición en RIos - 1 Dimensional 7 Clases granulométricas. El modelo simula integralmente, desde la transformación lluvia-caudal y la alimentación sólida, en forma espacialmente agregada a escala de subcuenca, hasta la propagación distribuida de caudales (líquidos y sólidos) y los procesos de erosión-deposición en el curso principal. El modelo es capaz de representar, a lo largo del río, la evolución espacial y temporal de: i) caudal líquido (y variables de flujo asociadas), ii) transporte de sedimentos (fondo, suspensión y total) por clases granulométricas, iii) procesos de erosión-sedimentación y iv) cambios de composición granulométrica del lecho; en cuencas relativamente grandes y morfológicamente complejas.
Acceso Abierto
Modelación Morfodinámica del Proceso de Erosión Retrogradante: Aplicación a la Cascada del Aº Saladillo
(2017-11) Basile, Pedro A.; Riccardi, Gerardo Adrián; Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba.
Se presenta la formulación, implementación computacional, calibración y validación de un modelo morfodinámico, que simula el proceso de erosión retrogradante de cascadas en suelos cohesivos. El modelo simula el efecto morfodinámico combinado de la erosión efectiva del lecho al pié de la cascada, la socavación de la base por el vórtice antihorario de retroceso, la profundidad de la grieta de tracción y el mecanismo de colapso masivo por inestabilidad geotécnica asociada a falla por ménsula. El modelo contempla la influencia de la cohesión y de la fricción en las fuerzas resistentes y el efecto desestabilizador inducido por el agua contenida en el suelo. El modelo fue calibrado y validado utilizando 6 crecidas observadas en el Aº Saladillo (Provincia de Santa Fe), para las cuales se contó con las correspondientes migraciones aguas arriba que experimentó la cascada, localizada en dicho arroyo, en la zona del Parque Regional Sur de Rosario. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios, los desplazamientos observados de la cascada fueron reproducidos por el modelo con errores relativos iguales a 12 % para la calibración y -9 % para la validación.

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