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Correlation between the Manning roughness coefficient and the representative diameter of the drag material in high mountain river beds, Cajamarca – Peru
Correlación entre el coeficiente de rugosidad de Manning y el diámetro representativo del material de arrastre en lechos de ríos de alta montaña, Cajamarca - Perú
Registro en:
10.54139/revinguc.v28i2.25
Autor
Vásquez-Ramírez, Luis
Burgos-Flores, Nelson
Institución
Resumen
The choice of the Manning roughness coefficient is essential when determining a flow rate and thereby performing a hydrological and hydraulic modeling to later design a hydraulic structure. In general, it is very difficult to choose the Manning roughness coefficient due to the variability of the sediments that make up the bed of a natural channel such as a river, since in the absence of field data, very given in tables, which causes some uncertainty in the hydraulic designs and modeling carried out. Therefore, the objective of this work was to find the correlation between the Manning roughness coefficient and the representative diameter of the gravelly sand material that constitutes the channel of the Chonta River, located in the Andean zone of Peru. Speed and depth measurements were made, using a hydrometric windlass, as well as sedimentological sampling in the river bed in order to obtain numerical values of the Manning roughness coefficient (n) in the field. After the field and laboratory stages, the following equations were found: n = 0, 0438 · k(1/6) and n = 0, 2399 · k2 − 0, 0083 · k + 0, 0276, where n is the Manning roughness coefficient and k corresponds to the representative diameter of the river bed, whose value has been determined in the field by means of a granulometric analysis and corresponds to diameter 30 (d30). La elección del coeficiente de rugosidad de Manning es fundamental al momento de determinar un caudal y con ello realizar un modelamiento hidrológico, e hidráulico para luego diseñar una estructura hidráulica. En general se tiene una gran dificultad para elegir el coeficiente de rugosidad de Manning (n) debido a la variabilidad de los sedimentos que componen el lecho de un cauce natural como es un río, pues a falta de datos de campo, casi siempre se recurre a valores muy generales dados en tablas, lo que origina cierta incertidumbre en los diseños y modelamientos hidráulicos realizados. Por lo que el objetivo de este trabajo fue encontrar la correlación entre el coeficiente de rugosidad de Manning y el diámetro representativo del material areno gravoso que constituye el cauce del río Chonta, ubicado en la zona andina del Perú. Se realizaron mediciones de velocidad y profundidad, empleando un molinete hidrométrico, así como el muestreo sedimentológico en el lecho del río a efecto de obtener en campo valores numéricos del coeficiente de rugosidad de Manning. Culminadas las etapas de campo y laboratorio se encontraron las siguientes ecuaciones: n=0,0438 · k(1/6) y n=0,2399 · k2−0, 0083 · k+0, 0276, donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning y k corresponde al diámetro representativo del lecho del río, cuyo valor ha sido determinado en campo mediante un análisis granulométrico y corresponde al diámetro 30 (d30).