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Model for the calculation of the Manning roughness coefficient as a function of the height of the bottom material of the Achiguate-Guacalate river
Modelo para el cálculo del coeficiente de rugosidad de Manning en función de la altura del material del fondo del cauce del río Achiguate-Guacalate
Registro en:
10.36829/08ASA.v17i1.1410
Autor
Fernández Cardona, Jorge Eduardo
Institución
Resumen
This article presents a proposal to estimate the Manning coefficient roughness through a mathematical model for the Achiguate-Guacalate River basin. For this achievement, the Chezy and Manning equations were based on the aim of obtaining an expression for the coefficient of roughness as a function of the hydraulic radius "Rh" and the roughness height "K" of the particles from the bottom of the riverbed. The National Institute of Seismology, Volcanology, and Meteorology -INSIVUMEH- through its Department of Hydrology operated since 2002 the gauging stations whose data was collected and processed for the formulation of the mathematical model. This model was validated with samples taken from the basin at three different points within it, obtaining from each of them the average diameter D50 through a granulometric analysis carried out by each of them. With this data, a value for "n" is obtained in the selected points by applying the model. To compare results, it is analyzed with the same information with which the model is proposed, an estimation of "n" by other methods, visual and analytical. Finally, the model is compared with recent river gauging whose data are new and were not used in the creation of the model. As a result, the model is proposed, where "K" representing the roughness of the bottom of the channel was estimated at 0.027 for sampling in Alotenango. When applying the model for Alotenango, the equation would be , obtaining a value for "n" of 0.073 that when compared to visual methods it is high, but is like that calculated by analytical methods. Este artículo presenta una propuesta para estimar el coeficiente de rugosidad de Manning a través de un modelo matemático para la cuenca del río Achiguate-Guacalate. Para el logro de este fin se tomó como base las ecuaciones de Chezy y de Manning con el objetivo de obtener una expresión para el coeficiente de rugosidad en función del radio hidráulico “Rh” y la altura de rugosidad “K” de las partículas del fondo del cauce del río. El Instituto Nacional de Sismología, Vulcanología y Meteorología -INSIVUMEH- a través de su departamento de Hidrología opera a partir del año 2002 las estaciones de aforo cuyos datos fueron recopilados y procesados para la formulación del modelo matemático. Este modelo se validó con muestras tomadas de la cuenca en tres puntos diferentes dentro de la misma obteniendo de cada una de ellas el diámetro medio D50 a través de un análisis granulométrico realizado a cada una de ellas. Con esto s datos se obtiene un valor para “n” en los puntos seleccionados aplicando el modelo. Para comparar resultados, se analiza con la misma información con la que se propone el modelo, una estimación de “n” por medio de otros métodos, los visuales y los analíticos. Finalmente se compara el modelo con aforos recientes cuyos datos son nuevos y no fueron utilizados en la creación del modelo. Como resultado se propone el modelo n=0.091 K(1/6) , donde “K” que representa la rugosidad del fondo del cauce estimada en 0.027 para el muestreo realizado en Alotenango. Al aplicar el modelo para Alotenango, la ecuación sería n=0.091*0.27(1/6), obteniéndose un valor para “n” de 0.073 que al compararse con los métodos visuales resulta alto, pero similar al calculado por métodos analíticos.