Resumen de Erosión cerca de estructuras hidráulicas - predicción y leyes de similitud en modelos hidráulicos con sedimentos finos

Bernd Ettmer, César Alvarado Ancieta, Paula Ramírez Bernini

• español

  El conocimiento del proceso de erosión y máxima profundidad de socavación cerca de estructuras hidráulicas es de importancia fundamental para la aplicación de criterios de diseño para aliviaderos, puentes, pilares, etcétera. En la literatura conocida no existe una aproximación estándar para la estimación de la máxima profundidad de erosión. En contraste, el cálculo de una fosa de erosión incluye enormes variaciones para el cálculo de la máxima profundidad y tiempo de erosión, especialmente para sedimentos finos. Este artículo trata sobre problemas prácticos para la predicción de la erosión local en la descarga o alrededor de estructuras hidráulicas. Se presentan resultados de estudios experimentales sobre erosión o socavación utilizando sedimentos finos, así como también sedimentos sintéticos como material conformante del lecho del cauce. El análisis de los datos indica la existencia de leyes de similitud para la interacción hidráulica-sedimentológica.

• English

  The knowledge of erosion processes and the maximum scour depth near hydraulic structures is crucial for applying design criteria for weirs, bridges, piers etc. Until now, there is no standard approach to be found in the literature for the estimation of the maximum scour depth. In contrast, the calculation of a scour hole includes a large range of variations for the calculated maximum depth and the scouring time, especially for fine sediments. Thus, model tests were carried out to predict the maximum scour depth with an applied physical model. Unfortunately, the scaling of sediment characteristics, in particular the scaling of fine sediments, includes different problems. Frequently, lightweight materials were used as model sediment. Experiments were carried out in the laboratory of the Leichtweiss-Institute for Hydraulic Engineering to investigate the scouring process behind a vertical gate. Therefore, sand and synthetic pellets were used as movable bed material. The data indicate the existence of similarity laws for the interaction sediment-flow field-erosion process in the transition zone.