Ministerio de Agricultura y GanaderiaDirecci6n Nacional de Regionalizacion

AgrariaPRO N ARE G

Institut Français de RechercheSc i en tif i que pour le

Développement en CoopératIonORSTOM

GUIA PARA LA ESTIMACION DEL TRANSPORTESOLIDO EN SUPENSION

Operaciones de campo (sin muestreador>y de laboratorio

Pierre POURRUTIngeniero de investigaci6n ORSTOM

Febrero de 1987

II. 1II.2II.3II.4

111111111111111111111

l - PROLOGO

II - PRINCIPIO DE LA5 MEDIDA5

- MetaUnidades utilizadas

- Método y principio utilizados- Selecci6n de la secci6n de medida y de las

verticalesII.5 Densidad de los muestreos en una misma verticalII.6 - Frecuencia de las medidas

III - MATERIAL NECE5ARIO SEGUN LAS E5TACIONES DE MEDIDA

111.1 - Material necesario en cualquier caso y numera­ci6n de la muestra

111.2 - Material necesario para las profundidades infe­riores a 0,5 m

111.3 Material necesario para las profundidades com­prendidas entre 0,5 m y 1 m

111.4 Material necesario para las profunidades supe-riores a 1 m.

111.4.1 Muestreo a partir de un puente111.4.2 Muestreo cuando no existe puente111.4.3 - Descripci6n de los equipamientos

especiales

IV - PROCE50 OPERATIVO PARA LOS DIFERENTE5 MUESTREOS

IV.1 - Muestreo con un cuboIV.2 Muestreo con dama-juanaIV.3 Muestreo con la bomba de mana JAPY

V - OPERACIONES

V.1 Material indispensableV.2 Operaciones preliminaresV.3 Métodos de la filtraci6n y de la evaporaci6n

V.3.1 - Filtraci6nV.3.2 - Evaporaci6n

V.4 - Operaciones finales

VI - CALCULO DEL CAUDAL 50LIDO

VII - LISTA Y DIRECCIONES DE LOS PROVEEDORES.

1

1111 1 - PROLOGO

11111111111111111

Desde los primeros anoS de la década deI 60, loshidr610gos de OR5TOM trabajaron sobre el problema de lossedimentos transportados en suspensi6n en los rios africanos.Los primeros ensayos de medida fueron realizados en el Tchadpor el Sr. BOUCHARDEAU y en Costa de Marfil por los Srs G.GIRARD, J. COLOMBANI y P. POURRUT. Desde entonces, serealizaron sensibles progresos y se escribieron numerosaspublicaciones sobre este tema, con decidida participaci6n deB. BILLON Y J.F. NOUVELOT (cahiers Hydrologie de ORSTOM). Porotra parte notables progresos tecno16gicos han permitidorealizar diferentes tipos de muestradores mAs 0 menosaceptables "échantilloneur" de NEYRPIC y "automaticsamplers" norteamericanos.

La presente nota no tiene la ambici6n de presentar unametodologia nueva sino, luego de un recuento del principio delas medidas, intentar indicar punta por punta las diferentesoperaciones que el hidr610go tiene que realizar, tanto en elcampo como en el laboratorio, cuando no dispone de un sistemade muestreo sofisticado.

La elecci6n en cuanto a métodos y material utilizadoimplica solamente al autor de estas lineas, quien los exponepor ser el fruto de su amplia experiencia personal (a vecesacompanado de rotundos fracasos), sin destadar la posibilidadde emplear otras metodologia y otro instrumental.

2

111

II PRINCIPIO DESUSPENSION

LAS MEDIDAS DE TRANSPORTE SOLIDD EN

En regla general, se procedera de la manera siguiente :

1 a 5 muestreosEn cada punta develocidades que,permitiran hacer una

111111111111111111

II.1 - Meta

Se trata de cuantificar, a través de una secci6nseleccionada de un rio, la cantidad de sedimentos ensuspensi6n que transita durante un periodo determinado(balances diarios, semanales, mensuales 0 anuales).

Mientras que para el agua estancada se habla unicamentede turbidez 0 de concentraci6n en g/m3, las unidadesutilizadas para los transportes solidos en suspensi6n, debidoa la analogia con los caudales liquidos y porque intervienela velocidad de la corriente, son la masa por unidad detiempo (gis, Kg/s ..• ).

La medida de los caudales s61idos esta intimamenteligada a la medida de los caudales liquidos y por 10 tanto,requiere, primero, de la realizaci6n de una buena curva decalibraci6n de las aguas (relaci6n caudal-altura),

A partir de varios muestreos, el método consiste enbuscar la turbidez promedia de las aguasque pasan por lasecci6n. El producto de esta en g/m3 y deI caudal liquido enm3/s nos proporciona el caudal s61ido en gis.

La dificultad reside en determinar la concentraci6nmedia. En efecto, como para los caudales liquido, no se puedemultiplicar mucha los puntos de medida (para obtener unabuena precisi6n, se admite que hay que recolectar en cadapunto 10 l 0, como minimo, 5 1 de agua), 50 pena de tenercargas demasiado pesadas para el transporte y de que lasoperaciones en el campo y en el laboratorio duren demasiadotiempo. Por 10 tanto, hay que escoger muy bien los puntos derecolecci6n de manera a que estos sean representativos de latotalidad de la secci6n.

para las primeras medidas de caudales s6lidos en unaestaci6n, se debe operar como para un aforo simplificadoSegùn el ancho de la secci6n se determina :

1 a 8 verticales fijas (parafo II.4) sobre las cualesse realizan

segun las profundidades (pàrafo 1.5).recolecci6n se mide igualmente las

durante el examen de comprobaci6n,correcci6n (ver cap. VI).

3

11

- una vez realiLadas varias medidas de transporte sOlido (ya condici6n , claro estâ, de que la estaci6n sea estable y nopresente frecuentes modificaciones deI cauce) y que se conocemejor la repartici6n de las velocidades y de los transportesa través de la secci6n, se pueden entonces determinar puntosparticulares de recolecci6n, caracteristicos de la turbidezpromedia sobre el conjunto de la secci6n. Entonces, basta condos 0 tres muestras, hasta con una sola muestra bien ubicada.

1111 11.4 §~l~ssiQQ de la §~SSiQQ de ~~QiQ~ ~ de las

~~!:~is~!.~§

Cuando no hay puente, se utiliza un doble decâmetro 0

un cable marcado que tiene, obligatoriamente, que serinstalado en el mismo lugar, por ejemplo utilizando dospostes de fijaci6n estables. Se ubican las verticales unasola vez, a partir de una orilla.

Si la secci6n de medida estâ situada debajo· de unpuente, solo se necesita, como para los aforos, senalar lasver tic ales con pi ntur a .

Generalmente, la secci6n de medida serâ la que seutiliza para los caudales liquidos. Tendrâ que estar ubicadaen una porci6n deI rio que sea rectilinea y bien canalizada.Esta ultima condici6n es muy importante ya que, como 10 vimosanteriormente, las verticales deben estar fijas para limitarlos muestreos a dos 0 tres cuando se conoce bien lasecci6n.

1

11

11

1 El numero de verticales varia segun el ancho deI rio ypuede ser definido segun el cuadro siguiente:

IF~-~~~~:~~~-~-~:::~~-~:--~-~:~:~-~:-~::-~========~=~=~=;=e=b=g=;===deI rio ! verticales! verticales ~ ancho !Lug. de vertic.

3r a 20 m

IL~_:~~_~ ~ ~ ~ ~~~~~ ~_:~~~_~_~ ~~~~_~ _1/4 deI ancho! 3 m1/2 " 12 m 6 m3/4 " " 9 m

,1/6 deI ancho! 14,5 m2/6" " 29,0 m

a 100 m 5 112"" 8 7 m 43, 5 m! ! 4/6" "! ! 58,0 m

I-- ~------------~_:~~--~---~---~--------~--- __~~~:_~ _1/8 deI ancho~ 15 m

1 2/8 30 m3/8 45 m

as de 100 m 7 1/2 120 m 60 m

1 5/8 75 m6/8 90 m7/8 105 m

1 4

1

11111

El nûmero de muestreos por vertical dep~~de de laprofundidad. Tenemos que admitir que, durante variaciones denivel, la repartici6n de las concentraciones sigue siendo maso menos la misma en la vertical. El siguiente cuadro resumeel nûmero minimo de muestras en una vertical, segûn laprofundidad.

5

I:~~~~:~-~~~-~::~~~-~~-~-~~~:::~~~-~~~---~-~~~~~::-~:~===~~~;EhQ=======vertical ! muestreos ! muestreo ! muestreo !profun. !lugar de

II---~------~-----------~-----------------~-----------~~~~:~--~~~~=~~~~-m a 0,50 m ! 1 ! superficie V ! balde! ~

! ! sub-superficie ~ ! ~

11----------------------------------------------------------------------a 2 m ! 2 !-0,5 m deI fondo ~ Bomba JAPY~ 3,30 m! - 1,10 m

! !-superficie! dama-juana! ~ - 5

I-------------------------------------~--------------------~-----------! !-0,5 m deI fondo ! Bomba JAPY! ! - 2,80 m

m a 4 m 3 !-2/3 a partir deI! Bomba JAPY! 3,30 m! 1,10 m

1 .! fondo! 1

!-en superficie dama-juana!

1m a 6 m 4

!-0,5 m deI fondo ~ Bomba JAPY!!-1/4 a partir deI! Bomba JAPY!

fondo 5,10 m!

4,60 m3,40 m

4,20 m2,10 m

-5

Bomba JAPY! 8,40 m!Bomba JAPY~

dama-juana~

!-1/2 Il

!-3/4" Il

!- en superficie

5laS de 6 m

~ !-2/3" " ~ Bomba JAPY! ! 1,70 m

IL ~ ~=_~~_=~~~~~~~~~ __~_~~~~=~~~:~~-- ~_=_: _~-0,5 m deI fondo ! Bomba JAPY! 7,90 m!-1/4 a partir dei! Bomba JAPY! 6,30 m

fondo !11

5

Este cuadro es un intento de normalizaci6n. Comotal, puede ser criticado. Para simplificar eltrabajo de los hidr610gos, podra encontrarse enanexo un memento que resume las profundidades delos diferentes muestreos para verticales CUvaprofundidad varia de 0 a 10 m.

poral

la relaci6nentre los

ha sido

En primer lugar, haV que precisar queunivoca que existe para las estaciones establescaudales liquidos V la altura limnimétrica, noevidenciada en el caso de los caudales s61idos.Es asi como, entre dos crecidas idénticas por su forma Vel volumen de agua transitada, la que tiene lugar

1

11

1111

111111111111111111111

principio de la estaci6n lluviosa transportarà un volumen desedimentos mas importante que la que tiene lugar al final d:la estaci6n lluviosa.

Por 10 tanto, si se quiere obtener un balanceaceptable, hay que realizar medidas frecuentes, enconformidad con las variaciones deI caudal. En teoria~ paralos rios grandes, bastan una a tres medidas diarias. En elcaso 'de variaciones muy rapidas observadas en los pequenosriachuelos y en las cuencas vertientes de poca superficie, sevuelven necesarias varias series de medidas para cadacrecida.

"En la prActica, no es posible realizar con talfrecuencia aforos (s61idos) completos que generalmente duranvarias horas. Para los riachuelos pequenos, basta con algunosmuestras bien distribuidas en la secci6n, dejando a un ladolas medidas de velocidad. Para los rios importantes, en lamayoria de los casos, se recolecta una sola muestra diaria enun punto bien definido de la secci6n".

Esta simplificaci6n preconizada por NOUVELOT tambiénresulta dificil de realizar. Aunque seria muy convenientepoder practicarla, consideramos que solo es posible para unServicio hidro16gico blen equipado (en particular con unagran cantidad de dama-juanas) y para un numero muy pequeno deestaciones localizadas a proximidad deI laboratorio. Elproblema se vuelve dificil para las estaciones ubicadas a mAsde 100 ki16metros de distancia. Toca ser menos exigentessalvo en caso de que se pueda contar con la presenciacontinua de un hidr610go y deI material de analisis en ellugar, caso desgraciadamente poco generalizado.

Para las cuencas vertientes y los pequenos riachuelos,hay que contentarse con las medidas completas realizadas porel hidr610go durante sus visitas a la estacién; estas ultimastienen que ser mAs frecuentes durante la estaci6n lluviosa.Generalmente, estas medidas completas se hacen mAs fAcilescuando el exutorio de las cuencas estA equipado con unvertedero 0 un canal de medida estrecho y suficientementelargo para que las aguas puedan ser consideradas como bienmezcladas y con una carga homogénea. Una sola toma de aguarefleja entonces el estado general de la turbidez sobre todala secci6n. Pero, como las variaciones deI nivel son .rapidas,la evaluaci6n deI volumen de sedimentos transportados por unacrecida, obliga a realizar varios muestreos distribuidos enel tiempo y a diferentes alturas. NOUVELOT propone tresmuestreos, unD durante la subi da, otro cerca deI maximo(preferentemente antes) y el ultimo durante la decrecida.Para las cuencas muy pequenas y segun la forma de la crecida,simple 0 compleja, nos parece conveniente respetar el cuadrode la pAgina siguiente.

6

111-------------------------------------------------------------------------Forma de la crecida : N. de muestras : Repartici6n deI muestreo :

Il--------------------------------------------:~-~~f~~f~f~-~:-~:-~:~~~~:---

: cerca deI maxi

1 SIMPLE 5 en el maxi:- en decrecida, muy cerca del

maxi

IJ-----------------------------------------~=-~~-:~~~~-~~-~~-~~~:~~~~~----~7 <dos puntas) 2 tomas suplementarias para

l, COMPLEJA 9 <tres puntas) para cada punta :, <varias puntas) Il <cuatro puntas) durante la crecida, cerca1 deI maxi: 13 <cinco puntas) :- en el maxi

Il---------------~--------~~~~~~-----------~-------------------------------.JOTA IMPORTANTE : Es i ndi spensab 1e apuntar 1 a al tUf" a

1 liminimétrica correspondiente a cada unede los muestreos 0 hacer una marca en el1 imnigrama.

1111111

Para las crecidas intermedias no medidas s610 se puederecurrir a la interpolaci6n.

Para los grandes rios, en estaci6n seca, basta con unamedida cada ocho dias 0 cada quince dias. En estaci6nlluviosa, se tienen que realizar la mayor cantidad de medidasposibles y, también en este caso, interpolar gracias a loscaudales liquidos y a la evoluci6n en el tiempo de lasconcentraciones promedias.

Insistimos siempre sobre el hecho de que elequipamiento hidro16gico de las estaciones tiene que sercompleta <grabaci6n deI nivel con limnigrafo) y que la curvade calibraci6n tiene que estar perfectamente establecida. Deotra manera, consideramos que resultaria ut6pico intentarhacer cualquier balance deI transporte s61ido con unaprecisi6n aceptable.

III - MATERIAL NECESARIO SEGUN LAS ESTACIONES DE MEDIDA

Siguiendo la evoluci6n deI cuadro deI pârafo II.5,vamos a describir succesivamente el material indispensablepara la realizaci6n de las medidas de caudal s61ido. Elproceso operativo serâ tratado en el capitulo IV.

1 serie de dama-juanas1 caja para el transporte

11111

II 1. 1 ~~~~~i~l Q~S~§~~iQ ~Q S~~19~i~~Œ~~~~~SiQQ Q~ l~~ ~~~§~C~§

7

casa

1111111111111

co~chos pa~a las dama-juanas1 ma~cado~ que no se bD~~e con el agua1 cuade~no de apuntes.

Queda definitivamente admitido que, pa~a tene~ unap~ecisi6n suficiente con aguas poco ca~gadas, la cantidadoptimal que hay que ~ecoge~ en cada muest~a, tiene que se~ de10 lit~os 0, coma minimo, de 5 lit~os. Los bidones plâsticosp~esentan cie~tos inconvenientes du~ante las ope~aciones delabo~ato~lo; po~ 10 tanto, es aconsejable utiliza~ las dama­juanas que se vend en en el come~cio (5 l 0 10 l segun elcome~cio local). Antes de utiliza~las en el campo, esnecesa~io ve~ifica~ cuidadosamente su capacidad y ma~ca~ deuna fo~ma definitiva, en el cuello de la dama-juana, la lîneaco~~espondiente al nivel de los 10 l 0 5 l pa~a facilita~ la~ecolecci6n deI volumen co~~ecto. Estas dama-juanas tienenque pode~ se~ t~anspo~tadas sin ~iesgo de que se ~ompan, laque implica la fab~icaci6n de cajas especialmente adaptadaspa~a este p~op6sito.

Cada dama-juana tiene que esta~ equipada con una tapa deco~cho a de caucho pe~fectamente he~mética pa~a evita~ laspé~didas de una pa~te de la muest~a.

El ma~cado~ si~ve pa~a nume~a~ la muest~a ~ecolectada.

Se ~ueden utiliza~ dife~entes sistemas de identificaci6n y deanotaci6n coma po~ ejemplo la simple nume~aci6n de las dama­juanas. Sin emba~go, pa~a evita~ cualquie~ confusi6n,aconsejamos que se apunte el mâximo de datos en la dama-juanaal momento de la ~ecolecci6n. Se ~ecomienda la utilizaci6n deun ma~cado~ que no se bo~~e con el agua o con la f~icci6n

pe~o que se pueda bo~~a~ con alcohol <tipo ONYX MARKER).

Pa~a los g~andes ~îos, la anotaci6n aba~ca~â :

111

el indicativo de la estaci6nla altu~a leida en la Escalala fecha de la ~ecolecci6n

la distancia de la ve~tical

la p~ofundidad de toma

~i~~21Q ! : Ta 1,37 - 060385 30 - 2,20 =Recolecci6n en la estaci6n de Toachi pa~a

altu~a limnimét~ica de 1,37 m, ~ealizada el 6 de ma~zo

1985 en la ve~tical 30 met~os y a 2,20 m de p~ofundidad.

unade

11111

~i~~21Q ~ : Dp 0,63 - 270282 - 18 - 5Recolecci6n en la estaci6n de Dos Puent es pa~a

una altu~a en la Escala de 0,63 m, ~ealizada el 27 de Feb~e~o

de 1982 en la ve~tical 18 met~os y en la supe~ficie.

Pa~a las cuencas ve~tientes, la anotaci6n aba~ca~â

el indicativo de la cuencala fecha de la ~ecolecci6n

8

11

el o~den c~ono16gico de la tomala indicaci6n de c~ecida (5), dec~ecida (8) 0

mÂximo (M>la altu~a leida en el limnimet~o

Se puede ~ep~ocha~ a este sistema ser muy largo,embargo, es ~elativamente sencillo y, en todo caso,mezcla~ las muest~as.

: Tinto 270383 - 3 - M - 0,33Recolecci6n ~ealizada en el rio Tinto - puente

- el 27 de ma~zo de 1983, terce~a muest~a, alla altu~a 0,33 m.

sinevita

deI ~io

en c~ecida,

~i~~elQ 1 Banchal 180381 - 1 - 5 - 0,12Recolecci6n ~ealizada en la cuenca

Banchal el 18 de ma~zo de 1981, p~ime~a muest~a,

en la altu~a 0,12 m.

car~ete~a

mÂximo, en

11

11

11

1111.2 ~~t~c~~l Q~S~§~C~Q e~c~

~Qt~C~QC~§ ~ QL~ ~

las

1 varilla1 molinete1 alamb~e para contactes eléctricos1 contador de impulsiones

- 1 libreta de aforos

No se necesita ningun material particula~ a parte deIdesc~ito en el pÂrafo 111.1. Sin emba~go si no se trata de unexutorio en el cual el agua est pe~fectamente movida (~io

natural bastante ancho> hay que prevee~ el material necesa~io

para la medici6n de las velocidades :

111111

111.3

el mate~ial descrito en el pÂ~afo 111.11 cubo de zinc 0 de plÂstico de ap~oximadamente

10 litros1 embudo con bo~des anchos1 varillita de vid~io pa~a mezclar

~~t~[~~l Q~S~§~CiQ e~c~ l~§

ÇQ~~[~QQiQ~§ ~Q~C~ QL~ ~ ~ 1 m

1 111.4 ~~t~c~~l Q~S~§~C~Q e~c~§~Q~C~QC~§ ~ 1 m

1Pueden presentarse dos caso,

medidas desde un puente 0 desde unsegun

barco.si se realizan las

111 9

1

111 111.4.1.

111111111111111111

1 soporte con polea OTT 0 una plancha equipada(111.4.3)1 torno NEWA1 escandallo de 25 kg NEYRPIC u OTT concontacto de fonde1 bomba de mano JAPYalgunos metros de manguera plastica adaptables al a bomba1 molinete1 contador de impulsionesel material deI parafo 111.1

2 fijaciones estables e imuables, una en cadaorilla1 cable de traversa con escala1 Zodiac Mark II 0 III 0 una lancha muy estable1 soporte con polea 0 preferentemente unatabla equipada (111.4.3)1 torno NEWA1 escandallo de 25 kg Neyrpic con contacto defonde1 bomba de mana JAPY equipada con mangueras1 molinete1 contador de impulsionesel material deI pârafo 111.1

La bomba JAPY utilizada es deI modelo 8H.154 E.SP 20/27N.2. Funciona a mana gracias a una palanca, es s61ida, abultapoco y es fâcil de utilizar. Solo se tiene que poner laextremida~ de la manguera de aspiraciân a la profundidadrequerida, luego bombear y recoger el agua en la dama~juana

gracias a la manguera de salida.

Para colocar la manquera de aspiraci6n en laprofundidad exacta, se utiliza un escandallo NEYRPIC de 25 kgcon contacto de fonde y un torno NEWA-OTT para medir lasvelocidades.

Aconsejamos un montage extremadamente sencillo (verfigura 1) que consiste en instalar, en paralelo, en una tablaen diagonal sobre un Zodiac, el soporte de origen deI torno yun soporte para la bomba. Este ûltimo esta hecho de un UPN 80de 0,42m de alto; en la base de 0,25 m de largo se hacen 2huecos y se anaden lateralmente dos patas de hierro laminadotambien ahuecadas para asegurar una fijaci6n en cruz (verfig. 2). En la parte alta deI soporte, un larguero de 0,24 m,en UNP 80, permite fijar la bomba JAPY.

10

1l,11111111111

Las mangueras utilizadas estàn hechas de tricofuel ytienen un diàmetro interior de 25 mm. Estan equipadas, ',- 1

cada extremidad de un tubo metàlico de 0,30 m. El de lamanguera de salida es recto y permite llenar la dama-juanamas facilmente. El tubo de la manguera de aspiraci6n estadoblado en aproximadamente 150 grados y fijado al escandallopor una varilla metàlica. La distancia entre la boca deaspiraci6n deI tubo y la base deI contacto de fondo deIescandallo es de 0.50 m 10 que permite realizar facilmente larecolecci6n de fondo (par. 111.5).

IV - PROCESO OPERATIVO PARA LOS DIFERENTES MUESTREOS

Luego de haber revisado el material necesario a losdiferentes muestreos segun la profundidad de las verticales,pasamos a describir la forma en que hay que operar parar ea l i z ar l os.

IV. 1

Para profundidades muy pequenas, inferiores a 0,50 m,la experiencia desarrollada en Madagascar sobre- la cuencavertiente de Tafaina a mostrado que el error existente entredos sistemas de recolecci6n diferentes (cubo y toma con unaparato sofisticado) era infimo.

Para realizar un muestreo con un cubo basta con hundireste ultimo en la corriente, con la apertura dirigida rioarriba, cuidàndose de no tocar el fonda para no recoger unaparte de los transportes por saltaci6n y por arrastre. Antesde verter el contenido deI cubo en la dama-juana utilizandoel embudo, hay que realizar un movimiento de rotaci6n 0

utilizar una varillita de vidrio para remover el agua y asievitar los dep6sitos.

1~QIB Es preferible llenar la dama-juana en varias etapas

Solo se necesita depositar la dama-juana en el agua,con el cuello dirigido rio arriba y hundirla progresivamentemientras se va llenando hasta aproximadamente 0,50 m deprofundidad. El excedente se derramara inmediatamente 0 secompletarà con el agua de la superficie.

111

Enrealizarprecisi6n

cuanto la profundidad 10 permite, es preferibleel muestreo con la dama-juana. En efecto, laes muy buena (deI orden de 0,6 'l. segun BILLON).

1111

Se utiliza el montage deI pàrafo 111.4 0 cualquier otrainstalaci6n similar, considerando que el orificio de toma deagua esta situado a 0,50 m de la base deI contacto de fondo yque el molinete se encuentra instalado. Recordamos que si el

11

Cuando el Zodiac estA pe~fectamente pa~ado y el alamb~e

elect~opo~tado~ deI NEWA estA ubicado exactamente sob~e lave~tical de medicion, se p~ocede de la siguiente mane~a :

~~QiQ~~ iQ!~~~~Qi~~i~~ :1 - anadi~ 0,50 m a las p~ofundidades

calculadas anterio~mente (3,40 m = 3,90 m y 1,70 m = 2,20 m)o consulta~ el cuad~o en anexo.

2 subi~ el escandallo hasta la p~o-

~~QiQ~ Q~~ fQQQQ 1 ~egula~ el 0 deI NEWA segun la basedeI contacto de fondo.

2 hace~ baja~ el escandallo hasta quesuene indicando el fondo - Apunta~ la p~ofundidad y si existeuna fue~te co~~iente, apunta~ el Angulo deI cable pa~a unaeventual co~~eccion de la p~ofundidad.

3 - levanta~ lige~amente el escandallohasta que te~mine de sona~.

4 - hace~ funciona~ la palanca de labomrra JAPY y, luego de deja~ co~~e~ el agua du~ante un minutoap~oximadamente, llena~ la dama-juana.

5 - subi~ el escandallo de 0,20 m y~ealiza~ una medida de velocidad (0,30 m si se t~ata de unescandallo OTT>.

6 - efectua~ el cAlculo p~econizado enel pA~afo 11.5 (ex: fondo a 5,10 m, 2do muest~eo a 3,40 m,3e~ muest~eo a 1,70 m, 4to muest~eo en la sufe~ficie) 0

consulta~ el cuadro p~esentado en anexo.

111111111111

escandallo utilizado es un NEYRP1C, la distancia ent~e eldeI m~}l i nete y el contacto de fondo, al mome •• to dedesconeccion, es de 0,30 m (0,20 m con un escandallo OTT).

ejela

111111111

fundidad ~eque~ida.

3 bombea~ y deja~ sali~ el agua du-~ante un minuto antes de llena~ la dama-juana

4 - volve~ a subi~ el escandallo de0,20 m y ~ealiza~ la medida de velocidad (0,30 m pa~a unescandallo OTT).

En ~ealidad, esta medida se hace a0,10 m 0 0,20 m de p~ofundidad. P~ocede~ como indicado en elpA~afo 1V.2 y medi~ la velocidad a 0,10 m.

v - OPERAC10NES DE LABORATOR10

Las muestras ~ecolectadas tienen que se~ llevadas allabo~ato~io y t~atadas en el meno~ plazo posible. Se puedenescoge~ dos métodos: la fil t~ ac ion 0 l a evapo~ ac ion, ambasp~esentan sus ventajas y sus inconvenientes. El p~ocedimiento

po~ filt~acion es mAs sencillo pe~o pa~a las aguas pococa~gadas (concent~acion infe~io~ a 50 g/m3) el p~ocedimiento

po~ evapo~acion da ~esultados mAs p~ecisos.

12

1111

En la figura N°3, presentamos un resumen demanipulaciones succesivas que hay que realizar.operaciones preliminares y finales son las mismas en loscasos.

lasLasdos

- 10 l de âcido cloridrico NilO- 5 pipetas de 5ml, ref. PRoLABo 09.252.14- 1 propipeta universal en forma de pera ref. PRoLABO

08.343.00- 1 dispositivo de sif6n que comprende una varillita rigida

de 50 cm en la cual estâ fijado, a 3 cm de su base, un tuboque sirva de sif6n con un diâmetro pequeno (el tubo plâsti­co de los limnigrafos NEYRPIC Telimnip sirve perfectamente>terminado por un tubo de cristal 0 de latôn (tubo de desfo­gue de radiador por ejemplo> doblado de 1 cm hacia la partede arriba.

- 2 frascos desecadores de cristal de 250 mm de diâmetro,ref. PROLABo 00.445.254 desecadores perpetuos actigel, ref. PROLABO 08.269.00

- 1 tanque de agua distilada- 2 pisetas de enjuague de 500 ml, ref. PRoLABO 08.379.54- varios embudos c6nicos de 160 mm de diâmetro, con varilla

corta, ref. PROLABO 09.246.16- varios paquetes de filtros plisados, ref. PRoLABo 08.322.75

10 bechers de forma alta de 1000 ml, ref.' PRoLABo 09.071.66para la filtraci6n20 bechers de forma baja de 600 ml, ref. PROLABO 09.070.52para la evaporaci6n1 placa eléctricavarias placas de amianto1 estufa, por ejemplo estufa modelo pequeno, ref. PROLABO03.421.02

- 1 balanza, si posible con lectura directa y de precisiôn0,1 mg, por ejemplo METTLER H 311. (En este caso se necesi­ta electricidad>.1 habitaci6n transformada en laboratorio con agua corrientey mesones de trabajo.

11111111111 V.2

111111

Las operaciones preliminares son la floculaci6n, ladecantaciôn y el sifonage. La floculaciôn se realiza con 5 ccde âcido cloridrico NilO vertidos en una dama-juana de 10litros con una pipeta graduada. Luego de que se hava mezcladoy después de un reposo de 24 h a 48 h, los sedimentos sedepositan en el fondo y, en la parte superior, el agua tieneque ser perfectamente clara.

Se procede entonces al sifonage. Para esto, se utilizael montage preconizado en el pârafo V.1 prestando atenciôn enno moyer la dama-juana y en respetar el tiempo de reposo dealgunos minutos después de haber depositado el sif6n cuvainstalaci6n siempre provoca una puesta en suspensiôn de

13

11111111111111111

algunos dep6sitos. El final de la ope~aci6n tiene que serobse~vado por transparencia con mucha atenci6n : al observarcualquier transporte, se tiene que saca~ inmediatamente elsif6n. Aunque provoque un error suplementario, en casa de queel volumen sob~ante sea demasiado importante, es mejortrasvasar este liquida en un recipiente màs est~echo yesperar una nueva decantaci6n para volver a emprender elsifonage.

Salvo cuando tenemos que tratar cargas s61idas muypequenas, es preferible utilizar la filtraci6n porque 10 quese gana en precisi6n al utilizar la evaporaci6n nos pareceinsignificante en comparaci6n con los errores que lasmanipulaciones anteriores han podido provocar.

Se ha reservado un recipiente de desecar para losfiltros. Se saca une de ellos y se 10 pesa inmediatamente. Seapunta enseguida el N° de la muestra y el peso deI filtro Plen una libreta destinado a este efecto y sobre el mismofiltro. Luego se vierte directamente, pero con precauci6n, elresiduo depositado en la dama-juana en un embudo recubiertodeI filtro y se recoge 10 filtrado en un becher. El fondo ylas paredes de la dama-juana tienen que ser enjuaguadosmeticulosamente con una piseta de agua destilada. Si el aguarecogida después de la filtraci6n està turbia, se la vuelve afiltrar hasta que esté perfectamente clara.

En este caso, se trasvasa el res}duo de la dama-juanaen un becher que tenga un volumen y un peso suficientementepequenos para poder ser puesto en la estufa y no sobrepasarla capacidad de la bàscula. Si hay demasiado residuo, tenemosque proceder a una 0 dos decantaci6nes y sifonages suplemen­tarios sin olvidar enjuagar los diferentes recipientes succe­sivos. El becher definitivo tiene que ser previamente pesadoy tiene que llevar apuntados su peso Pl y el N° de lamuestra. Se 10 pone entonces encima de una placa eléctrica 0una hornilla para evaporar la fracci6n la màs importante deIagua. No se debe hacer hervir a borbotones por las posiblesproyecciones y el fondodel becher tiene que ser protegidocon una placa de amianto.

1111

Con cualquiera de los métodosoperaciones finales son idénticas: pasodesecaci6n y peso.

14

utilizados, laspor la estufa,

11111111111111

Los -filtras y los becher-s, bien ide~itific:'.c1c'':' y quecont i enen un r-esi duo todavi a humedo, estan puestos en laestufa a 105 0 - 110 0 C dur-ante unas doce hor-as. Se los prmedespués en un r-ecipiente de desecar- par-a que se enfr-ienmientr-as el gel de silicio impide la r-ehidrataci6n. Cuando latemperatur-a ha bajado a apr-oximadamente 20° C, se procede apesar-los. Esta oper-aci6n es la mas delicada ya que tiene quetr-anscur-rir- el menor tiempo posible entre la sacada deIdesecador y la lectura deI peso P2 (filtra 0 becher + residuoseco) para evitar- que el conjunto se r-ehidrate. Esta es lar-azén por- la cual pr-econizamos la utilizaci6n de una basculacon lectur-a directa con la cual se puede pesar- en menas de20 segundos.

Peso de la muestr-a = P2 - Pl

VI - CALCULO DEL CAUDAL SOLIDD

El cAlculo es sencillo cuanda, una séla muestra(exutorios canalizados de las pequenas cuencas vertientes) 0el pr-omedio de 2 0 3 muestr-as (estaciones ya conacidas)r-epresentan la concentr-aci6n pr-omedia en toda la secci6n.

Es asi como, por- ejemplo :

Peso de la muestra (recolecci6n de 10 1) = 0,275 9Turbidez 27,5 g/m3Caudal li qui do (al tur-a observada y curva de cal i braci ôn) : \8,35 m3/sCaudal sélido 27,5 x 8,35 = 229,63 gis

Cuando se han· recolectado varias muestras sobrediversas verticales, se procede coma para una medida decaudal li qui do pero el tr az ado de las "parAbol as Il ya no sehace a partir de las velacidades en mis sine a partir deIproducto velocidad (en mis) y concentracién (g/m3). Estosproductos unitarios son en g/m/s y por integracién a 10 largode la seccién (en m) se llega a la unidad final el gis

Paralelamente, se tiene que estudiar el aforoincompleto obtenido gracias a las medidas de las velacidades.El caudal Ql obtenido, comparado con el caudal Q2 de la curvade calibracién, nos proporciona un factor de correcciénK = Q1/Q2 que se puede entonces aplicar al caudal s61ido.

1111111

Presentamos a continuaci6n un ejempla concret~ dedatos que hay que apuntar y de la depuracién que hayrealizar

1 Rio Mac.hângara2 Estac:i6n Dos Puentes3 Fecha 11 de marzo de 19834 - Al tura en el li mni metro : 1,60 m5 - O.Iz. = 0 m O.D = 30 m Ancho L = 30 metros6 - Elec:c:ién deI numera de verticales (cap.II.4) = 5

15

losque

7 - Elecci6n de su ubicaci6n (cao.II.4)V1 ;: 1/6 L ;: 5 mV2 = 2/6 L = 10 mV3 = 1/2 L = 15 mV4 = 4/6 L = 20 mV5 = 5/6 L = 25 m

8 - Elecci6n deI numero y de la ubicaci6n de los muestreos(cap. 11.5)

111111 --------------------------------------------------------------------------

Vertical :Profundidad: N° de : Lugar de los : N° de la muestra:total :muestras : muestras

V3 = 15 m 4,50 m 4 :4,00 m de prof. :Op 1,60-110375-15-4,00:3,00 m " :Op 1,60-110375-15-3,00: 1,50 m " :Op 1,60-110375-15-1,50:0,10 m (superf.) :Op 1,60-110375-15-Sp

9 - Câlcul0 deI producto velocidad x turbidez

: Peso/10 l :Concentraci6n:Velocidad :Producto velo.g g/m3 :medida m/s:x turbo g/m2/s

Op 1,60-110375-5-5

1,664

1,313

4,3764,9315, 132

5,2575,8796, 1266, 178

5,7065,8906,098

1,60-110375-5-Sp

1,60-110375-10-2,501,60-110375-10-1,001,60-110375-10-Sp

1,60-110375-25-Sp

0,4200,5120,520

0,4620,5240,560

0,4440,5320,5600,572

0,213

0,257

:Op

:Op '1,60-110375-20-2,80:Op 1,60-110375-20-1,10:Op 1,60-110375-20-Sp

5, 11

7,81

10,429,639,87

11,8411,0510,9410,80

12,3511,2410,89

:0,10 m (superf.) :Op

:2,80 m de prof.:1,10 m Il

:0,10 m (superf.)

:2,50 m de prof. :Op: 1,00 m : Op:0,10 m (superf.) :Op

:0,10 m superf.

1

3

3

1

0,0781

0,0511

0,12350, 11240,1089

0, 11840, 11050, 10940,1080

0,10420,09630,0987

0,30 m

3,00 m

3,30 m

1,60-110375-10-2,50:" " "1,00:.. Il Il S :

1,60-110375-15-4,00:Il " "3,00:" " Il 1,50:Il Il S

1,60-110375-20-2,80:Il " "1, 10:Il Il .. S

"

""

Il

"

V1 = 5 m

V2 = 10 m

Op

V5 = 25 m: 0,35 m

Op

Op 1,60-110375-25-5

Op

N° muestra

11111· V4 = 20 m

1111111111

16

111111111111111111111

10 - Resultados

La figura n 0 4 da un resumen de las diferentesoperaciones graficas que hay que realizar. En el ejemploescogido :- el caudal liquido, segun el aforo simplificado ejecutadoûnicamente con las velocidades medidas en los puntos derecolecciôn, es de 30,0 m3/s- el caudal liquido, segûn la curva de calibraci6n, es de32,7 m3/s- el coeficiente de correcci6n K = 32,7/30 = 1,09- el caudal sôlido medido es de 330 gIs pero si se le aplicael coeficiente de correcciôn alcanza 360 gis.

VII - LISTA Y DIRECCIoNES DE LOS PRDVEEDoRES

OTT <molinete - varillas> Ste WILD86 Avenue du 18 Juin 1940B.P. 10792504 RUEIL MALMAISONFRANCIA

NEYRPIC <escandallo - varillas> ALSTHDM Division NEYRPICrue Général ManginB.P. 7538041 GRENOBLE CEDEXFRANCIA

JAPY <Bombas - mangueras> JAPY-MARNE S.A.4 rue de Marignan75008 PARISFRANCIA

PRoLABD (estufa-cristaleria-productos quimicos> PRoLABD (*>12, rue Pelée75011 PARISFRANCIA

METTLER (Bascula eléctrica> METTLER Instruments AGCH-8606GREIFENSEE - ZURICHSUIZA

(*> ~Q~~ Para el material de laboratorio y los productosquimicos se puede recurrir a o.S.I.

141, rue de Javel75739 PARIS CEDEX 15

17

1111

MEMENTO de las profundidades de los muestreos intermediariossegun la profundidad de la vertical.

1,401,601,701,802,002,102,202,402,502,60

1,052,801, 102,901, 153,001,203,201,253,301,303,401,353,601,403,701,453,801,504,00

1,902, 102,202,302,502,602,702,903,003,10

1,553,301,603,401,653,501,703,701,753,801,803,901,854, 101,904,201,954,302,004,50

MUESTREOS INTERMEDIARIOSleida en el torno : profundidad real

-------------------:-------------------:

2,06 a 2,25 m2,26 a 2,452,46 a 2,652,66 a 2,852,86 a 3,053,06 a 3,253,26 a 3,453,46 a 3,653,66 a 3,853,86 a 4,05

------------------4,06 a 4,25

4,26 a 4,45

4,46 a 4,65

4,66 a 4,85

4,86 a 5,05

5,06 a 5.25

5,26 a 5,45

5,46 a 5,65

5,66 a 5,85

5,86 a 6,05

18

:PROFUNDIDAD TOTAL ::leida en el torno :

:------------------:-------------------:-------------------:

IB~Ç~~CQQ :Q~ Q ~ l ~ 1 solo muestreo en superficie (prof. real = 0.20 m)

Q~ l~QQ ~ f~Q~ ~ : 1 muestreo en superficie (prof. real = 0,20 m)1 muestreo al fondo (prof. real = prof. total­

0,50 m)

1 mâs de f~Q~ m 1 muestreo en superficie (prof. real = 0,20 m)1 muestreo al fondo (prof.real = prof.total =

0,50 m)

1 0 varios ~~~§~C~Q§ iQ~~C~~Qi~CiQ§ (ver acontinuaci6n

o deI torno = base deI contacto deI fondo1

~Qt~

11111111111111

111111111111111111111

:PROFUNDIDAD TOTAL: MUESTREOS INTERMEDIARIOS:leida en el torno : leida en el ~orno : profundidad real:------------------:-------------------:-------------------:

6,06 a 6,45 m 2, 10 1,603,70 3,205,30 4,80

6,46 a 6,85 2,20 1,703,90 3,405,60 5, 10

6,86 a 7,25 2,30 1,804, 10 3,605,90 5,40

7,26 a 7,65 2,40 1,904,30 3,806,20 5,70

7,66 a 8,05 2,50 2,004,50 4,006,50 6,00

8,06 a 8,45 2,60 2, 104,70 4,206,80 6,30

8,46 a 8,85 2,70 2,204,90 4,407,10 6,60

8,86 a 9,25 2,80 2,305,10 4,607,40 6,90

9,26 a 9,65 2,90 2,405,30 4,807,70 7,20

9,66 a 10,05 3,00 2,505,50 5,008,00 7,50

Se tienen que medir las velocidades a 0,30 m mas arriba conun escandallo OTT y 0,20 m mas arriba con un escandalloNEYRPIC.

19

---------------------Fig. N!. 1

escandallo NEYRPIC (contacto de fondo)

hélice dei molinete

- ~ orificiode aspiracion

"111

1111

°2 1bo mba JAPY N- 1

manguera de aspiraclon

torno NEWA (paro profundidades)

alambre eléctrico

'lm _

r<11I~

l<joE'----- O,Gm~1 11 11 11 A\Jrt4:(;~ 1

PRINCIPIOS . DE INSTALACION

SOBRE ZODIAC

( bote' de goma)

f--- --- dama-juana

Tabla de

o~~~ __2~ x 0,4 x 0 °c2~m:::{?~~~~~~=:!:::::::~r€~~======~~~~~ T1Ir;JJ-~--'

-_._._------~-----------

---------------------,

1

,'--.--------- 2 m1l''<t<----- t m ---~~

*~--O,6m~ 1

1

~IFig. NC!2

fijaciôn dei soporte de la bomba

agujeros de fijac-ion dei torno

r-- - 0 agujeros pora fijor 10 tablaal bote de goma (con soga)O,4m

l 0 ~agujero para fijar la polea_----l...-__-----:::.~~-------I

PLA NO DE DETALLE DE LA

Escala t: 20

PLANO DE DETALLE DEL SOPORTE

DE LA BOMBA

1-7-------:'/- '-/o;---~)2 ogujeros de fijacion1 (

1 1 de la bomba1 1J /

.+--O 25m-71"1 1 1

_~ l-I 1

1

/------~

tt?' '

-L0

_' --r-==-~-=~----1. 1

T~ ~4 agujeros de fijaciôndei soporte de la tabla Escala 1:10

---------------------OPERACIONES

PRELIMINARES

Fig. N~3M ETODOS

OPERACIONES

FINALES

(j P2

o 0

n

o 0D

G) Paso a estufa

® Desecacion

G> Pesai e

P muestro= P2 - P 1

- numeracl6n muestro

G) Notaciones yApuntes

- peso P"

@Notaciolles yApuntes.

- peso P,

- numeracidn muestra

-

o 0 Pi

® Peso dei filtra

Q SB Frosco de enjuogue

membUdo + liltrabecher

®Q BE

5if1.11~?1~ (1 )Y

bJ.-~- amlanto

rPlcca 1·1eltfctrlca 1

-lI'- EVAPORACION-DESECACION(aguas poco corgados)

1- FILTRACION (aguas muy cargados)

®Evaporacion

o 0

@)Filtracion

--

CD Desecocion dei filtra

G)Peso dei becher~~

@ S ifonaje

Ci) Adiccion de acidoClorh(drico.

~,Floculacion(reposo:24 a4SH)

...._-----_._-_ .._------------------"""'-- -'1

CAUDAL L1QUIDO SIMPLtFICADO

Vi (Sm) =0.3 )l 0.257 =0,077mz/s

Vz(10m) Vs (15m)

CAUPAL SOLIDO

Vi =0;3 Il 1,313 =0.3940/m/s

VI HOm)

R ESULTADQS

Machangaro en 2 puentes

11 de Marzo de 1.983

H=1,60 m.

Q L1quido Simplificado =30 10 m3/s.

o de curva de descarga=32 17 m3ls.

.' _321 09K de correcclOn 301

0=1 1

27,6g /mIs11,8g/m 15

12,1cml7,6 cmz

V4 (20m) V4 (20m) 2Q/m2/s

lm III 2g/mAi

Q5 medido =330 gis

as corregido=330111.09

360 g/s

---------------

CALCULO DEL

CAUDAL SOLI DO

V V V V V ~mo

5m

lm'" 115m'1.

VOS RD -30 ..Vz V3RG= VI- --