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Esta ecuación muestra los efectos netos de la
energía. Los efectos debido a los cambios en
el nivel del lecho, profundidad y velocidad se
toman en cuenta por medio de las pérdidas
acumuladas entre las secciones transversales. Se
utiliza una tercera ecuación para relacionar los
valores de energía con el caudal, de tal modo que
el procedimiento puede verificar los balances
de masa y energía. Cuando el usuario define el
valor del caudal
Q
, la rugosidad
n
, los valores
calculados para el área
A
y el radio hidráulico
R
, se usa la ecuación de Manning para definir la
pendiente de energía,
S
ei
.
(21)
Donde:
Q
i
= caudal (en pies cúbicos por segundo,
cfs o
en m
3
s
-1
)
n
i
= coeficiente de rugosidad
A
i
= área de la sección transversal (pies
2
o m
3
)
R
i
= radio hidráulico (en pies o en m); esto es, el
área dividida por el perímetro mojado
S
ei
= la pendiente de energía (los subíndices se
refieren a cualquier sección transversal
y
)
El coeficiente de rugosidad se emplea para
expresar cuantitativamente el grado de
resistencia al flujo en el canal. El valor de
n
es
un indicador de la rugosidad en las paredes, en
el fondo y de otras irregularidades en el perfil
del canal; por lo tanto, es un indicador del
efecto neto de todos los factores que afectan la
circulación del agua. El coeficiente de rugosidad
es inversamente proporcional a la velocidad y
afecta fuertemente la velocidad calculada por
el programa
WSP
. Para el cálculo del perfil del
espejo, se supone que existe flujo permanente
durante las mediciones de campo y que la
configuración de las secciones transversales
permanece constante.
13, 78
4.7.2.8.Cálculo de las velocidades
La distribución de velocidades en el canal se
calcula empleando la ecuación de Manning.
El canal se divide en celdas verticales y se
calcula la velocidad para cada una de ellas. Estas
velocidades se utilizarán para estimar el hábitat
físico de cada celda.
El modelo hidráulico
IFG4
puede usar los datos
obtenidos mediante aforos, para predecir las
velocidades en las celdas de la sección transversal
de una corriente en función del caudal. Se
determinan las velocidades con una forma
especial de la ecuación de Manning y se calibran
con un grupo de velocidades reales. La práctica
recomendada más frecuente es usar un juego de
datos de velocidades. La principal debilidad del
IFG4
es la dificultad para asignar la rugosidad a
las celdas de las orillas, para caudales superiores
al caudal aforado más alto; por lo tanto, si es el
caso, se deben examinar cuidadosamente las
velocidades de estas celdas.
13, 50, 64
Calibración y predicción de las velocidades.- En
el programa
IFG4
hay una correspondencia de
uno-a-uno entre la velocidad media en la celda
y la coordenada
X
de la vertical en la que se
midió la velocidad. El programa
IFG4
define
una celda como la región que se ilustra en la
región obscura de la figura superior de la Figura
4.7.2.4. Una vertical es un punto de medición
a una distancia
X
de un punto de referencia.
Nótese que la definición de una celda de la
sección transversal en el
IFG4
difiere de la
