Sediment transport for nonuniform sediment mixtures: the Egiazaroff equation and its application in a canyon river in Brazil

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X39297

Palavras-chave:

Transporte de sedimentos, Início de transporte de sedimentos, Equação de Egiazaroff

Resumo

A compreensão da produção e do transporte de sedimentos é um dos principais tópicos da hidrossedimentologia atualmente. Embora existam diversos métodos para avaliação de início de transporte de sedimentos, o modelo de Shields é largamente utilizado. No entanto, o modelo proposto por Shields pressupõe que os sedimentos apresentam tamanho uniforme em uma mistura homogênea e não-coesa. Como tais condições não são facilmente encontradas na natureza, Egiazaroff propôs um coeficiente de abrigo de sedimentos que considera os sedimentos em uma mistura não-homogênea em uma ampla faixa granulométrica. Esse coeficiente permite corrigir a tensão de cisalhamento crítica de Shields para misturas não-uniformes e pode ser utilizado em rios montanhosos, onde o tamanho dos sedimentos varia em várias ordens de magnitude. A equação proposta por Egiazaroff vêm sendo negligenciada há anos no Brasil, não sendo mencionada nos livros de hidráulica ou hidrossedimentologia. Assim, o presente trabalho teve como objetivo introduzir o modelo proposto por Egiazaroff aplicando esta equação a um rio natural de um cânion no sul do Brasil e indicar o seu uso, visto que os resultados demonstram um bom desempenho da equação.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Maurício Andrades Paixão, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Graduado em Engenharia Ambiental pela UFRGS, atualmente é aluno de Mestrado Acadêmico em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo PPGRHSA/IPH/UFRGS.

Masato Kobiyama, Instituto de Pesquisas Hidráulicas / Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Ciências Especiais - Kyoto Educational University, especialização em Controle de Erosão - Kyoto University, mestrado em Ciência Florestal - Tokyo University of Agriculture and Technology e doutorado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal do Paraná

Lara Cruz Nonnemacher, Instituto de Pesquisas Hidráulicas / Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Graduação em andamento em Engenharia Hídrica

Referências

ANDREWS ED. Entrainment of gravel from naturally sorted riverbed material. Geological Society of America Bulletin. 1983; 94:1225-1231.

ARMANINI A. Principi di idraulica fluviale: Application of Similarity Principles and Turbulence Research to Bed-Load Movement. 2nd ed, Castrolibero: Bios; 2005.

ASHIDA K, MICHIUE M. Study on hydraulic resistance and bed load transport rate in alluvial streams. Proceedings of the Japan Society of Civil Engineers. 1972; 206:59-69.

BRARDINONI F, MAO L. RECKING A, RICKENMANN D, TUROWSKI JM. Morphodynamics od steep mountain channels. Earth Surface Processes and Landforms. 2015; 4(11):1560-1562.

BYRD TC, FURBISH DJ. Magnitude of deviatoric terms in vertically averaged flow equations. Earth Surface Processes Landforms. 2000; 25:319-328.

CARVALHO NO. Hidrossedimentologia prática. 2nd ed. Rio de Janeiro: Interciência; 2008.

CHANSON H. Drag reduction in skimming flow on stepped spillways by aeration. Journal of Hydraulic Research. 2004; 42(3):316– 322.

EGIAZAROFF IV. Calculation of nonuniform sediment concentrations. Journal of Hydraulics Division. 1965; 91:225-247.

EINSTEIN HA. The bed load function for sediment transportation in open channel flows. Technical Bulletin USDA. 1950; 1026:1-71.

HJULSTROM F. Studies of the morphological activity of rivers as illustrated by the River Fyris, Bulletin. Geological Institute Upsalsa. 1935; 25:221-527.

KOMAR PD, LI Z. Applications of grain-pivoting and sliding analysis to selective entrainment of gravel and to flow-competence evaluations. Sedimentology. 1988; 35:681-695.

NAKAGAWA H, TSUJIMOTO T, NAKANO S. Characteristics of sediment motion for respective grain sizes of sand mixtures. Bulletin of the Disaster Prevention Research Institute. 1982; 32:1-32.

OKAZAKI S. A note on the calculation of Egiazaroff for nonuniform sediment concentrations. Science Reports of Tohoku University. 2001; 51:35-44.

PAIXAO MA, KOBIYAMA M. Revelant parameters for characterizing mountain rivers: a review. Revista Brasileira de Recursos Hídricos. 2019; 24:1-13.

SHIELDS A. Application of Similarity Principles and Turbulence Research to Bed-Load Movement. 1st ed. Pasadena; 1936.

VOLLMER S, KLEINHANS MG. Predicting incipient motion, including the effect of turbulent pressure fluctuations in the bed. Water Resources Research. 2007; 43(5):1-16.

Publicado

2020-09-03

Como Citar

Paixão, M. A., Kobiyama, M., & Nonnemacher, L. C. (2020). Sediment transport for nonuniform sediment mixtures: the Egiazaroff equation and its application in a canyon river in Brazil. Ciência E Natura, 42, e40. https://doi.org/10.5902/2179460X39297

Edição

Seção

40 ANOS - Edição especial de aniversário

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)