Mobilitat del sediment en rius de grava en condicions a llera plena

Abstract

Aquest document analitza la mobilitat del sediment en rius de grava, amb l’objectiu d’establir relacions entre les característiques granulomètriques del material del llit i el transport de sediment en cabals propers a la llera plena. L’estudi es basa en l’anàlisi d’una base de dades proporcionada pel Servei Forestal del Departament d’Agricultura dels Estats Units, que inclou mostres de camp obtingudes mitjançant trampes de transport de fons i mostrejadors Helley-Smith, així com dades de la morfologia dels emplaçaments en estudi. S’ha caracteritzat la granulometria dels diferents estrats de la llera, així com del sediment transportat, i s’ha comprovat que els rius analitzats es troben en condicions de cuirassament. A partir de l’anàlisi del diàmetre màxim i el diàmetre de percentil 84 transportat pels diferents cabals mostrejats s’ha estimat la mida màxima mobilitzada en condicions de llera plena, per establir una relació entre aquesta i el sediment disponible al llit. Els resultats indiquen que, tot i presentar una relació entre l’inici del moviment i el cabal a llera plena, aquest moviment es troba també condicionat per altres factors morfològics del riu. Finalment, es comparen els resultats obtinguts amb les relacions de transport de fons existents, i es discuteixen tant les limitacions del càlcul a partir de mostres de camp així com de les aproximacions de les relacions empíriques utilitzades.

Este documento analiza la movilidad del sedimento en ríos de grava, con el objetivo de establecer relaciones entre las características granulométricas del material del lecho y el transporte de sedimento en caudales próximos al cauce lleno. El estudio se basa en el análisis de una base de datos proporcionada por el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, que incluye muestras de campo obtenidas mediante trampas de transporte de fondo y muestreadores Helley-Smith, así como datos de la morfología de las ubicaciones en estudio. Se ha caracterizado la granulometría de los diferentes estratos del lecho, así como del sedimento transportado, y se ha comprobado que los ríos analizados se encuentran en condiciones de acorazamiento. A partir del análisis del diámetro máximo y el diámetro de percentil 84 transportados por los diferentes caudales muestreados se ha estimado el tamaño máximo movilizado en condiciones de cauce lleno, para establecer una relación entre este y el sedimento disponible en el lecho. Los resultados indican que, a pesar de presentar una relación entre el inicio del movimiento y el caudal a cauce lleno, este movimiento se encuentra también condicionado por otros factores morfológicos del río. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos con las relaciones de transporte de fondo existentes, y se discuten las limitaciones tanto del cálculo a partir de las muestras de campo como de las aproximaciones de las relaciones empíricas utilizadas.

This document analyses sediment mobility in gravel-bed rivers, with the aim of establishing relations between the granulometric characteristics of the bed material and sediment transport in flows close to bankfull. This study is based on the analysis of a database provided by the United States Department of Agriculture Forest Service, which includes field samples obtained using bedload traps and Helley-Smith samplers, as well as data on the morphology of the locations under study. The granulometry of the different layers of the bed, as well as the transported sediment, have been characterised, and it has been verified that the analysed rivers are under armouring conditions. Based on the analysis of the largest sampled diameter and the 84th percentile diameter transported by the different sampled flows, the largest diameter mobilised under bankfull conditions has been estimated in order to establish a relationship between this transport and bed sediment. The results indicate that, despite there being a relationship between the threshold of motion and bankfull flow, this transport is conditioned by other morphological factors of the river. Finally, the results have been compared with existing relations for bedload transport, and the limitations in the calculations from on-site samples as well as in the empirical approximations have been discussed.