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CONSIDRACIONES PARA EL TRAZO DE LA PLIGONNAL
Cota Inicial: 88.76Cota de Llegada: 76.88
Desnivel: 11.88Longitud: 4KM
pendiente S 0.01188
RADIO DE GIRO:RADIO DE CURVATURA HORIZONTAL RECOMENDADO EN CANALES
R (mts)5 20
10 607.4 xx 39.44
Q (m3/seg)
RAD
IOS
MIN
IMO
S
Diseño de secciones trasversales de canales
Tablas Necesarias para el calculo de las secciones transversal del canal
Tabla 01: Coeficientes de Rugosidad de Maning (n)
Cunetas y canales sin revestir
En tierra ordinaria, superficie uniforme y lisa 0,020-0,025
En tierra ordinaria, superficie irregular 0,025-0,035
En tierra con ligera vegetación 0,035-0,045
En tierra con vegetación espesa 0,040-0,050
En tierra excavada mecánicamente 0,028-0,033
En roca, superficie uniforme y lisa 0,030-0,035
En roca, superficie con aristas e irregularidades 0,035-0,045
Cunetas y Canales revestidos
Hormigón 0,013-0,017
Hormigón revestido con gunita 0,016-0,022
Encachado 0,020-0,030
Paredes de hormigón, fondo de grava 0,017-0,020
Paredes encachadas, fondo de grava 0,023-0,033
Revestimiento bituminoso 0,013-0,016
Superficie
Muy lisa, vidrio, plástico, cobre. 0.01
Concreto muy liso. 0.011
Madera suave, metal, concreto frotachado. 0.013
Canales de tierra en buenas condiciones. 0.017
Canales naturales de tierra, libres de vegetación. 0.02
0.025
Canales naturales con abundante vegetación. 0.035
Arroyos de montaña con muchas piedras. 0.04
Tabla 02a: Taludes apropiados para distintos tipos de material
MaterialTalud
Roca Prácticamente vertical
[ 0.25 : 1 ]
[ 0.5 : 1 ] hasta [ 1 : 1 ]
[ 1 : 1 ]
Arcilla firma o tierra en canales pequeños [ 1.5 : 1 ]
Tierra arenosa suelta [ 2 : 1 ]
Greda arenosa o arcilla porosa [ 3 : 1 ]
Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas en el fondo
(horizontal : vertical)
Arcilla compacta o tierra con recubrimiento de concretoTierra con recubrimiento de piedra o tierra en grandes canales
Tabla 02b: Pendientes de talud (m) para distintos materiales
Material
Roca en buenas condiciones Vertical [ 0.25 : 1 ]
Arcilla compactada o conglomeradas [ 0.5 : 1 ] [ 1 : 1 ]
Limo arcillosos [ 1 : 1 ] [ 1.5 : 1 ]
Limo arenosos [ 1.5 : 1 ] [ 2 : 1 ]
Arenas sueltas [ 2 : 1 ] [ 3 : 1 ]
Concreto [ 1 : 1 ] [ 1.5 : 1 ]
Tabla 03: Velocidades máximas en canales no recubiertos de vegetación
Material n
Velocidad del agua (m/s)
Limpia
Arena fina coloidal 0.02 1.45 0.75 0.45
Franco arenoso no coloidal 0.02 0.53 0.75 0.60
Franco limoso no coloidal 0.02 0.60 0.90 0.60
Limoso aluviales no coloidal 0.02 0.60 1.05 0.60
Franco consistente normal 0.02 0.75 1.05 0.68
Ceniza volcánica 0.02 0.75 1.05 0.60
Arcilla consistente muy coloidal 0.03 1.13 1.50 0.90
Limo aluvial coloidal 0.03 1.13 1.50 0.90
Pizarra y capas duras 0.03 1.80 1.80 1.50
Grava finas 0.02 0.75 1.50 1.13
Franco clasificado no coloidal 0.03 1.20 1.65 1.50
Grava gruesa no coloidal 0.03 1.80 1.80 1.95
Grava y guijarros 0.04 1.80 1.80 1.50Fuente: Krochin Sviatoslav. ”Diseño Hidráulico”, Ed. MIR, Moscú, 1978
Características de los suelos
Canales en tierra franca 0.6
Canales en tierra arcillosa 0.9
1
Fuente: Aguirre Pe, Julián, “Hidráulica de canales”, Centro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras – CIDIAT, Merida, Venezuela, 1974
Canales pocos
profundos
Canales profundo
s
Fuente: Aguirre Pe, Julián, “Hidráulica de canales”, Centro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras – CIDIAT, Merida, Venezuela, 1974
Partículas coloidales
Arena, grava o
fragmentos
Tabla 03a: Velocidades maximas recomendadas en funcion de la caracteristicas de los suelos
Velocidades máx. (m/s)
Canales revestidos con piedra y mezcla simple
2
Canales revestidos con concreto 3
Canales en roca:
Pizarra 1.25
Areniscas consolidadas 1.5
Rocas duras, granito, etc 3 a 5
Profundidad del tirante (m)
0.5 1 3 5 10
50 9.6 10.6 12.3 13 14.1
75 11.2 12.4 14.3 15.2 16.4
100 12.7 13.8 16 17 18.3
150 14 15.6 18 19.1 20.6
200 15.6 17.3 20 21.2 22.9
Fuente: Krochin Sviatoslav. ”Diseño Hidráulico”, Ed. MIR, Moscú, 1978
Tabla 05: Ancho de solera en funcion del caudal
Caudal (m³/s) Solera b (m)
≤ 0.100 0.30
0.100 - 0.200 0.50
0.200 - 0.400 0.75
> 0.400 1.00
Tabla 06a: Borde libre en función del caudal
Caudal (m³/s) Borde libre (m)
Menores que 0.5 0.30
Mayores que 0.5 0.40
Tabla 06b: Borde libre en función de la plantilla del canal
Ancho de la plantilla (m) Borde libre (m)
Hasta 0.8 0.40
0.8 – 1.5 0.50
1.5 – 3.0 0.60
3.0 – 20.0 1.00
Canales con mamposteria de pioedra y concreto
Nota: Resulta practico durante los calculos, no darse valores de velocidad, sino chequearlos, ya sea aplicando lo formula de Manning o la ecuacion de continuidad, de tal manera que los resultados obtenidos esten dentro del rango recomendado.
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
Tabla 04: Velocidades máximas en canales revestidos con distinta resistencia del hormigón
Resistencia
F´c=kg/c
m²
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Hozlo, Lima, 1981
Tabla 07: Pendiente admisible en funcion del tipo de suelo
Tipo de suelo
Suelo sueltos 0.5 - 1.0
Suelos francos 1.5 - 2.5
Suelos arcillosos 3.0 - 4.5
Nota:
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Hozlo, Lima, 1981
Tabla 07: Relaciones geométricas de las secciones transversales más frecuentes.
Pendiente (S) ‰
1.- Durante el diseño no necesariamente se deben tomar estos valores máximos.
2.- Cuando la velocidad resulta erosiva, reducir la pendiente produce una sensible disminucion de la velocidad.
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
Diseño de secciones trasversales de canales
Tablas Necesarias para el calculo de las secciones transversal del canal
[ 0.25 : 1 ]
Nota: Resulta practico durante los calculos, no darse valores de velocidad, sino chequearlos, ya sea aplicando lo formula de Manning o la ecuacion de continuidad, de tal manera que los resultados obtenidos esten dentro del rango recomendado.
DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN
CÁLCULO HIDRÁULICO:
1.- CÁLCULO DEL CAUDAL:
Con los modulos de riego y las hectareas a irrigar se calculo el caudal de diseño.
Margen UND Margen Derecha (hás) Margen Izqui. (hás)
Cultivo Menestras Algodón Modulo de Riego lts/seg 0.55 0.45 0.68Hectareas has 2800.00 1350.00 1600.00q Parcial 1.54 0.61 1.09Q TOTAL 7.43
7.43 m³/s
A continuación de detallan los caudales que se le van restando al canal en sus respectivas
progresivas.
Tramo Captación Q extraer
1° 0 + 000 2.15 m³/s1+570
2° 1+570 2.31 m³/s2+150
3° 2+150 2.97 m³/s4
* El eje del trazo del canal de conducción atraviesa diferentes tipos de suelos, así tenemos:ias -Tramo 00+000 a 1+ 570 : SP arenas limpias (poco o nada material fino)
-Tramo 1+570 a 2+150 : SM arenas con material fino ( arenas limosas)
-Tramo 2+150 a 4 : SM- SC arenas con material fino (material fino en cantidad apreciable)
2.- DISEÑO DE LA SECCION TRANSVERSAL
CÁLCULO DEL PRIMER TRAMO DEL CANAL: Desde 0 + 000 a
A.- Caudal de Diseño:Q diseño = 7.43 m³/s
B.- Talud:
Caña de Azucar
m3/seg
m3/seg
Q d =
Margen Derecha
Margen Izquierda
Tramo Final
Teniendo en cuenta que el tipo de suelo predominante en esta zona es
SP ( arenas de mala composicion granulometrica, arena con grava , poco
o casi ningun material fino) consideramos un talud igual a 2.
MATERIAL TALUD (V : H)
Tierra arenosa suelta, material poco estable 1 : 2
Z = 2 m
D.- Pendiente del Canal:
De acuerdo a la rasante trazada se establecio una pendiente de 0.2 %
verificando que la velocidada no sea ni erosiva ni sedimentaria.
S = 0.002
E.- Cálculo de la Rugosidad:
CANALES ABIERTOS REVESTIDOS n
Mampostería (de piedra) 0.018
n = 0.018
F.- Cálculo del Tirante: Lo obtemos del programa H canales.
y = 1.30 m
G.- Cálculo del ancho de solera
El ancho de solera para una seccion de maxima eficiencia hidraulica lo obtenemos del programa H canales.
b = 0.60
H.- Cálculo del Bordo Libre:
* Según La Secretaría de Recursos Hidráulicos de México:
Recomienda los siguientes valores, en función del caudal.
Bordo Libre "B.L." (m)
Revestido Sin Revestir
> 1,00 0.3 0.6
B. L. = 0.50 m
o BL = y/5 , BL= 0.43
*.- Cálculo de la Altura Total del Canal:
H = y + B. L.
H = 1.80 m
I.- Cálculo del Ancho de la Corona:
A.-)
B.-) En canales más pequeños puede diseñarse aproximadamente :
Caudal "Q"
(m3/s)
El ancho de la corona de los bordos de los canales en su parte superior dependen esencialmente del servicio que estos habrán de prestar:
En canales grandes se hacen suficientemente anchos de 6,50 m como mínimo, para permitir el tránsito de vehículos.
a.-) Igual al tirante del canal "y"
C = 1.20 m
LA SECCION PARA ESTE TRAMO SERA :
------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------PARÁMETROS DE DISEÑO: (Anexos)
b.-) Ancho igual a 0,60 cm para: Q < 0,5 m3/s
c.-) Ancho igual a 1,00 m para: Q > 0,5 m3/s
Talud:
MATERIALRocaSuelos de Turba y Detritos
Tierra arenosa suelta, material poco estableGreda arenosa o arcilla porosa
Ancho de Solera:
Ancho "b" (m)0.40 0,060 - 0,1800.60 0,180 - 0,7200.80 2,00 - 10,006.40 70,00 (canal alimentador)
Coeficiente de Rugosidad "n":
CANALES ABIERTOS REVESTIDOS
Revestimiento Plástico, cobre, superficies muy lisasRevestidos de concreto con acabados muy buenosRevestidos de concreto con radios hidráulicos 3 mRevestidos de concreto con radios hidráulicos hasta 6 mRevestidos de concreto lanzado con neumáticosLosas de Concreto con juntas suaves y superficies lisasConcreto con cemento PORTLANDMampostería (de piedra)Asfalto con superficie lisaAsfalto con superficie rugosaConcreto asfáltico
Según La Secretaría de Recursos Hidráulicos de México:
Arcilla compacta, tierra con recubrimiento de concreto o mampostería
Tierra con recubrimiento de piedra o tierra en grandes canales (Rocas Alteradas)
Arcilla firme o tierra en canales pequeños, o revestidos con piedras
Caudal "Q" (m3/s)
Revestidos de arcilla (caudal hasta 35 m3/s)
Revestidos de arcilla (caudal mayor a 35 m3/s)
Bordo Libre "B.L." (m) Revestido
0.75 0,05 - 0,25 0.10 0,25 - 0,50 0.20 0,50 - 1,00 0.25 > 1,00 0.30
Según Máximo Villón:
Ancho de la Plantilla "b" (m)
0.4 0,8 - 1,5 0.5 1,5 - 3,0 0.6 3,0 - 20,0 1
CANALES BERMAS C CAMINOS V
(ORDEN) (m) (m)1º 1 62º 0.75 43º 0.5 3
Caudal "Q" (m3/s) ≤ 0,05
Bordo Libre "B.L." (m)
Hasta 0,8
DISEÑO DEL CANAL DE CONDUCCIÓN
Margen Izqui. (hás) Tramo Final (hás)
Maíz Arroz Frijol 0.70 1.10 0.70
1750.00 1540.00 1820.001.23 1.69 1.27
7.43
A continuación de detallan los caudales que se le van restando al canal en sus respectivas
Q diseño
7.43 m³/s
5.28 m³/s
2.97 m³/s
* El eje del trazo del canal de conducción atraviesa diferentes tipos de suelos, así tenemos:
arenas limpias (poco o nada material fino)
arenas con material fino ( arenas limosas)
arenas con material fino (material fino en cantidad apreciable)
1+570
para canales de manposteria se tiene como valor para la velicidad maxima
VELOCIDAD MAXIMA2Canales con
mamposteria de pioedra Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
El ancho de solera para una seccion de maxima eficiencia hidraulica lo obtenemos del programa H canales.
El ancho de la corona de los bordos de los canales en su parte superior dependen esencialmente del servicio que estos habrán
En canales grandes se hacen suficientemente anchos de 6,50 m como mínimo, para permitir el tránsito de
------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------
TALUD (V : H) ZVertical 01 : 0,25 0.25
1 : 0,5 - 1 : 1 0.75
1 : 1 1
1 : 1,5 1.25
1 : 2 21 : 3 3
0,060 - 0,1800,180 - 0,7202,00 - 10,00
70,00 (canal alimentador)
CANALES ABIERTOS REVESTIDOS n
0.025
0,020 - 0,022Revestimiento Plástico, cobre, superficies muy lisas 0.010Revestidos de concreto con acabados muy buenos 0,011 - 0,012Revestidos de concreto con radios hidráulicos 3 m 0.014Revestidos de concreto con radios hidráulicos hasta 6 m 0.016Revestidos de concreto lanzado con neumáticos 0.027Losas de Concreto con juntas suaves y superficies lisas 0,012 - 0,013
0,014 - 0,0170,025 (0,018)
0.0130.0160.014
Caudal "Q" (m3/s)
Bordo Libre "B.L." (m) Sin Revestir
0.100.200.400.500.60
para canales de manposteria se tiene como valor para la velicidad maxima
VELOCIDAD MAXIMA
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa