Apendice_E_Valores del Coeficiente de Rugosidad de Manning…

Anexo

E Anexo E: Valores del Coeficiente de Rugosidad de Manning Calidad del Material Buena

1

Regular

I. Conductos Cerrados A. Tubos de Concreto

0.013

0.015

B. Tubos de Metal Corrugado

0.024

0.024

0.024

0.024

1. Sección Plena

0.021

0.018

2. Flujo a 80% profundidad

0.021

0.018

3. Flujo a 60% profundidad

0.019

0.013

C. Arcilla vitrificada

0.012

0.014

D. Hierro fundido sin revestimiento

0.012

0.013

E. Acero

0.009

0.011

F. Ladrillos

0.014

0.017

1. Corrugación de 2 2/3” x 1/2” a) Liso o totalmente revestido b) Fondo Pavimentado entre 25% y 50% del perímetro

2. Corrugación de 6” x 2 “

0.030

G. Concreto 1. Formaletas rugosas de madera

0.015

0.017

2. Formaletas lisas de madera

0.012

0.014

3. Formaletas de acero

0.012

0.013

1. Fondo concreto y tope concreto

0.017

0.022

2. Fondo natural y tope concreto

0.019

0.025

H. Paredes de manpostería de piedra bruta cimentada

I. Madera contraenchapada tratada J. Fondo de planchas de arcilla vitrificada

1

Cuando la calidad de construcción es mala usar mayores valores de n

0.015

0.017 0.015

G E O M E C A N I C A

Calidad del Material Buena

2

Regular

II. Conductos abiertos revestidos y de alineamiento 3 recto A. Concreto con los siguientes acabados superficiales 1. Concreto vaciado en formaleta sin acabado

0.013

0.017

2. Emparejado con llana

0.012

0.014

3. Alisado a boca de cepillo

0.013

0.015

4. Alisado a boca de cepillo, algo de grava en el fondo

0.015

0.017

5. Mortero lanzado, sección buena

0.016

0.019

6. Mortero lanzado, sección ondulada

0.018

0.022

1. Piedra labrada unida con mortero de cemento

0.015

0.017

2. Piedras irregulares unidas con mortero de cemento

0.017

0.02

3. Manpostería de piedra bruta y mortero de cemento

0.020

0.025

4. Mapostería de piedra bruta y mortero de cemento frisado

0.016

0.020

0.020

0.025

B. Concreto, fondo alisado a boca de cepillo y lados con el siguiente acabado:

5. Piedra bruta sin cementar

4

C. Fondo de grava Lados con el siguiente acabado: 1. Concreto vaciado en formaletas

0.017

0.020

2. Piedras irregulares unidas con mortero de cemento

0.020

0.023

3. Piedra bruta sin cementar

3

0.023

0.033

0.014

0.017

1. Liso

0.013

0.013

2. Rugoso

0.016

0.016

0.011

0.013

1. Sección rectangular y uniforme

0.017

0.020

2. Sección irregular

0.022

0.027

D. Ladrillo E. Asfalto

F. Madera, limpia y cepillada G. Excavado en roca y recubierto de concreto

2

Cuando la calidad de construcción es mala usar mayores valores de n

3

Para alineamientos curvos incrementar los valores

4

El valor de n es directamente proporcional al tamaño de las piedras, aproximadamente promedio ponderado para toda la sección.

Universidad Central de Venezuela Departamento de Minas E-2

n = 0.015 d

1 6

se obtiene un

V A L O R E S D E L C O E F I C I E N T E D E R U G O S I D A D D E M A N N I N G

Calidad del Material Buena III.

Conductos

abiertos,

alineamiento

recto

2

5

Regular

sin revestimiento y

excavados en: A. Tierra, sección uniforme 1. Limpios de vegetación, recién terminados

0.016

0.018

2. Limpios de vegetación después de meteorizarse

0.018

0.020

3. Con hierba corta y pocas malezas

0.022

0.027

4. Suelo con alto contenido de grava, limpio

0.022

0.025

B. Tierra, sección algo irregular 1. Sin vegetación

0.022

0.025

2. Con hierbas y algo de maleza

0.025

0.035

3. Muchas malezas

0.030

0.035

4. Lados limpios de vegetación, fondo de grava

0.025

0.030

5. Lados limpios de vegetación, fondo de cantos rodados

0.030

0.040

C. Dragados o excavados con dragline 1. Sin vegetación

0.028

0.033

2. Con malezas o pequeños y escasos matorrales en los bancos

0.035

0.050

D. Roca, basada en sección promedio 1. Lisa y con poca irregularidad

0.035

0.040

2. Dentada con mucha irregularidad

0.040

0.045

1. Densa maleza de la misma altura del agua o mayor

0.080

0.120

2. Fondo limpio, rastrojo y matorrales en los lados, gastos altos

0.050

0.080

3. Fondo limpio, rastrojo y matorrales en los lados, gastos bajos

0.070

0.110

4. Densas malezas y matorrales, gastos altos

0.100

0.140

E. Canales sin manenimiento; con malezas, hierbas, rastrojo y matorrales sin cortar

5

Cuando la calidad de construcción es mala usar mayores valores de n

Prof. Miguel Castillejo E-3

G E O M E C A N I C A

Calidad del Material Buena IV.

6

Regular

Canales e islas centrales deprimidas en autopistas y vías de circulación, cubiertas de vegetación velocidades entre 0.5 m/seg. y 2 m/seg.

bien

mantenida;

para

A. Para profundidades de agua menores de 20 cm 1. Grama tupida a) Podada hasta 5 cm de altura

0.070

0.045

b) De 10 a 15 cm de altura

0.090

0.050

a) De 25 cm de altura

0.180

0.090

b) De 50 cm de altura

0300

0.150

a) De 25 cm de altura

0.140

0.080

b) De 50 cm de altura

0.250

0.130

a) Podada hasta 5 cm de altura0

0.050

0.035

b) De 10 a 15 cm de altura

0.060

0.040

a) De 25 cm de altura

0.120

0.070

b) De 50 cm de altura

0.200

0.100

a) De 25 cm de altura

0.100

0.060

b) De 50 cm de altura

0.170

0.090

2. Hierbas duras no flexibles

3. Hierbas algo flexibles

B. Para profundidades de agua entre 20 cm y 50 cm 1. Grama tupida

2. Hierbas duras no flexibles

3. Hierbas algo flexibles

V.

Cunetas de calles y avenidas

A. Cunetas, acabado liso con llana

0.012

B. Perímetro asfáltico 1. Textura lisa

0.013

2. Textura rugosa

0.016

C. Brocal - Cuneta y pavimento asfáltico 1. Textura lisa

0.013

2. Textura rugosa

0.015

D. Pavimento de concreto 1. Alisado a boca de cepillo

0.014

2. Cepillado

0.016

E. Cunetas de escasa pendiente, donde se puedan acumular sedimentos. Aumentar los valores anteriores de n en 0.002

6

Cuando la calidad de construcción es mala usar mayores valores de n

Universidad Central de Venezuela Departamento de Minas E-4

V A L O R E S D E L C O E F I C I E N T E D E R U G O S I D A D D E M A N N I N G

Calidad del Material Buena VI.

7

Regular

Cauces Naturales

A. Ríos pequeños y caños con poca pendiente, cuyo ancho superior sea menor de 25 m, con poca variación entre secciones; cursos bastante rectos 1. Sin maleza ni vegetación

0.030

0.035

2. Con muchas malezas totalmente sumergidas

0.035

0.045

3. Algo de vegetación no totalmente sumergida en las márgenes

0.035

0.050

4. Densa vegetación en las márgenes

0.050

0.070

5. Troncos de árboles en las márgenes

0.070

0.090

B. Ríos pequeños y caños de poca pendiente, cuyo ancho superior sea menor de 25 m; secciones irregulares, curso tortuoso, pozos y bancos de arena 1. Sin maleza ni vegetación

0.040

0.045

2. Con muchas malezas totalmente sumergidas

0.045

0.055

3. Algo de vegetación no totalmente sumergida en las márgenes

0.045

0.060

4. Densa vegetación en las márgenes

0.070

0.090

5. Troncos de árboles en las márgenes

0.090

0.100

C. Ríos y quebradas torrentosos, riberas empinadas con árboles y arbustos sumergidos 1. Fondo de grava, gujarros y pequeños cantos rodados

0.040

0.050

2. Fondo de guijarros y cantos rodados grandes

0.050

0.070

D. Planicies inindables 1. Potreros, hierbas cortas, sin arbustos ni matorrales

0.030

0.035

2. Potreros, hierba alta, sin arbustos ni matorrales

0.030

0.035

3. Zonas cultivadas en hilera

0.035

0.045

4. Plantaciones

0.040

0.050

5. Arbustos escasos, matorrales

0.050

0.060

6. Abundantes matorrales

0.060

0.080

7. Densa vegetación

0.100

0.150

8. Zona deforestada, con tocones

0.040

0.050

1. Sección regular, sin vegetación i malezas

0.025

0.035

2. Sección regular con malezas

0.030

0.040

0.0356

0.040

0.040

0.055

E. Ríos grandes con ancho más de 25 m

3. Sección irregular, sin malezas, con piedras y gravas 4. Sección irregular, con muchas malezas, bancos de arena y grava

7

Cuando la calidad de construcción es mala usar mayores valores de n

Prof. Miguel Castillejo E-5

G E O M E C A N I C A

Procedimiento para estimar el coeficiente “ n ” de Manning en canales no recubiertos

El valor de “ n ” puede ser estimado de acuerdo con el método utilizado por el “U.S. Soil Conservation Service”

n = ( n0 + n1 + n2 + n3 + n4 + n5 ) ⋅ m5 donde:

n0 = es el valor básico del coeficiente establecimiento según el material para un canal recto, liso, de sección uniforme.

n1 = es una corrección adicional para tomar en cuenta los efectos de irregular superficial. n2 = es una corrección adicional para tomar en cuenta las variaciones de forma y tamaño de la sección.

n3 = es una corrección adicional para tomar en cuenta los efectos de la obstrucciones producidas por arrastres, raíces, troncos flotantes.

n4 = es una corrección adicional para tomar en cuenta el efecto de la vegetación en el cauce.

m5 = es un factor de corrección para tomar en cuenta el efecto de los meandros. Los valores de n0 , n1 , n2 , n3 , n4 y m5 aparecen en la siguiente tabla.

Universidad Central de Venezuela Departamento de Minas E-6

V A L O R E S D E L C O E F I C I E N T E D E R U G O S I D A D D E M A N N I N G

CONDICIONES DEL CANAL

VALORES

Tierra Roca Excavada

MATERIAL

Grava fina

Grado de Irregularidad Superficial

n0

Ninguno: como una superficie lisa

0.000

Escaso: Como en los canales bien dragados, o aquellos con lados algo socavados.

0.005

n1

0.020

Gradual

0.000

n2

0.000

Escaso, como cuando los arrastres obstruyen el paso del agua. Apreciable: como cuando se ven raíces y árboles que obstruyen el paso.

0.010-0.015

n3

0.020-0.030

Notable: como cuando hay grandes troncos atascados, carameras grandes, etc.

0.040-0.060

Baja, hierbas flexibles, la profundidad del agua es tres veces la altura de la vegetación predominante.

0.005-0.010

Media, hierbas, arbustos; la profundidad del agua es como dos veces la altura de la vegetación predominante.

0.010-0.025

Alta: Hierbas, pequeños árboles; la profundidad del agua es comparable a la altura de la vegetación predominante.

n4

Muy Alta: la profundidad del agua es como la mitad de la altura de la vegetación predominante.

Apreciables: Lm/Ls entre 1.2 y 1.5 Notables: Lm/Ls mayor de 1.5

0.025-0.050

0.050-0.100

Escasos: Lm/Ls entre 1.0 y 1.2 Efectos de los Meandros

0.005 0.010-0.0015

Despeciable

*

0.010

Notable: como en los canales muy socavados, o aquellos excavados en roca, sin ningún acabado.

Frecuente

Vegetación

0.014 0.028

Ocasional

Efecto de obstrucciones

0.015

Grava Gruesa

Moderado: como en los canales con los taludes socavados.

Variación en forma y tamaño de la sección

0.010

1.00

m5

1.15 1.30

Ejemplo:

• •

Lm = es la longitud media del tramo medida a lo largo del curso de agua. Ls = es la longitud del tramo medida en línea recta. Prof. Miguel Castillejo E-7

G E O M E C A N I C A

Determinar el valor del coeficiente “ n ” de Manning para un canal excavado en tierra, con algo de socavación en los taludes y con una sección muy uniforme a lo largo de un tramo. Se aprecian muy pocas obstrucciones por el material flotante y las raíces de los árboles. La profundidad del agua es como el doble de la altura de la vegetación predominante en el cauce. La longitud del tramo medido en línea recta es de 1.0 km; mientras que medida a lo largo del curso es de 1.3 km.

n0

=

n1

=

n2

=

n3

=

n4

=

Σ

0.005

Grado de irregularidad superficial; escaso

0.000

Variación gradual en forma y tamaño de la sección.

0.010

Escaso efecto de las obstrucciones

0.010

Vegetación media

0.035

m5 n

0.010

=

=

1.15

Lm = 1.3 km, Ls = 1.0, Lm/Ls = 1.3

(0.035) (1.15) = 0.040

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V A L O R E S D E L C O E F I C I E N T E D E R U G O S I D A D D E M A N N I N G

INDICE DE CONTENIDO ANEXO E:

VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD DE MANNING..........................1

I. Conductos Cerrados ...................................................................................................................................1 II. Conductos abiertos revestidos y de alineamiento recto ............................................................................2 III. Conductos abiertos, alineamiento recto 2 sin revestimiento y excavados en: ................................3 IV. Canales e islas centrales deprimidas en autopistas y vías de circulación, cubiertas de vegetación bien mantenida; para velocidades entre 0.5 m/seg. y 2 m/seg..............................................4 V. Cunetas de calles y avenidas ..........................................................................................................4 VI. Cauces Naturales............................................................................................................................5 Procedimiento para estimar el coeficiente “ n ” de Manning en canales no recubiertos .............................6

Prof. Miguel Castillejo E-9

G E O M E C A N I C A

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