Diseño Canal Rectangular - TEORIA.pdf

CANAL RECTANGULAR 1.1.

Sección rectangular

 A la sección rectangular se le puede considerar como una variante de la sección trapezoidal. 1.2.

Partes de un canal rectangular:

Donde: y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección transversal b = base del canal o ancho de solera H = profundidad total del canal H-y = borde libre C = ancho de de corona

 Además:

1.3.

MÉTODO DE TIRANTE NORMAL

En la solución del problema para la solución de canales a veces se presenta dificultades para determinar algunas variables, los procesos de cálculo nos conduce a ecuaciones implícitas, es decir aquellas variables que nos interés es indispensable. El motivo del método es establecer un proceso que facilite las integraciones necesariamente para hallar el tirante normal como es que se denomina a aquel correspondiente a las condiciones dadas. 1.4.

Máxima Eficiencia Hidráulica

La relación entre las dimensiones de la sección transversal del canal, cuando aplicamos el Criterio de Sección de Máxima Eficiencia Hidráulica, están predefinidas. Es decir: no será necesario, por ejemplo, “suponer” el ancho para

eliminar incógnitas de la ecuación de Manning. Para el diseño de la rasante se debe tener en cuenta: •

La rasante se debe trabajar sobre la base de una copia del perfil longitudinal del trazo

•

Tener en cuenta los puntos de captación cuando se trate de un canal de riego y los puntos de confluencia si es un dren u obra de arte. La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible igual a la pendiente natural promedio del terreno (optimizar el movimiento de tierras), cuando esta no es posible debido a fuertes pendientes, se proyectan caídas o saltos de agua. Para definir la rasante del fondo se prueba con el caudal especificado y

•

•

diferentes cajas hidráulicas, chequeando la velocidad obtenida en relación con el tipo de revestimiento a proyectar o si va ser en lecho natural, también se tiene la máxima eficiencia o mínima infiltración. •

El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como mínimo la siguiente información.   Kilometraje



Cota de terreno  BMs (cada 500 ó 1000 m)  Cota de rasante   Pendiente 



Indicación de las deflexiones del trazo con los elementos de curva



Ubicación de las obras de arte Sección o secciones hidráulicas del canal, indicando su kilometraje



Tipo de suelo





EJEMPLO

Veamos la aplicación del Concepto de Máxima Eficiencia con un ejemplo. Realizaremos la definición de la Geometría de un Canal Rectangular para Drenaje de Aguas Pluviales. El canal a diseñar estará revestido en concreto, teniendo como función proteger de las Aguas De lluvia a un sector urbano de tipo residencial. Utilizando el Método Racional, se determinó un caudal de diseño de 1.785 l/s.  A partir de la definición de la línea de paso del Canal sobre planos topográficos, se elaboró el perfil longitudinal del terreno a fin de establecer, de forma preliminar, la pendiente mínima en su recorrido. En la siguiente figura se aprecia el perfil propuesto, del que se extrae la pendiente del 1% como valor mínimo para el diseño.

RESOLUCIÓN: Considerando que el Diseño se realizará bajo el criterio de sección de Máxima Eficiencia la cual, para el caso de Canales rectangulares, se establece con las condiciones de Máxima Eficiencia:

Podremos eliminar de Manning, para dejar  Altura de Agua:

incógnitas en la Ecuación todo en función de la

De donde se obtiene Y=0,559 m, con lo que el ancho del canal deberá ser:

Se podría establecer, por criterios constructivos un ancho de Canal de 1,15 m.  Así, tendríamos un canal que, ante el paso del caudal de 1.785 l/s, necesitará una sección mojada de 1,15 m de ancho y 0,559 m de altura.