Practica Dirigida Resuelta 6

 

Emple mpleam amoos l Qd = Pend (S) =

1.2 2

m3/seg %o

n=

0.016

H°C°

Qi /∗^(,)∗^ /)/^(/) Diseñam

R=

A/P

Fórmula de máxima eficiencia hidráulica  para un canal rectangular:

b = 2*y

Constructivamente

y= y=

1.2 = /(, )∗ 〖 (∗ (∗^ ^ ) 0.668〗 ^(/) m 0.67

m

 Ahora calculo calculo la base en funcion de el titirante rante normal: b=

1.34

m

El diseño de este canal por seguridad sera constante a lo largo de todo  AREA HIDRAULICA =

0.90

Verificación de que que el flujo en el canal es subcri subcritico tico NF 1.00

30.0

60.0

 

0.91 m

 

 Nº01  Pendiente (S) (%0) 0,5 - 1,0 1,5 - 2,5 3,0 - 4,5

CUADRO Nº 02

 

Canales poco proundos

s suelos

H

V Vercales

s

Canales Proundos

0.5

1

0.25 1

1 1.5

1 1

1.5 2

1 1

2

1

3

1

CUADRO Nº 03

Superfcie Muy lisa, vidrio, plásco, cobre Concreto muy liso Madera suave, metal, concreto Canales de erra, buenas condiciones ales naturales de erra, libres de vegetación Arcillas Limosa nales naturales con abundante vegetación Arroyos de montaña con muchas piedras

1 1

 

 Nº 04 Ancho de la planlla (cm) 30 50 75 100

recomendadas en funcion de las carateristicas del suelo Velocidades máximas (m/s) 0.6 0.9 1.00  

y

2.00 3.00 1.25 1.5 3a5

 

USANDO NOMOGRAMAS Usted esta encargado del diseño de un canal de conduccion, que servira para una superficie de 300ha con un modulo de riego de 1,5ll.s.ha 1. De acuer acuerdo do con con el el ttra razo zo del del pl plano ano to topo pogra grafifico co,, est estee esta esta local localiz izad adoo en un ter ter 2. de 2.  de las muestras realizadas en el campo, en la zona donde esta localizado el se obtuvo una predominancia de un suelo limo-arcilloso. Indicar los elementos necesarios para el diseño.

SOLUCION

0.6

Datos: Q=1.5l/s/h Q=1.5l /s/ha*400ha a*400ha= = Q= 0.45m 0.60 m3/s De acuerdo con la tabla2.5 tabla2.5   para para suel suelos os arcil arcillos losos os la pendi pendient entee maxi maxima ma admi admisi si comoo el terreno com terreno es es de pendie pendiente nte suave suave se se puede puede tomar tomar S= 1 0/00 0/00 = 0.001 0.001 , val val Según la tabla la tabla 2.6, papra suelo limo-arcilloso, se puede tomar un talud de Z= Para un canal de tierra se puede tomar un coeficiente de rugosidad

n= 0.0

a) para a)  para Q > 0.40m3/s , según la tabla 2.7, se recomienda b=1m.

b) el b)  el caudal de la formula de manning seria: =1/∗∗^(2⁄3)∗^( )

3))/^(8⁄3) =(.)/ 〖     ^(8⁄3)∗ 〗 ^() 〖 0.001 〗 ^()∗1^(8⁄3) )=0. (0.60∗0.05)/(

 

Usando nomograma calculamos la relacion y/d

y/b= 0.58

0.474

y/b= 0.58 y=0.58b y=0.58m

y= A= V=

0.58 0.9164 0.65

c) calculo c)  calculo y chequeo d la velocidad: V=Q/A Q= 0.60m3/s  A=( 1+0.56) 0.56  A=0.8736m2

a=

0.8736

luego v= 0.60/ 0.8736 v=0.686m/s v= 0.69 m/s Según tabla 2.8 esta velocidad no producira erosion ni sedimentación.

 

d) considerando el valor del borde libre se puede definir a partir del canal, BL= 0.30m

0.19

e) Profundidad otal: H= y + BL H= 0.56 + 0.30 H= 0.77 H= 0.86m f) ancho f)  ancho de corona  A partir tambien del criterio del caudal, para Q= 0.60m3/s 0.60m3/s se puede tomar: C= 0.60m g)  alud exterior del bordo. g)  Podemos tomar un talud Z= 1.5 h) Especificaciones tecnicas son: Q= 0.60m3/s v= 0.69m/s  S= 1 0/00 n= 0.025 A=0.8736m2 0.77

 

 

regar    ABLA 2.5

 

reno de pendiente suave.   eje del canal,

  ABLA 2.6

     

ble varia entre 3,0 y4,5 0/00 or que no sobrepasa los limites indicados. 1

 

25

  ABLA 2.7

0.474  

74

 

  ABLA 2.8

< 0.9

(area)

 

T=

2.16

T= 2.16

0.19

0.58

 

Pendiente admisible en funcion del tipo de suelos   IPO DE SUELOS Suelos suelotos Suelos francos Suelos arcillosos

PENDIEN E 0.5 - 1.0 1.5 - 2.5 3.0 - 4.5 aludes recomendados en funcion del material

  alud Z:1 (horizontal: vertical) Caracteristicas de los suelos Rocas con buenas condiciones  Arcillas compactas o conglomerados Limo arcillosos Limosos arenosos  Arenas sueltas

Canales poco Canales Profundos Profundos Vertical 0.25: 1 0.5: 1

1: 1

1: 1 1.5: 1 2: 1

1.5: 1 2: 1 3: 1

Ancho de solera en funcion del caudal Caudal Q (m3/s) Menor de 0,100 Entre 0.100 y 0.200 Entre 0.200 y 0.400 Mayor de 0.400

Ancho de solera (b) 0.3 0.5 0.75 1

 

Velocidades maximas recomendadas en funcion de las carateristicas del suelo

Caracteristicas de los suelos Canales en tierra franca Canales en tierra arcillosa Canales revestidos con piedra y mezcla simple Canales con mamposteria de piedra y concreto Canales revestidos con concreto Canales en roca: pizarra   areniscas consolidadas   roca dura, granito, etc.

Velocidades máximas (m/s) 0.6 0.9 1.00 2.00 3.00 1.25 1.5 3a5

 

s del suelo

 

FIGURA 2.5

N

 

URA 2.5

Nomograma para determinar el tirante normal, secciones rect

 

 secciones rectangular, trapezoidal y circular

 

DI DISE SEÑO ÑO DE CAN CANALE ALES S SIN SIN RE REVES VESTI TIR R EN EN TERR TERREN ENOS OS CO COHE HESI SIBLE BLES S Y NO CO COHE HESI SIB B

METODO DE LA VELOCIDAD MAXIMA PERMITIDA

EJEMPLO ILUSTRATIVO DISEÑAR LA SECCION SECCION TRAPEZOIDAL DE UN CANAL PARA RIEGO SIN SIN REVESTIMIENTO REVESTIMIENTO QUE CONDUSCA UN GASTO DE 12m³/s EXCAVADO EN TIERRA COHESIVA. PRINCIPAL NCIPAL CUYA PENDIENTE PENDIENTE DE RASANTE ES DE 0.245‰ SE TRATA DE UN CANAL PRI

TABLA

SOLUCION : Datos Hidraulicos item PENDIENTE GASTO

simb.

valor

unidades

S

0.000245

-

Q

12

m³/s

Datos de Entrada item

simb.

valor

unidades

Coef. Rugosidad Talud

n Z

0.018 1

--------

Velocidad max.permitida

Vs

0.7

m/s

a) Estimacion del coef. de rugosidad "n" según tabla № 2 valores de rugosidad :

Por lo gene nerr  No obstante y dis dismi minu nuir irss

n =

0.018

b) Estimacion de la Velocidad Maxima permitida "Vs" según Ventechow para evitar el crecimiento de vegetacion a lo largo del canal :

v s = 0.7

 

m/s

c) Estimacion del talud "Z".

 

z

= 1

TABLA №

Las velocid

d) Calculo de "R" usando Manning.

  Vs = R²´³ *

 

 

S¹´²

R = ( Vs*n / S¹´² ) ³´²

en caso caso de n

 

n

S¹´² = R

0.01565

=

0.722

m Connuidad

e) Calculo del Area "A"

 

A = Q / Vs

 

A =

17.143

m

f) Calculo del Perimetro mojado "P"

R= A/P  

P =

A/R

 

P =

23.736

P= A/R 23.74

m

plantilla "b" g) Calculo iterativo del ancho de plantilla de la formula del perimetro mojado mojado : 2 1/2

 

P =

……… 1

 +2*y*√(1 + z²)

P= B+2*y(1+z ) A= (B+ (B+z*y)y z*y)y

de la formula del area hidraulica : b = (A - Z*y² ) / y

b*y + z*y²

 A =

……… 2

b

b=

introduciendo ( 2) en (1) se obtiene la expresion de segundo grado : *y + 17.143   = 1.82842712 * y² 2- 3.736

0

T

resolviendo las dos raices se obtiene :

Caudal m3/seg

raices

b (Yi)

12.214 y1 0.768 y2 Debe cumplir la condicion

b1 b2

 

b/y =

 

-10.810

21.565 2 ≤ 

de Camargo

b (m)

2.156

b/y ≤ 4

2.8092

cumple

0.05

En caso contrario volver a asumi un nuevo "Vs" h) Verificanco la velocidad asumida "Vs" "Vs" : se debe cumplir :

7.5

0.05 – 0.25

10.00

0.25 – 0.50

20.0

0.50 – 1.00

25.0

1.00

 

Revest

30.0

0.25 – 0.50

20.0

0.50 – 1.00

25.0

1.00

Fuente: Técnico

30.0

Trapezo

Vs   Vs

=

V

0.70

=

V = R²´³ *  

S¹´²

=

0.7

Vs = V

=

0.7

n ! OK ¡

i) Calculo de las caracteristicas hidraulicas hidraulicas del canal

B.l

item En uncion del Q

B.l

0.6

Caracteristicas hidraulicas de la seccion del canal

Valor

Unidad

Formula empleada

У

0.768

m

-----

b

2.156

m

-----

z

1.000

------

-------

T

3.692

m

b + 2*Z*y

A

2.245

m2

b*y + z*y²

P

4.3276

m

b +2*y*√(1 + z²)

radio hidraul.

R

0.5187

m

A/p

coe. rugos.

n

0.018

-------

-------

pendiente

S

0.000245

-------

-------

caudal

Q

12

m³/s

-------

Descripcion rante ancho de planlla talud espejo de agua area hidraul. perimetro mojado

Simbolo

 

 

. borde libre

B.L

0.8

m

------

3.692 0.28616667

0.29