CONSIDRACIONES PARA EL TRAZO DE LA PLIGONNAL Cota Inicial: Cota de Llegada:
88.76 76.88
Desnivel: Longitud:
11.88 4KM
pendiente
S
0.01188
RADIO DE GIRO:
Q (m3/seg) 5 10 7.4 x
R (mts) 20 60 x 39.44
RADIOS MINIMOS
RADIO DE CURVATURA HORIZONTAL RECOMENDADO EN CANALES
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 En tierra ordinaria, superficie irregular En tierra con ligera vegetación En tierra con vegetación espesa En tierra excavada mecánicamente En roca, superficie uniforme y lisa En roca, superficie con aristas e irregularidades
0,020-0,025 0,025-0,035 0,035-0,045 0,040-0,050 0,028-0,033 0,030-0,035 0,035-0,045
Cunetas y Canales revestidos Hormigón Hormigón revestido con gunita Encachado Paredes de hormigón, fondo de grava Paredes encachadas, fondo de grava Revestimiento bituminoso
0,013-0,017 0,016-0,022 0,020-0,030 0,017-0,020 0,023-0,033 0,013-0,016 Superficie
Muy lisa, vidrio, plástico, cobre. Concreto muy liso. Madera suave, metal, concreto frotachado. Canales de tierra en buenas condiciones. Canales naturales de tierra, libres de vegetación. Canales naturales con alguna vegetación y piedras esparcidas Canales naturales con abundante vegetación. Arroyos de montaña con muchas piedras.
0.01 0.011 0.013 0.017 0.02 0.025 0.035 0.04
Tabla 02a: Taludes apropiados para distintos tipos de material Material Roca Arcilla compacta o tierra con recubrimiento de concreto Tierra con recubrimiento de piedra o tierra en grandes canales Arcilla firma o tierra en canales pequeños
Talud (horizontal : vertical) Prácticamente vertical [ 0.25 : 1 ] [ 0.5 : 1 ] hasta [ 1 : 1 ] [ 1 : 1 ] [ 1.5 : 1 ]
Tierra arenosa suelta [ 2 : 1 ] Greda arenosa o arcilla porosa [ 3 : 1 ] Fuente: Aguirre Pe, Julián, “Hidráulica de canales”, Centro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras – CIDIAT, Merida, Venezuela, 1974
Tabla 02b: Pendientes de talud (m) para distintos materiales Canales Material
pocos profundos
Canales profundos
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 ] Fuente: Aguirre Pe, Julián, “Hidráulica de canales”, Centro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras – CIDIAT, Merida, Venezuela, 1974
Tabla 03: Velocidades máximas en canales no recubiertos de vegetación Velocidad del agua (m/s) Material
n
Limpia
Partículas coloidales
Arena fina coloidal 0.02 1.45 Franco arenoso no coloidal 0.02 0.53 Franco limoso no coloidal 0.02 0.60 Limoso aluviales no coloidal 0.02 0.60 Franco consistente normal 0.02 0.75 Ceniza volcánica 0.02 0.75 Arcilla consistente muy coloidal 0.03 1.13 Limo aluvial coloidal 0.03 1.13 Pizarra y capas duras 0.03 1.80 Grava finas 0.02 0.75 Franco clasificado no coloidal 0.03 1.20 Grava gruesa no coloidal 0.03 1.80 Grava y guijarros 0.04 1.80 Fuente: Krochin Sviatoslav. ”Diseño Hidráulico”, Ed. MIR, Moscú, 1978
0.75 0.75 0.90 1.05 1.05 1.05 1.50 1.50 1.80 1.50 1.65 1.80 1.80
Tabla 03a: Velocidades maximas recomendadas en funcion de la caracteristicas de los suelos
Arena, grava o fragmentos 0.45 0.60 0.60 0.60 0.68 0.60 0.90 0.90 1.50 1.13 1.50 1.95 1.50
Características de los suelos
Velocidades máx. (m/s)
Canales en tierra franca Canales en tierra arcillosa Canales revestidos con piedra y mezcla simple
0.6 0.9 1
Canales con mamposteria de pioedra y
2
Canales revestidos con concreto 3 Canales en roca: Pizarra 1.25 Areniscas consolidadas 1.5 Rocas duras, granito, etc 3a5 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 Profundidad del tirante (m)
Resistencia
F´c=kg/cm² 50 75 100 150 200
0.5
1
3
5
10
9.6 11.2 12.7 14 15.6
10.6 12.4 13.8 15.6 17.3
12.3 14.3 16 18 20
13 15.2 17 19.1 21.2
14.1 16.4 18.3 20.6 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 Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
Tabla 06a: Borde libre en función del caudal Caudal (m³/s)
Borde libre (m)
Menores que 0.5 Mayores que 0.5
0.30 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 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.
Tabla 07: Pendiente admisible en funcion del tipo de suelo
Nota:
Tipo de suelo
Pendiente (S) ‰
Suelo sueltos
0.5 - 1.0
Suelos francos
1.5 - 2.5
Suelos arcillosos
3.0 - 4.5
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
hequearlos, ya sea
os resultados obtenidos
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
Cultivo Modulo de Riego Hectareas q Parcial Q TOTAL
lts/seg has 3
m /seg m3/seg
Margen Derecha (hás) Menestras Algodón 0.55 0.45 2800.00 1350.00
1.54
Margen Caña de Izqui. (hás) Azucar 0.68 1600.00
0.61
1.09 7.43
Qd
7.43 m³/s
=
A continuación de detallan los caudales que se le van restando al canal en sus respectivas progresivas.
1° 2° 3°
Tramo
Captación
0 + 000 1+570 1+570 2+150 2+150 4
Margen Derecha Margen Izquierda Tramo Final
Q extraer 2.15 m³/s 2.31 m³/s 2.97 m³/s
* 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: A.- Caudal de Diseño:
Desde
Q diseño =
0 + 000
7.43 m³/s
B.- Talud: Teniendo en cuenta que el tipo de suelo predominante en esta zona es SP ( arenas de mala composicion granulometrica, arena con grava , poco
a
o casi ningun material fino) consideramos un talud igual a 2. MATERIAL
TALUD (V : H)
Tierra arenosa suelta, material poco estable
Z=
2
1:2
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:
n=
CANALES ABIERTOS REVESTIDOS
n
Mampostería (de piedra)
0.018
0.018
F.- Cálculo del Tirante: Lo obtemos del programa H canales.
1.30
y=
m
G.- Cálculo del ancho de solera El ancho de solera para una seccion de maxima eficiencia hidraulica lo obtenemos del programa H canales.
0.60
b=
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)
Caudal "Q" 3 (m /s)
Revestido
> 1,00
0.3
0.6
0.50 m
B. L. =
o
Sin Revestir
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:
El ancho de la corona de los bordos de los canales en su parte superior dependen esencialmente del servicio que es
A.-) B.-)
En canales grandes se hacen suficientemente anchos de 6,50 m como mínimo, para permitir el tránsito d vehículos. En canales más pequeños puede diseñarse aproximadamente : a.-) Igual al tirante del canal "y " b.-) Ancho igual a 0,60 cm para: Q < 0,5 m 3 /s c.-) Ancho igual a 1,00 m para: Q > 0,5 m 3 /s C=
1.20 m
LA SECCION PARA ESTE TRAMO SERA :
------------------------------------------------------------------------------------------------------ -------------------PARÁMETROS DE DISEÑO: (Anexos)
Talud: MATERIAL Roca Suelos de Turba y Detritos 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 Tierra arenosa suelta, material poco estable Greda arenosa o arcilla porosa
Ancho de Solera: Caudal "Q" Ancho "b"
(m3/s) 0,060 - 0,180 0,180 - 0,720 2,00 - 10,00 70,00 (canal alimentador)
(m) 0.40 0.60 0.80 6.40
Coeficiente de Rugosidad "n": CANALES ABIERTOS REVESTIDOS Revestidos de arcilla (caudal hasta 35 m3/s) Revestidos de arcilla (caudal mayor a 35 m3/s) Revestimiento Plástico, cobre, superficies muy lisas Revestidos de concreto con acabados muy buenos Revestidos de concreto con radios hidráulicos 3 m Revestidos de concreto con radios hidráulicos hasta 6 m Revestidos de concreto lanzado con neumáticos Losas de Concreto con juntas suaves y superficies lisas Concreto con cemento PORTLAND Mampostería (de piedra) Asfalto con superficie lisa Asfalto con superficie rugosa Concreto asfáltico
Según La Secretaría de Recursos Hidráulicos de México:
Caudal "Q" ≤ 0,05 0,05 - 0,25 0,25 - 0,50 0,50 - 1,00 > 1,00
(m3/s)
Bordo Libre "B.L." (m) Revestido 0.75 0.10 0.20 0.25 0.30
Según Máximo Villón: Ancho de la Plantilla "b" (m) Hasta 0,8 0,8 - 1,5 1,5 - 3,0 3,0 - 20,0
Bordo Libre "B.L." (m)
0.4 0.5 0.6 1
CANALES
BERMAS C
CAMINOS V
(ORDEN) 1º 2º 3º
(m) 1 0.75 0.5
(m) 6 4 3
Margen Izqui. (hás) Maíz 0.70 1750.00
Tramo Final (hás) Arroz Frijol 1.10 0.70 1540.00 1820.00
1.23 7.43
Q diseño 7.43 m³/s 5.28 m³/s 2.97 m³/s tipos de suelos, así tenemos:
(material fino en cantidad apreciable)
1+570
1.69
1.27
para canales de manposteria se tiene como valor para la velicidad maxima VELOCIDAD MAXIMA
Canales con mamposteria de
2
Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola – Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica, Lima, 1995
btenemos del programa H canales.
dependen esencialmente del servicio que estos habrán de prestar:
50 m como mínimo, para permitir el tránsito de
-------------------------------- --------------------
TALUD (V : H) Vertical 1 : 0,25
Z 0 0.25
1 : 0,5 - 1 : 1
0.75
1:1
1
1 : 1,5
1.25
1:2 1:3
2 3
Caudal "Q" (m3/s) 0,060 - 0,180 0,180 - 0,720 2,00 - 10,00 70,00 (canal alimentador)
BIERTOS REVESTIDOS
n 0.025
re, superficies muy lisas acabados muy buenos radios hidráulicos 3 m radios hidráulicos hasta 6 m ado con neumáticos as suaves y superficies lisas
Bordo Libre "B.L." (m) Sin Revestir 0.10 0.20 0.40 0.50 0.60
0,020 - 0,022 0.010 0,011 - 0,012 0.014 0.016 0.027 0,012 - 0,013 0,014 - 0,017 0,025 (0,018) 0.013 0.016 0.014
steria se tiene como valor para la velicidad maxima VELOCIDAD MAXIMA
ximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería nológico de Costa Rica, Editorial Tecnológica de Costa Rica,
