ejercicios canales

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL IRRIGACIONES GRUPO GRUPO B - 2 017 - I

PRÁCTICA DIRIGIDA Nº 02 PROBLEMA 01:

(01 punto)

PROBLEMA 02: (01 punto) Por un canal trapezoidal de pendiente de paredes 3 vertical y 2 horizontal, con un ancho de solera de 0.80 m, circula agua con una velocidad en m/s, numéricamente igual al ancho de la solera. Determinar el caudal que lleva el canal si el coeficiente de rugosidad es 0.025 y la pendiente 0.3 %. PROBLEMA 03: (01 punto) Se tiene un canal trapezoidal de 2 m de espejo de agua y 0.80 m de ancho de sol era, talud Z=1 y coeficiente de rugosidad 0.025. la capacidad del canal es de 513 l/s. calcular cuánto habría que profundizar el canal, conservando el mismo espejo de agua y taludes, para aumentar su capacidad en 20%. PROBLEMA 04: (01 punto) Determinar el caudal que pasa por el canal de la figura, sabiendo que la pendiente es 0.8 ‰. Utilizar para el cálculo de la rugosidad ponderada, la fórmula de Horton y Einstein.


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Siendo: p= perímetro mojado. PROBLEMA 05: (01 punto) Un canal de sección trapezoidal, tiene sus paredes con una inclinación de 30º con la horizontal. Este canal tiene una de sus paredes de cemento pulido (n=0.012), la otra de con creto (n=0.015) y la base de mampostería (n=0.022), además un borde libre de 0.20 m. si el caudal que transporta es 2.422 m 3/s, con una velocidad de 1.414 m/s y una pendiente de 0.8 ‰, indicar cuáles son las dimensiones de construcción PROBLEMA 06: (01 punto) Un canal trapezoidal en uso, revestido de concreto (n=0.018), de talud Z=0.75, ancho de solera 1.05 m y tirante 0.70m, conduce un caudal de 1.2744 m 3/s. se necesita ampliar este canal para transportar un caudal de 1.8508m3/s, para lo cual se debe profundizar el canal manteniendo el mismo talud y espejo de agua. Considerando que solo la parte excavada tiene un nuevo revestimiento (n=0.014). indicar cuál es la pendiente y cuál es la velocidad en la nueva sección. PROBLEMA 07: (01 punto) Hallar el talud Z y el valor de Θ para un canal triangular a fin de obtener una sección de máxima eficiencia hidráulica.

PROBLEMA 08: (02 punto) 3 Se tiene que conducir 0.6 m /s de agua en un canal rectangular de sección de máxima eficiencia con pendiente de 1 ‰, para lo cual se estudian dos posibilidades:  El canal se usa directamente después de la excavación, para lo cual n= 0.035.  El canal será pulido de modo que n= 0.013. Considerando que el canal fluye lleno y que el costo del m 3 de excavación es 2.5 veces el costo de m2 de pulido, hallar la relación de costos de ambas opciones e indicar para este caso, la opción económica que recomendaría. PROBLEMA 09: (01 punto) Un canal de conducción se construye en una ladera (n=0.025) que tiene una inclinación de 30º con la horizontal. El canal es de máxima eficiencia, de sección trapezoidal, con talud Z=1, conduce un caudal de 2 m3/s y está trazado con una pendiente de 0.5 ‰. Si el cala tiene una



borde libre de 0.30 m, un ancho de corona de 0.60 m y está trazado como se indica en la figura. Indicar cuál es el volumen de corte necesario para un tramo de canal de 50 m.

PROBLEMA 10: (01 punto) Un canal de tierra tiene una sección transversal como la que se indica en la figura. Siendo los ángulos α=70º, β=20º, el área hidráulica A= 3 m2, pendiente S= 0.5 ‰ y el coeficiente de rugosidad N= 0.030. Sabiendo que el caudal que lleva es máximo:

a. Calcular las dimensiones del canal:  Tirante  Espejo de agua  Perímetro mojado  Borde libre, sabiendo que es 1/3 del tirante. b. Indicar si la velocidad para este caudal máximo es o no erosiva. c. Indicar con qué pendiente debe trazarse el canal, para las mismas condiciones (de caudal, sección transversal y dimensiones del canal), a fin de que la velocidad sea 0.80 m/s. PROBLEMA 11: (01 punto) Un canal trapezoidal de 2m de ancho de solera, talud Z= 1.5, y pendiente 0.0006, conduce un caudal de 3 m3/s. si en la sección ① el tirante es 0.78 m y en la sección ② 190 m aguas abajo el tirante es 0.63 m, calcular el coeficiente de rugosidad.



PROBLEMA 12: (01 punto) Se tiene un canal no revestido, n = 0.0275 de sección parabólica, que conduce un caudal Q = 15 m3/seg, con una pendiente 0.3 ‰. El ancho del fondo es b = 3.2 m, el tirante es 3.8 m. La longitud del canal es 60 km y ha sido excavado en un suelo franco-arenoso cuyo coeficiente de permeabilidad K = 5 x 10 -6 cm/seg. Se solicita encontrar las pérdidas por filtración por km, y el caudal final. PROBLEMA 13: (01 punto) Suponiendo que al canal del problema 12 se realiza un revestimiento de concreto de 7.5 cm de espesor y considerando K = 2 x 10 -5 cm/seg de permeabilidad. Se solicita encontrar la pérdida por kilómetro. PROBLEMA 14: (03 puntos) Se va a proyectar un sistema de riego en la Parcialidad de Putumayo, Distrito de Acora en la Provincia de Puno. Los estudios básicos en agrología e hidrología han reportado el cálculo de la cédula básica como sigue: Mes Cédula (m3/Ha)

ENE 120

FEB 150

MAR 178

ABR 65

MAY -.-

JUN -.-

JUL 350

AGO 720

SET 1250

OCT 790

NOV 420

DIC 215

El área de riego del sistema de riego Putumayo (ubicado a16º 00' 30" latitud sur y 69º 45' 15" longitud oeste, a una altitud de 4,225 msnm, y temperatura promedio de 15ºC), es de 725 Hás y como método de riego se ha considerado a el riego por gravedad y surcos, con una jornada de riego de 12 horas. La eficiencia de aplicación de riego es de 62% y la eficiencia de conducción del 87%. Se desea diseñar el canal de derivación (rectangular) en una longitud de 56 ml y pendiente de 0.001, el canal de conducción (trapezoidal con z=0.5) en mampostería de piedra con 5680 ml con pendientes de 0.002 al 30%, 0.005 por 20%, y 0.006 en 50%. El canal de distribución (trapezoidal con z=1) de concreto, con pendiente de 0.002, en una longitud de 530 m. PROBLEMA 15: (03 puntos) Se ha desarrollado el proyecto de irrigación “MAYUHATO”, con un área bruta de riego de 1500 Has. Ubicada a 3960 msnm. Igualmente la zona de captación s e ubica a aproximadamente 3750 m. De la zona de riego, sobre el rio “Mayumayu” a 4140 msnm. El caudal de avenida es de 34.5 m3/s, en estiaje es de 0.78 m 3/s. El estudio de demandas unitarias es el siguiente: Meses Demanda (m3/Ha) Precipitación dependiente Horas de sol

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SET

OCT

NOV

DIC

120

90

45

10

0

0

680

810

1060

1250

950

620

112

92

50

40

12

7

2

18

34

60

76

87

5.8

6.2

8.5

9.1

10.1

10.5

8.7

9.8

10.5

8.4

7.5

6.5

Se ha estimado el diseño de canales de conducción por 3578 m, canal de distribución de 486 m y canales laterales cada 100 m. Por una longitud de 250 ml. Los canales de conducción y distribución son en concreto simple f’c=175 kg/cm2, los canal es laterales en tierra natural. Los caminos de mantenimiento y evacuación de productos e insumos ocupan un área de 2.5 Has. Y el sistema de drenaje un área de 0.85 Has. Se ha estimado una evaporación promedio anual de 0.000068 m3/ml/hora, una infiltración promedio en canales en tierra de 22.8 tn/ml/dia. La dotación de riego se ha establecido en 8 horas y la eficiencia de aplicación de riego 73.24%.

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