Hidrá ulicá II Aforos
Universidad Mayor De San Simón Facultad De Ciencias Y Tecnología
HIDRAUICA II !royecto De A"oros
I#T$%RA#T$S& Calvetty Michel Ricardo Iván Coaquira Baltazar Deyvi Condori Aruquipa Edzon Abdiel Menacho Araca Raul Sanchez Balderrama Ronald D'C$#T$& Ing MSc E!cobar Seleme Marco CARR$RA& Ingenier"a Civil #$uevo% F$CHA D$ $#TR$%A& &'(&)()*
C'CHA(AM(A)('I*IA
Hidrá ulicá II Aforos
I#DIC$ ) titu titulo lo + Introd Introducc ucci,n i,n ' -b.etivo -b.etivo del /royecto /royecto 0 -b.etivo E!peci1ico 2 Marco Marco te,rico te,rico 2) 2) 3und 3undam amen ento to!! 4e, 4e,ric rico! o! 2+ 2+ 5in 5ineam eamient iento! o! !obr !obre e el di!e di!e6 6o en r7gi r7gim men uni1orme y permanente 2' 2' Di!e6 Di!e6o o par para a 1lu 1lu.o .o uni1 uni1or orme me 20 20 Rugo Rugo!i !ida dad d del del cana canall 22 22 Di!e Di!e6 6o de de un un can cana al 28 28 Rend Rendim imie ient nto o de un un cana canall 2* 2* A!pe A!pecto cto!! con!t con!tru ruct ctivo ivo!! de un cana canall 29 29 A!pe A!pect cto! o! econ econ,m ,mic ico! o! 8 De!arrollo * Conc Conclu lu!i !ion one! e! 9 Ane: Ane:o o I Cálc Cálcul ulo! o! ; Ane: Ane:o o II /la /lano no!! y dibu dibu.o .o!! )& Ane:o III C,mputo! m7trico! co! y co!to de un tramo de)&&m de un canal natural )) Ane:o I< I< 1otogra1"a!
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+,
TITU'
!R'Y$CT' D$ AF'R' $# CA#A ARTIFICIA Y #ATURA
I#TR'DUCCI.# -, El hombre de!de !iempre ha tratado de !olucionar di1erente! tipo! de problema! que la! !ociedade! han demandado= uno de ello!= 1ue lo! de!borde de lo! r"o! oca!ionando di1erente! tipo! de da6o! a lo! pobladore! ya !ea en !u vivienda= cultivo! y camino! etc El de!borde de un rio e! un problema ba!tante complicado de !olucionarlo= ya que el cauce del rio e! muy impredecibl impredecible e -tra demanda demanda de la !ociedad 1ue tra!ladar tra!ladar una de la! !u!tancia! má! importante! que el hombre nece!ita > $ A%UA?= e!te vital l"quido e! indi!pen!able para la !ub!i!tencia de toda! la! per!ona! y ademá! e! uno de lo! componente! 1undamentale! del de!arrollo de la! mi!ma!= lo! primero! ingeniero! tuvi tuviero eron n que que enco encont ntrar rar una una 1orm 1orma a de llev llevar ar el l"qu l"quid ido o vita vitall lo má! má! cerca cerca de !u! !u! !embrad"o!= para poder aliviar en gran medida el inmen!o problema del riego de !u! cultivo!= y la! demá! utilidade! que e!ta brinda= de todo e!to emergen lo! canale! de tran!porte de agua= e!ta gran idea con el pa!o del tiempo !e ha adoptado para diver!a! 1unci uncion one! e! com como por por e.em e.empl plo o evac evacua uarr el e:ce e:ce!o !o de agua agua gene genera rado do por por la! la! lluvia!#canaleta!%=ya que !e utilizan para direccionar 1lu.o! 5a determinaci,n determinaci,n de la cantidad de agua que lleva un canal o un cur!o de agua !e llama a1oro y e! importante para diver!o! 1ine! 5a medici,n de caudale! e! de gran utilidad en la toma de deci!ione! durante la admini!traci,n de lo! recur!o! hidráulico!= en la e.ecuci,n de programa! de riego y en div diver er!!a! actividade! actividade! relacionada! relacionada! con el mane.o del agua= entre e!ta! @ltima! @ltima ! !e ! e men ciona la! !iguien !iguiente te! ! Control de la calidad de agua de riego entregada a cada u!uario en un di!trito de riego Detecci,n de problema! potenciale! en el 1uncionamiento de una bomba o en la operaci,n de un !i!tema de riego Regi!t !tro ro cont contin inuo uo de lo! lo! abat abatim imie ient nto! o! de un acu" acu"1e 1ero ro a 1in 1in regu regula larr la! la! Regi e:traccione!= e!pecialmente donde tal recur!o e! limitado Dete Determ rmin inaci aci,n ,n de la! la! p7rd p7rdid ida! a! de agua= agua= por por cond conduc ucci ci,n ,n en la! la! rede rede!! de di!tri di!tribuci buci,n ,n y evaluac evaluaci,n i,n de la 1actib 1actibili ilidad dad del reve!ti reve!timie miento nto en acequia acequia!! y canale! de tierra Calibr brac aci,n i,n de e!tr e!truct uctur ura! a! de a1or a1oro o y dete determ rmin inac aci, i,n n de lo! lo! coe1 coe1ic icie ient nte! e! Cali emp"rico! para !u ecuaci,n de de!carga En!ayo! con turbina! para 1ine! hidroel7ctrico! y de modelaci,n
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Determinaci,n de lo! e!currimiento! pluviale! y magnitud de la! creciente! en corriente! naturale! /rue /rueba ba!! de perm permea eabi bililida dad d en acu" acu"1e 1ero ro!= != para para dete determ rmin inac aci, i,n n de la producci,n e!pec"1ica y evaluaci,n de la 1actibilidad de la recarga arti1icial Medici,n de la capacidad de un !i!tema de drene!= en lugare! con nivel 1reático elevado En re!umen el régimen régimen de caudales caudales e! un dato bá!ico= indi!pen!able= para todo! lo! di!e6 di!e6o! o! hidrá hidrául ulic ico! o! y para para much mucha! a! obra! obra! civi civile le!! en lo! lo! que ello ello!! !on !on parte parte impor mporta tant nte e com como la! carr carret eter era! a!== puen puente te!= != acue acuedu duct cto! o!== pre! pre!a! a!== in!t in!tal alac acio ione ne!! hidroel7ctrica!= obra! de riego= de1en!acontra inundacione!= etc En pa"!e! como el nue!tro la! e!tacione! de a1oro de caudale! !onine:i!tente! en mucho! !itio!= lo que ha obligado a recurrir a m7todo! apro:imado! para lae!timaci,n de lo! caudale! de di!e6o Sin embargo .amá! debe olvidar!e que ning@n m7todo por bueno que !ea reemplaza la medida directa de la variable Se de1ine a1oro o hidrometr"a como la determinaci,n del volumen de agua que 1luye por un !itio en un determinado tiempo El a1oro !e puede determinar por m7todo! qu"mico! o por m7todo m7todo!! hidrául hidráulico! ico!== !iendo !iendo e!te e!te @ltimo @ltimo el má! preci!o preci!o El a1oro a1oro hidrául hidráulico ico con!i!te en medir con un corrent,metro la velocidad de la corriente en di1erente! punto! de la !ecci,n tran!ver!al y de1inir para cada medida !u área de in1luencia 4ambi7n puede !er de1inido como la medida de la cantidad de agua de una corriente por unidad de tiempo
/0u1 es el caudal de agua2
/0u1 es el a"oro de caudales2 Con.unto de m7todo! para determinar el caudal en un cur!o de agua para un nivel ob!ervado
/0u1 es el m1todo de A"oros 3or Flotadores2 El m7todo de a1oro por 1lotadore!= e! un m7todo de campo= !encillo y rápido para e!timar el caudal de agua que pa!a en una !ecci,n tran!ver!al del r"o Con e!te m7todo !e calcula la! velocidade! !uper1iciale! de la corriente de un canal o r"o= utilizando materiale! !encillo! #1lotadore!% que !e puedan vi!ualizar y cuya recuperaci,n no !ea nece!aria
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E!te m7todo deber"a !er utilizado en 1orma provi!ional ha!ta que !e adquiera o !e utilice el corrent,metro
/Cu4l es el "undamento de este m1todo2
E!te E!te m7to m7todo do !e 1und 1undam amen enta ta en que que lo! lo! ob.e ob.eto to!! !e muev mueven en a la mi!m mi!ma a velocidad que el agua= en la cual 1lotan= por con!iguiente medir la velocidad del ob.eto 1lotante e! medir la de la l"nea de 1lu.o en la cual !e mueven
E!te m7todo no deberá !er empleado cuando !e tema que la medida podr"a !er a1ectada por el viento /Cu4ndo se 3uede a3licar este m1todo2
Cuando no !e cuente con un corrent,metro o equipo! de a1oro En periodo de má:ima! avenida! o crecida! de lo! r"o! y peligra el equipo de corrent,metro Cuando e:i!te peligro para ingre!ar al agua el -b!ervador hidrol,gico Cuan Cuando do lo! lo! nive nivele le!! de agua agua !on !on muy muy ba.o ba.o!! y no perm permitite e medi medirr con con el corrent,metro Cuando e:i!ten alga! o !edimento! que impide que !e haga medicione! con el corrent,metro Cuando !e de!ea conocer el caudal de la corriente en 1orma apro:imada !in tener que recurrir a la con!trucci,n de una e!taci,n hidrom7trica co!to!a
/Cu4les son las venta5as y desventa5as de este m1todo2 *$#TA6AS
Miden directamente la velocidad !uper1icial $o le! a1ecta lo! acarreo! de material Su co!to e! peque6o o nulo
D$S*$#TA6AS
Impreci!i,n= debido a que miden la velocidad !uper1icial Impo!ibilidad de controlar !u trayectoria= !obre todo en r"o! amaz,nico! Di1icultad de utilizarlo! cerca de la! márgene!
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generalmente de 1orma muy irregular irregular y a sección transversal de un canal natural e! generalmente varia de un lugar a otro= de!de apro:imadamente una parábola ha!ta apro:imadamente un trapecio
a medición de la velocidad& la !ecci,n tran!ver!al del canal !e divide en 1ran.a! vertical verticale! e! por medio medio de un n@mero n@mero de verticale verticale!! !uce!iv !uce!iva! a! y la! velocidade! velocidade! media! en la! verticale! verticale! !e determi determinan nan midiend midiendo o la! velocidade! velocidade! a &8 de la pro1undi pro1undidad dad en cada vertical o tomándola! verticale! verticale! promedio a &+ ya &9 de la pro1undidad cuando !e requieren re!ultado! má! con1iable! $stados de Flu5o El e!tado o comportamiento del 1lu.o en canale! abiert abierto! o! e!tá e!tá gobern gobernado ado bá!ica bá!icamen mentep tepor or lo! e1ecto! de vi!co!idad y gravedad en relaci,n con la! 1uerza! inerciale! del 1lu.o $"ecto de *iscosidad El 1lu.o puede !er laminar= turbulento o tran!icional !eg@n el e1ecto de la vi!co!idad en relaci,n con la inercia
Flu5o aminar El 1lu.o e! laminar !i la! 1uerza! vi!co!a! !on muy 1uerte! en relaci,n con la! la! 1uer 1uerza za!! iner inerci cial ale! e!== de tal tal mane manera ra que que la vi!c vi!co! o!id idad ad .ueg .uega a un pape papell importante importante en determinar determinar el comportamient comportamiento o del 1lu.o En el 1lu.o laminar laminar= la! part"cu part"cula! la! de agua agua !e mueven en trayect trayectori oria! a! !uave! !uave! de1inida de1inida!! o l"nea! l"nea! de corriente= y la! capa! de 1luido con e!pe!or in1inite!imal parecen de!lizar!e !obre !obre capa! capa! adyacent adyacente!= e!= e! decir decir= el movimie movimiento nto de la! part"cul part"cula! a! del 1luido !e produce !iguien !iguiendo do trayect trayectoria oria!! ba!tant ba!tante e regulare regulare!= != !eparada! !eparada! y per1ectamente per1ectamente de1inida! dando dando la impre!i,n impre!i,n de que !e tratara tratara de lámina! lámina! o capa! má! o meno! paralela! entre !"= la! cuale! !e de!lizan !uavemente una! !obre otra!= !in que e:i!ta mezcla macro!c,pica o intercambio tran!ver!al entre ella!
Flu5o tur7ulento E!te tipo de 1lu.o e! el que má! !e pre!enta en la práctica de ingenier"a El 1lu.o e! turbulento !i la! 1uerza! vi!co!a! !on d7bile! en relaci,n con la! 1uerza! iner inerci cial ale! e! En 1lu. 1lu.o o turb turbul ulen ento to== la! la! part part"c "cul ula! a! del del agua agua !e muev mueven en en
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trayectoria! irregulare!= que no !on !uave! ni 1i.a!= pero que en con.unto todav"a repre!entan el movimiento hacia adelante de la corriente entera
FACT'R$S 0U$ HAC$# 0U$ U# FU6' S$ T'R#$ TUR(U$#T'& 5a alta rugo!idad !uper1icial de la !uper1icie de contacto con el 1lu.o= !obre todo cerca del borde de ataque y a alta! velocidade!= irrumpe en la zona laminar de 1lu.o y lo vuelve turbulento Alta tur turbu bule lenc ncia ia en en el 1lu 1lu.o .o de de entr entrad ada a En En part partic icul ular ar par para a prue prueba ba!! en t@ne t@nele le!! de Alta viento= hace que lo! re!ultado! nunca !ean iguale! entre do! t@nele! di1erente! radiente! de pre!i,n adver!o! como lo! que !e generan en cuerpo! grue!o!= penetran por atrá! el 1lu.o y a medida que !e de!plazan hacia delante lo arrancan Calentamiento de la !uper1icie por el 1luido= a!ociado y derivado del concepto de entrop"a= !i la !uper1icie de contacto e!tá muy caliente= tran!mitirá e!a energ"a al 1luido y !i e!ta tran!1erencia e! lo !u1icientemente grande !e pa!ará a 1lu.o turbulento Entre lo! e!tado! de 1lu.o laminar y turbulento e:i!te un e!tado mi:to o tran!icional El e1ecto de la vi!co!idad en relaci,n con la inercia puede repre!entar!e mediante eln@mero de Reynold!=!i !e u!a como longitud caracter"!tica el radio hidráulico= el n@mero deReynold! e!
ℜ=
4 v Rh
υ
ℜ=
4 Q Rh
υA
DONDE : v =velo veloci cidad dad medi media a del del fluj flujo o , en m/ s Rh=radi radio o hidr hidrau auli lico co , en m
υ =viscosi viscosidad dad cinemáti cinemática cadel del agua agua ,en m ² / s A = areamojada,enm ² Q = caudalque pasa porlaseccion ( A ) ,enm / s 3
Flujo laminar ℜ< 2000
Flujoturulento ℜ > 4000 Flujo de transici!n 2000 < ℜ <4000 El r"gimen de flujo en canales es usualmente turulento# turulento #
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El n@mero n@mero de Reynol Reynold! d! e! un parám parámet etro ro adim adimen! en!io ional nal cuyo cuyo valor valor e! id7n id7ntitico co independiente independientemente mente del !i!tema !i!tema de unidade!= !iempre y cuando la! unidade! utilizada! !ean con!i!tente! $F$CT' D$ A %RA*$DAD %RA*$DAD El e1ecto de la gravedad !obre el e!tado de 1lu.o !e repre!enta por la relaci,n entre la! 1uerza! inerciale! y la! 1uerza! gravitacionale! E!ta relaci,n e!tá dada por el n@mero de 3roude= de1inido como F r = F r =
v √ g D Q A √ g D DONDE : F r = n$mer n$mero o de Froud Froudee v =velo veloci cidad dad medi media a delflujo delflujo , enm / s g= aceler aceleraci aci!n !n de la graved gravedad ad , 9.81 m / s ² D= profundida profundidad d hidráulica hidráulica o tirantemedio , en m A = áreahidrá áreahidráuli ulica ca , en m ² Q = caudalque pasa porlaseccion ( A ) ,enm / s 3
En el 1lu. 1lu.o o en canal canale! e! abiert abierto!= o!= la longit longitud ud caract caracter" er"!t !tica ica !e hace hace igual igual a la pro1undidad hidráulica >D?= la cual e!tá de1inida como el área de la !ecci,n tran!ver!al del agua perpendicular a la direcci,n del 1lu.o en el canal dividido por el ancho de la !uper1icie libre En relaci,n con el e1ecto de la gravedad= el 1lu.o puede !er cr"tico= !ubcr"tico y !upercr"tico Entonce!= por el n@mero de 3roude= el 1lu.o puede !er %i F r < 1 Flujo sucr&tico sucr&tico %i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
R$%8M$#$S D$ FU6' En un canal abierto el e1ecto combinado de la vi!co!idad y de la gravedad puede producir cualqu cualquier iera a de cuatro cuatro reg"mene! de 1lu.o= 1lu .o= lo! l o! cuale! c uale! !on %ucr&tico −lami laminar nar , cuand cuando o Fr es menorque menorque la unida unidad d ' ℜ está está en elrangolami elrangolaminar nar #
%uper %upercr cr&ti &tico co ( lamin laminar ar , cuand cuando o Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %upe %uperrcr&ti cr&tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fr es ma'orque ma'orque launidad launidad ' ℜ está está enel rang rango o turu turule lento nto # %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres Fr es menor menor quela unid unidad ad ' ℜ está está enel rango rango turul turulen ento# to#
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5a relaci,n pro1undidad velocidad para lo! cuatro reg"mene! de 1lu.o en un canal abierto ancho puede ilu!trar!e mediante una grá1ica logar"tmica
M9T'D'S !ARA $ AF'R' D$ CAUDA$S Cuando el agua !e obtiene de dique!= r"o!= canale! y acequia!= pueden utilizar!e verted vertedero ero!= != canale canaleta! ta!== ori1ic ori1icio! io!== moline molinete! te!== 1lota 1lotadore dore!= != colora colorante nte!! y !ale! !ale! para para a1orar a1orarla la Sin Sin embargo= cuando el agua e! conducida conducida por tuber"a! la! medicione! pueden hacer!e con ventur"m ventur"metro etro!= != ori1ic ori1icio!= io!= medidore medidore!! de h7lice h7lice== tubo! tubo! de /itot= /itot= tubo cali1ornia= boquilla!= bo quilla!= tubo ra!urado y medidore! medidore! electromagn7tic electromagn7tico! o! 5o! m7todo! gravim7trico! y volum7trico! de a1oro directo= que con!i!ten en tomar eltiempo de llenado de un recipiente de volumen conocido= !e utilizan en la medici,n depeque6o! caudale! /or /or !u part parte= e= la! la! medi medici cion one! e! del del e!cu e!curr rriimient iento o pluvi luvial al y del del 1lu. 1lu.o o de agua agua!! !ubter !ubterráne ránea!= a!=!on !on di1"ci di1"cile! le! de realiza realizarr con preci!i preci!i,n= ,n= por lo cual cual !e u!an m7todo m7todo!! apro:imativo! que incluyentrazadore! qu"mico! y radioactivo!
CASIFICACI.# D$ 'S M9T'D'S D$ AF'R' En general= lo! m7todo! para medir un caudal de agua !e pueden cla!i1icar en tre!grupo!= lo! mi!mo! que !e pre!entan a continuaci,n a!" como la! modalidade! empleada! encada uno a% MF4-D F4-D-S -S DE A3A3-R- DIRE DIREC4 C4b% A 3 - R - < - 5 G M F 4 R I C c% A3 - R - R A< I M F4 R I C d% A3-R3-R- HGMI GMICC- - DE DE5 4RAJA RAJADD-R R e% MF4-D F4-D-S -S DE KRE KREA A L
;,
'(6$TI*' D$ !R'Y$CT'
Det Determ erminar inar lo! lo! pará parám metro etro!! hidr hidráu áullico! ico!== cond condic icio ione ne!! geog geográ rá1i 1ica ca!= != aprovechamiento del Rio hora= M7todo de a1oro a u!ar !erá del 3lotador
Conocer el grado de e1iciencia en la medici,n del caudal en un rio natural y un canal
4ener conocimiento práctico de a1orar de lo! di!tinto! conductore! de agua
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<,
'(6$TI*' $S!$CIFIC'
Determinar lo! parámetro! hidráulico! del rio en condici,n normal y cr"tico
Determinar el Caudal que e!curre por el Rio
4ener conocimiento del cálculo de medida del caudal
=,
MARC' T$'RIC'
=,+, Fundamentos Teóricos $cuacion de Manning En )99; el Ingeniero Irland7! Robert Manning pre!ent, una ecuaci,n= la cual !e modi1ic, má! adelante ha!ta llegar a !u bien conocida 1orma actual 5a ecuaci,n de Mann anning ing e! el re!u re!ult ltad ado o del proc proce! e!o o de un a.u! a.u!tte de curv curva! a!== y por por tant tanto o e! completamente emp"rica en !u naturaleza En la! aplicacione! de la ecuaci,n de Mann Mannin ing= g= e! e!en e!enci cial al que que el !i!t !i!tem ema a de unid unidad ade! e! que que e!tá e!tá !ien !iendo do u!ad u!ado o !ea !ea identi1icado y que !e emplee el coe1iciente apropiado
Formula de Manning 5a "órmula de Manning e! una evoluci,n de la 1,rmula de Ch7zy para Ch7zy para el cálculo de la velocidad del agua agua en en canale! abierto! y abierto! y tuber"a!= propue!ta por el ingeniero irland7! Robert Manning= Manning= en )99; 1
2 3
1 2
v = Rh % o n DONDE : v =veloc velocid idad ad media, media, enm enm / s n= coefic coeficien iente te de rugosi rugosidad dad de)anni de)anning ng # R=radio radio hidrá hidráuli ulico co , enm enm #
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% = pendiente de la l&nea de energ&a, energ&a , enm/ m #
Combinando la 1,rmula de Manning y la ecuaci,n de la continuidad= la e:pre!i,n para el cálculo del caudal en unidade! del !i!tema m7trico e! la!iguiente Determinación del coe"iciente de rugosidad de Manning Aplicando la 1,rmula Manning= la má! grande di1icultad re!ide en la determinaci,n del coe1iciente de rugo!idad n pue! no hay un m7todo e:acto de !eleccionar un valor n /ara ingeniero! veterano!= e!to !igni1ica el e.ercicio de un pro1undo .uicio de ingenier"a y e:pe e:peri rienc encia ia para para nova novato to!= != pued puede e !er !er no má! má! de una una adiv adivin inan anza za== y di1e di1ere rent nte! e! individuo! obtendrán re!ultado! di1erente! 5a !iguiente tabla mue!tra mue!tra valore! del coe1iciente coe1iciente de rugo!idad rugo!idad de Manning Manning teniendo en cuenta la! caracter"!tica! del cauce
D$SCRI!CI'#
C'$FICI$#T$ D$ MA##I#%
CU#$TAS Y CA#A$S SI# R$*$STIR En tierra ordinaria= !uper1icie uni1orme y li!a
&=&+&&=&+2
En tierra ordinaria= !uper1icie irregular
&=&+2&=&'2
En tierra con ligera vegetaci,n
&=&'2&=&02
En tierra con vegetaci,n e!pe!a
&=&0&&=&2&
En tierra e:cavada mecánicamente
&=&+9&=&''
En roca= !uper1icie uni1orme y li!a
&=&'&&=&'2
En roca= !uper1icie con ari!ta! e irregularidade!
&=&'2&=&02
CU#$TAS Y CA#A$S R$*$STID'S Hormigón
>?>+;)>?>+@
Normig,n reve!tido con gunita
&=&)8&=&++
Encachado
&=&+&&=&'&
/arede! de hormig,n= 1ondo de grava
&=&)*&=&+&
/arede! encachada!= 1ondo de grava
&=&+'&=&''
Reve!timiento bitumino!o
&=&)'&=&)8
C'RRI$#T$S #ATURA$S 5imp 5impia ia!= != oril orilla la!! recta recta!= != 1ondo 1ondo uni1 uni1orm orme= e= altu altura ra de lámina de agua !u1iciente 5imp 5impia ia!= != oril orilla la!! recta recta!= != 1ond 1ondo o uni1 uni1or orme me== altu altura ra de lámina de agua !u1iciente= algo de vegetaci,n
&=&+*&=&'' &=&''&=&0&
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5impia!= meandro!= embal!e! y remolino! de poca importancia 5enta!= con embal!e! pro1undo! y canale! rami1icado! 5enta!= con embal!e! pro1undo! y canale! rami1icado!= vegetaci,n den!a
&=&'2&=&2& &=&8&&=&9& &=)&&&=+&&
Rugosas? corrientes en terreno rocoso de montaa
>?>=>)>?>B>
Krea! de inundaci,n adyacente! al canal ordinario
&=&'&&=+&&
!ar4metros geom1tricos
!R'FU#DIDAD D$ FU6'? CAAD' ' TIRA#T$ HIDRAUIC' 5a pro1undid pro1undidad ad del 1lu.o 1lu.o ( ' ) e! la di!tancia di!tancia vertical vertical del punto má! ba.o de la !ecci,n !ecci,n del canal a la !uper1icie libre
A#CH' SU!$RI'R El ancho !uper1icial ( * ) e! el ancho de la !ecci,n del canal en la !uper1icie libre * =
R$A M'6ADA El área mo.ada ( A ) e! el área de la !ecci,n tran!ver!al del 1lu.o normal a la direcci,n
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del 1lu.o A = ∗ '
!$ R8M$ TR' M'6 AD' El per"metro mo.ado ( + ) e! la longitu longitud d de la l"nea l"nea de la inter!ecci inter!ecci,n ,n de la !uper1ici !uper1icie e mo.ada del canal con la !ecci,n tran!ver!al normal ala direcci,ndel1lu.o += + 2 '
RADI' HIDRUIC' El radio hidráulico ( R ) e! la relaci,n relaci,n entre entre el área mo.ada mo.ada y el per"metro per"metro mo.ado !e e:pre!a como Rh=
A +
Rh=
∗ ' + 2 '
!R'FU#DIDAD HIDRUI CA CA 5a pro1undidad hidráulica #D% e! la relaci,n relaci,n del área mo.ada con el ancho !uperior !e e:pre!a como D=
A *
D= '
=, =,--
I#$ I#$AM AMI$ I$#T #T' ' S'(R$ S'(R$ $ DIS DIS$ $' ' R$# R$% R$%IM IM$# $# U#IF U#IF'R 'RM$ M$ Y !$RMA#$#T$
E! el 1lu.o que !e da en un canal recto= con !ecci,n y pendiente con!tante= a una di!tancia con!iderable #+& a '& vece! la pro1undidad del agua en el canal% de un
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punto !ingular= e! decir un punto donde hay una mudanza de !ecci,n tran!ver!al ya !ea de 1orma o de rugosidad= un cambio de pendiente o una variaci,n en el caudal En el tramo con!iderado= la! 1uncione! arriba mencionada! a!umen la 1orma
* E " vG: E Constante 0 E " G: E Constante E " G: E Constante
Gn 1lu.o per erm manente e! aquel en el que la! 3ro3i 3ro3iedades edades "lui "luidas das permanecen con!tante! en el tiempo= aunque pueden no !er con!tante! en el e!pacio 5a! caracter"!tica! del 1lu.o= como !on
* E " vG: 0 E " G: E " G: =,;
DIS$' !ARA FU6' U#IF'RM$
5o! canale! arti1iciale! a !u vez !e pueden cla!i1icar en no ero!ionable! #canale! reve!tido!% reve!tido!% y ero!ionable! ero!ionable! #canale! #canale! de tierra% tierra% Ademá!= Ademá!= dependiendo dependiendo de la topogra1"a= topogra1"a= del tipo de !uelo y de la! velocidade! de 1lu.o= lo! canale! pueden !er e:cavado! o reve!tido! En realidad el 1lu.o que circula por un canal abierto e! ca!i !iempre 1lu.o $o uni1orme y $o permanente= !in embargo !olucionar la! ecuacione! que rigen e!te tipo de comportamiento del 1lu.o e! poco practico y a no !er en ca!o! e!peciale! para el di!e6o de canale! !e emplean 1,rmula! emp"rica! para 1lu.o uni1orme= que proporcionan una apro:imaci,n !u1iciente y @til para el di!e6o
5a mayo ayor"a r"a de lo! cana anale! termi rminado! y con!tr !truid uido! puede eden re!i e!i!tir la ero!i,n !ati!1actoriamente y !e con!ideran entonce! entonce! no ero!ionable! 5o! canale! !in term termin inac aci, i,n n !on !on gene genera ralm lmen ente te ero! ero!io iona nabl ble! e!== e:ce e:cept pto o aque aquellllo! o! e:ca e:cava vado do!! en 1undacione! 1undacione! 1irme! tale! como un lecho roco!o Al di!e6ar canale! no ero!ionable! ero!ionable!== tale! 1actore! como la má:ima velocidad permitida y la 1uerza atractiva permitida no !on
Hidrá ulicá II Aforos
lo! criterio! con!iderado! El di!e6ador !implemente calcula la! dimen!ione! del canal con una 1,rmula de 1lu.o uni1 uni1or orme me y ento entonc nce! e! decid decide e la! la! dime dimen!i n!ion one! e! 1ina 1inale le!! !obre !obre la ba!e ba!e de e1ic e1icie ienc ncia ia hidráulica= o regla! emp"rica! de la me.or !ecci,n= practicabilidad y econom"a 5o! 1actore! 1actore! a !er con!iderado! con!iderado! en el di!e6o !on la cla!e de material que 1orma el cuerpo del canal= el cual determina el coe1iciente de rugo!idad la velocidad m"nima permitida= evitar evitar dep,!ito! !i el agua lleva limo o de!perdicio! de!perdicio! la pendiente pendiente del 1ondo del canal y la! pendiente! laterale! la altura libre y la !ecci,n má! e1iciente= !ea determinada hidráulicamente o emp"ricamente 5o! canale canale!! reve!ti reve!tido! do! permite permiten n veloci velocidade dade!! alta!= alta!= di!min di!minuye uyen n la! 1iltra 1iltracio cione! ne! y requieren de !eccione! tran!ver!ale! má! reducida! que otro tipo de canale! como lo! e:cavado! etc Sin embargo= !u co!to y !u duraci,n dependen de la calidad del reve!timiento y del mane.o adecuado que !e le d7 a la! agua! !ub !uper1iciale! 5o! materi materiale ale!! de reve!ti reve!timie miento nto pueden pueden !er arcill arcilla= a= !ueloc !ueloceme emento nto== ladril ladrillo= lo= lo!a! lo!a! de concreto !imple o re1orzado= piedra pegada= etc ,
Material no erosiona7le y su terminación, 5o! materiale! no ero!ionable! u!ado! para 1ormar la terminaci,n de un canal y el cuerpo de un canal con!truido incluyen hormig,n= piedra traba.ada= acero= 1undici,n= madera= vidrio= plá!tico= etc etc 5a !elecci,n del material depende principalmente de la di!ponibilidad y co!to del material= del m7todo de con!trucci,n y del prop,!ito para el cual va a !er u!ado el canal El prop,!ito de terminar o revocar un canal e! en la mayor parte de lo! ca!o! para preve prevenir nir la ero!i ero!i,n= ,n= pero pero oca! oca!io iona nalm lmen ente te puede puede !er para para checa checarr la! la! perdi perdida da!! de 1iltra 1iltraci, ci,n n En canale! canale! termin terminado ado!= != la má:ima má:ima veloci velocidad dad permiti permitida= da= por e.empl e.emplo= o= el má:imo que no cau!ara ero!i,n= puede !er ignorado= provi!to que el agua no lleva arena= gravilla= o piedra!
a velocidad mínima 3ermitida, 5a velocidad m"nima permitida= o la velocidad no depo!itante= e! la má! ba.a velocidad que no iniciara !edimentaci,n y no inducirá el crecimiento crecimiento de planta! planta! acuática! acuática! y mu!go E!ta velocidad velocidad e! muy incierta incierta y !u valor e:acto no puede !er 1ácilmente determinado /ara el agua que no lleva carga de limo o para el 1lu.o !in limo= e!te 1actor tiene poca !igni1icaci,n e:cepto por !u e1ecto !obre el crecimiento de la! planta! planta! eneralmente hablando= una velocidad velocidad media de + a ' 1p(! prevendrá prevendrá un crecimiento crecimiento de vegetaci,n que di!minuirá di!minuirá !eriamente la capacidad de arra!tre del canal pendie ient nte e longi ongittudi udinal nal del 1ondo ondo de un canal anal e!ta e!ta !end !endie ient ntee del del ca cana nal, l, 5a pend
Hidrá ulicá II Aforos
gobernada generalmente por la topogra1"a y la carga de energ"a requerida para el 1lu.o de agua En mucho! ca!o!= la pendiente puede depender tambi7n del prop,!ito del canal /or e.emplo= lo! canale! utilizado! para prop,!ito! de di!tribuci,n de agua= tale! tale! como lo! u!ado! en irrigaci,n= !umini!tro de agua= e:cavaci,n hidráulica= y proyecto! de hidropotencia= requieren un nivel alto en el punto de entrega entonce!= una peque6a pend pendie ient nte e e! de!e de!eab able le con con el ob.e ob.eto to de mant manten ener er a un m"ni m"nimo mo la perd perdid ida a en elevaci,n elevaci,n 5a! pendiente! pendiente! laterale! de un canal dependen dependen principalmente principalmente de la cla!e de material el cuadro ) da una idea general de la! pendiente! acon!e.able! para !u u!o con varia! cla!e! de materiale! /ara /ara mate materi rial al ero!i ero!iona onabl ble= e= !in !in embar embargo= go= una una dete determ rmin inac aci, i,n n má! má! !egur !egura a de la! la! pendiente! debiera !er controlada contra el criterio de velocidad má:ima permitida o por el prin princi cipi pio o de 1uer 1uerza za trac tractitiva va -tro! -tro! 1act 1actore ore!! a !er con!i con!ider derad ado! o! al dete determ rmin inar ar pendiente! pendiente! !on lo! m7todo! de con!trucci,n= con!trucci,n= la condici,n condici,n de la! perdida! de 1iltraci,n= 1iltraci,n= camb cambio io!! clim climát átic ico! o!== tama6 ama6o o del del can canal= al= etc etc ener eneral alm mente ente la! pend pendie ient nte! e! late latera rale le!! debe deber" r"an an !er !er hech hecha! a! tan tan empi empina nada! da! como como pract practic icab able le!! y deber deber"a "an n !er !er di!e6ada! di!e6ada! para una alta e1iciencia e1iciencia hidráulica hidráulica y e!tabilidad e!tabilidad /ara canale! reve!tido!= reve!tido!= el GS GS Burea Bureau u o1 Recla Reclama matition on ha e!ta e!tado do con!i con!ider deran ando do la e!tan e!tandar dariz izac aci, i,n n con una una pend pendie ient nte e de )2 )2) ) para para lo! lo! tama tama6o! 6o! u!ual u!uale! e! de cana canale le! ! Gna Gna venta venta.a .a de e!ta e!ta pendiente pendiente e! la que e! !u1icientemente !u1icientemente plana para permitir permitir el u!o practico de ca!i todo tipo de reve!timien reve!timiento to o tratamiento! tratamiento! de terminaci,n terminaci,n ahora o en el 1uturo anticipado anticipado por el Bureau
altura libre de un canal e! la di!tancia vertical de!de la parte !uperior Altura li7re, 5a altura del canal a la !uper1icie del agua en la condici,n de di!e6o E!ta di!tancia deber"a !er !u1iciente para prevenir que la! ola! o 1luctuacione! en la !uper1icie del agua de!borde lo! lado! E!te 1actor !e hace importante importante particularmente particularmente en 7l di!e6o di!e6o de canaleta! elevada!= ya que la !ube!tructura de la canaleta puede !er da6ada por cualquier de!borde
$o e:i!te una regla aceptada univer!almente para la determinaci,n de la altura libre= ya que la acci,n de la ola o de la 1luctuaci,n de la !uper1icie del agua en un canal puede uede !er !er crea creada da por por mucha ucha!! cau! cau!a! a! incon nconttrola rolabl ble! e! -la! -la! pron pronun unci ciad ada! a! y 1luct luctua uaci cion one! e! de la !uper uper11ici icie del del agua agua !on !on gene genera rallment mente e e!pe e!pera rada da!! en canale! donde la velocidad e! tan alta y la pendiente tan pronunciada que el 1lu.o !e hace muy ine!table= o en curva! donde la alta velocidad y un ángulo de in1le:i,n grande puede cau!ar apreciable !obre elevada !uper1icie del agua en el lado conve:o de una curva= o en canale! donde la velocidad del 1lu.o !e apro:ima al e!tado critico al cual el agua puede 1luir 1luir a pro1undidade! pro1undidade! alterna! alterna! y a!" !altar de un nivel nivel ba.o a un
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nivel alto a la menor ob!trucci,n -tra! cau!a! naturale! tale! como 7l movimiento del del vient viento o o acci, acci,n n de la mare marea a puede pueden n tamb tambi7 i7n n indu induci cirr ola! ola! alta alta!! y requi requier eren en con!ideraci,n e!pecial en el di!e6o 5a altura libre en un canal !in reve!tir reve!tir o lateral= lateral= normalmente normalmente !erá gobernada gobernada por la! con!ideracione! de tama6o del canal y ubicaci,n= el 1lu.o entrante de agua! de lluvia= y 1luc 1luctu tuac acio ione ne!! del del nive nivell del del agua agua cau! cau!ad ada! a! por por cont contro role le!= != acci acci,n ,n del del vien viento to== caracter"!tica! del !uelo= gradiente de percolaci,n= requerimiento! de operaci,n de camino! y di!ponibilidad del material e:cavado De acuerdo a la GS Bureau o1 Reclam Reclamati ation on = el rango rango apro:im apro:imado ado de altura! altura! libre! libre! 1recue 1recuente ntemen mente te utiliz utilizado ado !e e:tiende de!de ) 1t para laterale! peque6o! con pro1undidade! ba.a! ha!ta 0 1t en canale! de '&&& c1! o má! capacidad con pro1undidade! de agua relativamente gran grande! de! El Bure Bureau au recom recomie iend nda a que que e!ti e!tima mado do!! prel prelim imin inar are! e! de la altu altura ra libre libre requ requer erid ido! o! ba.o ba.o cond condic icion ione! e! ordi ordina nari ria! a! !ean !ean hech hecho! o! de acuer acuerdo do a la !igu !iguie ient nte e 1ormula
F E Cy :+JDonde F e! la altura libre en 1t= y e! e! la pro1undidad del agua en el canal en 1t= y C e! un coe1iciente variando de!de )2 para una capacidad del canal de +& c1! ha!ta +2 para una capacidad del canal de '&&& c1! o má! /ara canale! reve!tido! o laterale!= la altura del reve!timiento !obre la !uper1icie del agua dependerá dependerá de un numero de 1actore! tama6o tama6o del canal= velocidad velocidad del agua= curvatura del alineamiento= condici,n de lo! a1luente! de agua de lluvia o drena.e!= 1luc 1luctu tuaci acion one! e! en el nive nivell de agua agua debi debido do a la oper operaci aci,n ,n de la! la! e!truc e!tructu tura ra!! de regulaci,n del 1lu.o= y acci,n del viento
a me5or sección idr4ulica, E! conocido que el tran!porte de la !ecci,n de un canal aumenta con el aumento en el radio hidráulico o con la di!minuci,n en el per"metro mo.ado De!de un punto de vi!ta hidráulico= entonce!= la la !ecci,n del canal teniendo el menor per"metro mo.ado para una área dada tiene el tran!porte má:imo hidráulica El !emic"rculo tiene el tal !ecci,n e! conocida como la mejor sección hidráulica menor per"metro per"metro entre toda! la! !eccione! !eccione! con la mi!ma área de aqu" entonce! entonce! que e! la má! e1iciente hidráulicamente de toda! la! !eccione!
5o! elemento! geom7trico! de la! !ei! me.ore! !eccione! hidráulica! !e han agrupado en el cuadro pero e!ta! !eccione! !eccione! puede que no !iempre !iempre !ean practica! practica! debido a la! di1icultade! en la con!trucci,n y en el u!o del material De!de un punto de vi!ta
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practico= practico= debiera de!tacar!e de!tacar!e que una me.or !ecci,n hidráulica hidráulica e! la !ecci,n que da la m"nima área para una de!carga dada pero no nece!ariamente la e:cavaci,n m"nima
=, <
RU%'SIDAD D D$ $ CA#A
5a rugo!idad de la! parede! de lo! canale! y tuber"a! e! tuber"a! e! 1unci,n 1unci,n del material con que e!tán con!truido!= el acabado de la con!trucci,n y el tiempo de u!o 5o! valore! !on determinado! en medicione! tanto de laboratorio como en el campo $o e! !igni1icativa= como !e puede ver a continuaci,n= la variaci,n de e!te parámetro e! 1undamental para el cálculo hidráulico por un lado= y para el buen de!empe6o de la! obra! hidráulica! por hidráulica! por otro
#
SU!$RFICI$
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Muy li!a= vidrio vidrio== plá!tico plá!tico== cobre cobre
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Concret reto mu muy lili!o
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Made Madera ra !uav !uave= e= met metal= al= concreto 1rotachado
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Cana Canale le!! de tierr tierra a en en buen buena! a! con condi dici cion one! e!
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&&'2 &&'2
Cana Canale le!! natu natura rale le!! de de tie tierra rra== lib libre re!! de vegetaci,n vegetaci,n Canale! naturale! con alguna vegetaci,n y piedra! e!parcida! en el 1ondo Cana Canale le!! natura naturale le!! con abu abunda ndant nte e veget vegetac aci, i,n n
&&0& &&0&
Arroy Arroyo! o! de mont monta6 a6a a con con mucha mucha!! pie piedra dra! !
&&+2
=, =
DIS$' D D$ $ U# C CA A#A CA!TACI'#$S Son la! obra! que permiten derivar el agua de!de la 1uente que Alimenta el !i!tema E!ta 1uente puede !er una corriente natural= un embal!e o el agua !ubterránea de un acu"1ero A continuaci,n !e hace unanáli!i! de la! captacione! en corriente! naturale!
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5a capt captac aci, i,n n con!t con!ta a de bocat bocatom oma! a!== el canal canal de aducc aducci, i,n n y el tanq tanque ue !edimentador En la !iguiente 1igura !e mue!tran e!quemáticamente lo! tipo! de bocatoma ma! utilizado!
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5a! magnitude! magnitude! de lo! caudale! que !e captan en la! bocatoma! bocatoma! !on 1unci,n 1unci,n de lo! nivele! de agua que !e pre!entan inmediatamente inmediatamente arriba de la e!tructura de control Como lo! nivele! dependen del caudal H de la corriente natural= natural= y !iendo el caudal variable= variable= entonce! entonce! la! bocatoma! bocatoma! no captan un caudal caudal con!tan con!tante te Durante Durante lo! e!tia.e! e!tia.e! captan captan caudale! caudale! peque6o! peque6o! y durant durante e la! creciente! captan e:ce!o! que deben !er devuelto! a la corriente lo má! pronto po!ible= ya !ea de!de el canal de aducci,n o de!de el de!arenador 5a !edimentaci,n que !e genera en la corriente natural por cau!a de la ob!trucci,n que !e induce por la la pre!encia de la e!tructura de control e! un gran inconveniente en la operaci,n de la! bocatoma! laterale! El canal de aducci,n conecta la bocatoma con el el de!arenador de!arenador tiene una tran!ici,n de entrada = una curva horizontal y un tramo recto= paralelo a la corriente natural= ha!ta el de!arenador de!arenador E! un canal de ba.a pendiente y r7gimen tranquilo que !e di!e6a para recibir lo! caudale! de agua! alta! que pueden entrar por la toma En la práctica e! pre1erible pre1erible que !ea de corta longitud longitud y en alguno! ca!o!= cuando la! condicione! condicione! topográ1ica! de la zona de captaci,n lo permiten= !e elimina el canal de aducci,n y el de!arenador !e incluye dentro de la e!tructura de la bocatoma
Com3uertas y *ertederos *ertederos Son e!tructura! de control hidráulico Su 1unci,n e! la de pre!entar un ob!táculo al libre 1lu.o del agua = con el con!iguiente repre!amiento
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agua! arriba
de
la e!tructura = y el aumento de la velocidad agua! aba.o
Transiciones Son e!tructura! que empalman tramo! de canale! que tienen !eccione! tran!v tran!ver!a er!ale! le! di1eren di1erente! te! en 1orma 1orma o en dimen!i dimen!i,n ,n /or e.empl e.emplo o un tramo tramo de !ecci, !ecci,n n rectangu rectangular lar con uno de !ecci,n !ecci,n trapez trapezoid oidal= al= o un tramo tramo de !ecci,n rectangular de ancho b) con otro rectangular de ancho b+= etc 5a! tran!icione! tran!icione! 1uncionan 1uncionan me.or cuando lo! tramo! que !e van a empalmar empalmar !on de ba.a pendiente= con r7gimen !ubcr"tico en e!te ca!o la! p7rdida! hidráulica! por cambio de !ecci,n !on relativamente peque6a! Cuando la tran!ici,n tran!ici,n !e coloca coloca en tramo! tramo! de alta pendient pendiente= e= en r7gimen r7gimen !upercr"tico= !upercr"tico= la! p7rdida! p7rdida! hidráulica! hidráulica! !on alta! y no !on cuanti1icabl cuanti1icable! e! con buena preci!i,n= preci!i,n= lo cual hace que lo! cálculo! hidráulico! no re!ulten aceptable! En e!ta circun!tancia e! recomendable di!e6ar la tran!ici,n con ayuda de un modelo hidráulico
Si"ones y Acueducto Cuando en la trayectoria de un canal !e pre!enta una depre!i,n en el terreno natural !e hace hace nece!a nece!ari rio o !upera !uperarr e!a depre! depre!i, i,n n con con un !i1,n !i1,n o con con un puente puente que !e denomina acueducto
TU#$$S
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Cuando en el trazado de un canal !e encuentra una protuberancia en el terreno= por e.emplo e.emplo una colina= colina= !e pre!enta pre!enta la po!ibilidad po!ibilidad de dar un rodeo para evitarla= evitarla= o atrave!arla con un t@nel Ante! de con!truir el t@nel e! nece!ario realizar lo! di!e6o! geot7cnico!= e!tructurale!= hidráulico! y ambientale! nece!ario! para garantizar !u e!tabilidad y !u 1uncionalidad Gn t@nel t@nel que !e emplea emplea como como canal canal 1uncio 1unciona na como como un conduct conducto o cerrado cerrado== parcialmente lleno 5a !ecci,n del canal puede !er reve!tida o e:cavada y puede con!ervar la 1orma geom7trica del canal original= o adaptar!e a la !ecci,n tran!ver!al del t@nel
RAM!AS? $SCA'#$S Y DISI!AD'R$S D$ $#$R%IA 5o! canale! canale! que !e di!e6a di!e6an n en tramo! tramo! de pendie pendiente nte 1uerte 1uerte re!ulta re!ultan n con velocidade! velocidade! de de 1lu.o 1lu.o muy alta! alta! que !uperan !uperan mucha! mucha! vece! vece! la! má:ima! má:ima! admi!ible! admi!ible! para lo! materiale! que !e utilizan 1recuentemente en !u con!trucci,n /ara /ara cont control rolar ar la! veloc velocid idad ade! e! en tram tramo! o! de alta alta pendi pendien ente te !e pueden pueden utili utiliza zar r combinacione combinacione!! de rampa! y e!calone!= e!calone!= !iguiendo !iguiendo la! variacione! variacione! del terreno 5a! rampa! !on canale! corto! de pendiente 1uerte= con velocidade! alta! y r7gimen !upercr"tico lo! e!calone! !e 1orman cuando !e colocan ca"da! al 1inal de tramo! de ba.a pendiente= en r7gimen !ubcr"tico 5o! di!ipadore! di!ipadore! de energ"a !on e!tructura! e!tructura! que !e di!e6an di!e6an para generar generar p7rdida! p7rdida! hidráulica! hidráulica! importante! importante! en lo! 1lu.o! 1lu.o! de alta velocidad velocidad El ob.etivo ob.etivo e! reducir reducir la velocidad y pa!ar el 1lu.o de r7gimen !upercr"tico a !ubcr"tico 5a! p7rdida! p7rdida! de energ"a !on oca!ionada! oca!ionada! por choque contra contra una pantalla pantalla vertical en di!ipadore! de impacto= por ca"da! con!ecutiva! en canale! e!calonado!= o por la 1ormaci,n de un re!alto hidráulico en di!ipadore! de tanque $STRUCTURAS D$ $#$R%IA El tramo 1inal de un canal entrega entrega !u caudal a un tanque= tanque= a otro canal o a una corriente corriente natural natural E!ta! entrega! entrega! !e !e hacen hacen !iempre !iempre por encima encima del del nivel nivel má:imo má:imo de agua! de la e!tructura recolectora 5a! obra! !on !encilla! cuando la entrega !e realiza a un tanque tanque o a un canal canal porque porque lo! nivele nivele!! de agua agua en e!to! e!to! @ltimo @ltimo!! !on controlado!
=, =,KK
R$#DI $#DIMI MI$# $#T T' D D$ $ U# CA#A A#A
Se debe procurar que el rendimiento de un canal !ea má:imo tomándo!e a!i medida! de !eguridad en ca!o de crecida! para lo cual !e debe di!e6ar canale! de má:ima e1iciencia e1iciencia hidráulica hidráulica lo cual ayudara en un 1uturo pr,:imo a poder evitar cualquier cualquier tipo de con!ecuencia! que traiga con!igo el agua al momento de la! crecida!
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Ademá! !e debe procurar un buen caudal de di!tribuci,n para la zona a la cual !e bene1iciara= !e debe procurar entregar un caudal de di!tribuci,n !uperior a lo! cálculo! realizado! que 1avorecerá de mucho en la! 7poca! de e!tia.e
=, =,@@
AS!$ AS!$CT CT'S 'S C'#S C'#STR TRUC UCTI TI*' *'S S D$ U# CA#A CA#A
Cuando !e trata de trazar un canal o un !i!tema de canale! e! nece!ario recolectar la !iguiente in1ormaci,n bá!ica )Fotogra"ías a1reas /ara localizar lo! poblado!= ca!er"o!= área! de cultivo= v"a! de comunicaci,n= etc )!lanos to3ogr4"icos y catastrales, )$studios geológicos= !alinidad= !uelo! y demá! in1ormaci,n que pueda con.ugar!e en el trazo de canale! )Reconocimiento del terreno Se recorre la zona= anotándo!e todo! lo! detalle! que in1luyen en la determinaci,n de un e.e probable de trazo= determinándo!e el punto inicial y el punto 1inal )TraLo !reliminar Se procede a levantar la zona con una brigada topográ1ica= clavando en el terreno la! e!taca! de la poligonal preliminar y luego el levantamiento con teodolito= teodolito= po!teriormen po!teriormente te a e!te levantamien levantamiento to !e nivelará nivelará la poligonal poligonal y !e hará el levantamiento de !eccione! tran!ver!ale!= e!ta! !eccione! !e harán harán de acuerdo acuerdo a criterio= criterio= !i e! un terreno terreno con una alta alta di!tor!i, di!tor!i,n n de reliev relieve= e= la !ecci, !ecci,n n !e hace hace a cada cada 2 m = !i el terren terreno o no mue!tr mue!tra a mucha! mucha! variacione! y e! uni1orme la !ecci,n e! má:imo a cada +& m )TraLo De"initivo Con lo! dato! de #b% !e procede al trazo de1initivo = teniendo en cuen cuenta ta la e!ca e!cala la del del plan plano o = la cual cual depe depend nde e bá!i bá!ica came ment nte e de la topo topogr gra1 a1"a "a de la zona zona y de la prec preci! i!i, i,n n que que !e de!e de!ea a 4erreno! con pendiente pendiente tran!ver!al tran!ver!al menor a +2O= !e recomienda recomienda e!cala! de ))&&& a )+&&&
=, B
AS!$CT'S $C' $C'#'MIC'S
Se con!idera para la con!trucci,n de un canal realizarla al co!to ma! ba.o po!ible pero de mayor e1iciencia y que tenga la mayor vida @til po!ible
K,
D$SARR''
/ara el pre!ente proyecto no! tra!ladamo! ha!ta ha!ta el parque montecillo! en bu!ca del rio adecuado #N-RA% para nue!tro! cálculo! para ello !e realiz, lo! !iguiente! pa!o! B@!queda de un canal arti1icial -btuvimo! nue!tra área de traba.o de 2& m
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-btuvimo! la pendiente del rio en di1erente! !eccione! Medici,n del tirante Seccionamo! cada tirante en di1erente! !eccione! Medimo! lo! tirante! en cada !ecci,n /rocedimo! con la a1oraci,n por el m7todo de 1lotadore!= lanzando una e!1era de caucho y cronometrando el tiempo en el que e!te llega a la primera !ecci,n determinada= a!" 1uimo! repitiendo con!ecutivamente el m7todo de a1oraci,n para cada tramo
A"oracion en canal arti"icial /ara la !iguiente parte del proyecto 1uimo! en bu!ca de un canal arti1icial arti1icial !iguiendo a!" lo! !iguiente! pa!o! B@!queda del canal arti1icial y zona de traba.o de 2& m Calculo de la pendiente en di1erente! !eccione! Medici,n del tirante= e!pe.o de agua= ancho de corona= ba!e del canal= etc /rocedimo! con el m7todo de a1oracion por 1lotadore! en el cual lanzamo! una e!1era de caucho y cronometramo! el tiempo en el que e!te llegaba a la primera !ecci,n= a!" con!ecutivamente repetimo! el mi!mo m7todo en la! di1erente! !eccione! 4odo! lo! cálculo! !e pre!entara en el ane:o de cálculo!= re1erente! al caudal= tirante!= área= etc
@,
C'#CUSI'#$S
En el pre!ente e!tudio !e revi!aron y analizaron lo! procedimiento! para e!timar el caudal parcial del Rio hora
Se analiz, el caudal parcial del Rio hora por el m7todo del 1lotador= el cual arro.o un caudal de m'(!egundo= en temporada !eca
El conocimiento de la variaci,n del caudal que 1luye por una determinada !ecci,n e! de gran importancia en lo! e!tudio! hidrol,gico!
El u!o de lo! !en!ore! 1acilita la! labore! de medici,n de caudale! Arro.a dato! má! preci!o! y con1iable!
Se pueden generar di!tinto! tipo! de 1lu.o= !ean e!to! !ubcritico= cr"tico! y !upercr"tico!
Hidrá ulicá II Aforos
B,
A#$' I CCU' CA#A #ATURA
B,+, DAT' B,+, DAT'S S '(T '(T$# $#ID ID'S 'S D$ D$ CAM CAM!' !' RI' RI' NH'R NH'RA: A: 4odo! tienen una !eparaci,n !epar aci,n de +& cm como !e mue!tra en la 1igura !iguiente
+,@
P
Object 93
Tirant e
cm
Y1
0
Y2
5
Y3
4.5
Y4
13
Y5
11.5
Y6
10.5
Y7
5
Y8
5.5
Y9
3.5
Y10
Distancia(m) Tiempo(seg)
0
8 8.7
8 9. 9 .3
8 8.3
8 8.9
8 Promedio 9.1 8.86
Hidrá ulicá II Aforos
Calculo de areas& S$CCI'# +)+ A 1=
1 2
(0.2)( 0.05)=0.005 [ m2 ]
1
A 2= ( 0.2)( 0.005 )+( )+ (0.2 )( 0.045 )=0.0095 [ m
2
2 1
A 3= ( 0.2 ) ( 0,085 ) + ( 0, 2 ) ( 0.045 )= 0.0175 [ m
2
2
]
1
A 4 = ( 0.2 ) ( 0,067 ) + ( 0, 2 ) ( 0,163 )=0,05895 [ m 2
A 5=
1 2 1
2
2 1
A 7= ( 0.2 ) ( 0.005 )+( 0.2 ) ( 0,05 )=0.0105 [ m 2
1 2
2
]
(0.2 )( 0.015 ) +( 0, 2 ) ( 0,115 )=0.0245 [ m2 ]
A 6= 0.2 ¿ ( 0.055 ) + ( 0, 2 ) ( 0,05 )= 0.0155 [ m
A 8=
]
]
2
]
(0.2 )( 0,02 ) +( 0, 2 ) ( 0,035 )=0,009 [ m2 ]
1
A 9= ( 0.1 ) ( 0, 035 035 ) =0,0017 0,0 0175 5 [m
2
2
]
9
A *O*A 1=
Ai ∑ = i 1
A *O*A 1=0,1522 [ m2 ]
Calculo de 3endiente con los datos o7tenidos en el cam3o C4lculo de 3endiente m= m=
-' -. 1.52−1.25 10.30
m= 0.068 tan / ¿ 0,03
Hidrá ulicá II Aforos
C4lculo de 4ngulo tan / ¿ m tan / ¿ 0,03 −1 / ¿ tan ( 0,03 ) / ¿ 1.7 0 Calculo de velocidades con los datos o7tenidos en cam3o Distancia(m) Tiempo(seg)
v i=
8 8.7
d t promedio
v 1= 0.90
[ ] m s
v superficial=0.90
[ ] m s
Calculo de caudal del rio Q= v +RO)ED1O∗ A *O*A Q= 0.90∗0.1522
Q=0,14
[ ] m3 s
Calculo de caudal real del rio Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0,14
[ ]
m3 Q REA 1= 0,091 s
8 9. 9 .3
8 8.3
8 8.9
8 Promedio 9.1 8.86
Hidrá ulicá II Aforos
El cálculo de caudal anterior corre!ponde al 1lu.o que 1luye en el rio= e! decir= que cuando llueve= el caudal e! mayor A continuaci,n realizaremo! el cálculo para e!e ca!o /ara e!te cálculo hemo! tomado medida! del r"o tomando en cuenta la! marca! que de.o el agua anteriormente
Determinación de 3ar4metros geom1tricos rea total A = A *O*A 1 A = 0,1522 m 2
!erímetro total sumar todas las distancias del 3lano: 14
+=
di ∑ = i 1
+=1.74 [ m ]
Anco su3er"icial * =1.70 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0,1522 1.74
Rh= 0.087 [ m ]
!ro"undidad idraulica D=
A *
D =
0.1522 1.70
D=0,09 [ m ]
Con el caudal eGistente en el rio calculamos la 3endiente 1
2 3
v = Rh % o n 2
1 2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría&
Hidrá ulicá II Aforos
0,050 + 0,080
n=
2
n= 0,065 0,21 =
0,1522 0,065
2 3
( 0.087 ) %o
1 2
% o= 0,04
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning 2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2
= 1
3
R h %o 2
A n 2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos 2 3
n=
( 0,1522 ) ( 0,087 ) ( 0,04)
1 2
0,091
n= 0,065
CACU' D$ $STAD' D$ FU6' # D$ FR'UD$ 5o! cálculo! !e realizarán con el caudal e:i!tente del rio o
v √ g D Q F r = A √ g D F r =
Reem3laLando datos
Hidrá ulicá II Aforos
F r =
0,091
0,1522 √ ( 9,81 ) ( 0,09 )
F r = 0,64
%i F r < 1 Flujo sucr&tico
%i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
#o D$ R$Y#'DS ℜ=
ℜ=
4 v Rh
υ 4 Q Rh
υA
Reem3laLando datos ℜ=
4 ( 0,091 ) ( 0,087 )
( 1 . 10− ) ( 0,1522 ) 6
ℜ= 208068.33 FlujolaminarRe < 2000 FlujoturulentoRe Flujo turulentoRe > 4000 Flujo de transici!n 2000 < ℜ <4000
R$%IM$# D$ FU6' %ucr&tico −lami lamina narr , cuan cuando do Fres meno menorr que que la unid unidad ad ' ℜ está está en elrangolami elrangolamina narr # %uper %upercr cr&t &tico ico ( lamin laminar ar , cuan cuando do Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %uper %upercr cr&t &tic ico o ( tur turul ulent ento o , cuan cuando do Fr es ma'orquela ma'orquela unid unidad ad ' ℜ está está enel rangotur rangoturu ule lent nto o# %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres menorque menorque la unid unidad ad ' ℜ está está en elrango turulen turulento to
Hidrá ulicá II Aforos
4odo! tienen una !eparaci,n !epar aci,n de +& cm como !e mue!tra en la 1igura !iguiente
+,B;
Object236
Tirant e
cm
Y1
0
Y2
3
Y3
11
Y4
6.5
Y5
7
Y6
9
Y7
17.5
Y8
13
Y9
7.5
Y10
0
Distancia(m)
16
16
16
16
Tiempo(seg)
17.8
19.2
17 17.3
18.2
Calculo de areas& S$CCI'# -) A 1=
1 2
( 0.2 ) ( 0.03 )= 0.003 [ m2 ]
16 Promedio 18.6
18.22
Hidrá ulicá II Aforos
A 2=
1 2
( 0.2 ) ( 0.08 ) +( 0.2 ) ( 0,03 ) =0.068 [ m2 ]
1
A 3= ( 0.2 ) ( 0,045 ) + ( 0, 2 ) ( 0,065 )= 0,0175 [ m
2
2 1
A 4 = ( 0.16 ) ( 0,015 ) + ( 0, 2 ) ( 0,065 )=0.018 [ m
2
2
A 5=
1
A 6=
1
2 2
]
(0.2 )( 0.02 ) +( 0, 2 ) ( 0,07 )= 0.016 [ m2 ] (0.2 )( 0,085 )+ ( 0,2 ) ( 0,09 )= 0.0265 [ m2 ]
1
A 7= ( 0.2 ) ( 0,045 )+( 0.2 ) ( 0,13 )=0,0305 [ m 2 1
2
]
A 8= ( 0.2 ) ( 0,055 )+ ( 0,2 ) ( 0,075 )= 0.0205 [ m
2
2
A 1 6=
]
1 2
]
( 0.23) ( 0,075 )= 0.0086 [ m2 ] 16
A *O*A 1=
Ai ∑ = i 1
A *O*A 1=0,2086 [ m2 ]
Calculo de 3endiente con los datos o7tenidos en el cam3o C4lculo de 3endiente m= m=
-' -. 1.545 −1.25 3.60
m=0.1
C4lculo de 4ngulo tan / ¿ m tan / ¿ 0,1 −1 / ¿ tan ( 0,1 ) / ¿ 4.6 0
Calculo de velocidades con los datos o7tenidos en cam3o Distancia(m)
16
16
16
16
Tiempo(seg)
17.8
19.2
17 17.3
18.2
16 Promedio 18.6
18.22
Hidrá ulicá II Aforos
v i=
d t i
v superficial=
16 18.22
v superficial=0.88
[ ] m s
Calculo de caudal del rio Q= v superficial∗ A *O*A Q=0.88∗0.2086
[ ]
m3 Q=0,183 s
Calculo de caudal real del rio Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0.183
[ ]
m 3 Q REA =0,119 s
Determinación de 3ar4metros geom1tricos rea total A = A *O*A 1
A = 0,2086 m 2
!erímetro total sumar todas las distancias del 3lano: 14
+=
di ∑ = i 1
Hidrá ulicá II Aforos
+=3.4 [ m ]
Anco su3er"icial * =1.83 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0,2086 3.4
Rh= 0.061 [ m ]
!ro"undidad idraulica D=
A *
D=
0.2086 1.83
D =0,114 [ m ]
Con el caudal eGistente en el rio calculamos la 3endiente 1
2 3
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría& 0,050 + 0,080 n= 2
n= 0,065 0.1924 =
0,2086 0,065
2 3
( 0.061) % o
1 2
% o= 0.15
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning 1
2 3
v = Rh % o n
1 2
Hidrá ulicá II Aforos
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2
1
=
R h3 %o 2
A n 2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos 2 3
n=
( 0.2086 ) ( 0.061 ) ( 0,1 )
1 2
0,119
n= ¿ &&89
CACU' D$ $STAD' D$ FU6' # D$ FR'UD$ 5o! cálculo! !e realizarán con el caudal e:i!tente del rio o
v √ g D Q F r = A √ g D F r =
Reem3laLando datos F r =
0,572
0,2086 √ ( 9,81 ) ( 0,114 )
F r =2.59
%i F r < 1 Flujo sucr&tico sucr&tico %i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
#o D$ R$Y#'DS ℜ=
ℜ=
4 v Rh
υ 4 Q Rh
υA
Hidrá ulicá II Aforos
Reem3laLando datos ℜ=
4 ( 0,2086 ) ( 0.061 )
( 1 . 10− ) ( 0,2086 ) 6
ℜ= 244000 FlujolaminarRe < 2000 FlujoturulentoRe Flujo turulentoRe > 4000 Flujo de transici!n 2000 < ℜ <4000
R$%IM$# D$ FU6' %ucr&tico −lami lamina narr , cuan cuando do Fres meno menorr que que la unid unidad ad ' ℜ está está en elrangolami elrangolamina narr # %uper %upercr cr&t &tico ico ( lamin laminar ar , cuan cuando do Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %uper %upercr cr&t &tic ico o ( tur turul ulent ento o , cuan cuando do Fr es ma'orquela ma'orquela unid unidad ad ' ℜ está está enel rangotur rangoturu ule lent nto o# %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres menorque menorque la unid unidad ad ' ℜ está está en elrango turulen turulento to
4odo! tienen una !eparaci,n !epar aci,n de +& cm como !e mue!tra en la 1igura SECCI-$ ''
Hidrá ulicá II Aforos
);2
Object377
Tirant e
cm
Y1
0
Y2
3.5
Y3
7.2
Y4
6.3
Y5
8.5
Y6
9.3
Y7
11.3
Y8
8.5
Y9
7.6
Y10
6.5
Y11
0
Distancia(m)
24
24
24
24
Tiempo(seg)
26.3
28.6
25.8
27 2 7.1
Calculo de 4reas &
24 Promedio 27.8
27.12
Hidrá ulicá II Aforos
S$CCI'# ;); A 1=
1
A 2=
1
2 2
( 0.2 ) ( 0.035 )= 0.0035 [ m2 ] ( 0.2 ) ( 0.037 ) +( 0.2 ) ( 0,035 ) =0.0107 [ m2 ]
1
A 3= ( 0.2 ) ( 0,009 ) + ( 0, 2 ) ( 0,063 )= 0,0639 [ m
2
2 1
A 4 = ( 0.2 ) ( 0,022 )+ ( 0,2 ) ( 0,063 ) =0.0148 [ m
2
]
2
]
2
1
A 5= ( 0.2 ) ( 0,008 ) + ( 0,2 ) ( 0,085 )= 0,0178 [ m 2 1
A 6= ( 0.2 ) ( 0,02 ) + ( 0, 2 ) ( 0,93 )= 0,0206 [ m
2
2
A 7=
1
A 8=
1
A 9=
1
2 2 2
]
]
( 0.2 ) ( 0,028 ) +( 0.2 ) ( 0,085 ) =0,0198 [ m2 ] ( 0, 2 ) ( 0,009 ) + ( 0.2 )∗(0.076 )=0.0161 [ m2 ] 2 (0.2 )( 0, 011 011 )+ ( 0,2 ) ( 0,065 ) = 0.0141 [ m ]
1
A 10= ( 0.15) ( 0,065 ) =0,0049 [ m
2
2
]
10
A *O*A 1=
Ai ∑ = i 1
A *O*A 1=0.1862 [ m2 ]
Calculo de 3endiente con los datos o7tenidos en el cam3o C4lculo de 3endiente m= m=
-' -. 1.27−1.25 3.10
m= 0.006
C4lculo de 4ngulo tan / ¿ m −1 / ¿ tan ( 0,006 ) / ¿ 0.34 0
Hidrá ulicá II Aforos
Calculo de velocidades con los datos o7tenidos en cam3o Distancia(m)
24
24
24
24
Tiempo(seg)
26.3
28.6
25.8
27 2 7.1
v i=
d t i
= v superficial=
24 27.12
v superficial=0.88
[ ] m s
Calculo de caudal del rio Q= v superficial∗ A *O*A Q=0.88∗0.1862
[ ]
m3 Q=0,164 s
Calculo de caudal real del rio Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0.164
[ ]
m3 Q REA =0.11 s
Determinación de 3ar4metros geom1tricos rea total A = A *O*A 1
24 Promedio 27.8
27.12
Hidrá ulicá II Aforos
A = 0.1862 m 2
!erímetro total sumar todas las distancias del 3lano: 14
+=
di ∑ = i 1
+=2.02 [ m ]
Anco su3er"icial * =1.95 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0,1862 2.02
Rh= 0.43 [ m ]
!ro"undidad idraulica D=
A *
D =
0.1862 1.95
D =0,095 [ m ]
Con el caudal eGistente en el rio calculamos la 3endiente 1
2 3
v = Rh % o n 2
1 2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría& 0,050 + 0,080 n= 2
Hidrá ulicá II Aforos
n= 0,065
0,11 =
2 3
0,1862
(0.43 ) % o
0,065
1 2
% o= 0,005
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning 2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2 3
R h %o
1 2
=
A n 2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos 2 3
n=
( 0,1862 ) ( 0,43 ) ( 0,005 )
1 2
0,11
n= 0,068
CACU' D$ $STAD' D$ FU6' # D$ FR'UD$ 5o! cálculo! !e realizarán con el caudal e:i!tente del rio o
v √ g D Q F r = A √ g D F r =
Reem3laLando datos F r =
0,11
0,1862 √ ( 9,81 ) ( 0.095 )
Hidrá ulicá II Aforos
F r = 0.61 %i F r < 1 Flujo sucr&tico
%i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
#o D$ R$Y#'DS ℜ=
ℜ=
4 v Rh
υ 4 Q Rh
υA
Reem3laLando datos ℜ=
4 ( 0,11 ) ( 0,43 )
( 1 . 10− ) ( 0,1862 ) 6
ℜ= 1016111.7 FlujolaminarRe Flujo laminarRe < 2000 FlujoturulentoRe > 4000 Flujode transici!n transici!n 2000 < ℜ <4000
R$%IM$# D$ FU6' %ucr&tico −lami laminar nar , cuand cuando o Fr es menorque menorque la unida unidad d ' ℜ está está en elrangolami elrangolaminar nar # %uper %upercr cr&ti &tico co ( lamin laminar ar , cuand cuando o Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %upe %uperrcr&ti cr&tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fr es ma'orque ma'orque launidad launidad ' ℜ está está enel rang rango o turu turule lento nto # %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres Fr es menor menor quela unid unidad ad ' ℜ estáen elrango turule turulento nto
Hidrá ulicá II Aforos
DAT'S DAT'S '(T$#ID'S D$ CAM!' RI' NH'RA O MARCAS D$ A%UA: 4odo! tienen una !eparaci,n !epar aci,n de 0& cm como !e mue!tra en e n la 1igura SECCI-$ ))
' 1=0 cm
' 2=24 cm ' 3=32 cm
' 4 =30 cm ' 5= 41 cm
' 6= 44 cm ' 7= 43 cm
' 8=53 cm ' 9= 44 cm
' 10=36 cm ' 11=30 cm
' 12=17 cm ' 13 =15 cm
' 14=0.4 cm ' 15 =15 cm
' 16=11 cm ' 17 =12 cm
/ara el m7todo del 1lotador !e traba., con una longitud de )+ m
Calculo de caudal crecida Calculo de areas&
Hidrá ulicá II Aforos
A 1=
1
A 2=
1
A 3=
1
A 4 =
1
A 5=
1
A 6=
1
A 7=
1
A 8=
1
A 9=
1
2 2 2 2 2 2 2 2 2
( 0,24 ) ( 0.4 )= 0,048 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,08 ) +( 0,4 ) ( 0.24 )=0,112 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,02 )+ ( 0,3 ) ( 0,4 ) =0.124 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,11 )+ ( 0,3 ) ( 0,4 )= 0,142 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,03 ) +( 0,41 ) ( 0,4 ) =0,17 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,01 ) +( 0,43) ( 0,4 ) =0.174 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,1 ) +( 0,43 ) ( 0,4 ) =0,192 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,09 ) +( 0,44 ) ( 0,4 )=0,194 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,08 ) +( 0,4 ) ( 0,36 )=0,16 [ m2 ]
A 10=
1
A 11=
1
A 12=
1
A 13=
1
A 14=
1
A 15=
1
A 16=
1
A 17=
1
2 2 2 2 2 2 2 2
( 0,4 ) ( 0,06 ) +( 0,4 ) ( 03 )=0,132 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,13 ) +( 0,4 ) ( 0.17 )=0.094 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,02 ) +( 0,4 ) ( 0,13 )=0,064 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,11 ) +( 0,4 ) ( 0,04 )=0,038 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,11 ) +( 0,4 ) ( 0,04 )= 0,038 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,04 ) +( 0,4 ) ( 0,11 )=0,052 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,04 ) +( 0,4 ) ( 0,12 )=0,05 [ m2 ] ( 0,4 ) ( 0,12 )=0,024 [ m2 ]
17
A *O*A=
Ai ∑ = i 1
A *O*A=1.808 [ m 2 ]
Hidrá ulicá II Aforos
Calculo de caudal del rio Qma. = v +RO)ED1O∗ A*O*A Qma. =1.24∗1.808
[ ]
m3 Qma. =2.24 s
Calculo de caudal real del rio Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗2.24
[ ]
m3 Q REA 2=1.456 s
Determinación de 3ar4metros geom1tricos rea total A = A *O*A 1 A = 0,2585 m 2
!erímetro total sumar todas las distancias del 3lano: 14
+=
di ∑ = i 1
+=7.1621 [ m ]
Anco su3er"icial * =6.8 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
1.808 7,1621
Rh= 0,2524 [ m ]
Hidrá ulicá II Aforos
!ro"undidad idr4ulica D=
A *
D=
1.808 6.8
D =0,2658 [ m ]
Con el caudal eGistente en el rio calculamos la 3endiente 2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría& 0,050 + 0,080 n= 2
n= 0,065 1.456 =
2 3
1 2
1.456∗0,065
]
1.808 0,065
( 0.2524 ) % o
Des3e5ar 3endiente 1 1.456∗0,065 %o2= 2 3 1.808∗(0,2524 )
(% ) = 1 2 2
o
% o=
[
[
2
2
1.808∗( 0,2524 )
]
2
1.456 ∗0,065 1.808 ∗( 0.2524 )
3
2 3
% o= 0,04901
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning
Hidrá ulicá II Aforos
2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2
1
=
R h3 %o 2
A n 2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos 2 3
n=
( 1.808 ) ( 0,2524 ) ( 0,05673 )
1 2
1.456
n= 0,1181
Con el incremento del +=P en el caudal m4Gimo? calculamos el tirante nuevo Q )A3 REA =Qreal 1 + Qreal 2
[ ]
m3 Q )A3 REA =0,26 + 1.5008 s
[ ]
m3 Q )A3 REA =1.7168 s
I#CR$M$#T' D$ U# +=P Q )A3 REA +15 =0,15∗1.7168 + 1.7168
[ ]
m3 Q )A3 REA +15 =1.974 s
HAAM'S $ TIRA#T$ $cuación de Manning 2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Hidrá ulicá II Aforos
2
1
' 3 2 Q= R % n h o
Des3e5amos y ue es el tirante 3ara el caudal Q +=P del caudal ' = n
Q 2
1
3
Rh % o 2 Qn
' =
2 3
Rh % o
1 2
Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0.2585 7.1621
Rh= 0,03609
Reem3laLando datos ( 1.974 ) ( 0,015 ) ' = 2 1 3 ( 0,4 ) ( 0,03609 ) ( 0,05673 ) 2
y E +,= m
CACU' D$ $STAD' D$ FU6' #o D$ FR'UD$ 5o! cálculo! !e realizarán con el caudal e:i!tente del rio v √ g D Q F r = A √ g D F r =
Reem3laLando datos F r =
1.456
1.808 √ ( 9,81 ) ( 0.2658 )
F r =0,49871
Hidrá ulicá II Aforos
%i F r < 1 Flujo sucr&tico sucr&tico %i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
#o D$ R$Y#'DS ℜ=
ℜ=
4 v Rh
υ 4 Q Rh
υA
Reem3laLando datos ℜ=
4 ( 1.456 ) ( 0,2524 )
( 1 . 10− ) ( 1.808) 6
ℜ=813040.700 FlujolaminarRe Flujo laminarRe < 2000 FlujoturulentoRe > 4000 Flujode transici!n transici!n 2000 < ℜ <4000
R$%IM$# D$ FU6' %ucr&tico −lami lamina narr , cuan cuando do Fres meno menorr que que la unid unidad ad ' ℜ está está en elrangolami elrangolamina narr # %uper %upercr cr&t &tico ico ( lamin laminar ar , cuan cuando do Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %uper %upercr cr&t &tic ico o ( tur turul ulent ento o , cuan cuando do Fr es ma'orquela ma'orquela unid unidad ad ' ℜ está está enel rangotur rangoturu ule lent nto o# %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres menorque menorque la unid unidad ad ' ℜ está está en elrango turulen turulento to B,-, B,;, B,;, DAT DAT'S '(T$ '(T$#I #ID' D'S S D$ D$ CAM! CAM!' ' CA#A ARTIFICIA /ara el m7todo del 1lotador !e traba., con una longitud de 2& m
Hidrá ulicá II Aforos
SECCI-$ )) DISTA#CIAm: TI$M!'s:
)8) 2 2)9
)8) 2 2)+
)8) 2 2)+
)8) 2 2+;
)8) 2 28'
)8) 2 0;*
)8) 2 2)*
)8) 2 2)*
)8) 2 0;& 2
)8) 2 29+
)8) 2 2*8
)8) 2 2'*
SECCI-$ ++
DISTA#CIAm: )8)
)8)
)8)
)8)
)8)
)8)
)8)
Hidrá ulicá II Aforos
2 09) *
TI$M!'s:
2 0*& 9
2 09;
2 0*0 2
2 2&;
2 08) *
2 0))2
CACU'S D$ CA#A ARTIFICIA
C4lculo de 3endiente m=
mQ
-' -.
0.65−0 −43 4.6
&&0*9 C4lculo de 4ngulo tan / ¿ m tan / ¿ 0.0478 −1 / ¿ tan ( 0.0478 ) / ¿ 2.74 0 Calculo de 4rea& A 1=( 0,7 ) ( 0,045) A 1=0,0315 [ m2 ] Calculo de velocidades con los datos o7tenidos en cam3o m= ¿
DISTA#CIAm: TI$M!'s:
)8) 2 2)9
)8) 2 2)+
)8) 2 2)+
)8) 2 2+;
)8) 2 28'
)8) 2 0;*
)8) 2 2)*
)8) 2 2)*
)8) 2 0;& 2
)8) 2 29+
)8) 2 2*8
)8) 2 2'*
Hidrá ulicá II Aforos
v i=
d t i
/ara t 1 =5.18 [ s ] v 1=
16.15 5.18
v 1=3.11
[ ] m s
/ara t 2 =5.12 [ s ] v 2=
16.15 5.12
v 2= 3.15
[ ] m s
/ara t 3 =5.12 [ s ] v 3=
16.15 5.12
v 3= 3.15
[ ] m s
/ara t 4=5,29 [ s ] v 4=
16.15 5,29
v 4=3.05
[ ] m s
/ara t 5 =5.63 [ s ] v 5=
16.15 5.63
v 5= 2.87
[ ] m s
/ara t 6 =4.97 [ s ] v6 =
16.15 4.97
v 6 =3.25
[ ] m s
/ara t 7 =5.17 [ s ] v7 =
16.15 5.17
Hidrá ulicá II Aforos
v 7 =3.12
[ ] m s
/ara t 8=5,17 [ s ] v8 =
16.15 5.15
v 8 =3.13
[ ] m s
/ara t 9=4.905 [ s ] v9 =
16.15 4.905
v 9 =3.29
[ ] m s
/ara t 10 =5.82 [ s ] v 10=
16.15 5.82
v 10=2.78
[ ] m s
/ara t 11=5.76 [ s ] v 11=
16.15 5.76
v 11=2.8
[ ] m s
/ara t 12=5.37 [ s ] v 12=
16.15 5.37
v 12=3.01
[ ] m s
4
v +RO)ED1O=
vi ∑ = i 1
12
v +RO)ED1O=3.059
[ ] m s
Calculo de caudal del canal Q= v +RO)ED1O∗ A *O*A
Hidrá ulicá II Aforos
Q=3.059 ∗0,0315
[ ]
m3 Q=0.096 s
Calculo de caudal real del canal Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0.096
[ ]
m3 Q REA 1= 0.0624 s
El cálculo de caudal anterior corre!ponde al 1lu.o que 1luye en el rio= e! decir= que cuando llueve= el caudal e! mayor A continuaci,n realizaremo! el cálculo para e!e ca!o /ara e!te cálculo hemo! tomado medida! del r"o tomando en cuenta la! marca! que de.o el agua anteriormente Calculo de caudal crecida
Calculo de 4rea& A 2=( 0,7 ) ( 0,42 ) A 2=0,294 [ m2 ]
Calculo de caudal del canal Q= v +RO)ED1O∗ A *O*A Q=3.059 ∗0.294
[ ]
m3 Q=0,898 s
Calculo de caudal real del canal Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0,898
[ ]
m3 Q REA 2= 0.5837 s
Caudal m4Gimo Q )A3 REA =Q REA 1 + Q REA 2 Q )A3 REA =0.0624 + 0.5837
[ ]
m3 Q )A3 REA =0.6461 s
Incremento del caudal en un +=P
Hidrá ulicá II Aforos
Q )A3 REA +15 =0,15∗Q )A3REA + Q )A3 REA
Q )A3 REA +15 =0,15∗0.6461 + 0.6461
[ ]
m3 Q )A3 REA +15 =0.743015 s
C4lculo de 3endiente m=
mQ
-' -.
0.65−0 −43 4.6
m=¿ &&0*9
C4lculo de 4ngulo tan / ¿ m tan / ¿ 0.0478 −1 / ¿ tan ( 0.0478 ) / ¿ 2.74 0 Calculo de 4rea& A 1=( 0,7 ) ( 0,065) A 1=0,0455 [ m2 ] Calculo de velocidades con los datos o7tenidos en cam3o DISTA#CIAm: TI$M!'s:
v i=
d t i
/ara t 1 =4.817 [ s ] v 1=
16.15 4.817
v 1=3.353
[ ] m s
/ara t 2 =4.708 [ s ] v 2=
16.15 4.708
)8) 2 09) *
)8) 2 0*& 9
)8) 2 09;
)8) 2 0*0 2
)8) 2 2&;
)8) 2 08) *
)8) 2 0))2
Hidrá ulicá II Aforos
v 2= 3.43
[ ] m s
/ara t 3 =4.89 [ s ] v 3=
16.15 4.89
v 3= 3.302
[ ] m s
/ara t 4= 4.745 [ s ] v 4=
16.15 4.745
[ ] m s
v 4=3.404
/ara t 5 =5.09 [ s ] v 5=
16.15 5.09
v 5= 3.173
[ ] m s
/ara t 6 =4.617 [ s ] v6 =
16.15 4.617
v 6 =3.498
[ ] m s
/ara t 7 =4.115 [ s ] v7 =
16.15 4.115
v 7 =3.925
[ ] m s
4
v +RO)ED1O=
vi ∑ = i 1
7
v +RO)ED1O=3.4407
[ ] m s
Calculo de caudal del canal Q= v +RO)ED1O∗ A *O*A
Hidrá ulicá II Aforos
Q=3.4407∗0,0455
[ ]
m3 Q=0.1565 s
Calculo de caudal real del canal Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗0.1565
[ ]
m3 Q REA 1= 0.1017 s
Calculo de caudal crecida Calculo de 4rea& A 2=( 0,7 ) ( 0,43 ) A 2=0,301 [ m2 ]
Calculo de caudal del rio Q= v +RO)ED1O∗ A *O*A Q= 3.4407∗0,301
Q=1.0356
[ ] m3 s
Calculo de caudal real del rio Q REA =2 ∗Q Q REA =0,65∗1.0356
[ ]
m3 Q REA 2= 0,67314 s
Caudal m4Gimo Q )A3 REA =Q REA 1 + Q REA 2 Q )A3 REA =0.1017 + 0,67314
Hidrá ulicá II Aforos
[ ]
m 3 Q )A3 REA =0,77484 s
Incremento del caudal en un +=P Q )A3 REA +15 =0,15∗Q )A3REA + Q )A3 REA Q )A3 REA +15 =0,15∗0,77484 + 0,77484
[ ]
m3 Q )A3 REA +15 =0,8911 s
Determinación de 3ar4metros geom1tricos 0: rea total A = A *O*A 1 2 A = 0,0315 [ m ] !erímetro total +=2 ( 0,045 ) + ( 0,7 ) +=0,79 [ m ] Anco su3er"icial * =0,7 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0,0315 0,79
Rh= 0,039 [ m ]
!ro"undidad idr4ulica D=
A *
D=
0,0315 0,7
D =0,045 [ m ]
Determinación de 3ar4metros geom1tricos 0 MA: rea total A = A *O*A 2 A = 0,294 [ m ] !erímetro total
Hidrá ulicá II Aforos
+=2 ( ' ) + ( ) +=1.54 [ m ]
Anco su3er"icial * =0,7 [ m ] Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh=
0,294 1.54
Rh= 0.19 [ m ]
!ro"undidad idr4ulica D=
A *
D=
0,294 0,7
D=0,42 [ m ]
S$CCI'# +)+ Con el incremento del caudal en un +=P calculamos el nuevo tirante 1
2 3
v = Rh % o n 2
1 2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría& 0,013 + 0,017 n= 2
n= 0,015 0.6461=
0,0315 0,015
2 3
(0,039 ) %o
1 2
Hidrá ulicá II Aforos
*eri"icación de la 3endiente con la ecuación de Manning Des3e5ar 3endiente 1 0.6461∗ 0,015 % 2= o
2
0,0315∗(0,039 )
(% ) = 1 2 2
o
% o=
[
[
3
2
0,0315∗( 0,039 )
]
2
0.6461∗0,015 3
]
2
0.6461∗0,015 2 3
0,0315∗(0,039 )
% o= 0,066759
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning 2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2
1
=
R h3 %o 2
A n
2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos n= 0,014999 Con el incremento del +=P en el caudal m4Gimo? calculamos el tirante nuevo
[ ]
m3 Q )A3 REA +15 =0.744 s
$cuación de Manning
Hidrá ulicá II Aforos
2
1
A Q = R h3 % o 2 n 2
1
' 3 2 Q= R % n h o
Des3e5amos y ue es el tirante 3ara el caudal Q +=P del caudal ' = n
Q 2
1
3
Rh % o 2 Qn
' =
2
1
3
Rh % o 2
Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh= 0,0398
Reem3laLando datos ( 0.6461 ) ( 0,015 ) ' = 2 1 3 ( 0,7 ) ( 0,0398 ) ( 0,066759 ) 2
S$CCI'# -)Con el incremento del caudal en un +=P calculamos el nuevo tirante 1
2 3
v = Rh % o n 2
1 2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Coe"iciente de rugosidad tomamos el 3romedio de los valores sealados en la teoría&
Hidrá ulicá II Aforos
n=
0,013 + 0,017 2
n= 0,015 0,77484 =
0,294 0,015
2 3
(0,19 ) %o
1 2
*eri"icación de la 3endiente con la ecuación de Manning Des3e5ar 3endiente 1 0,77484∗0,015 %o2= 2 3 0,294∗( 0,19)
(% ) = 1 2 2
o
% o=
[
[
0,77484∗0,015 2
0,294∗(0,19 )
3
0,77484∗ 0,015 0,294∗(0,19 )
2 3
]
]
2
2
% o= 0,0143
*eri"icación de coe"iciente de rugosidad con la ecuación de Manning 2 3
1
v = Rh % o n
1 2
2
1
A Q = R h3 % o 2 n
Des3e5amos n Q 2
1
=
R h3 %o 2
A n
2 3
Q n= A Rh % o 2 3
n=
A Rh % o
1 2
1 2
Q
Reem3laLando datos n= 0,014999 Con el incremento del +=P en el caudal m4Gimo? calculamos el tirante nuevo
Hidrá ulicá II Aforos
[ ]
m3 Q )A3 REA +15 =0.744 s
$cuación de Manning 2
1
A Q = R h3 % o 2 n 2
1
' 3 2 Q= R % n h o
Des3e5amos y ue es el tirante 3ara el caudal Q +=P del caudal ' = n
Q 2 3
1 2
Rh % o Qn
' =
2
1
3
Rh % o 2
Radio idr4ulico Rh=
A +
Rh= 0,195
Reem3laLando datos ( 0,294 ) ( 0,015 ) ' = 2 1 3 ( 0,7 ) ( 0,195 ) ( 0,0143 ) 2
CACU' D$ $STAD' D$ FU6' #o D$ FR'UD$ 5o! cálculo! !e realizarán con el caudal e:i!tente del rio v √ g D Q F r = A √ g D F r =
Reem3laLando datos F r =
0,0624
0,0315 √ ( 9,81 ) ( 0,045 )
Hidrá ulicá II Aforos
F r = 2.9815
%i F r < 1 Flujo sucr&tico sucr&tico %i F r =1 Flujo cr&tico %i F r > 1 Flujo supercr&tico supercr&tico
#o D$ R$Y#'DS ℜ= ℜ=
4 v Rh
υ 4 Q Rh υA
Reem3laLando datos ℜ=
4 ( 3.59 ) ( 0,039 )
( 1 . 10− ) ( 0,0315 ) 6
ℜ= 17779047.62 FlujolaminarRe Flujo laminarRe < 2000 FlujoturulentoRe > 4000 Flujode transici!n transici!n 2000 < ℜ <4000
R$%IM$# D$ FU6' %ucr&tico −lami laminar nar , cuand cuando o Fr es menorque menorque la unida unidad d ' ℜ está está en elrangolami elrangolaminar nar # %uper %upercr cr&ti &tico co ( lamin laminar ar , cuand cuando o Fr esma'or esma'or quela unida unidad d ' ℜ está está en el rangolam rangolamin inar ar # %upe %uperrcr&ti cr&tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fr es ma'orque ma'orque launidad launidad ' ℜ está está enel rang rango o turu turule lento nto # %ucr %ucr&ti &tico co ( turul turulen ento to , cuan cuando do Fres Fr es menor menor quela unid unidad ad ' ℜ estáen elrango turule turulento nto
Hidrá ulicá II Aforos
!ara el caudal determinado realiLar el calculo del 3er"il de "lu5o 3ara un tramo de =>m de longitud en el canal arti"icial? mediante el m1todo de 3aso directo Di7u5ar el 3er"il ue se genera: Para un caudal de =0,08205 m3/s Ancho de solera= 0,7m Talud=0 Pendiente= Pendiente= 0,0478m Rugosidad= 0.05m Tirante Tirante !nal= 0.0"5m Tirante Tirante inicial= 0.045m #umero de tramos= 5
4 =
Q A 2
E=5 +
4 2∗6
( ) ( )
%f =
4 ∗n R
- 3 =
<+(+ g
E
2 3
∗ 4 ∗2n R3
-E %o −%F
-E
A
/
R
R+(' <
Se
Se/
SoSep
0.045 0
0.03 5
0.03$ $
0."7
2,"0480 0
0,345800
0,3$080 0
%%%%%%%%%%
0.7$
0,207 0
%
%%%
%
0
0.04$
0.034 3
0.7$8
0.043 0
0.227
2,3$20 0
0,2$700
0,34070 0
0,0855 %0,050200 0
0,0$87$ 0
%0,050$$0
0,$84000
0,$80000
0.053
0.037
0.80" 0
0.04" 0
0.284
2,2"0 0
0,24$300
0,30230 0
0,0""7 %0,038400 0
0,07" 0
%0,02830
,355000
2,340000
0.057
0.03$ $
0.84 0
0.04$ 0
0.33$
2,05"40 0
0,25500
0,27250 0
0,05304 %0,02$800 0
0,05$88 0
%0,02080
2,4"5000
4,800000
0.0"
0.042 7
0.822 0
0.05 $
0.3$2
,$250 0
0,88200
0,24$20 0
0,0428" %0,023300 0
0,047$5 0
%0,00050
54,8700 0
5$,"70000
0.0"5
0.045 5
0.83
0.054 8
0.443
,80330 0
0,"5700
0,23070 0
0,0353 %0,08400 0
0,03$00 0
0,008800
%2,0$"000
",770000
- 3
:
Hidrá ulicá II Aforos
P&R'()) *& ')+ P&R'( ')+0.070000 0.0"0000 0.050000 0.040000 0.030000 0.020000 0.00000 0.000000 0.0000 000 00
20.0 20 .00 0000 000 0
40.0 .00 00000
"0..00000 "0 000 0
80. 0.00 000 0000 0 00 0.0 .00 000 000 00 20 20.0 .00 0000 000 0 40.0 .00 00000 "0 "0.0 .00 0000 000 0
Resultados del !er"il de Flu5o usando el So"tare HCanales
Hidrá ulicá II Aforos
PARTE II
Hidrá ulicá II Aforos
!ara el canal arti"icial de la !arte I? determinar la sección de m4Gima e"iciencia idr4ulica? 7orde li7re y com3are con la sección levantada y luego decida acerca de las dimensiones "inales ue de7iera tener esta sección sección con 7ase en la e"iciencia e"iciencia idr4ulica idr4ulica o reglas em3íricas em3íricas de sección sección o3tima? a as3ectos 3r4cticos constructivos y economía CA#A DIS$AD' A MAIMA $FICI$#CI
Hidrá ulicá II Aforos
0realE >,K
,B<;; E+ nE >,>-=
/ara Má:ima E1iciencia Nidráulica
bQ+y
Calculo de lo! Elemento! eom7trico! A = ( + 7' ) ' =( 2 ' + ' )=3 '
2
+= + 2 ' √ 1+ 7 =2 ' + 2 ' √ 3 =4.83 ' 2
2
A 3 ' R= = =0.62 ' + 4.83 ' Q= 4 ∗ A 0.646 =0.34 ∗ A
A = 0.7662 m 2 A = 3 ' =0.76 m+ += 4.83 ' =2.429 m R= 0.315 m * = + 2 7' =2.012 m 2
Hidrá ulicá II Aforos
2
1
A Q= ∗ R 3 ∗% 2 n 0.6461 =
0.7662 0.025
2 3
∗0.315 ∗%
1 2
SoQ&&&+& 8=
'n 5
= 0.1006
*eri"icación de Datos $n HCanales 3ara canal de MAIMA $FICI$#CIA
Hidrá ulicá II Aforos
!ara el caudal? la sección de m4Gima e"iciencia? el coe"iciente de rugosidad y la 3endiente determinados? realiLar el calculo el 3er"il de agua 3ara un tramo de =>m de longitud mediante el m1todo de 3aso directo A+*A) 0."4" m3/s T(RA#T& A (#(A) / -.503m R T&(R 2&A ' #&T*&2; +0+'9(*#A&) ')+2 &0;* &*0* +0))* &'&;* 0.473m TA)+* &0;) & *'2 +';09 &'&8; R+1-(*A* &092 &*+') +0.025 '**9 &'&0) P*(T& &0*; &*))' 0.0020 +'8&9 &'&)' A& .00"m &0*' &8;;8 +'0'9 &+;92
R+(' &08&2 &02*9 &022 &02++ &00;0 &0088
<
<+(+g
E
DE54A E
Se
Se/
SoSep
Delta :
:
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&&'9)
&2'2)
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&&&&)9
+8);;
+8+
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)892
0'&2
&9;'2
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)+)8
22+)
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8022
&;+'8
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&2)82
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&&&+8)
&&&&8)
*08*
*+&+
P&R'() *& ')+- A#A) A(A &'(((A 0.5 0.5 0.4$ 0.48 0.47 0.4" 0.45
0
0
20
30
40
50
"0
70
80
Hidrá ulicá II Aforos
*eri"icación en el Sot"are HCanales
Hidrá ulicá II Aforos
Hidrá ulicá II Aforos
Hidrá ulicá II Aforos
SIMUACI'# D$ R$SUTAD'S $# HCA#A$S S$CCI'# +)+
S$CCI'# -)-
Hidrá ulicá II Aforos
S$CCCI'# -)-CR$CIDAS:
Hidrá ulicá II Aforos
,
A#$' II !A#'S Y DI(U6'S
Hidrá ulicá II Aforos
A1oro del rio de Thora dimen!ione!
A1oro del canal de Thora dimen!ione!
Hidrá ulicá II Aforos
+>,
A#$ A#$' ' III III C'M! C'M!UT UT'S 'S M$T M$TRI RIC' C'S S Y C'S C'ST T' D$ U# U# TRAM TRAM' ' D$ +> +>>m >m D$ D$ U# CA#A ARTIFICIA
C'#STRUCCI'# D$ CA#A ARTIFICIA +>>M !A#IA D$ C'M!UT'S M$TRIC'S CA#A ARTIFICIA +
I#ST I#STA AAC ACI' I'# # D$ D$ FA$ FA$#A #AS S
# -*(1-
*&R(P(-# *& *& (T (T&
G$IDAD EUES 5AR- A54-
(#TA)A(-# *& 'AA
1)
A$CN -
$V DE
/A RC RCIA5
4- 4A 4A5
.00
-
R$!A !A#T$' T$' Y TRA TRAAD AD'
# -*(1-
*&R(P(-# *& *& (T (T&
G$IDAD EUES 5AR- A54-
3
R&-)A#T&- TRA6A*-
)
A$CN -
$V DE
/A RC RCIA5
4- 4A 4A5
.00
.00
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$CA $CA* *ACI' ACI'# # DUR'
N !"D#$" !"D#$"
>)+? >)+?=M =M T,
S$MI S$MI U#IDAD
AT'
A#CH'
# D$ *$C$S
!ARC ARCI A A
T'TA 'TA
25
0."
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3
25
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3
25
0."
.
4.4
4.4
D%&!'# D%&!'#P!# P!#"N "N D% #T% #T% TRA-
3
TRA- 2
$6$S AR%'
8. T"T*+ 5
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CA#A D$ HoCo
N !"D#$" !"D#$"
D%&!'# D%&!'#P!# P!#"N "N D% #T% #T%
= R$ R$$# $#' ' D$ D$ TI$ TI$RR RRA A C'MU C'MU# # # -*(1- *&R(P(-# *& *& (T (T&
AR%'
AT'
A#CH '
3
00
0.2
0.7
3
00
0.5
0.2
U#IDAD
$6$S
G$IDAD EUES 5AR- AREA
# D$ *$C$S
T'TA 'TA
4.0 4.00 0 20.0 0.00 0 34.0 T"T*+ 0
2
#
!ARC ARCI A A
*& *&
/ARCIA 5
4-4A 5
Hidrá ulicá II Aforos
&& TRA-
3
25
0.028
0.7
0.7
TRA-
3
25
0.02
0.3
TRA- 2
3
25
0.0
TRA- 2
3
25
0.02
TRA- 3
3
25
0.02
TRA- 3
3
25
0.0
TRA- 4
3
25
0.0
0.3
0.3 0.27 5 0.52 5 0.52 5 0.27 5 0.3
TRA- 4
3
25
0.03
0.7
0.7
0.275 0.525 0.525 0.275
3."0
*N*+#& D% P'%!#"& ,N#T*'#"& DAT'S %$#$RA$S !royecto &
C-$S4RGCCIW$ CA$A5 AR4I3ICIA5
Actividad &
I$S4A5ACI-$ DE 3AE$AS
Cantidad & Unidad & Moneda &
Boliviano!
+, MAT$RIA$S D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
CAMPAMENTO
GLB
1.00
800.000
800.000
2
MOVILIZACION Y DESMOVILIZACION
GLB
1.00
800.000
800.000
Hidrá ulicá II Aforos
#
T'TA MAT$RIA$S
)8&&&&&
-, MA#' D$ '(RA D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
&&&
+
&&&
X
&&&
$
&&&
SU(T'TA MA#' D$ '(RA
&&&&
CARAS S-CIA5ES Q #O DE5 SGB4-4A5 DE MA$- DE -BRA% #22O al *))9O% IM/GES4-S I
22&&O
&&&&
)0;0O
&&&& &&&&
;, $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
&&&&
+
&&&&
X
&&&&
$
&&&&
Z
NERRAMIE$4AS Q #O DE5 4-4A5 DE MA$- DE -BRA%
2O
T'TA $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS
&&&& &&&&
<, %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S C'ST' T'TA Z
%AST'S %$#$RA$S E P D$ + Q - Q ;
2O
T'TA %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S
))+&&& ))+&&&
=, UTIIDAD C'ST' T'TA Z
UTIIDAD E P D$ + Q - Q ; Q <
2O
T'TA UTIIDAD
));90& ));90&
K, IM!U$ST'S C'ST' T'TA IM!U$ST'S IT E P D$ + Q - Q ; Q < Q =
'&;O
288&0
T'TA IM!U$ST'S
288&0
T'TA !R$CI' U#ITARI' + Q - Q ; Q < Q = Q K:
)999000
T'TA !R$CI' U#ITARI' AD'!TAD' Con dos -: decimales:
)99900
Hidrá ulicá II Aforos
*N*+#& D% P'%!#"& ,N#T*'#"& DAT'S %$#$RA$S !royecto &
C-$S4RGCCIW$ CA$A5 AR4I3ICIA5
Actividad &
RE/5A$4E- 4RAJAD-
Hidrá ulicá II Aforos
Cantidad &
)
Unidad &
M5
Moneda &
Boliviano!
+, MAT$RIA$S D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
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92
0.2
8.00
0.$"0
2
Alam:re de Amarre
;g
0.0
3.00
0.30
la
;g
0.0
3.00
0.30
&stuco
;g
0.0
0."8
0.0"8
T'TA MAT$RIA$S
)+99
-, MA#' D$ '(RA D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
X
hr
0.08 0.08
20.00 2.50
)2&
$
T-P-1RA'A)AR('&
hr
SU(T'TA MA#' D$ '(RA
)&& +2&&
CARAS S-CIA5ES Q #O DE5 SGB4-4A5 DE MA$- DE -BRA% #22O al *))9O% IM/GES4-S I
22&&O
)'*2
)0;0O
&2*; 0020
;, $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
O
)&
)+2
&)+2
-4R-S
+
&&&&
X
&&&&
$
&&&&
Z
NERRAMIE$4AS Q #O DE5 4-4A5 DE MA$- DE -BRA%
2O
T'TA $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS
&++' &'09
<, %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S C'ST' T'TA Z
%AST'S %$#$RA$S E P D$ + Q - Q ;
2O
T'TA %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S
&0+8 &0+8
=, UTIIDAD C'ST' T'TA Z
UTIIDAD E P D$ + Q - Q ; Q <
2O
T'TA UTIIDAD
&028 &028
K, IM!U$ST'S C'ST' T'TA IM!U$ST'S IT E P D$ + Q - Q ; Q < Q = T'TA IM!U$ST'S
'&;O
&+)2 &+)2
Hidrá ulicá II Aforos
T'TA !R$CI' U#ITARI' + Q - Q ; Q < Q = Q K:
*)9*
T'TA !R$CI' U#ITARI' AD'!TAD' Con dos -: decimales:
*);
Hidrá ulicá II Aforos
*N*+#& D% P'%!#"& ,N#T*'#"& DAT'S %$#$RA$S !royecto &
C-$S4RGCCIW$ CA$A5 AR4I3ICIA5
Actividad &
E[CA
Cantidad & Unidad & Moneda &
Boliviano!
+, MAT$RIA$S U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
>R. >R.
0.50 .50
8.75 2.50
;'9
D$SCRI!CI.# 2 #
T'TA MAT$RIA$S -, MA#' D$ '(RA
+
A)A() A+*A#T&
)9*2
X
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$
&&&
SU(T'TA MA#' D$ '(RA
+9)+2
CARAS S-CIA5ES Q #O DE5 SGB4-4A5 DE MA$- DE -BRA% #22O al *))9O% IM/GES4-S I
22&&O
)208;
)0;0O
82)' 2&)&*
;, $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
O
8
0')'
+299
-4R-S
+
&&&&
X
&&&&
$
&&&&
Z
NERRAMIE$4AS Q #O DE5 4-4A5 DE MA$- DE -BRA%
2O
T'TA $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS
+2&2 2&;'
<, %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S C'ST' T'TA Z
%AST'S %$#$RA$S E P D$ + Q - Q ;
T'TA %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S
2O
'980 '980
Hidrá ulicá II Aforos
=, UTIIDAD C'ST' T'TA Z
UTIIDAD E P D$ + Q - Q ; Q <
2O
T'TA UTIIDAD
0)'0 0)'0
K, IM!U$ST'S C'ST' T'TA IM!U$ST'S IT E P D$ + Q - Q ; Q < Q =
'&;O
);2'
T'TA IM!U$ST'S
);2'
T'TA !R$CI' U#ITARI' + Q - Q ; Q < Q = Q K:
82)2)
T'TA !R$CI' U#ITARI' AD'!TAD' Con dos -: decimales:
82)2
Hidrá ulicá II Aforos
*N*+#& D% P'%!#"& ,N#T*'#"& DAT'S %$#$RA$S !royecto &
C-$S4RGCCIW$ CA$A5 AR4I3ICIA5
Actividad &
CA$A5 DE NoCo
Cantidad & Unidad &
M'
Moneda &
Boliviano!
+, MAT$RIA$S D$SCRI!CI.# 2 3 4 5 " 7
&T- P-RT)A#* 1RAA -+# ARA -+# P(&*RA A#6A#A A*&RA *& -#TR+(-# )A- A)AR& *& AARR&
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
?1. 3 3 3 P2 ?1. ?1.
20.00 0.35 0.25 0.80 25.00 0."0 0.50
. 20.75 20.75 5.00 8.00 3.00 3.00
33.200
T'TA MAT$RIA$S
42.2" 30.$ $2.00 200.00 7.80 ".50 2));2&
-, MA#' D$ '(RA D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
)
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0.00 0.00
8.75 2.50
)9*2&
+
A)A() A+*A#T&
SU(T'TA MA#' D$ '(RA
)+2&& ')+2&&
CARAS S-CIA5ES Q #O DE5 SGB4-4A5 DE MA$- DE -BRA% #22O al *))9O% IM/GES4-S I
22&&O
)*)9*2
)0;0O
*+'88 228*0)
;, $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
2O
+*9'*
) Z
NERRAMIE$4AS Q #O DE5 4-4A5 DE MA$- DE -BRA%
T'TA $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS
+*9'*
Hidrá ulicá II Aforos
<, %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S C'ST' T'TA Z
%AST'S %$#$RA$S E P D$ + Q - Q ;
2O
T'TA %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S
*8*2* *8*2*
=, UTIIDAD C'ST' T'TA Z
UTIIDAD E P D$ + Q - Q ; Q <
2O
T'TA UTIIDAD
9+)'& 9+)'&
K, IM!U$ST'S C'ST' T'TA IM!U$ST'S IT E P D$ + Q - Q ; Q < Q =
'&;O
'9*;+
T'TA IM!U$ST'S
'9*;+
T'TA !R$CI' U#ITARI' + Q - Q ; Q < Q = Q K:
)+;0+&*
T'TA !R$CI' U#ITARI' AD'!TAD' Con dos -: decimales:
)+;0+)
Hidrá ulicá II Aforos
*N*+#& D% P'%!#"& ,N#T*'#"& DAT'S %$#$RA$S !royecto &
C-$S4RGCCIW$ CA$A5 AR4I3ICIA5
Actividad &
RE55E$- C-MG$
Cantidad & Unidad &
M'
Moneda &
Boliviano!
+, MAT$RIA$S D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
2 3 4 5 " 7
T'TA MAT$RIA$S
&&&&
-, MA#' D$ '(RA D$SCRI!CI.# ) +
A)A() A+*A#T&
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
>R. >R.
0.50 .50
8.75 2.50
;'9
SU(T'TA MA#' D$ '(RA CARAS S-CIA5ES Q #O DE5 SGB4-4A5 DE MA$- DE -BRA% #22O al *))9O% IM/GES4-S I
)9*2
+9)+2 22&&O
)208;
)0;0O
82)' 2&)&*
Hidrá ulicá II Aforos
D$SCRI!CI.#
U#IDAD
CA#TIDAD
!R$CI' !R'DUCTI*'
C'ST' T'TA
2O
+2&2
) Z
NERRAMIE$4AS Q #O DE5 4-4A5 DE MA$- DE -BRA%
T'TA $0UI!'? MA0UI#ARIA Y H$RRAMI$#TAS
+2&2
<, %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S C'ST' T'TA %AST'S %$#$RA$S E P D$ + Q - Q ;
Z
2O
'89'
T'TA %AST'S %$#$RA$S Y ADMI#ISTRATI*'S
'89'
=, UTIIDAD C'ST' T'TA UTIIDAD E P D$ + Q - Q ; Q <
Z
2O
';0)
T'TA UTIIDAD
';0)
K, IM!U$ST'S C'ST' T'TA IM!U$ST'S IT E P D$ + Q - Q ; Q < Q =
'&;O
)98)
T'TA IM!U$ST'S
)98)
T'TA !R$CI' U#ITARI' + Q - Q ; Q < Q = Q K:
8+&;*
T'TA !R$CI' U#ITARI' AD'!TAD' Con dos -: decimales:
8+)&
!R$SU!U$ST' %$#$RA N-
D%&!'#P!#"N
U#IDAD CA#TIDAD
!R$C, U#IT,
T'TA
T'**/"& P'%+##N*'%&
) +
I$S4A5ACI-$ DE 3AE$AS RE/5A$4E- 4RAJADE[CA
' 0 2
T-TA)
+
480"."3
"88$.040"03
5B M5
) )&&
)99900 *);
)99900 *);&&
M' M' M'
)9)2 '0 '8
82)2 )+;0+) 8+) 4-4A5
))9+0* 00&&')0 ++'28 09&)88)+2
'(S,
Hidrá ulicá II Aforos
++,
A#$' I* F'T'%RAFIAS
Hidrá ulicá II Aforos
Hidrá ulicá II Aforos
Hidrá ulicá II Aforos