Calculo de canales

DISCUSIÓN DE LOS VALORES DEL COEFICIENTE DE RUGOSIDAD N A EMPLEARSE EN LA FORMULA DE MANNING
Básicamente se presentan dos problemas de naturaleza diferente
Dado un curso de agua existente calcular el gasto Q que puede escurrir, aplicando la fórmula de Manning. Para ello se requiere estimar el valor de n que corresponde al cauce.
Dado un problema de diseño hay que considerar para lasuperficie (revestimiento) que va a tener el canal, cual es el valor de n que se le asigna.
El coeficiente n depende, pues, esencial, pero no exclusivamente de la aspereza de la superficie. También interviene lo siguiente
Curvas.- No es correcto considerar el coeficiente de rugosidad, que estrictamente es un coeficiente de resistencia, como independiente del alineamiento del canal. La presencia decurvas aumenta la resistencia. Especialmente si estas son numerosas y de pequeño radio de curvatura.
Vegetación.- Es particularmente importante en canales pequeños. Su crecimiento puede alterar esencialmente los valores supuestos en base únicamente a la rugosidad. Es frecuente en canales en tierra. Su crecimiento desmedido puede dar lugar fácilmente a aumentos del orden del 50 ., en el valor de nIrregularidades.- Los canales en tierra se caracterizan por no tener una secci6n transversal invariable. Las pequeñas irregularidades que pueden ocurrir como consecuencia de bancos, depósitos de sedimentos, etc. alteran el valor de la rugosidad supuesta.
Esto se agrava cuando el canal tiene transporte s6lido, que motiva una configuraci6n variable del lecho.
Cowan determinó que el valor de n aconsiderarse en los cálculos debería tomar en cuenta los factores anteriormente señalados, según la ecuación siguiente
n = (n0+n1+n2+n3+ n4)m5
Siendo:
n0= El valor básico que depende de la rugosidad (aspereza)
n1= Es un valor adicional para tomar en cuenta las irregularidades
n2= Es un valor adicional para tomar en cuenta las variaciones en la forma y tamaño de la sección transversal
n3=Es para tomar en cuenta las obstrucciones
n4= es para tomar en cuenta la vegetación
m5= es un factor para tomar en cuenta los meandros
TABLA DE COWAN PARA DETERMINAR LA INFLUENCIA DE DIVERSOS FACTORES
SOBRE EL COEFICIENTE n


DETERMINACIÓN DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL
En el cálculo de la sección de un canal debe partirse del hecho siguiente: desde el punto de vista hidráulico hay, enprincipio, un número infinito de soluciones. Si se va a construir un canal el gasto o caudal está dado por las condiciones de diseño; no proviene de un cálculo hidráulico, sino de la función del canal, de la naturaleza del servicio que presta y por cierto del análisis que se ha hecho de las disponibilidades de agua. El caudal de diseño Q es un dato impuesto al que debe adecuarse el cálculo de la seccióndel canal.
Un canal puede servir para abastecer de agua a una ciudad, servir a una irrigación, a una Central hidroeléctrica o tener un uso múltiple.
Para transportar un gasto Q podemos, dentro de las limitaciones topográficas, adoptar una determinada pendiente compatible con la naturaleza del revestimiento, que escogeremos en función de varios factores: costo, seguridad, disponibilidad demateriales, etc.
En las condiciones mencionadas en el cuadro anterior podemos diseñar diversas secciones transversales: rectangular, trapecial, semicircular, etc. En las Figuras se observa varias secciones transversales que se caracterizan por tener todos unos radios hidráulicos de 1 m.

Veamos, con un poco más de detenimiento, cuales son los factores limitantes para el diseño.
No siempre uncanal conduce agua totalmente libre de partículas sólidas (sedimentos).
Debemos admitir, pues, que en muchos casos el agua contendrá partículas en suspensión (arenas, limos, arcillas) de diferente diámetro.
Si la velocidad del canal es pequeña hay la posibilidad de que estas partículas sedimenten formando bancos o depósitos. Dado que la secci6n transversal se caracteriza por tener una...