Ejercicios de Construccion

Secciones de un canal.
Las secciones más utilizadas en canales de conducción
son la sección trapezoidal y rectangular.

m  tg ; T  b  2my ;

A  by  my 2 .........(1) ;

P  b  2 y 1  m2 ......(2)
b  P  2 y 1  m2

;

RH 

A
P

(2) en (1):
A  ( Py  2 y 2 1  m2 )  my 2 .......(3) Mínimo perímetro
SI: A= cte.
Q=cte.
M=cte.
dA
0
3
P
dy
Manteniendo y =constante.
m
; arctgm  30º ;  30º
0
3
m
El canal trapecial de máxima eficiencia hidráulica es el que tiene el ángulo   30º cuyas
fórmulas son las siguientes:
Máxima eficiencia Hidráulica canal trapecial

  0º ;

T  b ; A  by ; P  b  2 y

:
La máxima eficiencia hidráulica se da cuando b  2 y obteniéndose las siguientes fórmulas:
A=
; b=2y ; P=4y ;

Utilizando lasecuaciones de la sección trapecial con b=0
tenemos:
T  m2 y

A  my 2
P  2 y m2  1
La máxima eficiencia hidráulica se da cuando

MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA EN UN CANAL TRIANGULAR:

m=

;

;

A=

; P=
;
EJEMPLO DE APLICACIÓN

Se desea dimensionar un canal de conducción para abastecer una zona irrigable de 300has. Con
un módulo de riego de 1.5lts/seg/ha.
Del trazotopográfico se observa que se puede llegar con una sola pendiente del eje de canal
equivalente a 1/1000.De las muestras de suelo analizadas se concluye que se trata de suelo limo
arcilloso cuyo ángulo de estabilidad ó reposo para estado saturado es   59º 301 , la velocidad
máxima de arrastre de las partículas es de 0.8 m / seg ¿Diseñar la sección del canal?
Solución

m3
Q  0.450
seg
S  0.001Datos:

  59º 301
m
seg
Suelo : Limo arcilloso

Vmax  0.08

Si no existe limitaciones diseñaremos un canal
trapecial de máxima eficiencia hidráulica sin
revestir cuyas fórmulas son las siguientes.

  60º

Las fórmulas serán

Pmín  4 y m 2  1  2my
Pmín  2 y (

2  sen
)
cos 

b  P  2 y m2  1
1  sen
b  2 y(
)
cos 

A  by  my 2
2  sen
A  y2 (
)cos 
y
RH 
2
n  0.023(suelo lim oarcilloso)
1 1
1
Q  ARH 2 i 2
n

Remplazamos las fórmulas anteriores en la ec, de Maning
y
RH  ..........(a )
2
2  sen
Ecuación de Maning
A  y2 (
)  2.113 y 2 .......(b)
cos 
2 1

y
(2.113 y 2 )( ) 3 i 2
m
2
Remplazando (a) y (b) en la ec. de Maning
0.450

seg
0.023
2
2
A  2.113 y  2.113(0.59)  0.7355m
3

-Chequeamosla velocidad del agua debe ser menor que 0.8 m/seg
m3
Q
m
seg
V 
 0.61
...ok
2
A 0.7355m
seg
0.45

1  sen
b  2 y(
)  0.36m
cos 

0.61m/seg 1.20
0.5 :
1
1.5 :
1

Franco Arcilloso
Franco arenoso
Arenoso
Roca

1.5 :
1
2 :
1
3 :
1
Casi vertical

2 :
1
3 :
1
4 :
1
Casi vertical

BORDE LIBRE DE CANALES REVESTIDOS
 Respecto del tirante

hL  30 00 del tirante




Respecto al gasto

CAUDAL (
m3/seg)
menor de 0.50
mayor de 0.5

BORDE LIBRE
(m)
0.30
0.40

Respecto al ancho de solera

ancho de solera(b)m
menor de 0.80
0.80
a
1.50
1.50
a
3.0
3.0
a
4.5
mayor
a
4.5

BORDE LIBRE (m)
0.40
0.50
0.60
0.80
1.00

El borde libre se estima teniendo en cuenta las lluvias (fenómenos extraordinarios) en zonaslluviosas el borde libre debe ser mayor

DISEÑO DE UNA RAPIDA
PROBLEMA:

Hallar el perfil del agua y la longitud total a revestir de la rápida de la figura que se
muestra para una sección rectangular que conducirá un caudal de 5m3/seg. El
suelo resiste una velocidad de 0.9 m/seg

TRAMO 1

TRAMO 2

TRAMO 3

i=0.0005
n=0.025

z

L=40 m
i=0.1
n=0.05

i=0.0005
n=0.025Solución
DATOS
TRAMO 1

0.025

TRAMO 2

0.0005

0.015

TRAMO 3

0.1

40 m

0.025

Además el canal debe ser de máxima eficiencia: por lo tanto se tiene:

0.0005

TRAMO 1
Calculo del tirante normal:

ZONA REVESTIDA

ZONA SIN REVESTIR

Entonces:

y

La

3.5

Y para un flujo critico se debe cumplir que
el tirante critico

ecuación de Fraudé es:
y analizando para...