Flujo en un canal abierto

FLUJO EN UN CANAL ABIERTO
La razón de flujo, el cual se mide frecuentemente en la mayoría de los ríos y arroyos, se define como el volumende agua que pasa en un punto particular de un canal por unidad de tiempo, Q (m3 /s).
Aunque la razón de flujo o caudal es una cantidad útil,una cuestión adicional se relaciona con lo que sucede cuando circula un caudal especifico en un canal con pendiente. El agua alcanza unaaltura H (m) y se mueve a una velocidad específica U (m/s). Los ingenieros ambientales podrían estar interesados en conocer esas cantidades parapredecir el transporte y destino de los contaminantes en un rio. Así, la pregunta general es: si se tiene una razón de flujo por un canal,¿Cómo pueda calcularse la altura y la velocidad?
La relación fundamental entre flujo y altura es la ecuación de continuidad:
Q=UAc
Donde Ac=área de la sección transversal del canal (m2). Para un canal rectangular el área queda:
Ac =BH
Al sustituir queda:
Q =UBH
Donde B=ancho y H=altura. Considerando que se conoce B, se tiene una ecuación y dos incógnitas (U Y B). Por lo que se requiere una ecuación adicional.Para flujo uniforme se propone la ecuación de Manning.
U=1/n R^(2/3) S^(1/2)
Donde n=coeficiente de rugosidad de Manning, S=pendiente delcanal y R=radio hidráulico.
R=A_c/P
Donde P=perímetro mojado.
Tenemos que:
P=B+2H
Sustituyendo R, P Y Q queda todo en función de H: