Análisis canal ejercicio

TRAMO 1

En este tramo se presenta una pendiente uniforme en toda la longitud de valor S = 8·10-4
Nos fijaremos en el mes de mayor demanda para el caudal de dimensionamiento, en nuestro caso julio con un volumen de 27 Hm3 a trasegar. Este volumen lo incrementamos un 10% para tener en cuenta las pérdidas. Así,



La base de sustrato del canal es:

TERRENO
K (m/s)
n
RT: Roca otránsito
1,00E-06
0,020

Como la permeabilidad K = 1,00·10-6 m/s es menor a la mínima requerida (K = 2,5·10-6 m/s), es suficientemente impermeable para que las pérdidas sean inferiores a 50 litros/m2/día. Así, en principio, el canal podría no requerir revestimiento, para eso vamos a probar los resultados de las dos soluciones, con y sin revestimiento, y valorar cuál resulta mejor económicamente.Opción A. Canal sin revestir
La forma de la sección del canal propuesta es rectangular, ya que nuestro terreno es roca y éste admite taludes verticales.

1ª condición: Limitación de la velocidad del agua.
En este caso como se trata de roca no es necesario aplicar este criterio, ya que la velocidad del agua no arrastrará partículas finas del terreno.

2ª condición: Para terreno tipo rocael talud que se propone es uno vertical, característico de roca o tránsito.

Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente, predimensionamos la sección evaluando las variables de ancho (b1) y calado (y), hasta encontrar las secciones que nos cumplan las condiciones y transporten el caudal requerido. Utilizamos la fórmula de Manning al suponer flujo en régimen uniforme. De este modo, la tablaresultante del predimensionamiento quedará:

b1
y
b2
Área
Pm
Rh
V
Q
2,500
3,338
2,50
8,35
9,18
0,91
1,33
11,08
2,500
3,400
2,50
8,50
9,30
0,91
1,33
11,32
2,500
3,340
2,50
8,35
9,18
0,91
1,33
11,09
2,750
2,900
2,75
7,98
8,55
0,93
1,35
10,77
2,750
2,950
2,75
8,11
8,65
0,94
1,36
10,99
2,750
2,970
2,75
8,17
8,69
0,94
1,36
11,08
3,000
2,550
3,00
7,658,10
0,94
1,36
10,42
3,000
2,600
3,00
7,80
8,20
0,95
1,37
10,67
3,000
2,680
3,00
8,04
8,36
0,96
1,38
11,08


Hallamos tres secciones que trasegarían el caudal deseado con estas características:

b1(m)
y(m)
2,500
3,340
2,750
2,970
3,000
2,680

Vamos a comprobar el régimen lento de estas secciones. Imponemos que el número de Froude sea menor que 0,50, siendo asímuy menor a la unidad: F < 0,50

Para la verificación del régimen lento se han utilizado las siguientes fórmulas:

Cálculo del calado crítico: a partir de la ecuación de la energía específica.



Sección mojada (con calado crítico):



Velocidad crítica: se calcula por medio de la ecuación del cálculo del número de Froude (F). Como introducimos el calado crítico, F = 1. De estaexpresión se despeja la velocidad crítica.



Cálculo del número de Froud (F): aplicando la ecuación del cálculo del número de Froude.



Características geométricas-hidráulicas
Régimen crítico
b1(m)
y(m)
b2(m)
Área(m2)
Yc(m)
Ac(m2)
Vc(m/s)
F
2,500
3,340
2,50
8,35
1,26
3,15
3,52
0,23
2,750
2,970
2,75
8,17
1,18
2,96
3,41
0,23
3,000
2,680
3,00
8,04
1,12
2,79
3,31
0,23Se comprueba que el régimen es lento en los tres casos, algo que con una pendiente tan suave como S=8·10-4 es fácil esperar.

Por último, evaluaremos el coste económico de cada sección examinada, utilizando los precios unitarios de obra señalados: excavación, revestimiento y expropiación.

El cálculo del coste por metro de canal se ha obtenido siguiendo estas expresiones:

Excavación: seha realizado la excavación en roca o tránsito cuyo coste es de 20 €/m3. Por tanto, el coste de excavación será:



Revestimiento: el precio del revestimiento es de 20 €/m2. Su obtención se calcula a partir de:




Expropiación y desvío de servicios: el precio de la expropiación y los desvíos de servicios es de 6 €/m2. La expropiación se compone de: el propio ancho del canal (b2)...