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PROPUESTA DE DISEO DE UN CANAL ABIERTO CON REVESTIMIENTO DE HORMIGON

NOMBRE: Canal GuachalUBICACIN: Quito-Valle de los ChillosTEMA: Propuesta de Diseo de un Canal de riego con revestimiento de hormign

1. IMPORTANCIA:

Para los pobladores del sector se hace urgente la construccin de un canal de riego debido al bajo ndice de lluvias producidos en el sitio lo que pone en riesgo sus cultivos y su produccin de alimentos para las grandes ciudades a las cuales abastecen, adems de proveer lquido vital para sus animales y as mitigar sus necesidades por la falta de agua.El agua a conducir en el canal de riego Guachala provendr de la captacin del rio Pita ubicado en el sector de Pintag, es decir, se conducir lquido vital desde un reservorio del rio Pita hasta la poblacin de Guachala.Por lo indicado, con el propsito de terminar con la falta de agua en el sitio, se ha puesto en marcha el estudio y diseo definitivo del CANAL DE CONDUCCIN DE RIEGO GUACHAL.El Diseo del canal de riego cubrir un volumen de agua de 150000 lt de liquido vital para una poblacin que costa de 10000 habitantes aproximadamente. Por norma general se disea para abastecer una zona rural con 125 lt /hab/dia.Se ha analizado el sector mediante levantamientos topogrficos y por facilidad de trabajo se proceder a dividir en tramos que los enumeraremos para as identificar y disear un tipo de canal correspondiente a cada uno de ellos; se estudiara las posibilidades de construccin y las respectivas vas de acceso y bermas para facilidad de trabajo, sin embargo se estudiara e investigara cada diseo en las diferentes secciones para as saber con qu tipo de pendiente trabajamos as como el revestimiento que vayamos a utilizar.Por lo que antecede el estudio contempla tres fases definidas: La primera es una fase de diagnstico y toma de la informacin preliminar. La segunda es el trabajo de campo, es decir levantamiento topogrfico, estudio ambiental y geotcnico. La tercera fase consiste en la realizacin del estudio y diseo definitivo

2. OBJETIVOS:

2.1 OBJETIVOS GENERALES1. Realizar una propuesta de diseo del canal Guachal, mismo que debe englobar soluciones definitivas para: conduccin y provisin permanente del lquido.2. Abastecer a la poblacin de Guachala con lquido vital para los diferentes tipos de usos.3. Tomar muy en cuenta el factor pluvial debido a que pudiera ser un problema a la hora del Diseo.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Conocer la topografa del terreno, misma que nos dar las condiciones de terreno en la que vamos a realizar el estudio del canal de riego.2. Realizar la propuesta de diseo para un canal trapezoidal para conduccin de agua con revestimiento de hormign 3. Realizar el estudio de canal de riego para que dicho canal trabaje con pendiente positiva para que el canal que trabaja a flujo libre trabaje a gravedad.4. Dividir al canal en tramos para facilidad de estudio.

3. PROBLEMA:

El mayor problema registrado para el Diseo de Canal del Rio Guachala corresponde al tramo uno del canal. En el tramo lo que dificulta el Diseo es la TOPOGRAFIA DEL TERRENO.

3.1 CAUSAS:

Debido a la Topografa del Terreno, en el tramo 1 del canal se trabajara con una pendiente positiva que nos dificultara el Diseo de canal en esta parte.

3.2 DIAGNOSTICO:

Se evaluara la parte econmica para disear un canal cerrado (tnel) o para proceder a realizar los respectivos cortes del Terreno para cambiar su topografa y trabajar con pendiente negativa, es decir, se trabajara a gravedad.

3.3 PRONSTICO:

Se trabajara en el tramo 1 con un canal cerrado (Tnel); este tipo de canal es motivo de otro tipo de estudio y/o calculo que lo realizara un diseador encargado del estudio de tneles.

3.4 RESUMEN:

Para el Diseo del Canal Guachala se proceder realizar canales con el respectivo clculo en cada uno de los tramos, Se tomara en cuenta el factor Econmico para la realizacin de Canales, Tneles, Acueductos, Sifones, etc. basndonos siempre en la Topografa del terreno y en las mejores condiciones de trabajo. Tambin teniendo en cuenta el factor Pluvial. El Diseo debe ser lo ms ptimo para abastecer a la poblacin de Guachala en el menor tiempo posible.Para la propuesta de diseo del canal se tomara muy en cuenta el tipo de revestimiento que se utilizara en los diferentes tramos debido a que nuestro estudio se basa en el diseo de un canal abierto que trabaje a flujo libre y existen otros tramos donde se realizara otro tipo de canales ya sea abiertos o cerrados, esto influir mucho en nuestra investigacin en vista de que debemos tener en cuenta todas y cada una de las uniones entre secciones donde se lo realizara canal y tener muy en cuenta las longitudes de cada tramo.

4. MARCO TEORICOPara el diseo de canal con revestimiento Guachala se deber tomar en cuenta factores importantes que permitan un mejor trabajo y desempeo del mismo. Se tomara como referencia otros tipos de canales ya construidos para tomarlos de gua y hacer un adecuado estudio, teniendo en cuenta cada uno de los factores correspondientes y principales para el estudio y construccin del canal.La mayora de canales construidos se los realiza sin revestimiento, para evitar un excesivo costo en material.Este no es el caso de nuestro canal a disear, debido que la topografa del terreno no nos permite hacerlo sin revestimiento, aumentando su costo pero produciendo un mejor desempeo.A continuacin se detalla en resumen elementos que debemos saber y tomar en cuenta para el diseo del canal.PARAMETROS DE DISEOTIPO DE SISTEMA

El sistema de canal a ejecutarse consta de un canal trapezoidal en el primer tramo el mismo que en el segundo tramo pasa a forma rectangular y posteriormente a una conduccin por tnel.ELEMENTOS BSICOS DE UN CANAL

Se consideran algunos elementos topogrficos, secciones, velocidades permisibles, entre otros:

Trazo de canales.- Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario recolectar la siguiente informacin bsica: Fotografas areas, para localizar los poblados, caseros, reas de cultivo, vas de comunicacin, etc. Planos topogrficos y catastrales. Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems informacin que pueda conjugarse en el trazo de canales.

Radios mnimos en canalesEn el diseo de canales, el cambio brusco de direccin se sustituye por una curva cuyo radio no debe ser muy grande, y debe escogerse un radio mnimo, dado que al trazar curvas con radios mayores al mnimo no significa ningn ahorro de energa, es decir la curva no ser hidrulicamente ms eficiente, en cambio s ser ms costoso al darle una mayor longitud o mayor desarrollo.CAUDALEl caudal a conducir es de 12m/segDISEO DE LAS SECCIONES HIDRULICASRUGOSIDADEsta depende del cauce y el talud, dado a las paredes laterales del mismo, vegetacin, irregularidad y trazado del canal, radio hidrulico y obstrucciones en el canal, generalmente cuando se disea canales en tierra se supone que el canal est recientemente abierto, limpio y con un trazado uniforme, sin embargo el valor de rugosidad inicialmente asumido difcilmente se conservar con el tiempo, lo que quiere decir que en la prctica constantemente se har frente a un continuo cambio de la rugosidad. La siguiente tabla nos da valores de "n" estimados, estos valores pueden ser refutados con investigaciones y manuales, sin embargo no dejan de ser una referencia para el diseo:CALCULO DE LA PENDIENTE DEL CANAL

Donde;Q= caudal a conducir en m3/s.n= coeficiente de rozamiento de Manning, el cual se entrega en el anexo 2.s= pendiente longitudinal del canal (m/m)R= radio hidrulico (m)A= seccin transversal (m2)El radio hidrulico, se define a travs de la expresin que permite su maximizacin

SECCIN PTIMA DEL CANAL

Si se analiza la ecuacin de Manning, en una seccin dada A, con una pendiente uniforme s, con un nivel de caudal Q estable, y definida una rugosidad, la mejor seccin transversal estar dada, cuando el radio hidrulico sea mximo. As, si se define al radio hidrulico R, como el cuociente entre la seccin A, y el permetro mojado P, el radio mximo estar dado cuando el permetro mojado sea mnimo, lo cual significa menor cantidad de materiales empleados en la construccin, y trabajo asociado, todo lo cual determina un ahorro importante de costos.Con el objetivo de visualizar lo anterior, y para definir el dimensionamiento adecuado de un canal trapezoidal, se desarrollar el esquema matemtico de clculo. De esta manera, si se analiza la figura 1, se desprende que:

Por consiguiente, operando de tal forma que la base b no se incorpore al clculo, queda;

RELACIONES GEOMTRICAS DE LAS SECCIONES TRANSVERSALES MS FRECUENTES

5. JUSTIFICACION

5.1 Para la propuesta de diseo se usara un canal trapezoidal con un talud de 1:2 para una buena conduccin de agua.

5.2 Trabajamos con una canal trapezoidal porque las condiciones de terreno no nos permiten disear con otro tipo de canal.

5.3 El canal mas optimo para conduccin de agua es el canal en forma semicircular pero este es muy poco usado por complejidad a la hora de construccin

5.4 La propuesta de diseo se lo realizo con cada una de los factores que podran influir en el canal por esta razn usaremos un revestimiento de hormign.5.5 De igual manera la propuesta de diseo del canal trapezoidal la realizarnos porque este tipo de canal es el ms construido a nivel nacional.5.6 En la propuesta de diseo el canal llevara un volumen de agua de 12 m3/s, porque para nuestras condiciones podemos tener un desbordamiento producido por la lluvia. El canal tiene una capacidad mxima de 20 m3/s.

6. CALCULOS EMPLEADOS

DATOS PARA REALIZAR EL ESTUDIO DEL CANAL GUACHALAPOBLACION DE GUACHALAHABITANTES: 10000VOLUMEN DE AGUA PARA ABASTECER A LA POBLACION: 15000 lt/diaVOLUMEN DE AGUA POR HABITANTE: 125lt/habi/diaCARACTERISTICAS DEL CANALCaudal mx.a conducir: 20 m3/sCaudal de diseo: 12 m3/sTalud: 1.5Pendiente: 0.003Ancho de la solera: 0.9298Las condiciones y clculos se los detalla en la siguiente figura:

7. PERFIL DEL CANAL HEC-RAS

8. CONCLUSIONES

8.3 La propuesta de diseo se fundament principalmente en la topografa del terreno y en las condiciones en la q esta se encuentra.8.4 Se ha realizado una propuesta ptima de diseo de una canal de riego con revestimiento de hormign para abastecer a la poblacin de Guachala.8.5 Realizamos la propuesta de diseo con un canal de forma trapezoidal debido a que nos da una factibilidad de servicio y tenemos mucha referencia con respecto a este tipo de canales.8.6 Este tipo de canal est diseado para que tengo un tiempo de durabilidad de 25 aos incluyendo un mantenimiento anual8.7 Por seguridad la propuesta de diseo se lo realizo con un caudal de 12 m3/s cada da, suficiente para abastecer a la poblacin y no tengamos ningn desbordamiento por motivo de lluvias.

9. BIBLIOGRAFA

SviatoslavKrochin- Diseo Hidraulico 2da. Edicin.Anlisis de Presupuestos Unitarios ARES 2011.HEC-RAS H-CANALESwww.wikipedia.comwww.monografas/trabajos/canales.shtml

10. ANEXOS

LIBRO DE SOTELO

11. FOTOGRAFAS DEL CANAL

Canal GuachalUbicacin: Quito-Valle de los Chillos

Figura 1. Vista panormica del canal

Figura 2. Vista ingreso del Terrapln y tnel