diseño de canales

D I S E Ñ O H I D R A U L I C O D E C A N A L E S

PROYECTO : "MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE RIEGO TOMA QUIJANO EN EL C.P. GARLERO, DISTRITO DE HUARMEY, PROVINCIA DE HUARMEY- ANCASH - I ETAPA"

PROPIETARIO : MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE HUARMEY

UBICACIÓN : C.P. GARLERO DITRITO: HUARMEY PROVINCIA: HUARMEY DEPARTAMENTO: ANCASH

PROGRESIVA : PROG. 0+000 AL 1+984.92

PARAMETROS DE DISEÑOCaudal de Diseño Q= 500 lt/seg = 0.50 m3/segPendiente del Caudal S= 0.0113Talud del Canal Z= 0.5 suelo: arcillo-limosoRugosidad R= 0.014Forma del Canal TrapezoidalLongitud del Canal L= 1,984.92 m

1°) CALCULO DE LA SECCION EFICIENTE

Formula de Maxima Eficiencia Hidraulica

……….(1)

X= 1.24

X= b b= 1.24 YY

Area Mojada (A): ..……..(2)

A= Y( 1.24 Y + 0.5 Y )A= 1.74 Y2

Perimetro Mojado (P): ..……..(3)

P= ( 1.24 Y ) + 2Y * 1 + ( 0.5 )^2P= ( 1.24 Y ) + 2.24 YP= 3.472 Y

2°) CALCULO DEL TIRANTE DEL CANAL

Formula de Manning ……..(4)

Radio Hidráulico (R) = 1.74 Y = 0.50 Y

3.47 Y

Reemplazando en (4): 0.500 = ( 1.74 Y2 ) * ( 0.50 0.0113

0.014

0.007 = ( 1.74 Y2 ) * ( 0.627 0.106 )0.007 = 0.116 2.667

Y = 0.39 m ~ 0.40 m

RESULTADOSA= 1.74 Y2 = 0.28 m2 ~ 0.30 m2P= 3.47 Y = 1.39 m ~ 1.40 mb= 1.24 Y = 0.49 m ~ 0.50 mB= b + 2 Z Y = 0.49 + ( 2 * 0.5 * 0.40 ) = 0.89 m

1.20 m

Y)^ (2/3) * ( )^ (1/2)

Y^(2/3)) * (

Y ^

X=2(√1+Z2−Z )

P=b+2Y √1+Z2

A=Y (b+ZY )

Q= AR2/3 S1/2

n

R=AP

z

1

y

1

Z=1

B

ZY ZYb

b

Y






3°) CALCULO DE LA VELOCIDAD

Q= V*A V= 1.67 m/seg

4°) CALCULO DEL RADIO DE CURVATURA MINIMO

Para Y= 0.40 m

I) Rc ≥ 4.00 m ~ 6.00 mII) Rc ≥ 3.60 m ~ 6.00 m

= 7.00 m

5°) CALCULO DEL SOBREPERALTAMIENTO

P= ( 1.67 )^2 = 0.04 m9.81 * 7.00

6°) CALCULO DEL TIRANTE CRITICO

Por el Numero de Froude = 1.67

9.81 * ( 0.40 )

F = 0.84 < 1 Flujo Subcritico

Por la Expresión General del Flujo Uniforme

0.2509.81

0.0255 = ( Yc ( 0.49 + 0.5 Yc ))^20.49 + 2 ( 0.5 ) Yc

0.0255 = 0.49 + 0.5 Yc0.49 + 1 Yc

Yc= 0.315 m 0.0255 = [ 0.32 * ( 0.49 + 0.16Yc= 0.32 m 0.49 + 0.32

0.043 = 0.052

Yc= 0.32 m < Y= 0.40 m Flujo Subcritico

7°) CALCULO DEL BORDE LIBRE (fb)

Q= 0.500 m3/seg Q < 2 m3/seg fb= 0.30 m

La velocidad se encuentra en el rango 0.60 < V < 3.00 m/seg, siendo óptima para muestro

diseño.

Tomaremos como RADIO DE CURVATURA

El sobreperaltamiento es mínimo por lo tanto no será necesario considerarlo.

[ Yc ( )]^2

)]^2

V=QA

RC≥10 d≈15dy /oRC≥3 B≈5B

P= V 2

gxRC

F=V

√gY

Q2

g= A

2

T=

[YC (b+ZY C )]2

b+2ZY C






8°) DIMENSIONES DEL CANAL

Las dimensiones del canal son las siguientes:

B= 1.20 m

fb= 0.30 m

y= 0.40 m

e= 0.10 m

b= 0.50 m

9°) PERDIDA POR FILTRACION

Para canales revestidos

* ( 0.40 ) * ( 0.50 + 0.40 * 1 + 0.25 ) ( 0.10 )

P= 0.000076 m3/(seg*Km)

Perdida Total Pt= 0.000076 x 1.758 KmPt= 0.000133 m3/seg

El porcentaje de perdida de caudal por filtracion con respecto al caudal total del canal es del 0.027%

El caudal final sera: Qf = 0.500 - 0.000133Qf = 0.499867 m3/segQf = 499.87 lt/seg

K =2 x 10-5 m/seg P=KYt(b+Y √1+Z2 )

P=2x 10−5

1

Z=1

D I S E Ñ O H I D R A U L I C O D E R E P A R T I D O R





PARAMETROS DE DISEÑOCaudal de Diseño Q= 500 lt/seg = 0.50 m3/segPendiente del Caudal S= 0.003Talud del Canal Z= 0 suelo: arcillo-limosoRugosidad R= 0.014Forma de Repartidor RectangularLongitud del Canal L= 1,984.92 m



……….(1)

X= 2.00

X= b b= 2.00 YY


A= Y( 2.00 Y + 0 Y )A= 2.00 Y2


P= ( 2.00 Y ) + 2Y * 1 + ( 0 )^2P= ( 2.00 Y ) + 2.00 YP= 4.00 Y



Radio Hidráulico (R) = 2.00 Y = 0.50 Y

4.00 Y

Reemplazando en (4): 0.500 = ( 2.00 Y2 ) * ( 0.50 0.003

0.014

0.007 = ( 2.00 Y2 ) * ( 0.627 0.055 )0.007 = 0.069 2.667

Y = 0.47 m ~ 0.50 m

RESULTADOSA= 2.00 Y2 = 0.50 m2 ~ 0.50 m2P= 4.00 Y = 2.00 m ~ 2.00 mb= 2.00 Y = 1.00 m ~ 1.00 mB= b + 2 Z Y = 1.00 + ( 2 * 0 * 0.50 ) = 1.00 m

1.00 m

Y)^ (2/3) * ( )^ (1/2)

Y^(2/3)) * (

Y ^

X=2(√1+Z2−Z )

P=b+2Y √1+Z2

A=Y (b+ZY )

Q= AR2/3 S1/2

n

R=AP

1

Z=1

B

ZY ZYb

b

Y







Q= V*A V= 1.00 m/seg


Para Y= 0.50 m

I) Rc ≥ 5.00 m ~ 7.50 mII) Rc ≥ 3.00 m ~ 5.00 m

= 7.00 m


P= ( 1.00 )^2 = 0.015 m9.81 * 7.00


Por el Numero de Froude = 1.00

9.81 * ( 0.50 )

F = 0.45 < 1 Flujo Subcritico


0.2509.81

0.0255 = ( Yc ( 1.00 + 0 Yc ))^21.00 + 2 ( 0 ) Yc

0.0255 = 1.00 + 0 Yc1.00 + 0 Yc

Yc= 0.207 m 0.0255 = [ 0.21 * ( 1.00 + 0.00Yc= 0.21 m 1.00 + 0.00

0.043 = 0.043

Yc= 0.21 m < Y= 0.50 m Flujo Subcritico


Q= 0.500 m3/seg Q < 2 m3/seg fb= 0.30 m


diseño.



[ Yc ( )]^2

)]^2

V=QA


P= V 2

gxRC

F=V

√gY

Q2

g= A

2

T=

[YC (b+ZY C )]2

b+2ZY C








B= 1.00 m

fb= 0.30 m

y= 0.50 m

e= 0.10 m

b= 1.00 m



* ( 0.50 ) * ( 1.00 + 0.50 * 1 + 0 ) ( 0.10 )

P= 0.000150 m3/(seg*Km)

Perdida Total Pt= 0.000150 x 1.758 KmPt= 0.000264 m3/seg

El porcentaje de perdida de caudal por filtracion con respecto al caudal total del canal es del 0.053%

El caudal final sera: Qf = 0.500 - 0.000264Qf = 0.499736 m3/segQf = 499.74 lt/seg

K =2 x 10-5 m/seg P=KYt(b+Y √1+Z2 )

P=2x 10−5

1

Z=1

CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE LA SECCION DEL CANAL

Q = Caudal A = Area hidraulica = (b+zy)yh = Coeficiente de rugosidad P =

S = Pendiente del fondo del canal R =b = Ancho de plantilla o solera T = Espejo de agua = b+2yz

Y = Tirante normal V =

fb Borde libre F =

h = Altura total del canal E =z = talud lateral del canal

TRAMO

DATOS INGRESADOS RESULTADO DE CALCULO H CANALES

LONG. S Qh Z

b Y h fbF

V ETIPO DE FLUJO

T A P R

(m) (%) (m) (m) (m) (m) (m/s) (m-Kg/kg) (m) (m) (m)

0+000 - 0+300 300.00 1.13 0.50 0.014 1.00 0.40 0.2800 0.70 0.30 1.6318 2.3128 0.5505 Supercritico 1.0558 0.2162 1.2861 0.1681

0+300 - 0+820 520.00 0.60 0.50 0.014 1.00 0.40 0.3300 0.70 0.30 1.2058 1.8329 0.5003 Supercritico 1.1581 0.2728 1.4307 0.1907

0+820 - 1+991 1,170.56 0.43 0.50 0.014 1.00 0.40 0.3600 0.70 0.30 1.0283 1.6207 0.493 Supercritico 1.2182 0.3085 1.5157 0.2035

Perimetro mojado = [b+2y(1+z2)1/2]

Radio hidraulico = {(b+zy)y/[b+2y(1+z2)1/2]}

Velocidad media de la seccion = R 2/3*S1/2/n

Numero de Froude = V/(gA/T)1/2

Energia especifica = Y+V2/(2g)

(M3/s) (m2)

z

1y

fb

D I S E Ñ O D E T O M A S L A T E R A L E S

PARAMETROS DE DISEÑOCaudal a derivar para la toma Qd= 50 lt/seg = 0.050 m3/segLongitud de la Toma L= 2,000 mCoef. Rugosidad R= 0.014Forma de la Toma RectangularCota Rasante del Canal COTA= 100 m.s.n.m



……….(1)

X= ###

X= b b= #REF! YY


A= Y( ### Y + #REF! Y )A= ### Y2


P= ( ### Y ) + 2Y * 1 + ( #REF! )^2P= ( ### Y ) + #REF! YP= #REF! Y



Radio Hidráulico (R) = #REF! Y = 0.50 Y

#REF! Y

Reemplazando en (4): 0.050 = ( #REF! Y2 ) * ( 0.50 20000.014

0.001 = ( #REF! Y2 ) * ( 0.627 44.721 )0.001 = #REF! 2.667

Y = #REF! m

RESULTADOSA= #REF! Y2 = #REF! m2P= #REF! Y = #REF! mb= #REF! Y = #REF! mB= b + 2 Z Y = #REF! + ( 2 * ### * #REF! ) = #REF! m

Y)^ (2/3) * ( )^ (1/2)

Y^(2/3)) * (

Y ^

X=2(√1+Z2−Z )

P=b+2Y √1+Z2

A=Y (b+ZY )

Q= AR2/3 S1/2

n

R=AP


Q= V*A V= #REF! m/seg


Para Y= #REF! m

I) Rc ≥ ### m ~ #REF! mII) Rc ≥ ### m ~ #REF! m

= 7.00 m


P= ( #REF! )^2 = #REF! m9.81 * 7.00


Por el Numero de Froude = #REF!

9.81 * ( #REF! )

F = #REF! < 1 #REF!


0.0039.81

0.0003 = ( Yc ( #REF! + ### Yc ))^2#REF! + 2 ( ### ) Yc

0.0003 = #REF! + ### Yc#REF! + #REF! Yc

Yc= ### m 0.0003 = [ 0.30 * ( #REF! + #REF!Yc= ### m #REF! + #REF!

0.043 = #REF!

Yc= 0.30 m < Y= ### m ###


diseño.



[ Yc ( )]^2

)]^2

V=QA


P= V 2

gxRC

F=V

√gY

Q2

g= A

2

T=

[YC (b+ZY C )]2

b+2ZY C


Q= 0.050 m3/seg Q < 2 m3/seg fb= 0.30 m



B= ### m

fb= 0.30 m

y= #REF! m

e= 0.10 m

b= ### m



* ( #REF! ) * ( ### + #REF! * 1 + #REF! ) ( 0.10 )

P= #REF! m3/(seg*Km)

Perdida Total Pt= #REF! x 1.758 KmPt= #REF! m3/seg

El porcentaje de perdida de caudal por filtracion con respecto al caudal total del canal es del #REF!

El caudal final sera: Qf = 0.050 - #REF!Qf = #REF! m3/segQf = #REF! lt/seg

K =2 x 10-5 m/seg

Z=11

P=KYt(b+Y √1+Z2 )

P=2x 10−5

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