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CONDUCCIN DE AGUA POR CONDUCCIN DE AGUA POR CONDUCCIN DE AGUA POR CONDUCCIN DE AGUA POR CANALESCANALES
Curso de Riego y Drenaje 2012

CHOW, V.T. Hidrulica de canales abiertos. McGraw-Hill. 1994. 667pp.
Israelsen y Hansen. Principios y aplicaciones del riego.
Bibliografa
del riego.

INTRODUCCIN Definiciones y nomenclatura Canales de riego, drenaje y terrazas
DISEO HIDRAULICO Principios del movimiento del agua en canales Radio hidrulico y pendiente Frmulas de velocidad Frmulas de velocidad Velocidad de diseo y velocidad crtica Pautas de diseo: Mxima eficiencia hidrulica Mnima infiltracin Condicionado a la pendiente Tirante prefijado

CONSTRUCCIN Borde libre y ancho de bordos Diseo del trazado y replanteo Profundidad de corte Maquinaria utilizada Control de la obra
MANTENIMIENTO Aterramiento Prdida de conformacin Prdida de conformacin Malezas
OBRAS DE ARTE Compuertas de control y toma-granjas Pases de agua de escurrimiento Saltos y protecciones

Introduccin
Algunos antecedentes

Introduccin
Canal De riego De riego De drenaje

Dpto. Artigas

Dpto. Treinta y Tres

Dpto. Ro Negro, Colonia Tomas BerretaLong.: 6 km (aprox.)

Dpto.Durazno

Dpto.DuraznoLong.:16km (aprox)

Definiciones y Nomenclatura:
b
Borde libre
coronamientosolera
c
Carga = h
a
plantilla
talud
zh
Carga = h

Forma de la seccin
Trapezoidal Rectangular Triangular Parablica Parablica

Diseo hidrulico

B
L
h
A
CB
Principios del movimiento del agua en canales
C A
h
FUERZA DE AVANCE F = C B
por tringulos semejantes resulta:
C B = C B donde C B = h A B = L CB/AB = h/L = s (pendiente del canal)A B A B
AB = Peso del prisma de agua Peso = Volumen x Densidad Vol. = Area x L
entonces FUERZA DE AVANCE es: F = s x A x L x D Curso de Riego y Drenaje 2012

sxAxDV =
y la FUERZA DE ROCE es: F = f x P x L x V2 (P x L = sup. de roce)
f = factor de rozamiento
cuando F = F el flujo se estabiliza
f x P x L x V2 = s x A x L x D
fxPV =
PA
xsxfD
V = Radio hidrulico R = A/P
Chezy (1769) llam
C= factor de resistencia al flujo
RxsCvf
DC == Probablemente es
la primer ecuacin de flujo uniforme

Manning (1889) determin que C depende de R
C = R1/6 n = Coeficiente de rugosidad de canalesn
RxsCv =
V = 1 R 2/3 S 1/2
n

Superficie Condicin de las paredes
Buena Regular Mala
En tierra, rectos y uniformes 0.020 0.0225 0.025 *
En roca, lisos y uniformes 0.030 0.033 * 0.035
En roca, con salientes, sinuosos 0.040 0.045
Sinuosos de escurrimiento lento 0.025 * 0.0275 0.030
Valores de n frmulas de MANNING Y KUTTER(Seleccionados de King, H.W., 1954)
Sinuosos de escurrimiento lento 0.025 * 0.0275 0.030
Dragados en tierra 0.0275 * 0.030 0.033
Lecho pedregoso, bordes tierra y maleza 0.030 0.035 * 0.040Plantilla de tierra, taludes speros 0.030 * 0.033 * 0.035
Valores corrientemente usados en la prctica

n = 0.012 0.014 n = 0.033 0.035
n = 0.040 0.043
n = 0.045 0.050

Diseo del canal
Caudal Siempre debe ser conocido
Velocidad Se prefija tentativamente

TIPO DE SUELO VELOCIDAD m/s
Suelos sueltos 0.20
VELOCIDADALTA EROSIONBAJA SEDIMENTACION
Criterios para prefijar la velocidad del agua en funcin del tipo de suelo del canal
Suelos sueltos 0.20
Suelos de textura media 0.30
Suelos arcillosos 0.50
Suelos pedregosos 0.80 - 0.90
Desages empastados 0.80 - 1.20
Factor asentamientoFactor profundidadMalezas

VELOCIDAD CRITICA
Moritz Vo = C x h1/2
C depende del material en suspensin
En nuestras condiciones C = 0.464
RANGO CRITICO 0.8 V < V < 1.2 VRANGO CRITICO 0.8 Vo < V < 1.2 Vo

FORMA DE LA SECCIN
Inclinacin de taludes Z depende de:
Textura
Tipo de maquinaria
Desages (alta pendiente)
Riego (baja pendiente)
MATERIAL Z
Roca firme 0.25
Arcilla 0.75
Suelo franco 1
Franco arenoso 2
Arenoso 3
Desage empastado 4

PAUTAS DE DISEO
Clculo de plantilla y tirante

DISEOS:
MXIMA EFICIENCIA HIDRULICA
SECCIN DE MNIMA INFILTRACIN SECCIN DE MNIMA INFILTRACIN
CONDICIONADO A LA PENDIENTE (desages)
CUANDO h (carga) ESTA PREFIJADA

1Zht 2 +=
SECCION DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA
A = ( a + b ) h2
b
A
a
h
zh
t= talud
b = a + 2Zh A = ( a + a + 2Zh) h2
A = (a + Zh) h
12 2 ++= ZhZhhAP
Permetro de mojado: P = a + 2t
A = (a + Zh)h a = A/h Zh Plantilla
A = (a + Zh) h

1Z2Z-A0 2 ++=
SECCION DE MAXIMA EFICIENCIA HIDRAULICA
Derivamos e igualamos a cero para hallar el mnimo permetro de roce para un rea dada:
12 2 ++= ZhZhhAP
1Z2Z-h
A0 22 ++=
Con esta forma, tambin se cumple que:
R = h/2 a/h = 2 tg /2
12Z2-Z
Ah
++= Tirante

Ejemplo:
Dados:Q = 0.1 m3/s Prefijamos V = 0.28 m/sZ = 1n = 0.025Q = A x V A = Q / V = 0.1 / 0.28 = 0.36 m2
Resulta que la seccin de Mxima Eficiencia Hidrulica es:
Ah =
VELOCIDAD CRITICAMoritz Vo = C x h
1/2
En nuestras condiciones C = 0.464
Vo= 0.464 x 0.441/2= 0.31
RANGO CRITICO 0.25 < V < 0.37 m/s
mh 44.036.0 ==
1Z2Z-
Ah
2 ++=
Se verifica que R = h/2 0.44/2 = 0.22
h = 0.44 m a = A/h Zh = 0.37 m t = 0.63 m
P = 1.63 m R = 0.22 m s = (0.28 x 0.025) 2 = 0.00037 = 0.037%0.222/3
mh 44.011*21
36.02
=++
=

b= 1.25m
h= 0.44m t= 0.63m
a= 0.37
Q = 0.1 m3/s V = 0.28 m/sZ = 1n = 0.025Q = A x V A = 0.36 m2
a= 0.37
Permetro de mojado= 1.63m
Pendiente= 0.037%

SECCION DE MINIMA INFILTRACION
Z2)4tg(A
h+
=
Tambin se cumple que:
a/h = 4 tg /2 si Z = 1 = 45
h = 0.37 m a = 0.61 m t = 0.52 m
P = 1.64 m R = 0.217 m s = 0.00038

b= 1.35m
h= 0.37m t= 0.52m
a= 0.61
Q = 0.1 m3/s V = 0.28 m/sZ = 1n = 0.025Q = A x V A = 0.36 m2
a= 0.61
Permetro de mojado= 1.64m
Pendiente= 0.038%

Se debe lograr una velocidad prefijada ajustando R
V = 1/n R2/3 s1/2
23
=
21
s
VxnR
DISEO CONDICIONADO A LA PENDIENTE
1Z2ha
ZhahR
2
2
++
+=
{ 0=++ 32144 344 21C
RxAhxBAhx)
A
Z1ZR(2 22
R = A/P A = ah + Zh2
como a = (A Zh2)/h Sustituimos
Llegamos a la siguiente ecuacin de 2 grado:
12 2 ++++++++==== ZhaP

m164.02
3
=
=
21
0.01
1x0.03R
Ejemplo: Desage de un tajamar
Q = 2 m3/s s = 0.01 m/m n = 0.03 V = 1 m/s Z = 4A = Q/V= 2 / 1 = 2 m2
{ 0=++ RxAhxAhx)Z1ZR(222
B = -2C = 2 x 0.164 = 0.328
0.698=4)-170.164(2=A
2A4ACBB
h2 =
{ 0=++ 32144 344 21C
RxAhxBAhx)
A
Z1ZR(2 22

Con h1 a = 2 4 x 2.69 2 = -10.02 m Se descarta
2.69
Con h a = 2 4 x 0.175 2 = 10.73 m a = 10.73 m
mh
mh
175.0
69.20.698x2
0.328x0.698x4-222=h
2
1
===
Con h2 a = 2 4 x 0.175 2 = 10.73 m a = 10.73 m
0.175
a = (A Zh2)/h
12,1m
10.73m

Ejemplos = 1% = 0.01n = 0.03s/n2 = 0.01/0.032 = 11.1
Otra metodologa2 m3s-1 / 0.17 m3s-1m-1 = 11,8 m
11.1E=0.21
0.17

Ejemplos = 1% = 0.01n = 0.03s/n2 = 0.01/0.032 = 11.1
2 m3s-1 / 0.17 m3s-1m-1 = 11,8 m
11.

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