Ingenieria Del Proyecto Canal Danzana

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CACERES DEL PERU Sub Gerencia de Desarrollo Urbano y Rural

EXPEDIENTE TECNICO: “MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE AGUA DE RIEGO EN EL CANAL DE PALTA RUMI EN EL CASERIO DE HUARUPAMPA, DISTRITO DE CACERES DEL PERU - SANTA - ANCASH”

XIII. INGENIERÍA DEL PROYECTO:

XIII.1. CONSIDERACIONES Y CRITERIOS DE DISEÑOEl sistema actual de riego es por gravedad y por rotación o turnos, la Comisión de Regantes del Sector es la encargada de realizar los repartos de agua a los usuarios que la solicitan. Las bases de diseño están conformadas por los planos en planta del cauce del canal El Pueblo, perfil longitudinal que ha permitido diseñar la pendiente necesaria que evite alta sedimentación y los planos de las secciones transversales para efectuar el movimiento de tierras.También se tendrá como base importante el estudio de suelos realizados en todo el tramo del proyecto.Definidos los canales como conductos abiertos en los cuales fluye agua debido al efecto de la gravedad sin presión alguna.El diseño hidráulico se hará en función de los elementos geométricos, cinéticos y dinámicos del escurrimiento, definiendo la forma del canal, las condiciones del flujo y la movilidad.Una consideración muy importante que se ha tomado en cuenta en el presente expediente técnico, es que los canales revestidos a proyectar, se les está considerando para que trabajen con una sección hidráulica óptima, es decir bajo la condición de máxima eficiencia hidráulica y Mínima Infiltración, en nuestro caso se está considerando trabajar con taludes de Z = 1.5:0.5.

Tabla 4.1 Relación b/y para máxima eficiencia y mínima infiltración

Fuente: Manual de Diseño Hidráulico de Canales y Obras de Arte, CONCYTEC, Ingeniero Elmer García Rico, Abril 1987

Ingeniería del Proyecto



Así mismo, como nuestro caudales oscilan alrededor de 0.50 m3/seg, se considerará un borde libre de 0.30 a 0.30 m, de acuerdo a su pendiente de diseño para canales revestidos.XIII.1.1. Elementos Geométricos

Son:El tirante normal en m. = yAncho de solera en fondo en m. = bÁrea hidráulica en m2 = ARelación fondo – tirante. = X= b/yEspejo de Agua = T = b+2zyTalud de escarpas = ZBorde libre en m. = B.L.Profundidad Total = HAncho de corona en m. = CTirante crítico = YcPendiente en m/m = S

XIII.1.2. Elementos Cinéticos:Según Manning:Caudal o gasto en m3/s Q = A R2/3 S ½ / nVelocidad media m/s V = Q/A = 1/n R2/3 S ½

XIII.1.3. Elementos Dinámicos:Coeficiente de rugosidad = nPendiente hidráulica S = hf / L

XIII.1.4. Criterios de Diseño:Citaremos como principales los siguientes:

A. Caudal (Q).El canal El Pueblo, utilizado para el diseño es de 0.30 m3/Seg.

B. Pendiente (S)Aplicando el diseño de la rasante sobre la pendiente del perfil topográfico del canal existente obtuvimos varias pendientes desde la bocatoma hasta la difurcacion donde se convierte en dos canales secundarios:

DE - HASTA PENDIENTE

00.000 - 01+268.61 2.26‰ 00.000 - 01+632.07 2.26‰ 00.000 - 01+552.18 2.26‰

C. Velocidad Mínima de Sedimentación:




La velocidad del flujo no debe descender de cierto límite inferior equivalente a la velocidad de deposición del material en suspensión que acarrea el agua en el canal.Según Robert KennedyU = b x d 0.64Donde:U: Velocidad límite que no produce sedimentación.b : Coeficiente de sedimentaciónd : Tirante de agua.U=0.762m/s (velocidad mínima apropiado que no permite sedimentación).

D. Velocidad Máxima de Erosión:Un flujo de agua excesivamente rápido erosionará las paredes del canal dañando los revestimientos o modificando el contorno de los cauces naturales.De acuerdo al material de revestimiento, algunas velocidades máximas son:Arena suelta : 0.45 m/sSuelo con grava : 1.50 m/sConcreto : 4.40 m/sPlanchas de acero : 12.0 m/s

E. Coeficiente de Rugosidad (n):Es la resistencia al flujo de agua que presentan los revestimientos de los canales artificiales y la naturaleza de los cauces naturales y uno de los valores para esta alternativa es concreto (0.014).Algunos valores son:Ladrillo vitrificado : 0.012Acabado de cemento liso : 0.011Madera cepillada : 0.012Concreto : 0.014*Mampostería : 0.020Metal liso : 0.012En nuestro caso asumimos n = 0.014 para el diseño.

F. Taludes recomendados:La inclinación de las paredes de los canales depende de la geología de los materiales de excavación y relleno por los que atraviese.Según sea el material los taludes serán:Conglomerado : 1: 1Suelos arcillosos : 1: 1Suelos areno – limosos : 1.5 : 1Suelos arenosos : 2: 1




Suelos de Arena suelta : 3: 1Roca alterada : 0.5 : 1Roca sana : ¼ : 1Concreto : 0.58 :1Utilizaremos un talud 1:1.5, el mismo que evitará cambios continuos de sección.

G. Tirantes recomendados:Uno de los elementos más importantes en el diseño de los canales es el tirante o altura de agua del canal. Para determinar la sección óptima es necesario efectuar un análisis del costo del canal para diferentes tirantes, tomando como base la sección de máxima eficiencia hidráulica.Molesword recomienda para canales con caudales menores de 5 m3/sun tirante de:Y = √ A / 1.732Y = Tirante hidráulica (m)A = Área de la sección transversal (m2)

H. Radios de curvaturas Mínimos:Para el replanteo de las curvas horizontales el radio de curvatura mínimo será:Rc = 10Y a 15YRc = 3T a 5TDonde:Y = Tirante en m.T = Ancho de espejo de aguaRc = Radio de curvaturaFuente: Manual de Diseño Hidráulico de Canales y Obras de Arte, CONCITEC,Ingeniero Elmer García Rico, Abril 1987

I. Bordes LibresNo existe ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente para el cálculo del borde libre, debido a que la fluctuación de la superficie del agua en un canal, se puede originar por causas incontrolables.

Tabla 4.2 Borde Libre en función del caudal




Secretaria de Recursos hidráulicos de México, citado Agricultura (10) Pag. 2.

Tabla 4-3. Bordo libre en función de la plantilla del canal

Fuente: Villón Béjar, Máximo; “Hidráulica de canales”, Depto. De Ingeniería Agrícola– Instituto Tecnológico de Costa Rica, Editorial Hozlo, Lima, 1981Asumimos que B.L. : De 0.20 - 0.35 m

J. Ancho de Solera (b):El ancho de la solera se ha calculado tomando la plantilla promedio del cálculo de máxima eficiencia hidráulica y Minima infiltración (Ver calculo H canales). Utilizaremos en nuestro caso un ancho de solera de 0.50 m.

K. Área Hidráulica:Una vez calculado el ancho de solera, talud y el tirante, se obtiene usando la ecuación de continuidad y las relaciones geométricas: A = Q/V , A = (b + zy) y

L. Profundidad Total (H):Conocido el tirante y el borde libre tenemos:H = y + B. L.

M. Ancho de Corona (c):En canales pequeños el ancho superior de la corona puede diseñarse aproximadamente igual al tirante del canal. En función del caudal se considera un ancho de 0.50 para caudales menores de 0.23 m3/s y 1.00 m para caudales mayores.




En las márgenes del canal se considerará un ancho de corona de 0.50m.

N. Cálculos para el Diseño del Canal:De acuerdo a los criterios de diseño se tomaron en cuenta la máxima eficiencia hidráulica y la mínima infiltración en donde resultaron anchos de plantilla de 0.325m y 0.6865m respectivamente por lo que tomando un promedio se asumió un ancho b=0.50 m.Del perfil longitudinal del eje del canal y teniendo en cuenta el nivel de las estructuras; Así como el nivel de fondo existente, se ha definido las pendientes del cauce en el tramo a revestir. Analizando las diferentes pendientes de los tramos se ha efectuado el diseño hidráulico del proyecto para cada tramo proyectado; entonces las características hidráulicas empleando la Fórmula de Manning son:VER CUADRO.- CARACTERISTICAS HIDRAULICAS DE SECCION CANAL TRAPEZOIDAL.

O. CRITERIO ESTRUCTURALLos principales criterios estructurales que se han tomado en consideración, son los siguientes: El diseño estructural se ha determinado para las condiciones

más desfavorables de funcionamiento, empleándose para la determinación de las áreas de acero de refuerzo el método de la carga a la rotura.

Para el uso del concreto se han establecido las siguientes resistencias cilíndricas a los 28 días.Concreto Ciclópeo: f’c = 140 kg/cm2. + 70% P.G.Concreto Simple: f’c = 175 kg/cm2.Concreto Armado: f’c = 210 kg/cm2.Solado: f’c = 100 kg/cm2.

El acero de refuerzo a emplearse será de grado 60 y límite de fluencia de f’y = 4,200 kg/cm2.

El recubrimiento considerado será:Losas: 3 cm.Muros: 7 cm.• Espaciamiento máximo de armaduras será: 0.45 m.• El acero de temperatura en losas será: Ast. = 0.0020 bh.• El acero de temperatura en muros será: Ast. = 0.0025 bh.• El acero de repartición será: Asr. = (0.55Asp)/(A)½• El acero principal será: Asp. = Mt/0.90fy((d – (a/2))

Los diseños estructurales se han realizado con los valores reales de Mecánica de Suelos (geología y geotecnia), obtenidos de los




resultados de los diferentes estratos analizados en las Calicatas construidas a lo largo del recorrido del canal.


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