DOCENTE: ING. TEPE GASTULO CARLOS MANUEL

PROYECTO: TRAZO Y DISEO DEFINITIVO

CANAL CARRIZOTRAMO 0+000 al 5+000RESUMEN DEL PROYECTO

MEMORIA DESCRIPTIVAI. GENERALIDADES

Mediante la derivacin de las aguas del canal Limn de primer orden, se irrigar las zonas agrcolas y otras, mediante un canal de conduccin de aproximadamente 10 km Aproximadamente.

La Captacin se encuentra ubicada en la margen derecha del Canal Limn en el km 3+135 donde se inicia el canal Carrizo, que atraviesa por zonas de suelos arcilloso arenoso. y en el que se origina muchas prdidas debido a que en su punto naciente y a lo largo del recorrido (10 km. Aproximadamente) se encuentra en estado natural (tierra), bastante erosionado y carente de algunas estructuras de regulacin y distribucin que hacen insuficiente el suministro del recurso hdrico.

Se desea realizar el trazo y diseo definitivo del canal en el tramo comprendido entre las progresivas 0+000 5+000, siendo la capacidad mxima del canal aguas arriba de la progresiva 0+000, de 10.00 m3/s siendo este dato el mximo caudal para un canal de segundo orden.

La cota de la rasante en la progresiva 0+000, ser 26.110 msnm y en la progresiva 5+000 deber llegar a la rasante 17.000 msnm. Existen tramos en diferente situacin, unos en buen estado, otros colmatados, erosionados, cruce con quebradas tal como se muestra en el perfil topogrfico.En su recorrido se tiene que atender los requerimientos para las Tomas laterales (T1,T2, T3 y T4), y la de un Partidor (Partidor San Isidro) en la progresiva 1+734.91 y en la cota 24.375 m.s.n.m (Ver Cuadro Anexo N01)y tambin cuenta con un aforador RBC en la progresiva 0+089.722 y con una cota 26.02 m.s.n.m.El canal cuenta con dos compuertas en las progresivas 0+604.81 y 2+570.18 con cotas de 25.505 y 2+570.18 m.s.n.m respectivamente.El canal ser cruzado por en su recorrido por dos alcantarillas rurales proyectadas, en la progresiva 0+423.62 con cota 24.45, y en la progresiva 1+247.51 con cota 24.35.

Las hectreas a irrigar (has),y las variables de las condiciones geolgicas segn la informacin bsica para el eje del canal distribuido en tres tramos se encuentran en el Cuadro Anexo N03, por grupo de trabajo : Tramo 1 (km 0+000 2+000), Tramo 2(km 2+000 3+250),Tramo 3 (km 3+250 4+500)y Tramo 4 (km 4+500 5+000).II.- INFORMACION BASICA

TOPOGRAFIA:

-Plano en Planta a curvas de nivel del tramo del canal a analizar Escala 1 : 2000, y Perfil longitudinal a Escalas H=1:2000 ; V= 1:200 (Plano PT-01)

(Se seala un trazo definitivo en el Plano en Planta del canal,su perfil longitudinal con sus respectivos detalles en el que incluirn el trazo de las curvas)

-Secciones Transversales del tramo en estudio, a escala 1:200 (Plano S-9) (trazo preliminar)

- Ubicacin, a escala 1:25,000 (Plano U-01)CANTERAS

Las canteras disponibles y distancias promedias a la zona de la obra se indican en el Cuadro N02:

Cuadro N02

GEOLOGIA y CONDICIONES ESPECFICAS EN EL EJE DEL CANAL

Profundidad Promedio del estrato: 2.50 m

a) : Suelo en situaciones buenos en cierto tramos y en otros con colmataciones, erosionados con cruce de quebradas . b) : SL-SM: Suelo Arcilloso y ArenososIII.- DISEO HIDRAULICO DEL CANAL:

Tirante (Y)

Para la seccin normal es el tirante normal a la direccin del flujo (d). Para la seccin vertical es la distancia vertical del punto ms bajo de la seccin hasta la superficie libre (y).

d = y cos( Ancho de plantilla (b)

Es el ancho de la seccin del canal en el fondo.

Espejo de agua (T)

Es el ancho del espejo de agua. rea hidrulica (A)

Es el rea de la seccin normal o vertical ocupada por el lquido.

Permetro mojado (P)

Es el permetro de la seccin normal o vertical en contacto con una frontera rgida, esto es, no incluye la superficie libre.

Radio hidrulico (R)

El radio hidrulico de una seccin normal o vertical es la relacin del rea hidrulica con el permetro mojado.

Bordo Libre (B.L)

La altura libre de un canal es la distancia vertical desde la parte superior de un canal a la superficie del agua en la condicin de diseo.

El clculo de esta altura, tambin va en funcin con la plantilla del canal (Tabla N 15; manual: trazo y diseo de canales, Autor: MSc. Ing. JOSE ARBULU RAMOS). En la prctica se debe considerar 10 cm como valor mnimo de borde libre. Su valor se debe dar en nmeros redondeados en 0 en 5.

Talud (z)

Representa la pendiente lateral de un canal

( : ngulo de inclinacin de las paredes del canal.

Ancho de la corona (C)

El ancho de la corona del bordo depende de las necesidades de trnsito (en canales excavados) y en la posicin de la lnea de saturacin en canales en terrapln.VI) DETERMINACIN DEL CAUDAL DE DISEO:

Caudal De Diseo (Q):

CALCULO DEL CAUDAL DE DISEO

M.R.HECTAREASQt

Menestras0.94 lts/seg/hect1630 hect1.53 m3/seg

Algodn0.98 lts/seg/hect1810 hect1.77 m3/seg

Pan Llevar0.70 lts/seg/hect1670 hect1.17 m3/seg

Maiz1.00 lts/seg/hect1679 hect1.68 m3/seg

Frijol0.75 lts/seg/hect1634 hect1.23 m3/seg

Caudal de entrada de bocatoma Asumido10.00 m3/seg

CAUDAL DE DISEO7.38 m3/seg

VII) CALCULO DE LA SECCION TRAPEZOIDAL:

Con esto se comprueba que el Nmero de Froude (F) es menor a 1 (F < 1), entonces se concluye que el caudal fluye con rgimen subcrtico.1. Clculo del tirante "y", utilizando la frmula de MANNING

1. BASES DE DISEO:1.1 CAPACIDAD HIDRULICA: La Capacidad Hidrulica del canal depende de diferentes parmetros, como son:

a) Geometra de la Seccin:

Hay que tener en cuenta que la seccin, en el mejor de los casos debe ser aquella que satisfaga las condiciones de una seccin de mxima eficiencia hidrulica, al igual que una de mnima infiltracin, aunque esto ltimo, pierde importancia al revestir el canal. No obstante elegiremos un ancho de plantilla promedio entre las dos alternativas, teniendo en cuenta tambin lo siguiente, que al mejorar el revestimiento del canal, su base va a tender hacia la reduccin.

La geometra de la seccin elegida para el canal es trapezoidal, con taludes de ancho de base de 2.0 2.50 m para caudales mayores a los 10 m3/s, eligiendo para este caso un ancho de plantilla de 0.8 m para no tener tirantes muy elevados

Desde el punto de vista de la construccin, el mantenimiento, y el tipo de suelo que recorre el canal:

-Tramo 0+000 - 5+000 Suelos Arcilloso y ArenosoZ = 1: 1 es un talud satisfactorio en la mayora de los casos para canales revestido para canales de concreto y para el enrocado, de acuerdo al caudal que conducen. (Ref. Irrigacin de Rossell Caldern).

Z= 0.50: 1 es un talud satisfactorio en la mayora de los casos para canales revestido para canales de concreto armado.b) Pendientes:

Para la pendiente de fondo del canal, se han tomado en promedio, la pendiente elegida ha sido 0.002 m/m. Estos valores han sido tomados apoyados del plano de perfil longitudinal de terreno del canal, en donde se han ajustado las pendientes para lograr mejores condiciones hidrulicas. Salvo en la zona donde existe una quebrada, se habr que disear para el cruce del canal un acueducto (alcantarilla), las pendientes para el canal son las sealadas.

c) Velocidades:

Se siguen las recomendadas por la USBR en cuanto a las variedades mximas de 2.5 m/s, para evitar la posibilidad de que la carga de velocidad convertida a carga de presin acte debajo del revestimiento a travs de una grieta y lo levante.

A continuacin presentamos algunas velocidades permisibles para canales revestidos:

VIII) PARA CANALES REVESTIDOS:

Canales revestidos de concreto o losas asflticas o con membranas1.50 m/s

Segn Gmez navarro

Vel.Mx. de Erosin para el hormign4.50 m/s

Vel. Suficiente para evitar sedimentos0.6 -0.9 m/s

d) Factor de Rugosidad:

Como veremos y sustentaremos ms adelante hemos optado por revestir el canal con revestimiento de concreto (n = 0.014) que se considera en el diseo.

Valores de n para la frmula de Manning

Concreto con cemento Portland0.014 - 0.017

Concreto fc = 210 kg/cm20.014

1.2 ESTABILIDAD DE TALUDES: La estabilidad de taludes depende del tipo de suelo. Para el caso nuestro tenemos un suelo del tipo GC, segn la BUREAU OF RECLAMATION recomienda un talud del tipo 1: 1.5, para canales que son revestido de concreto armado. 1.3 Eleccin del Revestimiento:

Para nuestro caso, partimos de la premisa de la necesidad de aprovechar al mximo el agua; Tambin este revestimiento va depender del tipo de suelo en el que se va hacer el proyecto. Pensando en esto, adicionaremos concreto simple al canal.

Los canales son estructuras que conducen lquidos, por lo general a considerable distancia usando una serie de obras que son de difcil construccin y elevados costos. Revestir significa colocar una capa impermeable que realice tres funciones: Impermeabilizacin

Menor rea hidrulica y por ende menor excavacin

Mantenimiento

Estos tres puntos nos orientan que el factor econmico es vital para decidir revestir o no un canal.

VIII) FINALIDAD Y JUSTIFICA DEL REVESTIMIENTO:

Los revestimientos deben satisfacer los siguientes requerimientos:

Crear una barrera impermeable al paso del agua disminuyendo las prdidas de esta y permitiendo extender el beneficio del riego a una mayor superficie cultivable.

Proteger las tierras colindantes de los daos que en ellas causa la filtracin eliminando con esto la necesidad de costosas obras de drenaje.

Proteger el canal contra la erosin permitiendo una mayor velocidad. Esto a su vez permite reducir la seccin con la consiguiente economa en la excavacin.

Reducir el coeficiente de rugosidad permitiendo el aumento de velocidad.

Evitar el ablandamiento de las tierras con la humedad y proteger as los taludes contra el derrumbamiento.

Evitar el crecimiento de plantas acuticas y tambin los huecos por distintos animales.

Como consecuencia de los numerales anteriores reducen considerablemente los costos de mantenimiento.Por lo tanto, las caractersticas de un buen revestimiento deben ser los siguientes:

Ser impermeable.

Ser resistente a la erosin

Ser de bajo costo en cuanto a construccin como a mantenimiento.

Ser durable ante la accin de agentes atmosfricos, plantas y animales.

Depende de muchas circunstancias, pero en general aunque el revestimiento de un canal representa una inversin inicial mayor es mucho ms ventajoso si se toma en cuenta el mantenimiento y el ahorro del agua

IX.- REVESTIMIENOSe han hecho numerosas investigaciones tratando de encontrar los materiales ms convenientes y ms econmicos para revestimientos. Se han usado los materiales ms diversos entre los cuales para casos excepcionales se puede citar la madera, el acero, los plsticos y el aceite.

Pero los materiales ms comunes son los siguientes:

1.- Mezclas de concreto

a. Fundidas o vaciadas en el sitio

b. Prefabricadas

2.- Mezclas asflticas

3.- Materiales trreos

4.- Tratamientos qumicos del terreno.

CONCRETO SIMPLE: fc = 210 Kg./cm2

Espesor de Revestimiento:

El espesor de revestimiento de concreto sin armadura se ha fijado, tomando en cuenta el grfico ofrecido por la BUREAU RECLAMATION que fija un espesor de revestimiento en funcin del caudal. Para nuestro caso con caudales como el del primer tramo del canal recomienda un espesor de 5 cm, este espesor ser para todo el canal, evitando de esta manera problemas constructivos.

Juntas Transversales:

El U.S.B.R. (Irrigation Canal Lining, FAO), recomienda el siguiente espaciamiento de las juntas transversales en revestimiento de concreto sin armar:

"e" del RevestimientoDistancia/juntas

(")(cm)(pies)(m)

2.0-2.55.0-6.5103

3.0-4.07.5-1012.0-15.03.5-4.5

Segn Davis, C.V. (Hanbook of applied hidraulics), la separacin media es de 50 veces el espesor de la losa. (50x0.05= 2.50 m).

Despus de haber visto dos alternativas de eleccin se construirn juntas transversales de 2", espaciadas @ 2.5m. Juntas Longitudinales:

El U.S.B.R, recomienda un espaciamiento de 2.5 - 4.5 m para las juntas longitudinales en el concreto sin armar. Detalles de las Juntas Transversales y Longitudinales

X) OBRAS DE ARTE:

Se ubicarn 2 Alcantarillas en el tramo que el canal sea cruzado por una quebrada. ESTRUCTURAUBICACIONOBSERVACION

Cada Vertical 1KM 0+000.00H = 1.11 m

Cada Vertical 2KM 2+000.00H = 1.00 m

Cada Vertical 3KM 3+250.00H = 2.00 m

Cada Vertical 4KM 4+500.00H = 1.60 m

Puente CarrizoKM 0+000.00----

Puente Peatonal 2KM 0+194.17----

Puente Peatonal 3KM 0+301.19----

Puente Peatonal 4KM 0+357.80----

Puente Peatonal 5KM 0+423.62----

Puente Peatonal 6KM 0+685.63----

Puente Peatonal 7KM 0+873.40----

Puente Peatonal 8 KM 1+333.90----

Puente Peatonal 9KM 1+795.11----

Puente Peatonal 10KM 2+472.55----

Puente Peatonal 11KM 3+025.82----

Puente Peatonal 12KM 3+342.87----

Puente Peatonal 13KM 3+590.00----

Alcantarilla 01KM 0+423.62Cruce De Quebrada

Alcantarilla 02KM 1+247.51Cruce De Quebrada

Aforador RBCKM 0+089.722---

Compuerta 1KM 0+604.81---

Compuerta 2 KM 2+570.18---

Partidor San Isidro KM 1+734.91---

XII) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los proyectos hidrulicos son mltiples, tales como: abastecimiento de agua, riego, control de avenidas, drenaje, aprovechamiento de la energa hidroelctrica, eliminacin de aguas, residuos, etc.

El desarrollo de proyectos de abastecimiento de agua o modificacin de la misma con fines de riego es de vital importancia para un pas como el nuestro.

Estos proyectos plantean una serie de problemas propios y particulares, como son: cantidad de agua necesaria y determinacin de la cantidad que se dispondra, anlisis hidrulico y estructural de presas o cortinas, compuertas, desarenadores, vertederos, cadas, rpidas, canales partidores, etc., anlisis de suelo, ventajas econmicas y financiacin del proyecto

En la actualidad uno de los grandes problemas en el pas es la del agricultor, que se encuentra sintetizada en los siguientes aspectos como el uso inadecuado de nuestros recursos naturales: agua y tierra.

El dar solucin a este problema implica la participacin necesaria de especialistas, de las diferentes ramas del conocimiento humano como: ingenieros civiles, agrcolas, topgrafos, etc.

Juntas Longitudinales

TRAZO Y DISEO DEFINITIVO: CANAL CARRIZO KM 0+000 AL KM 5+000 HIDRAULICA 10

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