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NACIONAL DE COl OM , .. Sed. Medellln DEPARTAMENTO DE BIBLIOTECAS CIencia. AgropecvorJaJ y C¡endal Cálculo d e las dimension es de una seccíón de gasto máximo en canales POI' el 1n[; 0. S AMUEL 'I'RUEBA C. P ro feso r de HldrÍtlll1 fl en la F' ncll llnd Naclonlll Agro nom ia de MedeUln. Cuando se trata de proye c tar un canal para co ndu ci r ciert a cantidad de agua, hay que excavar una cantidad de material que debe pl'ocunu:,je :,jea el menor volumen posible. Por otra part e, en ciertas condiciones de topografía y cla- s de suelo puede pres e ntan; el proul ma de permitir una velocidad máxima de c ircu lación que no entonces en el c.aso de que dada el area A de la la incl inación /J de los taludes, ca lcular las dimensiones de aquella sección con la cua l se obt iene la mayor velocidad .r por lo tanto el gast.o máximu. En la fig ura 1 así como en el d esa rrullo del cálculo usaremos la nomenclatura: d = profundidad máxima del agua ele l canal B = ancho de la plantilla T = ancho de la lámina el e ag ua = co rona del bordo T I I ...¡ figura 1

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ZIIlae.- Jour. Agr. Res . 30: 97-11'4 19r (E' ) M ' - ) . otocop 1 orrison H.- \. .j . f 'h h ' .

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NACIONAL DE COlOM , ..

Sed. Medellln

DEPARTAMENTO DE BIBLIOTECAS CIencia. Ag ropecvorJaJ y C¡endal

ji ~ , . , ,

nI. Hes. (4- 1' - 10) (fotoeop.)

s de AJl ombÍa.- MinÍsterÍo de Agr. y aelonal , Tomo l. , 193tí.

o( lhe sede inSl'CI !-:,enus i\ steroleca­Mise. Puh. j '0 . 424, 194 1.

ncrÍc c!assifica lÍ o l1 01' lh Co 'coid

nI. SOL i\ mer. , 22 : 197-2 45, 1929.

he lite-history anJ control Ol rh e

:l spidistrae.- Par· Mich. Acad. tocop. )

'enles a los allOS, desde 1900 COL'cidae en dicho Record .

Cálculo d e las dimensiones de una seccíón

de gasto máximo en canales

POI' e l 1n[;0. S AMUEL 'I'RUEBA C .

P ro fesor de HldrÍtlll1 fl en la F'ncll llnd Naclonlll d~

Ag ro nomia de Med e Uln .

Cuando se trata de proyectar un canal para co nduci r cierta cantidad de agua, hay que excavar una cantidad de material que debe pl'ocunu:,je :,jea el menor volumen posible. Por otra parte, en ciertas condiciones de topografía y cla­s de suelo puede presentan; el proul ma de permitir una velocidad máxima de circulación que no ero~ione, entonces e~t.aremos en el c.aso de que dada el area A de la ~ección, la incl inación /J de los taludes, ca lcular las dimensiones de aquella sección con la cua l se obtiene la mayor velocidad .r por lo tanto el gast.o máximu.

En la fi gura 1 así como en el desa rrullo del cálculo usaremos la ~iguiente nomenclatura:

d = profundidad máxima del agua ele l canal B = ancho de la plantilla T = ancho de la lámina ele agua

= corona del bordo

T

I I

...¡

~-d

figura 1

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H = altura del bordo

H-d = libre bordo

e = angulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal.

m = relación de la ¡Jl'oyección horizontal a la vertical de la pared lateral (se ha generalizado el llamar simplemen­te "taludes" tanto a ln~ paredes laterales como a esta rela­ción, por ejemplo, cuan Cl:\ ~;e dice un canal con taludes 1.5 : 1 quiere decir que la proyección horizontal de la pared la­t eral es 1.5 vece;:; mayor qu la proyección vertical) en otras palabras:

m = cot ()

s = pendiente longitudinal del canal

A l' = radio hidráulico = - ­

p

En la expresión e1el gasto, utilizando la fórmula de lV[anning:

A Q = A v - '- r~ i;: 8' ~

n

la t;ondición de gas to máximo se reduce a la de radio hi­(h'áulico máximo puesto que A 11 Y s es tá n dados.

El área estú dada por la fórmula:

A = Bd -1- md" ... . .... .. .... ...... . .. . . .. (1) Y el per ímetro mojado por:

p -~ B + 2d \ / 1 -j m"· · .·· . . . . . . . · · .... . .. (2)

Si despejamos el B de (1) y lo slIstituímos en (2) 11 08

queda:

A P = - - mc\ + 2d Vi ] m·c . " • • . • .• • ; .•• • (:3)

el

Como hemos SUpU E'::.; to que el area de la vena líquida es comüante, para determinar C' uál de tOllos los ca nales con los

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H == altura del bordo

H-d == libre bordo

(J = angulo de inclinación el., I edes laterales conla horizontal.

I a la vertical al' simplemen­

• o a esta rela­aludes 1.5 ; 1 la pared la­vertical) en

mula de

lo hi­

os

.'

mismos taludes m es el de máxima eficiencia derivamos la (3) con respecto al tirante y hacemos nula dicha derivada;

dp A -- = ----m + 2y'1 + m~ = O

dd d :!>

Sustituyendo el valor de A en la (1) Y despejando a la plantilla queda la expresión;

B = 2d (y' 1 + m - 111) .... .. .. • .. . .. . . .. (4)

de la SECCION DE MAXIlVIA EFJCIEN lA PARA N TALUD DADO.

A la (4) le podemos dar otra forma; Si en el parénte ­

cos o sis sustituimos el valor m --- tenemos;

sen tJ

1-cos tJ

\1 1 + m~ - m = - --- = tan­sen o 2

que sustituído en la (4) puede quedar en la forma;

ti

B ~ 2d tan - . . . .. ....... ..... .. . .. . . ... (5) 2

generalmente los canales se construyen con una inclinación de sus taludes de 1.5; 1 que corresponde se n:,;iblemente al áng ulo de r eposo ele la tierra . En etite caso O~ 339 41' y con éste valor la (5) se vuelve;

B - 0.605 d ... . . ...... ........ ..... .... (6)

Si en la ecuación (1) sustituÍmos el valor de B en la (5) y despejamos al tirante nos queda :

A

I o \ 2 tan - + 'QlO

2

......... . .. .. . ......... (7)

E jemplo; Supongamos que se trata de calcular las di­

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mensiones de una SeCClOl1 de gasto máximo con area de 9 metros cuadrados y con taludes de 1.5 : 1.

Sustituyendo valores en la (7) tenemos:

!)el = , ___ _ V 4.28 = 2.07 metros. \ ' 0.605 + .1.5

y de la (6) obtenemos:

B = 0.605 . / 2.07 = 1.25 metros

En el caso de que hubiera sido otl'o talurl se habría a­plicado la (5) en vez de la (6).

El perímetro mo.iarlo, seg'ún la (2) vale:

p - 8.71 metros

y el radio hidráulico valdrá:

A 9.00 l' = - = -- = 1.03 metros; justamente la mitad

p 8.71

del tirante. Esto era de esperarse puesto que la condición

d de máxima eficiencia es: r =

2

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