Diseño de Canales - II

CURSO
HIDRAULICA
DISEO DE CANALES
ING. DANTE SALAZAR SANCHEZ
CANALES
GENERALIDADES
En un proyecto de irrigacin la parte que comprende el
diseo de los canales y obras de arte, si bien es cierto que
son de vital importancia en el costo de la obra, no es lo
ms importante puesto que el caudal, factor clave en el
diseo y el ms importante en un proyecto de riego, es un
parmetro que se obtiene sobre la base del tipo de suelo,
cultivo, condiciones climticas, mtodos de riego, etc., es
decir mediante la conjuncin de la relacin agua suelo
planta y la hidrologa, de manera que cuando se trata de
una planificacin de canales, el diseador tendr una
visin mas amplia y ser mas eficiente.
DEFINICION
Los canales son conductos abiertos en los cuales el agua
fluye debido a la gravedad y sin ninguna presin, pues a
superficie libre del lquido que esta en contacto con la
atmsfera.
CANALES: Estructuras de Conduccin
CANAL CALACHACA
Canal Carlos Leight JU

IRCHIM
CLASIFICACION
Por su Forma o seccin. Rectangulares.- Se utilizan para estructuras (ejemplo un
puente canal o acueducto), en transiciones (ejemplo de
seccin tnel a canal); en rpidas; en zonas de derrumbe.
Trapezoidales.- De acuerdo al tipo de materia que
atraviesa vara los taludes. Se refiere para tramos en
tierra y conglomerado.
Circulares.- Para conductos cubiertos, para tneles;
pueden ser sin presin con presin.
Triangulares
TIPOS DE SECCIONES DE CANALES
CLASIFICACION
Por su Uso. Canal de derivacin principal.- Aquellos que derivan
directamente de un ro y que sirven para alimentar a
otros canales secundarios o madres.
Canal secundario o madre.- Aquellos canales
diseados principalmente para alimentar directamente a
cierta rea.
Canales distribuidores o laterales.- Son las que llevan
el agua directamente a la chacra o parcela.
CANAL DE DERIVACION
CANALES LATERALES
CANALES SUB LATERALES
ELEMENTOS BASICOS EN EL DISEO DE CANALES
Se consideran algunos elementos topogrficos,

secciones, velocidades permisibles, entre otros:
Trazo de canales.- Cuando se trata de trazar un canal o
un sistema de canales es necesario recolectar la siguiente
informacin bsica:
Fotografas areas, para localizar los poblados, caseros,
reas de cultivo, vas de comunicacin, etc.
Planos topogrficos y catastrales.
Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems
informacin que pueda conjugarse en el trazo de canales.
CANALES
En el caso de no existir informacin topogrfica bsica se procede

a levantar el relieve del canal:
Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona, anotndose todos
los detalles que influyen en la determinacin de un eje probable de
trazo.
Trazo preliminar.- Se procede a levantar la zona con una brigada
topogrfica, clavando en el terreno las estacas de la poligonal
preliminar y luego el levantamiento con teodolito, posteriormente a
este levantamiento se nivelar la poligonal y se har el
levantamiento de secciones transversales.
Trazo definitivo.- Con los datos de (b) se procede al trazo
definitivo, teniendo en cuenta la escala del plano, la cual depende
bsicamente de la topografa de la zona y de la precisin que se
desea.
CANAL CARLOS LEIGHT
ELEMENTOS GEOMETRICOS DE LOS

CANALES
ELEMENTOS DE DISEO DE UN CANAL
Elementos geomtricos.- Son:

El tirante en m.
El ancho en el fondo en m.
rea mojada en m2
Permetro mojado en m2
Radio hidrulico en m
Relacin fondo tirante
Ancho de la superficie
Tirante crtico
Talud escorpas
Borde libre en m.
Y
b
A
P
R
X
B
Yc
Z: 1
Fb
ELEMENTOS DE DISEO DE UN CANAL
Elementos cinticos.- Son:

Gasto o caudal en m3/seg.
Gasto unitario m3/seg. /ml.
Velocidad media m/seg.
Velocidad puntual m/seg.
Q
q
V
W
Elementos dinmicos.- Son:

Coeficiente de rugosidad
Pendiente hidrulica
n
S
Radios mnimos en canales.- En el diseo de

canales, el cambio brusco de direccin se
sustituye por una curva cuyo radio no debe ser
muy grande, y debe escogerse un radio
mnimo, dado que al trazar curvas con radios
mayores al mnimo no significa ningn ahorro
de energa, es decir la curva no ser
hidrulicamente ms eficiente, en cambio s
ser ms costoso al darle una mayor longitud o
mayor desarrollo.
Tabla 01. Radio mnimo en canales abiertos para Q > 10 m3/s
Tabla 02. Radio mnimo en canales abiertos en funcin del espejo

de agua
Tabla 03. Radio mnimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s
ELEMENTOS DE CURVA
Rasante de un canal.- Una vez definido el trazo

del canal, se proceden a dibujar el perfil
longitudinal de dicho trazo, las escalas ms
usuales son de 1:1000 o 1:2000 para el sentido
horizontal y 1:100 o 1:200 para el sentido
vertical, normalmente la relacin entre la escala
horizontal y vertical es de 1 a 10.
CANALES
CANAL IRCHIM
Para el diseo de la rasante se debe tener en cuenta:

La rasante se debe efectuar sobre la base de una copia ozalid
del perfil longitudinal del trazo.
Tener en cuenta los puntos de captacin cuando se trate de un
canal de riego y los puntos de confluencia si es un dren.
La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible
igual a la pendiente natural promedio del terreno, cuando esta
no es posible debido a fuertes pendientes, se proyectan cadas
o saltos de agua.
Para definir la rasante del fondo se prueba con diferentes cajas
hidrulicas, chequeando siempre si la velocidad obtenida es
soportada por el tipo de material donde se construir el canal.
CANAL CASCAJAL NEPEA
El plano final del perfil longitudinal de un canal,

debe presentar como mnimo la siguiente
informacin.
Kilometraje, Cota de terreno, Cota de rasante,
Pendiente
Indicacin de las deflexiones del trazo con los
elementos de curva
Ubicacin de las obras de arte
Seccin o secciones hidrulicas del canal,
indicando su kilometraje, Tipo de suelo
CANALES
Seccin tpica de un canal
T = Ancho superior del canal

b = Plantilla
z = Valor horizontal de la inclinacin del talud
C = Berma del camino, puede ser: 0,5; 0,75; 1,00 m., segn el
canal sea de tercer, segundo o primer orden respectivamente.
V = Ancho del camino de vigilancia, puede ser: 3; 4 y 6 m.,
segn el canal sea de tercer, segundo o primer orden
respectivamente.
H = Altura de caja o profundidad de rasante del canal.
Seccin tpica de un canal
Flujo Uniforme
Elementos Geomtricos de un Canal
FORMULA DE MANNING
DIFERENCIA DE FLUJO EN TUBERIAS Y

CANALES
Diseo de secciones hidrulicas

Se debe tener en cuenta ciertos factores, tales
como: tipo de material del cuerpo del canal,
coeficiente de rugosidad, velocidad mxima y
mnima permitida, pendiente del canal, taludes, etc.
CANALES
CANALES
CANAL IRCHIM

Borde libre.- Es el espacio entre la cota de la corona y la
superficie del agua, no existe ninguna regla fija que se pueda
aceptar universalmente para el calculo del borde libre, debido
a que las fluctuaciones de la superficie del agua en un canal,
se puede originar por causas incontrolables.
La U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar
el borde libre con la siguiente formula:
donde: Borde libre: en pies.
C = 1.5 para caudales menores a 20 pies3 / seg., y hasta 2.5
para caudales del orden de los 3000 pies3/seg.
Y = Tirante del canal en pies
CANALES
CANALES
SECCION HIDRAULICA OPTIMA

Determinacin de Mxima Eficiencia Hidrulica
Se dice que un canal es de mxima eficiencia hidrulica
cuando para la misma rea y pendiente conduce el mayor
caudal, sta condicin est referida a un permetro
hmedo mnimo, la ecuacin que determina la seccin de
mxima eficiencia hidrulica es:
Siendo el ngulo que forma el talud con la horizontal,
arctan (1/z)
SECCION HIDRAULICA OPTIMA

Determinacin de Mnima Infiltracin
Se aplica cuando se quiere obtener la menor
prdida posible de agua por infiltracin en canales
de tierra, esta condicin depende del tipo de suelo
y del tirante del canal, la ecuacin que determina
la mnima infiltracin es:

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Canal Carlos Leight JU

TIPOS DE SECCIONES DE CANALES

CANALES SUB LATERALES

ELEMENTOS BASICOS EN EL DISEO DE CANALES

Se consideran algunos elementos topogrficos,

ELEMENTOS BASICOS EN EL DISEO DE CANALES

En el caso de no existir informacin topogrfica bsica se procede

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ELEMENTOS GEOMETRICOS DE LOS

ELEMENTOS DE DISEO DE UN CANAL

Elementos geomtricos.- Son:

ELEMENTOS DE DISEO DE UN CANAL

Elementos cinticos.- Son:

Elementos dinmicos.- Son:

ELEMENTOS BASICOS EN EL DISEO DE CANALES

Radios mnimos en canales.- En el diseo de

Tabla 01. Radio mnimo en canales abiertos para Q > 10 m3/s

Tabla 02. Radio mnimo en canales abiertos en funcin del espejo

Tabla 03. Radio mnimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s

ELEMENTOS BASICOS EN EL DISEO DE CANALES

Rasante de un canal.- Una vez definido el trazo

Para el diseo de la rasante se debe tener en cuenta:

CANAL CASCAJAL NEPEA

El plano final del perfil longitudinal de un canal,

Seccin tpica de un canal

T = Ancho superior del canal

Seccin tpica de un canal

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DIFERENCIA DE FLUJO EN TUBERIAS Y

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