La capacidad de los diferentes canales debe satisfacer las

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La capacidad de los diferentes canales debe satisfacer las necesidades durante la
época de demanda máxima, puesto que, los datos de que se dispone al estimar el
consumo unitario de agua para cada cultivo se basan en promedios para todo el
ciclo vegetativo. Por otra parte existe la situación real de que no siempre se irriga
toda el área disponible y que a causa de las siembras tempranas y tardías, la
variación de la demanda máxima para áreas grandes es menos importante.
Con estas capacidades adoptadas se procede a elegir la sección tipo, entre las
anotadas en tablas que para ello existen en los libros de hidráulica de canales
abiertos, que se afinarán para dar el gasto requerido.
Generalmente las cuatro forma generales para flujo a superficie libre son: circular,
rectangular, herradura y trapezoidal.
•
Dimensiones
Una vez fijada la capacidad del canal principal, es necesario elegir la forma
geométrica. En general, los canales tendrán una sección trapezoidal, en la que
intervienen los cinco elementos de diseño siguientes:
Canal principal de riego trapezoidal
El ancho de la base, que se acostumbra designar con la letra" b"
El tirante del agua, que se designa con la letra" d ..
El coeficiente de rugosidad se designa con la letra" n ..
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La pendiente que se designa con la letra .. S .. debe ser en general la
máxima que permita dominar la mayor superficie posible de tierras y que, a
la vez, dé valores para la velocidad que no causen erosión del material en
que está alojado el canal, ni depósito de azolve
Los taludes se designan como la relación de la distancia horizontal al
desnivel en las paredes inclinadas y se fija de acuerdo con la consistencia
del material en el que se excave el canal, debiéndose seguir las
recomendaciones que para ello se dan en los libros de hidráulica.
• Proporcionamiento de la sección
La sección que se fije debe satisfacer la condición fundamental de que el gasto
sea igual al área hidráulica multiplicada por la velocidad media.
Canal de sección semicircular
•
Velocidad
La velocidad media M se determina por medio de la fórmula de Manning ; en la
que R es el radio hidráulico.
V= 1/n R 2/3
Siendo:
V: Velocidad media
n: Coeficiente de rugosidad
R: Radio hidráulico
S: Pendiente
S1/2
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Para que no haya depósitos de materiales sólidos en suspensión ni erosión en el
canal, la velocidad deberá estar comprendida entre 50 y 80 cmlseg, cuando el
canal está alojado en tierra. Si el canal está alojado en materiales de mayor
consistencia que la tierra, tales como tepetate, tobas, caliche, etc., entonces
podrán considerarse velocidades hasta de 1.20 mlseg. En los casos en que los
canales estén alojados en roca sana y compacta podrán aceptarse mayores
velocidades sin llegar a sobrepasar la de 2.00 m/seg.
Velocidad del agua en el canal no causa daños a los taludes
•
Radio Hidráulico
Una vez determinados la pendiente y el coeficiente de rugosidad, se puede hacer
variar la velocidad, variando el radio hidráulico, (R) que, como se sabe es la
relación que existe entre el área hidráulica y el perímetro mojado, los cuales
dependen del ancho de la base, el tirante y la inclinación de los taludes.
R= A
P
Siendo:
R: Radio hidráulico
A: Área de la sección mojada
P: Perímetro mojado
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•
Bordo libre
Con objeto de tener un margen de seguridad en la operación de los canales,
conviene dejar cierto desnivel entre la superficie libre del agua para el tirante
normal y la corona de los bordos .
Canal con su correspondiente bordo libre
A este desnivel se le da el nombre de bordo libre y debe tener los valores
siguientes:
Ancho de planti"a ( b ) en metros
Hasta 3 metros
De 3.0 a 20 metros.
Mayores de 20. O metros
•
Bordo libre
0.60 m
1.00 m
1.20 m
Elección de la sección.
Existen tablas en los libros de hidráulica de canales abiertos que sirven como
auxiliares para determinar las secciones típicas que deben usarse al proyectar
canales para diversos gastos y pendientes, con diversos taludes y coeficientes de
rugosidad. En estas tablas se entra con el gasto y la pendiente, determinando así
la velocidad y tirante, así como la sección tipo del canal cuyas características
aparecen en las tablas .
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Canales de sección semicircular