Contruccion de Un Canal Para El Sistema de Riego en La Localidad El Mantaro

8/13/2019 Contruccion de Un Canal Para El Sistema de Riego en La Localidad El Mantaro

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CONTRUCCION DE UN CANAL PARA EL SISTEMA DERIEGO EN LA LOCALIDAD EL MANTARO, DISTRITO

EL MANTARO, PROVINCIA DE JAUJA, REGION

JUNIN

Huancayo - 2013


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AO DE LA INVERSION PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA

SEGURIDAD ALIMENTARIA

FACULTAD DE INGENIERAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

Curso:

Mecnica de Fluidos II

Docente:Ing. Muiz Paucarmayta, Abel

Integrantes:

ALVAREZ QUISPE, Lizbeth Rosario CANO LANDA, Gabriel Esteban MEZA PUCHOC, Gavi Luz

Ciclo:

VII ciclo

Huancayo - 2013


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INTRODUCCION

En el siguiente trabajo se aborda todo referente al diseo de un canal, teniendo

en cuenta que para El diseo de los canales, son de vital importancia en el

costo de la obra, el caudal, factor clave en eldiseo 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 por eso que

detallamos la teora de diseo de canal considerando la mxima eficiencia

hidrulica donde la seccin diseada deja fluir el mximo caudal con una

misma rea hidrulica, pendiente calidad de paredes (revestimiento), as como

tambin la teora de la seccin de mnima infiltracin donde la seccin

diseada permite obtener la menor prdida posible de agua por filtracin. Ms

adelante se ver el flujo crtico en la que ingresara la energa especfica, y

finalmente veremos el resalto hidrulico que es el cambio brusco de rgimen

supercrtico a subcritico.

OBJETIVO DEL PROYECTO:

El objetivo principal de este trabajo es aprender a disear un

canal utilizando los diferentes conceptos que se ha aprendido en

la teora.

Aprender a disear canales de mxima eficiencia hidrulica y

mnima infiltracin.

Analizar el flujo crtico.

Estudiar el resalto hidrulico y sus caractersticas
http://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://ads.us.e-planning.net/ei/3/29e9/cfa010f10016a577?rnd=0.12260353522891371&pb=4b8ab1cff18ac633&fi=4b055c72a6c058a5&kw=dise%C3%B1ohttp://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtmlhttp://ads.us.e-planning.net/ei/3/29e9/cfa010f10016a577?rnd=0.12260353522891371&pb=4b8ab1cff18ac633&fi=4b055c72a6c058a5&kw=dise%C3%B1ohttp://www.monografias.com/trabajos7/coad/coad.shtml#costohttp://www.monografias.com/trabajos13/diseprod/diseprod.shtml


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A. Nombre del Proyecto

El presente estudio, lleva por ttulo: CONTRUCCION DE UN CANAL PARA EL SISTEMA DE

RIEGO EN LA LOCALIDAD EL MANTARO, DISTRITO EL MANTARO, PROVINCIA DE JAUJA,

REGION JUNIN

B. Objetivo del Proyecto

El proyecto identific como objetivo general el Incremento de los Rendimientosde los Cultivos y de la Produccin Agrcola en el Mantaro, cuyo objetivoespecfico o resultado tener un Incremento en la disponibilidad de aguapara Riego.

C .Ubicacin del Proyecto

Ubicacin Poltica

Los trabajos y estudios realizados para la formulacin del proyecto, a nivel deperfil, se han efectuado en el distrito el Mantaro, Provincia de Jauja,Departamento de Junn y pertenece a la cuenca del Ro Mantaro; jurisdiccindel Distrito de Riego Valle del Mantaro.

Ubicacinpoltica:- Regin

: Junn- Departamento : Junn


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- Provincia : Jauja- Distrito : Mantaro

- Localidad : Mantaro

Ubicacin Hidrogrfica

- Cuenca : Mantaro

- Distrito de Riego : Mantaro

CUADRO N27

Ubicacin Departamental Ubicacin Provincial

Ubicacin Distrital Ubicacin Local


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Lmites y AnexosSegn la divisin poltica, la Comisin de Regantes Mantaro tiene sudemarcacin poltica colindante con:

Por el Norte : Terrenos de HuamaliPor el Sur : Terrenos de San LorenzoPor el Este : Terrenos de cultivo de uyunhuayoPor el Oeste : Terrenos de cultivo del Mantaro

Accesos y Vas de ComunicacinCUADRO N 28

DE A DISTANCIA(Km) CARRETERA HORA MOVILIDAD

HUANCAYO CONCEPCION 20.83 ASFALTADA 0.6 DIARIA

CONCEPCION MATAHUASI 4.46 ASFALTADA 0.3 DIARIA

MATAHUASI SAN LORENZO 6.92 ASFALTADA 0.4 DIARIA

SAN LORENZO MANTARO 3.09 ASFALTADA 0.1 DIARIA

MANTARO PIE DE OBRA 1.59 ASFALTADA 0.1 DIARIA

El acceso principal al rea del proyecto lo constituye la carretera margenizquierda va asfaltada, desde Huancayo a Mantaro distancia de 36.8 Km.,Desde Jauja a pie de obra es por la margen izquierda y asfaltada distancia de11.3 Km.la disponibilidad vehicular es diaria. Existen varios transportesinterprovinciales que salen desde Huancayo a Jauja y en el trayecto esta elMantaro y de Jauja al Mantaro existe combis directosResumiendo, para acceder al proyecto se cuenta con carretera asfaltada,afirmada y trocha carrozable a pie de obra, donde fcilmente se podracceder a la zona sin dificultada para trasladar los materiales y equipos.

D. DIAGNOSTICO DE LA SITUACION ACTUAL

La situacin de la, es preocupante por la baja produccin yproductividad agrcola existente; contando con un sistema de riego a

gravedad deficiente.

1. DIAGNOSTICO DEL REA DE INFLUENCIA Y DEL REA DE ESTUDIO

a) CARACTERISTICAS FISICAS

FisiografaEl distrito el Mantaro ha sido sujeto a una serie de procesos geolgicos de laera paleozoico medio e inferior con que han dado forma a su fisiografa ,seubica entre la cordillera Occidental, Altiplano y cordillera Oriental es decir

pertenece a la cuenca del Mantaro ntegramente en cambio el valle deTarma se ubica entre la cordillera Oriental y el talud Oriental perteneciente


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a las alturas de la cuenca Amazonica.posee tres unidades principales que asu vez estn ligadas hasta crear su paisaje actual; diversos agentes hanactuado ocasionando el desgaste y la modificacin del Valle del Mantaro atravs de las diversas eras geolgicas.As, el rea del valle est constituida predominantemente por rocas volcnicas,con presencia de algunas rocas sedimentarias. El Valle del Mantaro se distinguepor estar cubierto de materiales diversos: constituidas por conglomerados,arenas gravas y limos dispuestos en forma horizontal, todos ellosaprovechados por la agricultura; la segunda estructura est formada porconos aluviales que descienden de las quebradas tributarias del ro Mantaro;estos materiales han descendido de la partes elevadas por erosin del agua yprobablemente por la actividad glacial

Relieve

El relieve del Valle del Mantaro est formado por cumbres escarpadas y algunascubiertas de nieve, debido a la cordillera de los Andes. El suelo del valle vara

por su textura, pedregosidad, salinidad, fertilidad, condiciones de humedad,nivel fretico, clima, etc. Fuertemente erosionadas observndose la presenciade crcavas en ambas laderas. En el rea en estudio se evidencia unadiversidad de formacin rocosa, de edades Paleozoica (Formacin Concepciny grupo Mit) y cuaternario depsitos (fluvio-Glaciar) se presentan desde los3,320 m.s.n.m hasta los 4 , 5 0 0 m.s.n.m con pendientes pronunciadas, enellas la erosin del agua ha provocado la formacin de depresiones profundas,las tierras aqu son apropiadas para los cultivos.

Erosin

Existe en el Valle del Mantaro un alto grado de fraccionamiento de la propiedadrural (minifundio) Esta caracterstica de la propiedad rural afecta el uso delrecurso agua, incidiendo principalmente en la eficiencia de riego parcelario, ascomo en el manejo del recurso hdrico, en las labores de mantenimiento yconservacin de la infraestructura, baja eficiencia operativa, no existe unaadecuada planificacin de los cultivos (plan de cultivo y riego); los cultivos ainstalarse en el tiempo y espacio obedecen a la costumbre arraigada en cadapueblo, teniendo pocas de siembra y cedula de cultivo establecido. La formade pensar del agricultor, en cuanto a la superficie cultivada y el riego, una vez

que le toca regar, riega lo ms que pueda hasta terminar, teniendo encuenta que la mayora de terrenos tienen pendientes pronunciadas, ste tipo de riego generalmente esta ocasionado erosin en los suelos(estnquedando los suelos sin capa arable). Principalmente lo hacen por la pocadisponibilidad de agua que hay en la zona y tiempos definidos de riego por ha.Sabiendo que su siguiente riego ser despus de 04 das).

Clima

El clima en la zona es seco, vara su temperatura en el transcurso del da y en los

meses de mayo a julio donde se presentan las heladas cuenta con estacinmeteorolgica en el puente Stuart (Jauja) en la estacin de Jauja, el cual


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proporciona datos meteorolgicos. l promedio de la temperatura anual esde 13.3C, siendo la mxima media mensual de 11.1 C y la mnima mediamensual de 10.70 C. Las variaciones de temperatura van de 13.3 a 10.7 C,principalmente entre los meses de junio y julio. Las precipitaciones varanentre 132.27 mm (Febrero) - 7.56 mm (julio) anual, concentrndose lamayor parte de ella en los meses de Enero, Febrero y Marzo, siendo en losotros meses no significativos. La humedad relativa promedio anual es de 66%, con una mxima media mensual en marzo y una mnima media mensualde 52 % en el mes de julio.

Caractersticas Ecolgicas

En el rea de influencia se identifican las siguientes formaciones: reas de Cultivos Agropecuarios y Vegetacin SecundariaPor un lado, se distinguen los cultivos netamente andinos, bajo riego y ensecano, ubicados en el mbito de la cuenca del ro Mantaro donde prosperanlos siguientes cultivos: papa, maz, cebada, olluco, quinua, alverja, alfalfa,flores, durazno, etc. Flora Pajonal de puna / Csped de puna.

La vegetacin caracterstica de la zona est constituida principalmente porextensos pajonales amacollados, por csped de Puna y algunas vecesconformado por una comunidad de arbustos de preferencia en los suelospedregosos y rocosos. Otras especies que se encuentran en menor cantidadson: eucalipto (Eucalyptus globulus), retama (Spartium junceon). Chilca(Flourencia macrophilla), quishuar, tara (Caesalpinea spinosa), aliso (Alnusglutinosa), ciprs (Cupressus macrocarpa) y pino (Pinus sp.).Se handeterminado la presencia de 2 zonas de vida segn la clasificacin de Holdridge,estas son: el Bosque hmedo-Montano Subtropical y el Pramo muy hmedo-Subalpino Subtropical

Fauna SilvestreEntre las principales especies de fauna silvestre identificadas tenemos: cucul,tortolita, zorzal, gorrin, jalhuash, malaco, paloma domstica, santa rosita,golondrina, picaflor, bho, lechuza, cerncalo, pito, gaviln, guila, murcilago,ratn, rata, ardilla, lagartija, sapo y rana. De todas las especies de faunasilvestre identificadas, slo el sapo (Bufo spinulosus) se encuentra enamenazada de extincin segn la legislacin peruana vigente (DS N 034-2004-AG).

reas Naturales Protegidas


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En tal sentido, debemos indicar que la PSE Jauja (incluyendo su rea deinfluencia indirecta) no atraviesa por reas Naturales Protegidas (ANP) por elEstado, encontrndose el ANP ms cercana (Reserva Paisajstica Nor YauyosCochas) a 17.7 Km. al suroeste.

SuelosLa formacin de los suelos son residuales y aluviales, relieves semiaccidentado; el reade planicies y montaas ridas, suelos residuales muysuperficiales, de relieve muy accidentado, interrumpido por llanuras,vegetacin conformadas por malezas semi leosas y algunos arbustos. Latextura de los suelos van desde suelos Francos, franco arcillo arenoso afranco arcillosos.HidrologaComo pueblo inminentemente agrcola, el Mantaro, desde la

antigedad han estado alimentados con aguas provenientes de susmanantiales y nevados, resultndoles muy deficitario y con mnimasposibilidades de hacer mayor expansin y desarrollo agrcola.La Ejecucin del Proyecto CIMIRM iniciadas en 1940, es una de lasobras de Ingeniera Hidrulica trascendentes en la regin que abastece asiclachaca hasta Huacrapuquio.

d) ASPECTOS SOCIO-ECONOMICOS

Poblaci

nEl Distrito el Mantaro cuenta con una superficie territorial 17.76 Km2 conuna poblacin de 2,6 12 hab ita nte s se gn cen so 2 007 de I NEI , delos cuales el 60 % estn relacionados directa o indirectamente con laComisin de Regantes de Mantaro, 2,300 habitantes radican en la zonaurbana rural y 312 habitantes radican en la zona rural, teniendo unadensidad de 147.07 Hab./ Km2con una tasa de crecimiento promedio anualde 0.7 (Fuente: INEI 2007).Segn el mapa de Pobreza del Per, se calificacomo zona de pobreza, mortalidad infantil en los menores de1 por mil yperinatal de 5 por mil ,de analfabetismo 12 %, Atencin en Salud baja. El PEAes de 400 (59.25%) de los cuales los ocupados son el 18 % con fuentes detrabajo.Actividades Econmicas Principales.Las principales actividades econmicas en la localidad e l M a n t a r o ,son: la agricultura, ganadera, microempresas de lcteos, el comercio enmenor grado.

Salud.Cuenta con una posta mdica la que solamente atiende casos de primerosauxilios, en caso de intervenciones quirrgicos tiene que recurrir a los

Hospitales de Jauja y Huancayo. La falta de una adecuada alimentacinpermite una desnutricin generalizada principalmente en infantes y su


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consecuente secuela de enfermedades. En el distrito del Mantaro segn elCenso del ao 2010 existen 140 personas que cuentan con Seguro Integral deSalud SIS, 432 personas que cuenta con ESSALUD, 106 con otros seguros y1943 personas que no cuentan con ningn seguro, es decir el 74.38 % del totalde la poblacin lo cual hace

Vivienda.Las calles antiguas estn desalineadas, pero en la actualidad se vienenrealizando un ordenamiento urbano, existen viviendas construidasanteriormente de material rstico, pero en la actualidad se construyen a basede material de cemento y ladrillos. Segn el Censo del ao 2005 existen 21viviendas en la zona urbana y 50 viviendas en la zona rural.La mayor parte deviviendas en la localidad son de adobe, barro y piedra, con techo decalamina.

Comunicacin.La principal forma de comunicacin es a travs de va terrestre por mediode los servicios de buses, colectivos y camionetas rurales, existen detelfonos en Centros Comunitarios de las Empresas: Telefnica, telfonocelular. D igual forma repetidoras de seal abierta de canales deTelevisin nacional.

E. ETAPA DE CONSTRUCCINEs donde se presenta la mayor generacin de impactos ambientales negativos

debido al mejoramiento de la infraestructura de Obra, podemos subdividiresta etapa constructiva en los siguientes entregables:

Mejoramiento de Canal de concreto ms obras de arte.

Construccin del Canal de Concreto.

Sobre la estructura de la lnea de conduccin de tierra existente se construirnlos muros y piso del canal de concreto, obtenindose al final la nuevaestructura de conduccin de agua.

La estructura consiste en:

La construccin del canal cuenta con una longitud total es de 2km, teniendocomo planteamiento hidrulico de diseo a mxima eficiencia hidrulica convalores enteros contando con una seccin:


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Base = m

altura h = m

espesor = m,

con pendientes de: ;

revestido de concreto simple fc = /cm

Se plantea la instalacin de Compuertas para partidores. Estas compuertas sonde: Utilizndose Concreto Simple fc = kg/cm.

IMPACTO AMBIENTAL

Las citadas obras a realizarse son de poca envergadura, motivo por el cual enpeor de los casos tendr pequeos impactos en la etapa de ejecucin, para lo

cual las acciones de mitigacin se encuentran incluidas de manera implcita enlos costos de construccin.En lo que concierne a empleo de equipos, estos si bien es cierto producen ruidos,sern empleados puntualmente y por cortos periodos de tiempo, en cuanto a lacontaminacin debern previamente recibir mantenimiento de tal manera quese minimice el despido de gases contaminantes.Luego el anlisis de impacto a los medios fsicos, bilgicos y socioeconmicoscomo resultado de la ejecucin y puesta en servicio del proyecto en su conjunto,por las caractersticas particulares de la obra y la pequea envergadura fsica dela infraestructura, esta generara efectos negativos significativos. Sin embargo, se

han identificado los impactos que podran presentarse en la etapa deconstruccin principalmente, as como se ha planteado las medidas demitigaciones dichos impactos.

A. Impactos ambientales positivos

Los principales impactos ambientales positivos que se generarn con el

proyecto sern los siguientes:

Se dispondr de un mayor volumen de agua por los ahorros existentes en el

control y medicin. Mejora del control de agua.

Elevacin de los ingresos por tarifa de agua.

Mejor y mayor entendimiento sobre el uso del recurso agua entendido por lascapacitaciones impartidas

Creacin de fuente de trabajo. (Contratacin de mano de obra para laejecucin del proyecto).

B. Impactos ambientales negativos Incremento de emisin de partculas de polvo,

por acciones, como excavaciones y movimiento de tierras, transporte de materiales ala obra, maniobras de vehculos y equipos pesados, entre otros.


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Inhabilitacin del trnsito en la zona donde se ejecutar el proyecto.

Perturbacin de los habitantes de la zona, por ruidos, maniobra de vehculos ytrabajos varios

Prdida de cobertura vegetal.Se tomo en cuenta solo las ocurridas positivas de las fuentes de impacto, se

analizo cada uno de los cdigos habilitados, seleccionando solo aquellos quetienen mayor probabilidad de ocurrencia.

El resultado que se obtiene es la frecuencia de cada uno de los impactos

potenciales identificados, el anlisis y resultados de cada uno de estos se

muestran en al anexo correspondiente.

F. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESLas conclusiones ms importantes del estudio son:

El Problema Central identificado en el diagnstico es BAJO RENDIMIENTO DE LA

PRODUCCION AGRICOLA EN LA LOCALIDAD EL MANTARO y para apoyar a solucionar

este problema se ha proyectado la alternativa nica consistente en la CONTRUCCION

DE UN CANAL PARA EL SISTEMA DE RIEGO EN LA LOCALIDAD EL MANTARO, DISTRITO

EL MANTARO, PROVINCIA DE JAUJA, REGION JUNIN

Siendo el objetivo central de este proyecto INCREMENTO DE LOS NIVELES DERENDIMIENTO Y PRODUCCION AGRICOLA DE LOCALIDAD DE EL MANTARO.

De la evaluacin econmica y anlisis de sensibilidad, concluimos que laalternativa nica, consistente en el MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE AGUADEL SISTEMA DE RIEGO CANAL

Del anlisis de sostenibilidad podemos concluir que este se basa esencialmenteen los siguientes aspectos, la rentabilidad de los cultivos y la contribucin de lasentidades pblicas y privadas en apoyo a la produccin agrcola y elcompromiso de una apropiada operacin y mantenimiento del sistema de riego

instalado.

DISEO DE CANAL

CRITERIOS PARA DISEO DE CANALES ABIERTOS

1. Generalidades

En un proyecto de riego, la parte correspondiente a su concepcin, definido por suplanteamiento hidrulico, tiene principal importancia, debido a que es all donde se

determinan las estrategias de funcionamiento del sistema de riego (captacin,conduccincanal abierto o a presin -, regulacin), por lo tanto, para desarrollar el


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planteamiento hidrulico del proyecto se tiene que implementar los diseos de lainfraestructura identificada en la etapa de campo; canales, obras de arte (acueductos,canoas, alcantarillas, tomas laterales etc.), obras especiales (bocatomas,desarenadores, tneles, sifones, etc) etc.

Para el desarrollo de los diseos de las obras proyectadas, el caudal es un parmetro

clave en el dimensionamiento de las mismas y que esta asociado a la disponibilidad delrecurso hdrico (hidrologa), tipo de suelo, tipo de cultivo, condiciones climticas,

mtodos de riego, etc., es decir mediante la conjuncin de la relacin agua suelo

planta. De manera que cuando se trata de la planificacin de un proyecto de riego, la

formacin y experiencia del diseador tiene mucha importancia, destacndose en esta

especialidad la ingeniera agrcola.

2. Canales de riego por su funcin

Los canales de riego por sus diferentes funciones adoptan las siguientesdenominaciones:

Canal de primer orden.- Llamado tambin canal madre o de derivacin y se le trazasiempre con pendiente mnima, normalmente es usado por un solo lado ya que por elotro lado da con terrenos altos.

Canal de segundo orden.- Llamados tambin laterales, son aquellos que salen delcanal madre y el caudal que ingresa a ellos, es repartido hacia los sub laterales, elrea de riego que sirve un lateral se conoce como unidad de riego.

Canal de tercer orden.- Llamados tambin sub laterales y nacen de los canales

laterales, el caudal que ingresa a ellos es repartido hacia las propiedades individuales atravs de las tomas del solar, el rea de riego que sirve un sub lateral se conocecomo unidad de rotacin.

3. Elementos bsicos en el diseo de canales

Se consideran elementos; topogrficos, geolgicos, geotcnicos, hidrolgicos,hidrulicos, ambientales, agrolgicos, entre otros.

3.1 Trazo de canales

Cuando se trata de trazar un canal o un sistema de canales es necesario recolectar lasiguiente informacin bsica:

Fotografas areas, imgenes satelitales, para localizar los poblados, caseros, reasde cultivo, vas de comunicacin, etc.

Planos topogrficos y catastrales.

Estudios geolgicos, salinidad, suelos y dems informacin que pueda conjugarse enel trazo de canales.


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Una vez obtenido los datos precisos, se procede a trabajar en gabinete dando un trazopreliminar, el cual se replantea en campo, donde se hacen los ajustes necesarios,obtenindose finalmente el trazo definitivo.

En el caso de no existir informacin topogrfica bsica se procede a levantar el relievedel canal, procediendo con los siguientes pasos:

a. Reconocimiento del terreno.- Se recorre la zona, anotndose todos los detalles queinfluyen en la determinacin de un eje probable de trazo, determinndose el puntoinicial y el punto final (georreferenciados).

b. 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 levantamientocon teodolito, posteriormente a este levantamiento se nivelar la poligonal y se har ellevantamiento de secciones transversales, estas secciones se harn de acuerdo acriterio, si es un terreno con una alta distorsin de relieve, la seccin se hace a cada 5m, si el terreno no muestramuchas variaciones y es uniforme la seccin es mximo a

cada 20 m.c. Trazo definitivo.- Con los datos de (b) se procede al trazo definitivo, teniendo encuenta la escala del plano, la cual depende bsicamente de la topografa de la zona yde la precisin que se desea:

Terrenos con pendiente transversal mayor a 25%, se recomienda escala de 1:500.

Terrenos con pendiente transversal menor a 25%, se recomienda escalas de 1:1000 a1:2000.

3.2 Radios mnimos en canales

En el diseo de canales, el cambio brusco de direccin se sustituye por una curva cuyoradio no debe ser muy grande, y debe escogerse un radio mnimo, dado que al trazarcurvas con radios mayores al mnimo no significa ningn ahorro de energa, es decir lacurva no ser hidrulicamente ms eficiente, en cambio s ser ms costoso al darleuna mayor longitud o mayor desarrollo. Las siguientes tablas indican radios mnimossegn el autor o la fuente:

Tabla N 01 - Radio mnimo en funcin al caudal

Capacidad del canal Radio mnimoHasta 10 m3/s 3 * ancho de la base

De 10 a 14 m3/s 4 * ancho de la baseDe 14 a 17 m3/s 5 * ancho de la baseDe 17 a 20 m3/s 6 * ancho de la baseDe 20 m3/s a mayor 7 * ancho de la baseLos radios mnimos deben ser redondeados hasta el prximo metrosuperior

Fuente: "International Institute For Land Reclamation And Improvement" ILRI, Principios y Aplicaciones del Drenaje, Tomo IV,

Wageningen The Netherlands 1978.

Tabla N 02 - Radio mnimo en canales abiertos para Q < 20 m3/s


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Capacidad delcanal

Radio mnimo

20 m3/s 100 m

15 m3/s 80 m

10 m3/s 60 m

5 m3/s 20 m

1 m3/s 10 m

0,5 m3 5 m

Fuente: Ministerio de Agriculturay Alimentacin, Boletn Tcnico N 7 "Consideraciones Generales sobre Canales Trapezoidales"

Lima 1978.

Tabla N-03 -. Radio mnimo en canales abiertos en funcin del espejo de agua

Canal de riego Canal de drenaje

Tipo Radio Tipo Radio

Sub canal

4T Colectorprincipal

5T

Lateral 3T Colector 5T

Sub lateral

3T Sub colector

5T

Siendo T el ancho superior del espejo deagua

Fuente: Salzgitter Consult GMBH "Planificacin de Canales, Zona Piloto Ferreafe" Tomo II/ 1- Proyecto TinajonesChiclayo

1984.

3.3 Elementos de una curva


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A = Arco, es la longitud de curva medida en cuerdas de 20 m

C = Cuerda larga, es la cuerda que subtiende la curva desde PC hasta PT.

= Angulo de deflexin, formado en el PI.E = External, es la distancia de PI a la curva medida en la bisectriz.

F = Flecha, es la longitud de la perpendicular bajada del punto medio de la

curva a la cuerda larga.G = Grado, es el ngulo central.

LC = Longitud de curva que une PC con PT.PC = Principio de una curva.

PI = Punto de inflexin.PT = Punto de tangente.

PSC = Punto sobre curva.PST = Punto sobre tangente.

R = Radio de la curva.

ST = Sub tangente, distancia del PC al PI.

3.4 Rasante de un canal

Una vez definido el trazo del canal, se proceden a dibujar el perfil longitudinal de dichotrazo, las escalas ms usuales son de 1:1000 1:2000 para el sentido horizontal y1:100 1:200 para el sentido vertical, normalmente la relacin entre la escalahorizontal y vertical es de 1 a 10. El procesamiento de la informacin y dibujo se puedeefectuar empleando el software AUTOCAD CIVIL 3D (AUTOCAD clsico, AUTOCADLAND, AUTOCAD MAP o AUTOCAD CIVIL). Para el diseo de la rasante se debe tener encuenta:

Larasante se debe trabajar sobre la base de una copia del perfil longitudinal del trazo

Tener en cuenta los puntos de captacin cuando se trate de un canal de riego y lospuntos de confluencia si es un dren u obra de arte.

La pendiente de la rasante de fondo, debe ser en lo posible igual a la pendientenatural promedio del terreno (optimizar el movimiento de tierras), cuando esta no esposible debido a fuertes pendientes, se proyectan cadas o saltos de agua.

Para definir la rasante del fondo se prueba con el caudal especificado y diferentescajas hidrulicas, chequeando la velocidad obtenida en relacin con el tipo de

revestimiento a proyectar o si va ser en lecho natural, tambin se tiene la mximaeficiencia o mnima infiltracin.

El plano final del perfil longitudinal de un canal, debe presentar como mnimo lasiguiente informacin.

Kilometraje

Cota de terreno

BMs (cada 500 1000 m)

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


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Tipo de suelo

Cuadro con elementos geomtricos e hidrulicos del diseo

Seccin tpica de un canal

Seccin tpica de un canal

Donde:T = Ancho superior del canalb = Plantillaz = Valor horizontal de la inclinacin del taludC = 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 derasante del canal. En algunos casos el camino de vigilancia puede ir en ambosmrgenes, segn las necesidades del canal, igualmente la capa de rodadura de 0,10m. a veces no ser necesaria, dependiendo de la intensidad del trfico.

3.5 Seccin Hidrulica 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

posible, sta condicin est referida a un permetro hmedo mnimo, la ecuacin quedetermina la seccin de mxima eficiencia hidrulica es:

2*2

tg

y

b

Siendo el ngulo que forma el talud con la horizontal, arctan (1/z), b plantilla del

canal y y tirante o altura de agua.

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


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Q = Caudal (m3/s)

n = Rugosidad

A = rea (m2)

R = Radio hidrulico = rea de la seccin hmeda / Permetro hmedo En la tabla N 6,se muestran las secciones ms utilizadas.

Rugosidad:Esta depende del cauce y el talud, dado a las paredes laterales del

mismo,vegetacin,irregularidad y trazado del canal, radio hidrulico yobstrucciones en el canal, generalmente cuando se disea canales en tierra sesupone que el canal est recientemente abierto, limpio y con un trazadouniforme, sin embargo el valor de rugosidad inicialmente asumido difcilmente seconservar con el tiempo, lo que quiere decir que en la prctica constantementese har frente a un continuo cambio de la rugosidad.

En canales proyectados con revestimiento, la rugosidad es funcin del material usado,que puede ser de concreto, geomanta, tubera PVC HDP metlica, o si van a

trabajar a presin atmosfrica o presurizados. La siguiente tabla nos da valores de n

estimados, estos valores pueden ser refutados con investigaciones y manuales, sin

embargo no dejan de ser una referencia para el diseo:

Tabla N 5 - Valores de rugosidad n de Manning

n Superficie

0.010 Muy lisa, vidrio, plstico, cobre.0.011 Concreto muy liso.

0.013 Madera suave, metal, concretofrotachado.

0.017 Canales de tierra en buenascondiciones.

0.020 Canales naturales de tierra,libres de vegetacin.

0.025 Canales naturales con algunavegetacin y piedras esparcidasen el fondo

0.035 Canales naturales conabundante vegetacin.

0.040 Arroyos de montaa conmuchas piedras.

Tabla N 6 - Relaciones geomtricas de las secciones transversales ms frecuentes


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b) Talud apropiado segn el tipo de material.- La inclinacin de las paredes

laterales de un canal, depende de varios factores pero en especial de la clasede terreno donde estn alojados, la U.S. BUREAU OF RECLAMATIONrecomienda un talud nico de 1,5:1 para sus canales, a continuacin sepresenta un cuadro de taludes apropiados para distintos tipos de material:

Tabla N 7 - Taludes apropiados para distintos tipos de material

MATERIAL TALUD (h : v)Roca Prcticamente verticalSuelos de turba y detritos 0.25 : 1

Arcilla compacta o tierra conrecubrimiento de concreto

0.5 : 1 hasta 1:1

Tierra con recubrimiento de piedra otierra en grandes canales

1:1

Arcilla firma o tierra en canalespequeos

1.5 : 1

Tierra arenosa suelta 2:1

Greda arenosa o arcilla porosa 3:1


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Fuente: Aguirre Pe, Julin, Hidrulica de canales, Dentro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras CIDIAT, Merida,

Venezuela, 1974

Tabla N 8 - Pendientes laterales en canales segn tipo de suelo

Fuente: Aguirre Pe, Julin, Hidrulica de canales, Dentro Interamericano de Desarrollo de Aguas y Tierras CIDIAT, Merida,

Venezuela, 1974

c) Velocidades mxima y mnima permisible.- La velocidad mnima permisible esaquella velocidad que no permite sedimentacin, este valor es muy variable y nopuede ser determinado con exactitud, cuando el agua fluye sin limo este valor carecede importancia, pero la baja velocidad favorece el crecimiento de las plantas, encanales de tierra. El valor de 0.8 m/seg se considera como la velocidad apropiada queno permite sedimentacin y adems impide el crecimiento de plantas en el canal.

La velocidad mxima permisible, algo bastante complejo y generalmente se estima

empleando la experiencia local o el juicio del ingeniero; las siguientes tablas nos dan

valores sugeridos.

Tabla N - 9. Mxima velocidad permitida en canales no recubiertos de vegetacin

MATERIAL DE LA CAJADEL CANAL

n Manning Velocidad (m/s)

Agua limpia Agua con partculas

coloidales

Agua transportando

arena, grava o

fragmentos

Arena fina

coloidal

0.020 1.45 0.75 0.45

Francoarenoso nocoloidal

0.020 0.53 0.75 0.60

Franco limosono coloidal

0.020 0.60 0.90 0.60

Limos aluvialesno coloidales

0.020 0.60 1.05 0.60

Francoconsistente

normal

0.020 0.75 1.05 0.68

Ceniza 0.020 0.75 1.05 0.60

MATERIAL CANALES POCO

PROFUNDOS

CANALES

PROFUNDOSRoca en buenascondiciones

Vertical 0.25 : 1

Arcillas compactas oconglomerados

0.5 : 1 1 : 1

Limos arcillosos 1 : 1 1.5 : 1

Limos arenosos 1.5 : 1 2 : 1Arenas sueltas 2 : 1 3 : 1

Concreto 1 : 1 1.5 : 1


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volcnica

Arcillaconsistentemuy coloidal

0.025 1.13 1.50 0.90

Limo aluvial

coloidal

0.025 1.13 1.50 0.90

Pizarra y capasduras

0.025 1.80 1.80 1.50

Grava fina 0.020 0.75 1.50 1.13

Suelo francoclasificado nocoloidal

0.030 1.13 1.50 0.90

Suelo francoclasificadocoloidal

0.030 1.20 1.65 1.50

Grava gruesano coloidal 0.025 1.20 1.80 1.95

Gravas yguijarros

0.035 1.80 1.80 1.50

Fuente: Krochin Sviatoslav. Diseo Hidrulico, Ed. MIR, Mosc, 1978

Para velocidades mximas, en general, los canales viejos soportan mayores

velocidades que los nuevos; adems un canal profundo conducir el agua a mayores

velocidades sin erosin, que otros menos profundos.

Tabla N -10 -. Velocidades mximas en hormign en funcin de su resistencia.

Fuente: Krochin Sviatoslav. Diseo Hidrulico, Ed. MIR, Mosc, 1978

La Tabla N 10, da valores de velocidad admisibles altos, sin embargo la U.S. BUREAUOF RECLAMATION, recomienda que para el caso de revestimiento de canales dehormign no armado, las velocidades no deben exceder de 2.53.0 m/seg. Para evitarla posibilidad de que el revestimiento se levante. Cuando se tenga que proyectartomas laterales u obras de alivio lateral, se debe tener en cuenta que las velocidadestienen que ser previamente controladas (pozas de regulacin), con la finalidad que nose produzca turbulencias que originen perturbaciones y no puedan cumplir con suobjetivo.

d) Borde libre.- Es el espacio entre la cota de la corona y la superficie del agua, noexiste ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente para el clculo del borde

RESISTENCIA, (kg/cm2) PROFUNDIDAD DEL TIRANTE (m)0.5 1 3 5 10

50 9.6 10.6 12.3 13.0 14.1

75 11.2 12.4 14.3 15.2 16.4

100 12.7 13.8 16.0 17.0 18.3

150 14.0 15.6 18.0 19.1 20.6200 15.6 17.3 20.0 21.2 22.9


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libre, debido a que las fluctuaciones de la superficie del agua en un canal, se puedeoriginar por causas incontrolables.

La U.S. BUREAU OF RECLAMATION recomienda estimar el borde libre con la siguientefrmula:

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 La secretara de Recursos Hidrulicos de Mxico,

recomienda los siguientes valores en funcin del caudal:

Tabla N 11 -. Borde libre en funcin del caudal

Caudal m3/seg Revestido(cm)

Sin revestir (cm)

0.05 7.5 10.0

0.050.25 10.00 20.00.250.50 20.0 40.0

0.501.00 25.0 50.0

30.0 60.0Fuente: Ministerio de Agricultura y Alimentacin, Boletn Tcnico N- 7 Consideraciones Generales sobre Canales

Trapezoidales Lima 1978

Mximo Villn Bjar, sugiere valores en funcin de la plantilla del canal:

Tabla N -12 -. Borde libre en funcin de la plantilla del canal

Ancho de la plantilla(m)

Borde libre (m)

Hasta 0.8 0.4

0.81.5 0.5

1.53.0 0.6

3.020.0 1.0Fuente: Villn Bjar, Mximo; Hidrulica de canales, Dpto. De Ingeniera Agrcola Instituto Tecnolgico de Costa Rica,Editorial Hozlo, Lima, 1981

3.7 Criterios de espesor de revestimiento

No existe una regla general para definir los espesores del revestimiento de concreto,sin embargo segn la experiencia acumulada en la construccin de canales en el pas,se puede usar un espesor de 5 a 7.7 cm para canales pequeos y medianos, y 10 a 15cm para canales medianos y grandes, siempre que estos se diseen sin armadura. En elcaso particular que se quiera proyectar un revestimiento con geomembranas, se tieneque tener en cuenta las siguientes consideraciones:


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Para canales pequeos se debe usar geomembrana de PVC y para canales grandesgeomembrana de polietileno - HDP.

Los espesores de la geomembrana, varan entre 1 a 1.5 mm

Si el canal se ubica en zonas en donde puede ser vigilado permanentemente, por lotanto no puede ser afectada la membrana.

Caractersticas y cuidado en la actividades de operacin y mantenimiento

Tcnica y cuidados de instalacin de la geomembrana

El grupo social a servir tiene que capacitado para el manejo de dicho tipo derevestimiento.

Tambin se puede usar asociada la geomembrana con un revestimiento de concreto;la geomembrana acta como elemento impermeabilizante (el concreto se deterioracon las bajas temperaturas) y el concreto como elemento de proteccin, sobre todocuando se trata de obras ubicadas por encima de los 4, 000 m.s.n.m. o zonasdesoladas.

1. TEORIA DEL SIFONPara cruzar una depresin, se debe recurrir a una estructura de cruce, en cadacaso se escoge la solucin mas conveniente para tener un funcionamientohidrulico correcto, la menor prdida de carga posible y la mayor economafactible. Los cuales pueden ser:

Puente canal

Sifn invertido Alcantarilla

Clculo hidrulico de un sifn

Para que cumpla su funcin el diseo del sifn, se debe de procedercomo sigue:


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Analizaremos en las posiciones 1 y 2, para lo cual aplicamos la ecuacin de energaespecifica:

Donde:Z

i: carga de posicin

Zi: carga de presion

Vi 2 /2g: carga de velocidad (g =9.81 m/s2)

H: carga hidrulica

Se debe de cumplir que la AH debe de ser mayor a la suma de todas las prdidas que

se generen en el sifn.


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FIGURA 1: Canal lateral del Mantaro

FIGURA 2 : Realizando el aforamiento

3m


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FIGURA 4: Vista actual del canal natural de riego.

FIGURA 3 : Canal del Mantaro colapso, por el incremento de

lluvias en esta poca.


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FIGURA 5: Toma de datos con el GPS

FIGURA 6: Cultivos del Valle del Mantaro que sernbeneficiados con el proyecto.


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FIGURA 7: Canal natural obstruido por la vegetacin.

FIGURA 8: Compuerta para partidores.


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Documents

Contruccion de Un Canal Para El Sistema de Riego en La Localidad El Mantaro