Diseño de Canales Forrados (Con Diagrama)
Lee este artículo para aprender sobre el diseño de canales forrados.
Los canales revestidos no están diseñados haciendo uso de la teoría de Lacey o Kennedy porque la sección es rígida. Generalmente la ecuación de Manning se usa en el diseño. Para transportar un cierto número de descargas, las secciones de canal pueden diseñarse con diferentes anchos de lecho y pendientes laterales. Pero está claro que cada sección no es igualmente buena para el propósito.
La sección que se adoptará debe ser económica y, al mismo tiempo, debe ser funcionalmente eficiente. Se ha encontrado que la sección transversal más adecuada de un canal revestido es una sección circular con lados inclinados. Es decir, la cama no es plana pero es un arco de círculo. Este arco es tangencial a los lados inclinados.
Pistas laterales:
La pendiente lateral se selecciona de tal manera que casi es igual al ángulo de reposo del suelo en el subsuelo. Se tiene cuidado de asegurar que no se ejerza presión sobre la tierra en la parte posterior del revestimiento. Del conocimiento de la hidráulica, está claro que la sección es económica cuando el área de la sección transversal es máxima para el perímetro mojado mínimo.
Esta condición se logra cuando el centro de un arco se encuentra en FSL del canal. Esta sección también es eficiente en el sentido de que a medida que la velocidad del flujo es mayor, el transporte de limo también es mayor que en una sección ancha y poco profunda. De este modo, el problema de la sedimentación se elimina completamente y el funcionamiento es eficiente.
Aquí se puede mencionar que dicha sección con lecho circular puede diseñarse hasta una descarga de 85 m 3 / seg. Cuando la descarga es de más de 85 m 3 / seg, la sección más adecuada es una con una cama plana y lados inclinados con esquinas redondeadas. Esta sección es ciertamente mejor que la sección trapezoidal, porque es más estable y económica de construir. Las dimensiones de una sección de canal con lecho circular se pueden obtener de las ecuaciones que se dan a continuación. La figura 10.2 muestra las secciones de canal de este tipo con dos pendientes laterales estándar.
Cuando r = 3.6 m o menos, las pendientes laterales se pueden tomar 1: 1
Cuando r = 3.6 m pueden tomarse pendientes laterales 1.25: 1
Velocidad de Flujo:
La velocidad media de flujo se puede calcular utilizando la fórmula de Manning.
V = 1 / N .R 2/3 . S 1/2
donde N es el coeficiente de rugosidad y puede tomarse como 0.018
S es la pendiente de la cama y se expresa en la caída de la cama en m en 10.000 m de longitud
Para el valor dado de la fórmula N puede reducirse a
V = 0, 556 R 2/3 . S 1/2
donde V es la velocidad del flujo en m / s;
R es el radio medio hidráulico en m; y
S es la pendiente del lecho expresada en metros / metros de longitud,
ya que (10, 000) 1/2 se fusiona en la constante 0.556.
La siguiente tabla 10.1 proporciona los datos de sección para las dos pendientes laterales:
Las dimensiones de una sección de canal con fondo plano se pueden obtener de las ecuaciones que se dan a continuación. La figura 10.3 muestra las secciones transversales de este tipo con dos pendientes laterales estándar. Aquí se puede mencionar que, en general, se recomienda que la velocidad máxima de flujo sea de 2 m / s y que la f de Lacey esté limitada a 1.2. Cuando r supera los 55 m o cuando la descarga es superior a 85 m 3 / seg, el canal debe diseñarse con un fondo plano con filetes en las esquinas. El Indian Standard 4745, de hecho, no sugiere canal recubierto con fondo circular.
Velocidad de Flujo:
La velocidad media de flujo se puede calcular a partir de la fórmula de Manning para un valor de N = 0.018.
Entonces V = 0.556 R 2/3 . S 1/2
La siguiente tabla 10.2 proporciona datos seccionales para las dos pendientes laterales:
Puede recordarse que el canal revestido puede recibir una pendiente pronunciada para alcanzar una velocidad recomendada de 2 m / s y un valor de 'f' de aproximadamente 1.2. La relación de velocidad crítica no es aplicable a los canales revestidos. Pero para evitar la posibilidad de sentarse CVR debe apuntar a algo más que la unidad.
Coeficiente de Rugosidad (N):
En la práctica general, el valor promedio de canal revestido de N puede tomarse como 0.018. Para diferentes tipos de revestimientos, el valor de W varía. Los valores dados para los canales rectos en Indian Standard 4745 se dan en la Tabla 10.3. Cuando la alineación no es recta, la pérdida de la cabeza aumenta y se puede hacer un pequeño aumento en el valor de W para permitir una pérdida adicional de energía.
Freeboard:
Freeboard se mide desde el nivel de suministro completo (FSL) hasta la parte superior del revestimiento. Para canales revestidos que tengan menos de 10 cumec, se recomienda una tabla libre de 0, 6 m. Para los canales más grandes, generalmente se proporciona un francobordo de no menos de 0, 75 m.
Ancho de banco:
The Indian Standard recomendó los siguientes valores para los anchos de banco para los canales principales y secundarios:
Canal principal en corte y relleno = 8, 0 m.
Canal de derivación en corte = 6, 5 m.
Canal de derivación en relleno, margen izquierdo = 6, 5 m.
Orilla derecha = 5.0 m
La provisión adecuada de tacos, calzadas, drenaje de agua de drenaje, bajo drenaje debe realizarse para cada canal revestido. La figura 10.4 muestra tres secciones transversales típicas del canal revestido en las que se ilustra la provisión de varios componentes.
Las secciones del canal que se muestran tienen forma trapezoidal. Para la disposición del canal de fondo circular será similar. Cabe señalar que el ángulo 0 que se muestra en la sección varía con las pendientes laterales adoptadas. 9 para la pendiente lateral 1: 1 tiene un valor de 45 ° y para 1.25: 1 es 38 ° 40 ′ como se muestra en la Fig. 10.3. La altura máxima del banco de residuos está limitada a 6 m cuando la excavación se realiza con maquinaria. En caso de que el trabajo se realice manualmente, la altura máxima debe limitarse a 4 m solamente. También cuando una sección de canal en el llenado involucra más de 10.5 m, el llenado de cada sección debe ser diseñado y probado para su estabilidad.
Problema:
Diseñar un canal revestido de irrigación para llevar una descarga de 34 m 3 / seg. El diámetro medio de las partículas medias del suelo es de 0, 464 mm. Supongamos pendientes laterales 1.25: 1 y ancho cero.
