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UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE
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“UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES CHIMBOTE”
FACULTAD: Ingeniería Civil
ESCUELA PROFESIONAL: Ingeniería Civil
DOCENTE: Ing. Cotos Vera Javier Alberto
ASIGNATURA: Irrigación y Drenaje
TRABAJO: Practica de Campo – Los Jardines
ALUMNO: RIVELINO ANGEL RODRIGUEZ
HUARAZ – PERU
1.- INTRODUCCION
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Aforar el agua es medir el caudal del agua, en vez de caudal también
se puede emplear los términos gasto, descarga y a nivel de campo
riegos.
La medición o aforo de agua del río o de cualquier curso de agua es
importante desde los puntos de vista, como: Saber la disponibilidad
de agua con que se cuenta, Distribuir el agua a los usuarios en la
cantidad deseada, Saber el volumen de agua con que se riegan los
cultivos.
Podemos determinar la eficiencia de uso y de manejo del agua con
varios métodos, estos se pueden emplear para aforar el agua, la
mayoría basados en la determinación del área de la sección y la
velocidad, para lo cual se utiliza la fórmula Q=AxV.
Los métodos más utilizados son: aforo con correntómetro, aforo con
flotadores.
El método del flotador se utiliza cuando no se dispone de equipos de
medición; para medir la velocidad del agua, se usa un flotador con él
se mide la velocidad superficial del agua; pudiendo utilizarse como
flotador, un pequeño pedazo de madera, corcho, una pequeña botella
lastrada.
2.- OBJETIVOS
Determinar la velocidad promedio del canal ubicado al lado del
recreo los Jardines.
Determinar el área transversal del canal.
Determinar el caudal aforado por el método del flotador.
Determinar los elementos geométricos del canal.
3.- MARCO TEORICO
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COMO MEDIR EL CAUDAL
Es recomendable realizar las mediciones del caudal del río, canal,
caño, quebrada o manantial en diferentes épocas para tener registros
de los valores mínimos, máximos e intermedios y conocer más de
cerca el comportamiento de la fuente en diferentes épocas. Es
importante, además, establecer la “historia” de la fuente, en lo
posible, por medio del diálogo con los vecinos de la localidad, o
también, por datos de organismos especializados (IDEAM,
por ejemplo, Corporaciones autónomas, etc.). Para efectuar la
valoración del caudal a nivel local, cuando no se dispone de equipos
de precisión, ni se considera pertinente su uso, es conveniente utilizar
dos métodos reconocidos y ampliamente difundidos: el método del
recipiente y el método del flotador.
Medición del caudal por el método del flotador
En este método, de igual manera, se utilizan los valores promedio de
las variables determinadas.
Para adelantar los procedimientos se requieren los siguientes
materiales y equipos:
• Un objeto flotante, puede ser una bola de ping-pong, una botella
plástica pequeña, una rama, un trozo de madera que flote libremente
en el agua.
• Un reloj o cronómetro.
• Un decámetro o cinta medidora.
• Una regla o tabla de madera graduada.
a. Primer paso. Seleccionar el lugar adecuado
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Se selecciona en el río un tramo uniforme, sin piedras grandes,
ni troncos de árboles, en el que el agua fluya libremente, sin
turbulencias, ni impedimentos
b. Segundo paso. Medición de la velocidad.
En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de
llegada) y medir la distancia, por ejemplo: 9 metros
Una persona se ubica en el punto A con el flotador y otra en el
punto B con el reloj o cronómetro. Se medirá el tiempo de
recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda
realizar un mínimo de 3 mediciones y calcular el promedio.
La velocidad de la corriente de agua del canal se calcula con
base en la siguiente ecuación:
Para nuestro ejemplo, tendríamos:
c. Tercer paso. Medición del área de la sección transversal
del canal.
Velocidad = Distancia (A-B) ÷ Tiempo de recorrido
N° TIEMPO LONGITUD (m) V= E / T
1 6.96 9.0 1.29
2 6.45 9.0 1.39
3 6.51 9.0 1.38
4 6.61 9.0 1.36
5 6.95 9.0 1.29
6 6.70 9.0 1.34
Vp = 1.34 m/sg
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En el tramo seleccionado, ubicar la sección o el ancho del río
que presente las condiciones promedio y en la que se facilite
la medición del área transversal.
d. Cuarto paso. Cálculo del Caudal del río.
Para el cálculo del caudal se utiliza la siguiente fórmula:
Donde:
C : Factor de corrección
v : Velocidad (m / s)
e : Espacio recorrido por el flotador (m)
t : Tiempo de recorrido del espacio «e» por el flotador (s)
A : Área de la sección transversal
Q : Caudal
Los valores de caudal obtenidos por medio de este método son
aproximados, por lo tanto requieren ser reajustados por medio
43.5cm
89 cmts
Q = C x A x V
V = e / t
29 cmts26cmts 61cmts
45.5cmts
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de factores empíricos de corrección (C), que para algunos tipos
de canal o lechos de río y tipos de material, a continuación se
indican:
Tipos de Arroyo
Factor de Corrección
De Velocidad (C)
Precisión
Canal rectangularCon lados y lechos lisos 0.85 Buena
Río profundo y lento 0.75 Razonable
Arroyo pequeño de lechoParejo y liso 0.65 Mala
Arroyo rápido y turbulento
0.45 Muy mala
Arroyo muy poco profundoDe lecho rocoso
0.25 Muy mala.
Se recomienda utilizar el método del flotador, para aforos de
caudales no menores de 0.250 m3/s ni mayores de 0.900 m3/s.
Fuente PSI.
e. Quinto paso. Cálculo de los elementos Geométricos del
Canal.
Los elementos geométricos son propiedades de una sección de
canal que pueden ser definidos por completo por la geometría de
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la sección y la profundidad de flujo. Estos elementos son muy
importantes y se utilizan con amplitud en el cálculo de flujo.
Para secciones de canal regulares y simples, los elementos
geométricos pueden expresarse matemáticamente en términos de
la profundidad de flujo y de otras dimensiones de la sección. Para
secciones complicadas y secciones de corrientes naturales, sin
embargo, no se puede escribir una ecuación simple para expresar
estos elementos, pero pueden prepararse curvas que representen
la relación entre estos elementos y la profundidad de flujo para
uso en cálculos hidráulicos.
La forma más conocida de la sección transversal de un canal es la
trapezoidal, como la que se muestra en la Figura.
FIGURA Elementos geométricos de la sección transversal de un
canal.
Dónde:
y = tirante de agua, altura que el agua adquiere en la sección
transversal
b = base del canal o ancho de solera
T = espejo de agua o superficie libre de agua
H = profundidad total del canal
H-y = borde libre
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C = ancho de corona
θ = ángulo de inclinación de las paredes laterales con la horizontal
Z: 1 = talud, Horizontal: Vertical
A = (b + zy) y, área hidráulica
P = b + 2 y (1+ Z²) ^0.5, perímetro mojado
R = A/ P, radio hidráulico
A continuación se dan las definiciones de varios elementos
geométricos de importancia básica.
Talud “Z”: Es la relación de la proyección horizontal a la vertical
de la pared lateral (se llama también talud de las paredes
laterales del canal). Es decir Z es el valor de la proyección
horizontal cuando la vertical es 1, aplicando relaciones
trigonométricas según la figura, se tiene: Z = ctgθ
Tirante de agua o profundidad de flujo “y”: Es la distancia
vertical desde el punto más bajo de una sección del canal hasta la
superficie libre, es decir la profundidad máxima del agua en el
canal.
Ancho superficial o espejo de agua “T”: Es el ancho de la
superficie libre del agua.
Área mojada o área hidráulica “A”: Es la superficie ocupada
por el líquido en una sección transversal normal cualquiera.
Perímetro mojado “P”: Es la parte del contorno del conducto
que está en contacto con el líquido.
Radio hidráulico “R”: Es la relación del área mojada con
respecto a su perímetro mojado, el radio hidráulico es la
dimensión característica de la sección transversal, hace las
funciones del diámetro en tuberías. R = A/ P
Profundidad hidráulica “D” o profundidad media : Es la
relación entre el área hidráulica y el espejo de agua.
D = A/T
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Factor de sección para el cálculo de flujo crítico: Es el
producto del área mojada y la raíz cuadrada de la profundidad
hidráulica
Factor de sección Z = A (D) ^0.5 = A (A/ T)^0.5
Coeficiente de Rugosidad de Manning
4.- MEMORIA DE CALCULOS
AREA TRANSVERSAL DEL CANAL:
A=by+(b+zy )
Y=
B=
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5.- CONCLUSIONES
Se determinó la velocidad promedio del canal ubicado al lado
del recreo los Jardines, Vp=1.34 m/seg
Se determinó el área transversal del canal, A =
Se determinó el caudal aforado por el método del flotador, Q =
Se determinó los elementos geométricos del canal:
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6.- ANEXOS
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Fotografía N°01: Medición del largo del canal ubicado al lado del recreo los jardines.
Fotografía N°02: Soltamos el flotador y enseguida tomamos el tiempo que recorre a lo largo del canal medido.
Fotografía N°03: En la figura se muestra el recorrido del flotador a lo largo del canal.
FLOTADOR
CRONOMETRO
L canal = 9.0 mts
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Fotografía N°04: Hallando el área transversal del canal trapezoidal.
