OBRA
UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICAFACULTAD DE
INGENIERIA CIVIL
INFORME TECNICO CANAL MONTALVAN
INTEGRANTES:ALVAREZ QUITO, CARLOSFLORES ANCHANTE, OMAR MENESES
PHUN, FELIPEQUISPE GUILLEN, ARTUROROJO VENTURA, PIERESOLIER
CABRERA, CLINIO SUMERTIPIAN MATIAS, AMIRVERA TORRES, SAULVI CICLO
B
DICIEMBRE 2011ICA - PERU
DEDICATORIA
Este trabajo est dedicado a nosotros mismos que con esfuerzo
hemos logrado la realizacin y culminacin de este trabajo prctico
hecho en campo.
INTRODUCCION
Es de importancia conocer este tipo de obra ya que trata de
satisfacer necesidades de los ciudadanos y tambin nos da una amplia
visin de cmo se desarrolla.
Este documento tiene por objeto proporcionar referencias en el
contexto apropiado y proveerle la debida sustentacin y el
fundamento tcnico del tema en discusin. Los anlisis, datos y temas
clave de discusin desarrollados como vas de acceso ,la velocidad
,el revestimiento, el talud , la pendiente y otros aspectos que son
necesarias en un canal para esto se obtuvo que necesitar equipos
topogrficos , winchas, etc. Durante el proceso de inspeccin desde
que se describen aqu detallaremos los aspectos constructivos y los
problemas que se presentan como por ejemplo la alteracin de los
tirantes que eran ocasionadas por las piedras, la influencia de los
arbustos que creca entre las juntas, sedimentacin sino tambin como
contribuyen los aspectos esenciales para los usuarios de la va.
INDICE
Pagina
Agradecimiento 5
Objetivos Generales6
Ubicacin7
Vas de acceso del Canal8
Clima y Precipitaciones9
Descripcin del Sistema del Canal Montalvn10
Conceptos Importantes12
Caractersticas Geomtricas e Hidrulicas del Canal12
Observacin de Campo15
Procedimiento de Campo y Comparacin de Datos17
Problemas encontrados en el Canal19
Evaluacin Hidrulica22
Panel Topogrfico35
Anexos50
AGRADECIMIENTO.
La presente Trabajo es un esfuerzo en el cual, directa o
indirectamente, participaron varias personas leyendo, opinando,
corrigiendo, tenindome paciencia, dando nimo, acompaando en los
momentos de crisis y en los momentos de felicidad.
Agradezco al ingeniero Hugo Benito Rojas por la paciencia y por
la direccin de este trabajo. El apoyo y el nimo de todo el grupo
por realizar el trabajo.
Gracias tambin a nuestros compaeros, que nos apoyaron dentro y
fuera del saln de clase.
A nuestros padres que de forma incondicional siempre estn
atentos en las necesidades que surgen.
Gracias a todos.
OBJETIVOS GENERALES
El objetivo general de la realizacin de este trabajo es la de
poner en prueba lo terico dictado en clases con la practica en
campo y poder observar si hubiera o no variaciones en dicho canal
ya que pueden existir diferentes factores internos o externos que
puedan modificar la seccin transversal del canal haciendo que el
flujo no acte uniformemente sino acte como un flujo real o variado
pudiendo daar el revestimiento del canal o hasta puede colapsar por
un mal diseo.
UBICACIN1.- Ubicacin.-
Departamento:Ica.Provincia :Ica.Distrito :Los MolinosLugar:
Casero Trapiche
El sistema de riego canal Montalvn se encuentra ubicado en el
distrito de San Jos de Los Molinos est ubicado en el extremo
Noreste de la provincia de Ica, sobre la interseccin del paralelo
135542 de latitud Sur con el meridiano y 75400 0 de longitud Oeste.
Su altitud es de 535 m.s.n.m.
VAS DE ACCESO HACIA EL CANAL.
El acceso al distrito de los Molinos es por la Av. Grau,
carretera que atraviesa el distrito de Parcona, Tinguia, y los
caseros pertenecientes al distrito de los molinos como son La
maquina, Romanes, Santa Rosa, Pampas de la Isla, Cerrillos, Callejn
del Romero, Plaza de Armas del distrito, el recorrido total desde
Ica hasta la Plaza de Armas de los Molinos es 18 km. Haciendo todo
este recorrido en un promedio de 1 hora.
El distrito tiene un sistema vial de pista en el tramo de Ica,
Parcona, la Tinguia luego a partir de la plaza de armas hacia el
canal todo ese tramo es trocha carrozable que comunica el cercado
con sus diversos caseros.
LMITES
Por el Noreste, con los distritos de Huaytara y Huancano
(Huancavelica). Por el Noroeste, con el distrito de Humay. Por el
Sur, con el distrito de la Tinguia. Por el Este, con los distritos
de Santiago de Chocorvos (Huancavelica y Yauca del Rosario). Por el
Oeste, con los distritos de Salas y San Juan Bautista.
CLIMA.
Se encuentra en el rango de sub tropical seco; presentado una
temperatura contrastada: clida en el da y fra en la noche. Su
temperatura media anual es de 22C, teniendo una mxima de 35C que se
presenta en el mes de febrero y una mnima de 16 C que se presenta
en el mes julio y agosto.
LAS PRECIPITACIONES.
Las precipitaciones son mnimas en la parte baja del valle,
siendo las de mayor intensidad en la parte alta y media de la
cuenca del ro Ica.En los meses de verano el distrito presenta
cambios en la orientacin general del viento lo que demuestra que
est vinculado con una amplitud de llanura pre andina. La orientacin
del viento es de Sur- Oeste a Nor- Este y de oeste a este. Los
vientos son ms intensos en los meses de otoo e invierno.
DESCRIPCIN DEL SISTEMA DEL CANAL MONTALVAN
SISTEMA DE CAPTACION:
Se entiende por sistema de captacin al conjunto de estructuras
conformantes de una obra, las cuales estn destinadas a captar el
caudal necesario para satisfacer el riego del rea de influencia de
la estructura. De acuerdo a la evaluacin en campo el sistema
proyectado est constituido por una estructura de toma del tipo
lateral, con un vertedor de excedencia y las compuertas del
mecanismo de izaje. El caudal de diseo es de 1.50 m3/s, el caudal
mximo 5.000 m3/s, el cual ser controlado por el vertedor de
excedencia. Para el diseo del canal se tom muestras del material
depositado en la entrada del bocal existente, encontrndose piedras
de hasta 0.10m por lo que el canal est diseado para evacuar gravas
y arena, con un dimetro de diseo de 0.2.0 m. El criterio de diseo
adoptado es el de lograr en el canal una velocidad que permita el
movimiento de partculas, el cual se logra con un caudal mnimo de
0.25 m3/s.
SISTEMA DE CONDUCCION:
El sistema de conduccin est compuesto por el conjunto de
estructuras destinadas a conducir agua desde el punto de captacin
hasta el desfogue en la quebrada Trapiche. El planteamiento
contempla el mejoramiento del sistema existente y se encuentra
constituido por un canal principal revestido de concreto, el cual
tiene una capacidad de 1.50 m3/s y que puede transportar como mximo
1.80 m3/s.
DE DISTRIBUCION:
Est constituido por el conjunto de estructuras que se utilizan
para manejar, controlar y distribuir eficientemente el agua. En el
tramo 1 + 4.76 el cual est constituida por una rpida que conecta a
un canal de tierra existente con una capacidad mxima de 1.00 m3/s.
El proyecto no contempla as mismo la construccin de estructuras de
medicin tales como medidores PARSHALL o RBC, pero si considera la
presencia de reglas las cuales deben ser calibradas. Estas reglas
se ubican a la salida de la captacin y aguas debajo de la toma
lateral con el fin de controlar los caudales.
OPERACIN Y MANTENIMIENTO
Las acciones de operacin y mantenimiento del sistema proyectado,
estarn a cargo de La Administracin Tcnica del Distrito de Riego de
lca. La operacin estar a cargo de un tornero, que de acuerdo con el
Plan de Cultivo y/o Riego y considerando la disponibilidad de agua
en el ro, proceder a realizar la distribucin del agua.
El mantenimiento del sistema se ejecutar 02 veces por campaa
agrcola, 01 antes del inicio de los riegos y la otra al finalizar
los mismos, es decir en el mes de abril. Las acciones de
mantenimiento consisten en el resane de las estructuras de
concreto, pintado de compuertas, engrase del mecanismo de izaje,
descolmatacin de la caja de canal y cuando las circunstancias lo
requieran se realizar el mantenimiento.
Mantenimiento de un Canal
Limpieza: No cambiar la forma ni la pendiente del canal.
Eliminar piedras, races, troncos, arbustos y malezas ya que
aumentan las filtraciones en el canal.
Las limpiezas se realizan a fines del invierno, para tener los
canales listos al inicio de la primavera.
Conceptos Importantes
Canales: Son conductos abiertos que transportan el agua por
accin de la gravedad y sin ningn tipo de presin. De una manera muy
general podemos clasificar los Canales en dos grandes grupos, a
saber:
Canales Naturales:
Los Canales naturales se estudian en la Hidrulica Fluvial,
principalmente se disean para lograr Un equilibrio o estabilidad
ante la presencia de sedimentos o azolves
Canales Artificiales:
Los Canales artificiales son los que trataremos aqu, analizando
sus caractersticas hidrulicas y estructurales. Por supuesto tambin
se pueden clasificar los canales por su forma, tipo de flujo,
servicio que brindan, etc.
Caractersticas Geomtricas e Hidrulicas de un Canal
Elementos Geomtricos:
El tirante (a,d,y), Permetro Mojado (P),El Ancho de Fondo (b,f),
Tirante Critico (dc,yc),rea mojada (A),Talud (z:1),Ancho de la
superficie (B,T), Borde Libre (B.L., fb).
Elementos Cinticos: Gasto (Q), Velocidad media (v)Gasto Unitario
(q), Velocidad Puntual (W).
Elementos Dinmicos: Coeficiente de Rugosidad (n),Pendiente
hidrulica (S)
La Pendiente o Desnivel:
Depende del tipo de suelo, puede ser mayor en suelos gredosos
que en suelos arenosos. La pendiente se expresa como una diferencia
de altura por cada 1.000 metros de longitud. Por ejemplo una
pendiente de 1/1000 (uno por mil) significa que el fondo del canal
baja 1 metro en 1000 metros de recorrido. Excesiva pendiente,
aumenta la velocidad del agua y erosiona el fondo del canal. Poca
pendiente, disminuye la velocidad del agua y se acumulan piedras y
tierra en el fondo (embancamiento del canal).
Si el terreno tiene mucha pendiente, construya saltos con:
troncos, piedras, plstico o ramas. As se disminuye la velocidad del
agua y no erosiona el canal.
La Forma del Canal: Depende del ancho de la base y del talud.
Para aumentar la capacidad se puede mantener el talud pero aumentar
el ancho de la base, o bien mantener la base aumentando el
talud.
OBSERVACIONES DE CAMPO
Durante el recorrido por todo el tramo del canal Montalvn
encontramos que existen algunos desperfectos como pequeas rajaduras
que hacen que el agua se filtre por el disminuyendo lentamente su
caudal durante su recorrido, tambin se pudo observar que parte de
una piedra del cerro se cay en el canal haciendo ms pequea su
seccin y haciendo que el flujo pase de un flujo uniforme a un flujo
real sea variado, generndose tambin una variacin del tirante y
formndose burbujas de aire.
ALGUNAS RAJADURAS QUE SE PUEDEN OBSERVAR EN EL CANAL HACIENDO
QUE EL FLUJO SE PUEDA FILTAR LENTAMENTE POR EL CANAL PERDIENDOSE
LITROS DE AGUA DURANTE EL TIEMPO
RESALTE HIDRAULICO GENNERADO POR REDIMENTOS DE PIEDRA EN SU BASE
Y SE GENERA BURBUJAS DE AIRE HACIENDO QUE EL FLUJO CAMBIE Y SEA
VARIADO GENERANDO UN CAMBIO DE CAUDAL Y VELOCIDADPROCEDIMIENTO DE
CAMPO Y COMPARACION DE DATOS
Primeramente obtenemos las diferentes secciones del canal como
el ancho de base, permetro mojado, tirante, espejo de agua, etc.
por simples mediciones elaborado con wincha, va haber momentos en
que algunos tramos van a ver lechos o sedimentos de arcilla y limos
y en algunos casos aglomerados con algunas partculas de piedra
pequeas, tanto en la base como en sus paredes que impidan obtener
una medida exacta de las diferentes secciones, as que en estos
casos debemos evaluar que sedimentos se trata y tomar su medida
para despus observar de donde a donde podra estar variando el
tirante as como tambin la base y hacer una evaluacin ms exacta si
el sedimento podra daar dicho concreto o podra generar un resalte
hidrulico si es que se tratara de un sedimento ms grueso con
piedras, si esto pasara el flujo seria variado o real.
Luego obtenemos las velocidades insitu del flujo en el canal por
medio de un placa metlica de acero muy delgada que no tenga tanto
peso el flujo lo ira llevando y mientras a cada distancia tomamos
un tiempo nos resultara muy fcil calcular la velocidad, y como
existen diferentes factores el flujo va actuar como un flujo real y
las velocidades en cada tramo podra estar variando.
Una vez obtenido las secciones del canal como el permetro mojado
y el tirante y la base se puede calcular fcilmente por formula el
rea mojada una vez obtenido esos datos se podra obtener un caudal
practico de campo aplicando la formula de la continuidad que es: Q
= A*V y mediante las otras secciones, por teora por la formula de
MANNING se podra calcular un caudal terico, en este caso asumiendo
el n rugosidad del concreto, pero en realidad no es la rugosidad
varadera porque el canal se encuentra con lechos y sedimento que
hacen que la rugosidad aumente y haciendo ms mayor la friccin de la
rugosidad con el flujo.
Luego mediante el teodolito calculamos la pendiente total y
hacemos el levantamiento topogrfico si es que es posible para poder
realizar un mejor trabajo de campo, en nuestro caso vamos hallar el
caudal practico con pendiente a cada 20 metros ya que segn datos
calculados la pendiente en tramos medios posee una variacin es por
eso que a cada 20 metros hallaremos el caudal terico.
PROBLEMAS ENCONTRADOS EN EL CANAL
1. Problemas de las juntas:
La junta de construccin se hizo con el fin de separacin o
dilatacin de cada pao, cada 2.50 m aproximado en tramo rectos, pero
en tramos curvos los paos se colocaron cada 1.50 m aproximado (ms
cortos) para as evitar el empuje del suelo o terreno y no se genere
rajaduras o fisuras en el pao (revestimiento) , ya que por medio de
esas fisuras , con el paso del agua pueda emerger pequeas races y
que puede ocasionar presin interna dentro del revestimiento y
daarlos.Las juntas que se observaban entre pao y pao tenan puesta
un material elastomerico poliuretano, pues este material en algunas
juntas se encontraban deteriorados por el demasiado uso (desgaste o
abrasin),por estar expuesta al interperismo, la mala colocacin o
instalacin del material en las juntas y al no mantenimiento del
canal.Esto es una de las consecuencias que se originaron en las
juntas, como el crecimiento de pequeos arbustos, estos arbustos
tiene pequeas raicillas que con el tiempo van creciendo y
penetrando dentro del concreto y dandolo como pequeas fisuras,
tambin estos arbustos obstruyen el flujo.
Una de las soluciones posibles:1. Es darle el manteamiento
adecuado cada cierto periodo.1. En el momento de la instalacin del
material elastomerico se debe de revisar minuciosamente las juntas
con el material puesta, para qu as no se presenta fallas ms
adelante.
2. Problemas del revestimiento del canal.
El revestimiento del canal se hizo con concreto simple de fc=175
kg/cm2, con un espesor de Para la colocacin de los paos y poder
revestir el canal se hizo ponindolo alternadamente los paos, para
tener un encofrado y desencofrado sin complicaciones y revestirlo,
considerando un coeficiente de rugosidad de MANNING.Uno de los
problemas observados fue las fisuras que presentaban el
revestimiento, por posibles agentes geodinmicas o por la dilatacin
del concreto donde no hubo un clculo casi exacto para instalar una
junta.
3. Problemas del revestimiento del canal.
El revestimiento de canales es una solucin prctica y cada vez ms
usada en funcin de sus ventajas, tales como rapidez en la
instalacin y durabilidad. Pero se originan problemas ya tambin con
el pasar del tiempo y sin un permanente mantenimiento el
revestimiento se va deteriorando.Los principales factores que
intervienen para que el revestimiento se deteriore son: La edad del
canal y la cantidad de limo que conduce el agua. La altura del agua
o tirante. El rea mojada. La temperatura del agua. La velocidad del
agua.
4. Sedimentacin y erosinEl agua puede transporta partculas cuyo
tamao y cantidad depende de la velocidad del caudal. Cuanto mayor
es sta mayores son las partculas y la cantidad de sedimento
acarreada. Cuando la carga de partculas es excesiva para un caudal
cualquiera, se depositan y causan sedimentacin. Por el contrario,
si la carga es inferior a la capacidad de transporte del agua, las
partculas causan erosin y socavones. La sedimentacin es un fenmeno
natural a lo largo de los ros pero en nuestro tema se trata de
canales y este problema se trata de evitar en el diseo. Pero en la
realidad este canal se ah ido deteriorando por descuido tanto de
los agricultores ya que ellos son los beneficiados de las aguas que
lleva el canal.Por lo cual no se le debe dar un respectivo
mantenimiento ya que el agua del que lleva arrastra limos, plantas,
etc.
5. Modificacin del flujo del canal.El canal fue diseado para un
determinado caudal y con una determinada velocidad que se encuentre
dentro de los parmetros establecido. Pero por mala informacin o mal
manejo de informacin de los moradores. A los canales se le
arrojaron material rocoso, el cual modifica el flujo en un canal y
altera su velocidad, lo cual ocasiona sedimentacin de las partculas
y as variar la altura del canal, y ocasionar desbordes en avenidas
de agua.
6. Crecimiento de vegetacin en juntas:El crecimiento de
vegetacin en las juntas de debe al deterioro de las juntas o mal
impermeabilizacin de la junta. Ya el agua que es conducido por el
canal, arrastra materiales limos y vegetales lo cual ocasiona que
se depositen semillas en los orificios y as crezcan las
plantas.
7. Fisuras en los canales: Las fisuras en las paredes laterales
del canal se pueden haber dado porque las juntas de dilatacin
estuvieron muy alejadas. Lo cual genero pequeas rajadura en el
revestimiento de concreto.Otro de los factores que pueden haber
ocasionado la rajadura en las paredes laterales algunos tramos del
canal, es la fuerza que se generan en la pared del canal ya que
estn en las laderas de los cerros.
EVALUACION HIDRAULICA
CAMBIO DE SECCION
PANEL FOTOGRFICO
Tramo (1+497.92)
Segunda compuerta
Tramo (1+497.92 1+508.42)
Cambio de seccin Trapezoidal Rectangular Trapezoidal
Tramo (1+520)
Tercera y cuarta compuerta situadas una en frente de la otra
Tramo (1+700)
PuenteTramo (1+718.50)
Quinta compuerta
TOMANDO LAS DIMENSIONES DEL CANAL DE LA SECCION
TRAPEZIODALALUMNO:- TIPIAN MATIAS, AMIR - VERA TORRES, SAUL
POSIBLE EROSION DEL REVESTIMIENTO POR LA VELOCIDAD DEL
FLUJOMIDIENDO LAS DIMENSIONES SECCION RECTANGULAR DEL
CANAL.ALUMNO:-MENESES PHUM, FELIPE- VERA TORRES, SAUL
EJECUTANDO LOS PUNTOS DE DETALLES DEL CANAL POR MEDIO DEL EQUIPO
TOPOGRAFICO.ALUMNO:- QUISPE GUILLEN ARTURO- ROJO VENTURA, PIERE
TOMANDO LAS MEDIDAS DEL BORDE EXTERNO DE CANAL PARA LOS CALCULOS
DE LA VELOCIDAD EN ESE TRAMO.ALUMNO:- VERA TORRES, SAULTOMANDO LAS
MEDIDAS DE LA SECCION RECTANGULAR DE LA COMPUERTA LATERAL DEL
CANAL.ALUMNO:- VERA TORRES, SAUL- ANCHANTE FLORES, OMAR
SE OBSERVA UNA CURVA PRONUNCIADA DEL CANAL ASIENDO MAS LABORIOSO
LA TOMA DE DETALLES.MATERIAL (BOTELLA PLASTICA) UTILIZADO PARA
OBTENER LA VELOCIDAD DEL FLUJO TOMANDO PUNTOS DE DETALLES DEL
CANAL, PARA DESPUES DIBUJARLO EN GABINETE.ALUMNO:- SOLIER CABRERA,
CLINIO SUMER-TIPIAN MATIAS, AMIR
SE APRECIA EL CAMINO DE VIGILANCIA QUE NO SE ENCUENTRA EN BUEN
ESTADO O NO TIENE UN MANTENIMIENTO ADECUADO. TOMANDO LAS LECTURAS
DE LA MIRA, PARA POSTERIOR CALCULO EN EL GABINETE.ALUMNO:-SOLIER
CABRERA, CLINIO SUMERTOMANDO LAS MEDIDAS DEL TALUD.ALUMNO:- MENESES
PHUM, FELIPE-VERA TORRES, SAUL- ALVAREZ QUITO. CARLOS
TOMANDOS LOS PUNTOS DEL CANAL CON EL TEODOLITO.ALUMNO:- ROJO
VENTURA, PIEREOBTENIENDO UNA VERTICALIDAD CON LA MIRA EN EL BORDE
DERECHO DEL CANAL PARA CALCULAR LOS PUNTOS DEL CANAL.ALUMNO:-
QUISPE GUILLEN ARTUROESTACIONANDO EL EQUIPO TOPOGRAFICO PARA PODER
TOMAR LOS PUNTOS DEL CANAL.ALUMNO:- ALVAREZ QUITO, CARLOS
EL CRECIMINETO DE VEGETACION EN LAS JUNTAS OBSTRUYE EL FLUJO Y
GENERA PRESION INTERNA DENTRO DEL REVESTIMIENTO DAANDOLO VISTA
PANORAMICA DEL CANAL CON POSIBLES CAIDAS DE ROCAS Y SEDIMENTOS AL
CANAL MONTALVAN.ESTACIONANDO EL EQUIPO TOPOGRAFICO PARA EL
LEVANTAMIENTO DEL CANAL MONTALVAN.ALUMNO:- QUISPE GUILLEN,
ARTURO
EN LA CURVA DEL CANAL SE OBRSERVA EL DESLIZAMIENTO DEL TERRENO
OCASIONANDO SEDIMENTACION Y POSIBLE RIESGO DE OBSTRUCCION
SE OBSERVA OBSTRUCCION DEL CANAL VARIANDO EL TIRANTE, GENERANDO
LA POSIBLE SEDIMENTACION
EL CANAL PRESENTA SEDIMENTACION DEVIDO LA VELOCIDAD MINIMA DEL
FLUJOFALTA DEL MANTENIMIENTO DEL CANAL
SE OBSERVA LA MODIFICACION DEL FLUJO DEL CANAL, GENERNADO
TURBULENCIA
POSIBLE DERRUMBE DEL LAS ROCAS AL CANAL, POR MEDIO DE AGENTES
GOEDINAMICOSALUMNO:- TIPIAN MATIAS, AMIR
SE OBSERVA LAS RAJADURAS EN EL REVESTIMIENTO DEVIDO AL EMPUJE
DEL SUELO
REALIZANDO LOS PUNTOS TOPOGRAFICOS.ALUMNO:- VERA TORRES,
SAULREALIZANDO LOS PUNTOS DEL CANAL MONTALVAN EN EL PROGRAMA CIVIL
CAD.ALUMNOS:- FLORES ANCHANTE, OMAR-ROJO VENTURA, PIEREREALIZANDO
LOS PUNTOS TOPOGRAFICOS.ALUMNOS:- QUISPE GUILLEN, ARTURO-MENESES
PHUM, FELIPE-FLORES ANCHANTE, OMAR- ALVAREZ QUITO, CARLOS- ROJO
VENTURA, PIERE- TIPIAN MATIAS, AMIR- VERA TORRES, SAUL
REALIZANDO LOS PUNTOS TOPOGRAFICOSALUMNOS:- ALVAREZ QUITO,
CARLOS- SOLIER CABRERA, CLINIO SUMER- MENESES PHUM, FELIPE- FLORES
ANCHANTE, OMAR- TIPIAN MATIAS, AMIR- VERA TORRES, SAUL
INFORME TECNICO DEL CANAL MONTALVAN
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Pag. 4
ANEXOS
