Desenho de canais alinhados (com diagrama)
Leia este artigo para aprender sobre o design de canais alinhados.
Os canais alinhados não são projetados usando Lacey ou Kennedy Theory porque a seção é rígida. Geralmente a equação de Manning é usada no design. Para transportar um certo número de descarga de seções de canal pode ser projetado com diferentes larguras de cama e encostas laterais. Mas é claro que cada seção não é igualmente boa para o propósito.
A seção a ser adotada deve ser econômica e, ao mesmo tempo, funcionalmente eficiente. Verificou-se que a secção transversal mais adequada de um canal revestido é uma secção circular com lados inclinados. Ou seja, a cama não é plana, mas é um arco de círculo. Este arco é tangencial aos lados inclinados.
Encostas laterais:
A inclinação lateral é selecionada de tal maneira que quase iguala o ângulo de repouso do solo no subleito. É tomado cuidado para garantir que nenhuma pressão da terra seja exercida na parte de trás do revestimento. Pelo conhecimento da hidráulica, fica claro que a seção é econômica quando a área da seção transversal é máxima para o perímetro mínimo molhado.
Esta condição é alcançada quando o centro de um arco está no FSL do canal. Esta seção também é eficiente no sentido de que, como a velocidade do fluxo é maior, o transporte de lodo também é maior do que uma seção ampla e rasa. Assim, o problema do assoreamento é completamente eliminado e o funcionamento é eficiente.
Pode-se mencionar aqui que tal seção com leito circular pode ser projetada até uma descarga de 85 m 3 / seg. Quando a descarga é superior a 85 m 3 / s, a seção mais adequada é aquela com uma cama plana e lados inclinados com cantos arredondados. Esta seção é certamente melhor que a seção trapezoidal, porque é mais estável e econômica de construir. As dimensões de uma seção do canal com leito circular podem ser obtidas nas equações abaixo. A Figura 10.2 mostra as seções do canal deste tipo com dois declives laterais padrão.
Quando r = 3, 6 m ou menos, inclinações laterais podem ser tomadas 1: 1
Quando r = 3, 6 m encostas laterais podem ser tomadas 1, 25: 1
Velocidade de fluxo:
A velocidade média do fluxo pode ser calculada usando a fórmula de Manning.
V = 1 / N.R 2/3 . S 1/2
onde N é o coeficiente de rugosidade e pode ser considerado como 0, 018
S é a inclinação do leito e expressa no outono do leito em m em 10.000 m de comprimento
Para o valor dado da fórmula N pode ser reduzido para
V = 0, 556 R 2/3 . S 1/2
onde V é a velocidade do fluxo em m / seg;
R é o raio médio hidráulico em m; e
S é declive da cama expresso em metros / metro de comprimento,
desde (10.000) 1/2 é mesclado na constante 0, 556.
A Tabela 10.1 a seguir fornece os dados seccionais para os dois declives laterais:
As dimensões de uma seção de canal com fundo plano podem ser obtidas nas equações abaixo. A Figura 10.3 mostra as seções transversais deste tipo com dois declives laterais padrão. Pode ser mencionado aqui que a velocidade máxima geralmente recomendada é de 2 m / seg e a f de Lacey é limitada a 1, 2. Quando r exceder 55 m ou quando a descarga for superior a 85 m 3 / s, o canal deve ser projetado com um fundo plano com filetes nos cantos. O padrão indiano 4745, na verdade, não sugere canal alinhado com fundo circular.
Velocidade de fluxo:
A velocidade média do fluxo pode ser calculada a partir da fórmula de Manning para o valor de N = 0, 018.
Então V = 0, 556 R 2/3 . S 1/2
A seguir, a Tabela 10.2 fornece dados seccionais para os dois declives laterais:
Pode ser lembrado que o canal alinhado pode receber uma inclinação acentuada para atingir a velocidade recomendada de 2 m / seg e o valor de 'f' em torno de 1, 2. A taxa de velocidade crítica não é aplicável a canais alinhados. Mas, para evitar a possibilidade de sentar-se, a CVR deveria visar mais que a unidade.
Coeficiente de Rugosidade (N):
Na prática geral, o valor médio do canal alinhado de N pode ser considerado como 0, 018. Para diferentes tipos de revestimento, o valor de W varia. Os valores dados para canais retos no Indian Standard 4745 são dados na Tabela 10.3. Quando o alinhamento não é linear, a perda de cabeça aumenta e um pequeno aumento no valor de W pode ser feito para permitir perda adicional de energia.
Freeboard:
O bordo livre é medido desde o nível de suprimento completo (FSL) até o topo do revestimento. Para canais alinhados com menos de 10 cumec de descarga recomenda-se uma placa livre de 0, 6 m. Para os canais mais largos, a borda não é inferior a 0, 75 m, geralmente fornecida.
Larguras do banco:
O Indian Standard recomendou os seguintes valores para as larguras de banco dos canais principais e secundários:
Canal principal em corte e enchimento = 8, 0 m
Canal de ramificação em corte = 6, 5 m
Canal de ramificação no enchimento, margem esquerda = 6, 5 m
Margem direita = 5, 0 m
Fornecimento adequado de passador, pista, dreno de água de captação, sob drenagem tem que ser feito para cada canal revestido. A Figura 10.4 mostra três seções transversais típicas do canal revestido, nas quais a disposição de vários componentes é ilustrada.
As seções do canal mostradas têm a forma trapezoidal. Para arranjo de canal de fundo circular será semelhante. Pode-se notar que o ângulo 0 mostrado na seção varia com as inclinações laterais adotadas. 9 para inclinação lateral 1: 1 tem valor de 45 ° e para 1, 25: 1 é 38 ° 40 ′ como mostrado na Fig. 10.3. A altura máxima do banco de resíduos é limitada a 6 m quando a escavação é feita por máquinas. Caso o trabalho seja realizado manualmente, a altura máxima deve ser restrita a apenas 4 m. Além disso, quando uma seção do canal no envoltório envolver mais de 10, 5 m de enchimento, cada seção deverá ser projetada e testada quanto à estabilidade.
Problema:
Projetar um canal revestido de irrigação para transportar uma descarga de 34 m 3 / seg. O diâmetro médio das partículas médias do solo é de 0, 464 mm. Assuma as inclinações laterais 1, 25: 1 e a largura zero.
