1. Se calcula la profundidad normal de un canal trapezoidal de 3m de base para transportar un caudal de 10 m3/s. La profundidad obtenida es de 1.02m. 2. Se diseña un canal trapezoidal de sección máxima eficiente para conducir 17 m3/s a 0.9 m/s. Los resultados son: profundidad de 4.47m, ancho de base de 1.74m y pendiente de 0.00017. 3. Se determina el caudal en un canal trapezoidal a la salida de un depósito, obten

1. EJERCICIOS DE CALCULO DE CANALES
1. Determinar la profundidad normal del agua en un canal de sección trapezoidal de 3m
de base, revestido en concreto alisado a boca de cepillo (n = 0.015, de acuerdo a
esta tabla) con taludes 1.5 : 1 y que debe transportar un caudal de 10 m3
/s. La
pendiente longitudinal es de 1m/km.
Solución
i) Calculo de la Altura normal
𝑄. 𝑛
𝑆1/2. 𝑏8/3
=
10(0.015)
(0.0011/2)(38/3)
= 0.18
Con este valor, nos dirigimos a la tabla e interceptamos con z, teniendo
como dato z = 1.5

2. Se obtiene:
𝑦
𝑏
= 0.34
Conocido el ancho de la base, entonces:
Y = (0.34) b = 0.34 (3m) = 1.02 m

3. 2. Diseñar un canal trapezoidal de M.E.H. para conducir 17 m3
/s de agua a una
velocidad máxima de 0.9 m/s. Use n=0.025 y lados inclinados en la relación de
I.V. : 2.5 H. Determine además la pendiente del canal.
Solución
Q = 17 m3
/s
V = 0.9 m/s
n = 0.025
Q = A .V
𝐴 =
𝑄
𝑣
=
17
0.9
A = 18.89 m2
Por condición de M.E.H., tenemos que:
𝑅 =
𝑦
2
………………………………………………………….(I)

4. A = by + zy2
= by + 2.5 y2
………………………………………………………………………(II)
P = b +2y √1 + 𝑧2 = 𝑏 + 2𝑦√7.25 = 𝑏 + 5.39𝑦……………………………… (III)
Sabemos: 𝑅 =
𝐴
𝑃
… (α)
Reemplazamos las ecuaciones I, II y III en la ecuación α:
𝑦
2
=
𝑏𝑦 + 2.5𝑦2
𝑏 + 5.39
𝑦 ( 𝑏 + 5.39𝑦) = 2𝑦 ( 𝑏 + 2.5𝑦)
𝑏 + 5.39 𝑦 = 2𝑏 + 5𝑦
𝑏 = 0.39𝑦 … … … … … … … … … … … (1)
Si reemplazamos la ecuación 1 en la ecuación II
A = by + 2.5 y2
18.89 = (0.39y) y + 2.5y

5. 0.39 y2
+ 2.5 y – 18.89 = 0
𝑦 =
−2.5 ± √(2.5)2 − 4(0.39)(−18.89)
2(0.39)
𝑦 =
−2.5 ± 5.98
0.78
Tomando el valor positivo: y= 4.47m
b = 0.39 (4.47) = 1.74
Para calcular el diseño, usaremos la fórmula de Manning
𝑄 =
𝐴 𝑅2/3
𝑆1/2
𝑛
Para hallar la pendiente (S) desarrollamos:
𝑆1/2
=
𝑄𝑛
𝐴 𝑅2/3
𝑆1/2
=
17(0.025)
18.89(2.24)2/3
𝑆1/2
= 0.01314
𝑆 = 0.00017
.
3. Un depósito alimenta un canal trapezoidal de ancho de solera de 1m, talud de 1m,
coeficiente de rugosidad 0.014 y pendiente 0.0005 a la entrada la profundidad de agua

6. en el depósito es de 0.74m, por encima del fondo del canal como se muestra en la
figura. Determinar el caudal en el canal de flujo uniforme, suponiendo que la perdida
en la entrada es de 0.25 V2
/2g.
Aplicamos Bernoulli en 1 y 2
𝑃1
ˠ
+
𝑉2
2𝑔
+ 𝑦1 =
𝑃2
ˠ
+
𝑉2
2𝑔
+ 𝑦2 + ℎ1
0.74 = 𝑦2 +
𝑉2
2𝑔
+
0.25𝑉2
2𝑔
V2 = 11.62 – 15.70𝑦2 …………………….. (1)
De la tabla mostrada, se tienen los siguientes valores:
A= by + zy2
P= b +2y√1 + 𝑧2
Remplazando los datos tenemos:
A= y + y2
P= 1 + 2.83y
Por la fórmula de Manning:
𝑄
𝐴
=
𝑅
2
3 𝑆
1
2
𝑁
V*n =
0.022∗(y + 𝑦2)
1
2
(1+2.834)
2
3

7. Remplazando (1)
(11.62 − 15.70𝑦)
1
2 ∗ (0.0014) = (1.597 ∗ (
𝑦 + 𝑦2
1 + 2.83𝑦
)
2
3)2
Resolviendo tenemos:
y = 0.69
Calculo del caudal:
Área:
A= (O.69 + 0.692
)= 1.17 m2
Velocidad:
V= (11.60 – 15.7*0.69)0.5
= 0.88 m/s
Caudal:
Q= V*A
Q= 1.17*0.88
Q= 1 m3
/s
4. Calcular el gasto en un canal de sección trapezoidal con un ancho de 2m en la base,
un tirante de 1.20m y un talud de 2, pendiente de 0.000667 y las paredes están
construidas de concreto rugoso bien acabado. Utilizando las fórmulas de Kutter, Bazin
y Manning para comparar resultados.
SOLUCION:
DATOS:
b= 2m
y= 1.20m
z= 2
S= 0.000667
b
y
z
1

8. *Cálculo del Área y Perímetro mojado de la sección transversal:
𝐴 = ( 𝑏 + 𝑧𝑦) 𝑦
𝐴 = (2𝑚 + 2(1.20𝑚))(1.20𝑚) = 5.28𝑚2
𝑃 = 𝑏 + 2𝑦√1 + 𝑧2
𝑃 = 2𝑚 + 2(1.20𝑚)√1 + 22 = 7.367 𝑚
*Radio hidráulico:
𝑅 =
𝐴
𝑃
𝑅 =
5.28
7.367
= 0.717𝑚
*Usando la fórmula de Chezy se calcula la velocidad y el gasto en función del
coeficiente “C”:
𝑉 = 𝐶√𝑅𝑆
𝑉 = 𝐶 √0.717 ∗ 0.000667 = 0.0219𝐶
𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴
𝑄 = (0.0219𝐶)(5.28) = 0.1156𝐶
*Procedemos a calcular “C”:
KUTTER: m=0.65
𝐶 =
100√0.717
0.65 + √0.717
= 56.573
BAZIN: B=0.45

9. 𝐶 =
87
1 +
0.45
√0.717
= 56.809
MANNING: n=0.017
𝐶 =
0.717
1
6
0.017
= 55.647
KUTTER BAZIN MANNING
C 56.573 56.809 55.647
V (m/s) 1.239 1.244 1.219
Q (m3
/s) 6.539 6.567 6.433
5. Un canal tiene un ancho de 2.50m, tirante de 0.80m, el ángulo de reposo del material
es de 60°, la velocidad es de 1.80 m/s. Si la pendiente es de 0.003, determinar el gato,
el coeficiente C de Kutter si n=0.032 y el coeficiente C de Bazin si m=2.35.
SOLUCION:
DATOS:
b = 2.50m
y = 0.80m
𝜃 = 30°
v = 1.80 m/s
Q = ¿?
b
y
𝜃
1
z

10. *Calculamos el talud z, haciendo uso del ángulo de 60°:
tan 60° =
1
𝑧
𝑧 = cot 60° = 0.577
*Área y perímetro hidráulico:
𝐴 = ( 𝑏 + 𝑧𝑦) 𝑦 = (2.5 + 0.57(0.8))(0.8) = 2.3692 𝑚2
𝑃 = 𝑏 + 2𝑦√1 + 𝑧2 = 2.5 + 2 ∗ 0.8 ∗ √1 + 0.572 = 4.3416 𝑚
*Gasto:
𝑄 = 𝑉 ∗ 𝐴 = 1.8 ∗ 2.3692 = 4.2647 𝑚3
/𝑠
*Radio hidráulico:
𝑅 =
𝐴
𝑃
=
2.3692
4.3416
= 0.54𝑚
*Coeficiente C de Kutter con n=0.032
𝐶 =
23 +
0.0015
𝑆
+
1
𝑛
1 + [23 +
0.0015
𝑆
]
𝑛
√ 𝑅
𝐶 =
23 +
0.0015
0.003
+
1
0.032
1 + [23 +
0.0015
0.003
]
0.032
√0.54
= 3.7
*Coeficiente C de Bazin con m=2.35
𝐶 =
87
1 +
𝑚
√ 𝑅
𝐶 =
87
1 +
2.35
√0.54
= 20.7