Hom pot classificar els canals en: industrials, d’abastament de poblacions, de regatge i de drenatge (o de sanejament); els dels dos primers tipus porten un cabal constant, mentre que el cabal minva en els de regatge i augmenta en els de drenatge.
Els principals problemes tècnics que hom troba en projectar un canal són: la impermeabilitat, l’estabilitat mecànica i els càlculs hidràulics (pèrdues de càrrega, pendent i secció hidràulicament òptims, evaporació, etc); però sempre el tipus de secció i les obres són talment condicionats pel terreny, que un canal pot ésser de perfil trapezial, en terrenys poc compactes, o rectangular, sobre roca; revestit o no, segons que el terreny sigui o no permeable; obert o cobert (en el segon cas, per a evitar la caiguda de matèries estranyes dins el canal), i en túnel, en terrenys molt accidentats. Quant a la impermeabilitat, en els canals construïts a base de desmunts i terraplens en terrenys permeables, hom recorre, generalment, a recobrir-los interiorment d’una capa d’argila o terres grasses, a vegades barrejades amb grava; d’altres vegades, la zona impermeable és obtinguda mitjançant un nucli d’argila, de formigó o de palplanxes metàl·liques, col·locat al centre del terraplè que forma el costat del canal; en el cas de canals revestits o quan el cos resistent és una obra de fàbrica, el problema és mínim, però cal preveure juntes per tal d’evitar les esquerdes degudes als assentaments del canal, a la retracció del formigó o a les dilatacions tèrmiques; els revestiments més emprats són: el de gunita (que consisteix en la projecció d’un raig de morter sobre la superfície que cal tractar, reforçada, de vegades, amb una massa metàl·lica) i els asfàltics i de resines sintètiques alternant capes d’aquests materials amb d’altres de niló, neoprè, etc. L’estabilitat mecànica d’un canal pot ésser afectada per esllavissades, filtracions i erosions pel fregadís de l’aigua. Pel que fa a les esllavissades, en canals en terraplè sense revestiments és indispensable que el talús sigui igual o més petit que el natural del terreny; en canals revestits, si el talús és igual o inferior al natural, el revestiment només fa de pantalla impermeable; si és superior, el revestiment actua com un mur de contenció de terres. En el problema de les filtracions d’un canal en terraplè i terreny permeable cal tenir cura que la línia piezomètrica de l’aigua de filtració no talli el talús exterior per tal d’evitar pèrdues d’aigua i el possible arrossegament de partícules de terra que acabarien enrunant el canal; en tot cas, hom procura que la velocitat de filtració sigui prou petita per a permetre el taponament per sedimentació del llim.
Les velocitats màximes de l’aigua en un canal perquè no es produeixin erosions varien des de 0,40 m/s per a la sorra fina, i 1,50 m/s per a la grava, fins a 4,5 m/s per al formigó; no interessa tampoc una velocitat massa petita que permeti la formació de sediments. Les velocitats mínimes van des de 0,08 m/s per a l’argila fins a 0,65 m/s per a la grava. Pel que fa als càlculs hidràulics hi ha nombroses fórmules per a representar el moviment de l’aigua d’un canal, però totes poden ésser reduïdes a la fórmula de Chezy: = CRm in, on és la velocitat mitjana de l’aigua; C, un coeficient que varia segons la fórmula considerada; R, el radi hidràulic (quocient de la secció d’aigua i el perímetre mullat); i, el pendent de l’aigua; i n, exponents que varien segons les fórmules. El càlcul del pendent superficial, que pot variar entre 5×10-5 i 5×10-3, depèn del radi hidràulic, o sigui de la forma del canal, i de la velocitat; malgrat això, tot és lligat al pendent disponible en el terreny i a la importància econòmica que pugui tenir una pèrdua d’altura entre l’origen i la fi del canal. Les variacions de calat produïdes per augments o disminucions bruscs del cabal han d’ésser considerades en determinar el resguard del canal, és a dir, l’altura que hom deixa entre la làmina d’aigua corresponent al màxim cabal de règim i la coronació dels costats del canal i que sol variar entre 0,30 m i 1,20 m. Hom ha de preveure també un o més vessadors per tal de donar sortida a l’excés d’aigua que pot entrar al canal per crescuda del riu d’alimentació o per tal d’evacuar-ne l’aigua si hom en talla el consum o hi ha una obstrucció en un punt del canal; en el primer cas el vessador serà a l’origen del canal, mentre que en el segon serà a la fi; aquests vessadors necessiten un canal de descàrrega amb comporta per a tornar les aigües al riu; als canals de gran llargada hom preveu vessadors intermedis aprofitant els punts en què el canal passa prop del riu. Moltes vegades interessa que aquests vessadors tinguin altura variable (per exemple, en zones de riuades pot ésser previst de tenir els vessadors més baixos en determinades èpoques de l’any), i això és aconseguit generalment amb taulons, atalls o comportes d’altura regulable.
Pel que fa a la secció hidràulicament òptima, el perfil de màxim radi hidràulic és el que dóna una velocitat màxima i, per tant, per a un cabal donat, la secció més petita; el semicercle, que és el perfil regular que dóna un contorn mínim per igual àrea, pràcticament no és emprat, excepció feta de canals prefabricats, per raó de dificultats de construcció; d’entre els trapezis, el de màxim radi hidràulic, l’hemihexàgon regular, dóna un talús (base/altura = 0,57) que hom pot acceptar només en el cas d’un canal revestit; altrament el talús serà el que resti marcat per la natura de les terres. Quan un canal és fet en desmunt i la superfície de l’aigua resta per sota del terreny circumdat, convé deixar una berma entre el talús del terreny i la coronació dels costats del canal per tal d’impedir que els materials despresos per l’erosió o d’altres causes caiguin al seu interior. Les pèrdues d’aigua per evaporació tenen, generalment, una importància mínima; en un clima mediterrani, a l’estiu i en un lloc favorable a l’evaporació en grau màxim, la quantitat d’aigua evaporada en 24 hores varia entre 10 i 20 mm per una superfície equivalent a la del canal, la qual cosa representa un 0,01 o un 0,02% de l’aigua que passa pel canal en un dia.
Els canals als Països Catalans
Actualment, als Països Catalans només hi ha canals de regatge, de drenatge, industrials i hidroelèctrics. Els de regatge són coneguts tradicionalment amb els noms de rec o reguer, séquia o síquia (a la Catalunya meridional, occidental, al País Valencià i a Mallorca), agulla (a la Catalunya septentrional), bé que els més moderns han adoptat sovint la denominació més culta de canal; hom distingeix entre els canals principals: rec major, séquia mare o major, madral (Catalunya septentrional), mare (País Valencià), etc, dels secundaris: séquia fillola o simplement fillola, sequiola, sequió o sequiol, regadora o reguerol o regueró.
Canal de regatge a la bassa de l’Encanyissada, al Delta de l’Ebre
© Fototeca.cat
En alguns sistemes de regatge més complexos la distinció adquireix més graus, com, per exemple, a l’horta de Gandia: séquia, braçal, sequió, sequial, regador. Els canals de drenatge, tot i que molt sovint, especialment quan recullen les aigües sobrants, hom no els distingeix dels de regatge, són coneguts també amb els noms d’escorredor, assarb (Baix Vinalopó) i clamor (Catalunya occidental). Hom té notícies de construcció de canals de regatge ja a l’època romana (hortes de València, de Lleida, de Balaguer); en època musulmana aquests sistemes foren ampliats (als rius Millars i Palància). De l’edat mitjana hi ha documentada la construcció, entre d’altres: del rec Comtal, al pla de Barcelona (segle X), de la séquia reial d’Alcoi, a l’horta de Gandia, i de la séquia reial d’Alzira, a la Ribera del Xúquer (segle XIII), del canal de Pinyana, a l’horta de Lleida (segle XIII), de la séquia de Manresa, al pla de Bages (segle XIV).
Des de l’antiguitat els canals de regatge han estat utilitzats per a la indústria com a força motriu ( molí) o per a proveïment d’aigua (necessària, per exemple, a les adoberies), especialment als indrets pròxims a les ciutats (el rec Comtal de Barcelona tingué, ja a l’alta edat mitjana, més importància industrial que agrícola). Des del segle XVI, i especialment al darrer terç del segle XVIII, foren projectats, i en part construïts, nous canals de regatge (com els canals derivats del Ter i del Daró, al Baix Empordà), alhora que eren ampliats els antics (com la séquia reial d’Alzira o la de Manresa), sovint com a conseqüència de la construcció de noves preses (com les de Tibi, Elda, Elx i Relleu, als segles XVI i XVII); el canal d’Urgell, tanmateix, projectat al segle XVI, no fou construït fins el 1861. Al mateix temps, la dessecació d’estanys o de marjals, destinada també a l’extensió dels conreus, comportà la construcció de nombrosos canals de drenatge.
Dels il·lustrats de la fi del segle XVIII són els grans projectes de navegació interior: canals de navegació de Reus a Salou, de Banyoles a Sant Feliu de Guíxols, de València a Cullera, d’Amposta a la Ràpita; aquest últim fou l’únic construït, però, tot i els esforços esmerçats, no sobrepassà la segona meitat del segle XIX, arruïnat pel progrés dels altres mitjans de comunicació. La industrialització de la muntanya catalana al llarg del segle XIX fou ajudada amb la construcció d’un canal exclusivament industrial, el de Berga.
Des del segle XIX, ultra la construcció de nous canals de regatge i l’extensió dels existents (el canal de la Infanta, al Baix Llobregat, és del 1819; el de la Dreta del Llobregat, del 1855; el de la Dreta de l’Ebre, del 1870; el de l’Esquerra de l’Ebre, del 1908; el canal d’Aragó i Catalunya, del 1909, continuat després amb el canal de Saidí; el sistema de canals derivats per elevació de la Gola del Segura, del 1923; el canal alt d’Urgell, del 1969), han estat construïts canals per tal d’aprofitar al màxim l’energia hidroelèctrica dels rius pirinencs, i alguns d’utilització mixta hidroelèctrica-regatge, com els de Seròs i de Camarasa. Hi ha en projecte la construcció dels canals de l’Ebre, que han de comportar, per primera vegada, el transvasament d’una quantitat considerable d’aigua fora de la conca d’aquest riu fins a les terres del Baix Maestrat i del Camp de Tarragona.