CONTENIDO PROGRAMÁTICO
HIDROLOGÍA SECCIONAL
SOCORRO
INGENIERÍA
FACULTAD
PROGRAMA ACADÉMICO
INGENIERÍA AMBIENTAL
Fecha de Actualización
Julio de 2017
JORNADA
ÚNICA
1. INFORMACIÓN DEL DOCENTE 1.1
NOMBRES Y APELLIDOS
HAIMAR ARIEL VEGA SERRANO
1.1.1
E-mail Institucional
[email protected]
1.1.2
E-mail Personal
[email protected]
1.2
ESTUDIOS REALIZADOS
Estudios de Pregrado
Ingeniería Civil
1.2.2
Estudios de Postgrado
Especialista en Administración y Control Interno Especialista en Ordenación y Manejo Integrado de Cuencas Hidrográficas Magíster en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente
1.2.3
CvLAC
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1.2.1
Contenido Programático Hidrología 2017 - 2
1
2. INFORMACIÓN DEL CURSO Nombre
HIDROLOGÍA
Código
52039
Créditos académicos
Tres (3)
Área de formación
Ingeniería aplicada
Tipo de asignatura
Teórico práctica
Carácter de la Asignatura
Obligatoria
Duración del curso
16 Semanas
Actividades académicas de los estudiantes
Distribución de las horas
Presencial
64
Trabajo autónomo
80
Total
144
3. INTRODUCCIÓN A LA ASIGNATURA La Hidrología es una de las ciencias básicas para la ingeniería, se ha desarrollado mediante el entendimiento del ciclo hidrológico, el cual está relacionado con el clima por las propiedades especiales fisicoquímicas y su distribución en la tierra, este mantiene un equilibrio complejo y es susceptible a variaciones por causas naturales o inducidas por el hombre. La Hidrología es la parte de las Ciencias Naturales que se encarga del estudio de la cantidad, la distribución, el comportamiento y la influencia del agua sobre la corteza terrestre. Para el ingeniero ambiental, la interpretación del ciclo hidrológico y análisis de la variabilidad temporal y espacial, representa una herramienta útil en la gestión integral del recurso hídrico, planeación y ordenamiento integral de cuencas hidrográficas, en su función de conversión de la lluvia en caudales aprovechables, siendo este el eje articulador para el desarrollo sostenible. Además de proporcionar bases para la evaluación del recurso hídrico (cantidad, calidad, distribución temporal y espacial), el potencial para el desarrollo de este recurso y la capacidad de satisfacer la demanda actual y futura; planificación, diseño, y ejecución de proyectos hídricos; y evaluación de los impactos ambientales, sociales y económicos de las prácticas de gestión, actuales o previstas de los recursos hídricos, así como la adopción de estrategias adecuadas. En la formación teórica se hace necesario capacitar al estudiante de ingeniería en el manejo y dominio de los modelos matemáticos que le serán de gran utilidad en su vida profesional como diseñador e investigador, formación teórica complementada con la formación práctica e intelectual proporcionada por otras asignaturas de su carrera universitaria. El estudio se sustenta en una cuenca hidrográfica entendida como el área de aguas superficiales o subterráneas que vierten a una red hidrográfica natural con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen en un curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar. Art. 3 del Decreto 1640 de 2012. Identificar cómo interactúan las condiciones propias de las cuencas hidrográficas respecto de los eventos de precipitación para definirlos posibles efectos sobre el entorno. Introducir a los estudiantes en el estudio de las aguas, su comportamiento y la medición de los diferentes eventos del proceso precipitación y escorrentía. Contenido Programático Hidrología 2017 - 2 2
Incentivar al estudiante en la utilización de herramientas que hagan su trabajo más eficiente y óptimo en la solución de problemas de mayor complejidad. Concientizar a los estudiantes de la importancia del agua en el equilibrio de los ecosistemas y su necesidad para la supervivencia de la vida en el planeta. Comprender el comportamiento del agua para poder dar la mejor solución a los múltiples problemas de ingeniería que enfrentara en su vida profesional. Entrenar al estudiante en la medición y en el análisis de eventos por medio de la toma de datos, la calibración y la determinación de coeficientes.
4. METAS DE APRENDIZAJE EN TÉRMINOS DE COMPETENCIAS 4.1
Competencias de aprendizaje y dominios generales
Conceptualiza, diferencia, y determina los conceptos básicos sobre hidrografía, instrumentación, caracterización morfológica de cuencas, estimación de caudales para el diseño de obras hidráulicas. Identifica los conceptos fundamentales sobre el agua en la tierra, desde su descripción básica hasta su relación con el medio ambiente, a través de los procesos inherentes al ciclo hidrológico, considerando algunos elementos complementarios de la meteorología y la climatología, y su importancia en el desarrollo sostenible. Determina el proceso de medición, análisis y evaluación de valores asociados a las diversas variables hidrológicas y cálculo de características geomorfológicas de las zonas hidrológicas. Aplica algunos elementos básicos de la hidrología aplicada con el uso de herramientas específicas para brindar soluciones óptimas en proyectos de mayor complejidad. 4.1.1 a.
b.
c.
Interpretativa Describir los índices que caracterizan la morfométrica de una cuenca. Analizar los diferentes métodos para realizar aforos en canales. Relacionar las aplicaciones de Hidrología con su desempeño profesional.
Argumentativa Explicar la utilidad del contenido de la asignatura en su formación profesional. Demostrar su capacidad para estudiar los elementos del ciclo hidrológico. Describir la forma como se comportan las cuencas frente a eventos de precipitación.
Propositiva Aplicar los conocimientos adquiridos para calcular caudales de diseño Predecir el comportamiento de las cuencas según su morfométrica. Planear la realización de aforos en canales naturales y su eficiencia.
4.1.2
Socio-afectivas
Liderar y trabajar en equipo con sus compañeros de asignatura. Desarrollar valores que la permitan relacionarse con sus compañeros. Comportamiento ético en su desempeño como estudiante y compañero. Compromiso social y comunitario aplicando sus conocimientos para resolver problemas sociales.
4.1.3
Cognitivas
Comunicativas
Redactar escritos y textos donde plasmen los conocimientos adquiridos. Expresar de forma oral y escrita sus avances y proyectos. Leer e interpretar documentos en inglés relacionados con Hidrología.
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3
4.2
Competencias específicas
Una vez culminado el curos de Hidrología el estudiante estará en capacidad de:
Describir los componentes del ciclo hidrológico y su interacción, Realizar la caracterización morfométrica de una cuenca hidrográfica utilizando software Delimitar cuencas y describir el comportamiento de acuerdo a los índices calculados. Determinar la precipitación media para una región a partir de datos históricos Elaborar hidrogramas de crecidas. Realizar aforos en cauces naturales utilizando el molinete. Medir la precipitación, Estimar la curva intensidad duración para un determinado lugar. Identificar las condiciones influyentes en el proceso de evapotranspiración y hacer su cálculo. Hacer el balance hídrico para una región. Identificar y describir los factores que intervienen en la capacidad de infiltración de un suelo. Hallar la precipitación efectiva con el método del SCS.
5. PRE-SABERES Las competencias y los conocimientos previos que debe tener el estudiante para cursar esta asignatura se listan a continuación:
Representa gráficamente la superficie de la Tierra, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales, empleando la planimetría y la altimetría. Recolecta, analiza e interpreta datos, para la toma de decisiones o para explicar condiciones regulares o irregulares de algún fenómeno o estudio aplicado, utilizando métodos estadísticos. Comprensión del movimiento de los fluidos, así como de las fuerzas que los provocan. Entendimiento del clima y sus variaciones a lo largo del tiempo cronológico. Interpretación y elaboración de mapas cartográficos, territoriales y de diferentes dimensiones lineales y demás. Implementa herramientas que le permite crear consultas interactivas, analizar la información espacial, editar datos, mapas y presentar los resultados de todas estas operaciones.
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6. CONTENIDOS: EJES TEMÁTICOS DEL CURSO Unidades temáticas
1. Introducción
Temas o subtemas
2. Morfométria de
Generalidades
Definición y Aplicaciones de la Hidrología
Ciclo Hidrológico
Distribución del agua total en la tierra
Ecuación fundamental de la Hidrología
Regiones hidrológicas
Cuenca Hidrográfica. Definiciones y divisorias
Clasificación de los cuerpos de agua
Morfometria de Cuencas Geometría general
Índices de forma
Sistema de drenaje
Características del relieve
Generalidades
Factores climáticos
Ejercicios de trabajo independiente
Características físicas de la cuenca hidrográficas
Clase magistral
Bibliografía y lecturas complementarias
Cuencas
3. Precipitación
Estrategias y recursos didácticos
Exposiciones didácticas, acerca de los párametrosmorfomét ricos básicos de una cuenca. Trabajo práctico sobre una cuenca para la construcción de un modelo morfométrico.
Exposiciones didácticas, acerca de la precipitación, medidas y cálculo sobre una cuenca.
Medidas pluviométricas Análisis estadístico de datos hidrológicos
Variación de la precipitación
Precipitación media sobre una cuenca
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4. Evaporación y transpiración
Método Aritmético
Método de Polígonos de Thiessen
Método de Isoyetas
Introducción Definición y factores físicos
Influencias meteorológicas
Definiciones básicas
Formula general de evaporación
Quiz
Taller
Quiz
Taller
Monsalve, Germán. 1995. Hidrología en la Ingeniería. Ray, Linsley. , 1977. Hidrología para ingenieros. Santafé de Bogotá: Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. Castañeda, Alonso. Hidrología de Superficie. 1986 Henao, Jesús Eugenio. Introducción al manejo de cuencas hidrográficas. 1988.
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería, 1995 Aparicio Mijarez, Fundamentos de Hidrología 2001.
Informe Practica Analiza series de precipitación a nivel mensual y anual, establecer la precipitación media anual de una cuenca hidrográfica.
IDEAM - Atlas climatológico de
Análisis de lluvias intensas (Curvas Intensidad – Frecuencia)
Colombia
Exposiciones didácticas acerca de la evaporación y los métodos para su determinación.
Determinación de evaporación y evapotranspiración
5. Infiltración
EVALUACIÓN
5
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. McGraw Hill.
CRITERIOS DE
Generalidades Distribución de la precipitación en el suelo Parámetros característicos de la infiltración Factores que intervienen en la capacidad de infiltración
Ecuación capacidad de infiltración
Índice de infiltración
Exposiciones didácticas acerca de la infiltración, métodos de medición y determinación.
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. 1995 Aparicio Mijarez Fundamentos de Hidrología de Superficie. IDEAM - Atlas climatológico de Colombia
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. 1995 Aparicio Mijarez, Fundamentos de Hidrología 2001. IDEAM - Atlas climatológico de Colombia
Quiz Taller Reconoce los aspectos básicos del proceso de evaporación y transpiración del agua y su influencia en el régimen hidrometereológico de una cuenca. Taller Parcial Reconoce los aspectos básicos del proceso de infiltración de agua en el suelo y los métodos para su medición y determinación.
4. Evaporación y transpiración
Método Aritmético
Método de Polígonos de Thiessen
Método de Isoyetas
Colombia
Análisis de lluvias intensas (Curvas Intensidad – Frecuencia)
Introducción
Definición y factores físicos
Exposiciones didácticas acerca de la evaporación y los métodos para su determinación.
Influencias meteorológicas
Definiciones básicas
Formula general de evaporación
Determinación de evaporación y evapotranspiración
5. Infiltración
6. Escorrentía superficial
Generalidades Distribución de la precipitación en el suelo Parámetros característicos de la infiltración
Ecuación capacidad de infiltración
Índice de infiltración
Generalidades
Hidrogramas
Medidas de caudales.
Curva de duración de caudales
Balance hídrico
Periodo de retorno T
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Práctica de campo:
“Aforo de una corriente hídrica”
Estimación de la escorrentía superficial a través de los datos de lluvia
Factores que intervienen en la capacidad de infiltración
Exposiciones didácticas acerca de la infiltración, métodos de medición y determinación.
Ejercicio didáctico y práctico de balance hídrico y curva de duración de caudales.
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. 1995 Aparicio Mijarez Fundamentos de Hidrología de Superficie. IDEAM - Atlas climatológico de Colombia
Chow, Maidment y Mays. 1994. Hidrología aplicada. Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. 1995 Aparicio Mijarez, Fundamentos de Hidrología 2001.
Quiz Taller Reconoce los aspectos básicos del proceso de evaporación y transpiración del agua y su influencia en el régimen hidrometereológico de una cuenca. Taller Parcial Reconoce los aspectos básicos del proceso de infiltración de agua en el suelo y los métodos para su medición y determinación.
IDEAM - Atlas climatológico de Colombia
Monsalve, Germán. Hidrología en la Ingeniería. 1995 Aparicio Mijarez Fundamentos de Hidrología 2001.
Balance hídrico para una estación Aplica las técnicas de medición de caudal. Establece la curva de duración de caudal
Estudio Nacional del Agua. IDEAM. 2000
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7. METODOLOGÍA Y ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS PARA EL DESARROLLO DEL CURSO El curso se realiza mediante clases magistrales de cuatro horas semanales, con acompañamiento docente, en las cuales el docente expone temas específicos, y asigna temas de trabajo independiente el cual el estudiante revisa. Adicionalmente durante la clase se socializan los trabajos y se resuelven inquietudes, mediante discusiones. La tutoría es permanente en la medida de las inquietudes de los estudiantes y soliciten aclaración a profundización en temas relacionados con la temática del curso. Trabajo Presencial: Clase magistral, talleres, prácticas de campo los días lunes o jueves de 3 a 6 de la tarde cada 15 días. Trabajo Autónomo: Se realizara un proyecto de análisis de morfométrica de una microcuenca utilizando software. Tutoría: Los estudiantes estarán en tutoría inducida por el docente para solucionar las inquietudes y hacer seguimiento al proyecto. Los días martes y jueves de 4 a 6 de la tarde.
8. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO De acuerdo a lo establecido en el reglamento estudiantil, la asignatura se evaluará así:
7. METODOLOGÍA Y ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS PARA EL DESARROLLO DEL CURSO El curso se realiza mediante clases magistrales de cuatro horas semanales, con acompañamiento docente, en las cuales el docente expone temas específicos, y asigna temas de trabajo independiente el cual el estudiante revisa. Adicionalmente durante la clase se socializan los trabajos y se resuelven inquietudes, mediante discusiones. La tutoría es permanente en la medida de las inquietudes de los estudiantes y soliciten aclaración a profundización en temas relacionados con la temática del curso. Trabajo Presencial: Clase magistral, talleres, prácticas de campo los días lunes o jueves de 3 a 6 de la tarde cada 15 días. Trabajo Autónomo: Se realizara un proyecto de análisis de morfométrica de una microcuenca utilizando software. Tutoría: Los estudiantes estarán en tutoría inducida por el docente para solucionar las inquietudes y hacer seguimiento al proyecto. Los días martes y jueves de 4 a 6 de la tarde.
8. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL CURSO De acuerdo a lo establecido en el reglamento estudiantil, la asignatura se evaluará así:
Actividad
Descripción
Fecha
Informe
Valor
Primer
Visita fuentes de abastecimiento
Julio 31 y agosto 3
Agosto 18
20%
Corte 30%
Humedal, evaporímetro y pluviómetro
Agosto 10 y 14
Agosto 28 y 31
10%
Septiembre 1
Examen teórico corto
Agosto 16
20%
Parcial práctico
Agosto 23
50%
Segundo
Práctica: Coeficientes de escorrentía
Septiembre 4 y 7
Corte 30%
Examen teórico corto
Septiembre 27
Octubre 20
Proyecto cuenca hidrográfica
Septiembre 22
Parcial práctico
Octubre 11
Tercer
Práctica: Balance Hídrico, EP, ET, P
Octubre y noviembre
Corte 40%
Examen teórico corto
Noviembre 8
Diciembre 4
Prácticas de aforos en canal natural
Octubre 23 y 30
Fin 17 nov
Parcial práctico
Noviembre 24 (vie)
8.1
Septiembre 29
20% 20%
Octubre 6
30% 50%
Noviembre 17
15% 20%
Octubre 23 y 30
15% 50%
Descripción del sistema de evaluación
Los porcentajes de los cortes se obtienen de la sumatoria de pruebas escritas y orales y presentación de informes de prácticas, además de la participación en los talleres programados en esta materia y proyecto de la cuenca. El proyecto de la morfométria de la cuenca hidrográfica es acumulativo en el transcurso del semestre. La nota de los informes de prácticas y de proyectos disminuye de acuerdo al orden de aparición dependiendo del aporte de cada integrante. Los informes serán presentados en un modelo propio en una carpeta plástica o de cartón tamaño carta, incluyendo un CD con la información o subida a un disco virtual según se disponga. Se considera copia el préstamo de hojas de cálculo o apartes de los informes, y plagio la utilización de material de semestres anteriores como hojas de cálculo e informes y afectara a todos los integrantes del grupo según reglamento sin importar la extensión o cantidad. Contenido Programático Hidrología 2017 - 2
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9. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA 9.1
BIBLIOGRAFÍA EXISTENTE EN LA BIBLIOTECA
Aparicio Mijarez, Francisco Javier. (2001). Fundamentos de Hidrología de Superficie . México: Limusa Noriega Editores. 303 p. Chow, VenTe; Maidment. David and Mays, Larry. (1993). Hidrología Aplicada . Bogotá: Mc Graw Hill. 584 p. Monsalve Sáenz, Germán. (1981). Hidrología en la ingeniería . 2 ed. Santa Fe de Bogotá: Escuela Colombiana de Ingeniería. 358 p. Reyes Trujillo, Fabián Ulises; Barroso, Aldemar y Carvajal Escobar, Yesid. (2010). Guía básica para la caracterización morfométrica de cuencas hidrográficas . 88 p. Gonzáles del Tánago del Río, Marta y García de Jalon Lastra, Diego. (1998). Restauración de ríos y riveras. Madrid: Mundi-Prensa. Sierra Ramírez, Carlos Alberto. 2011. Calidad del Agua. Evaluación y diagnóstico. Universidad de Medellín. Ediciones de la U. ISBN 978-958-8692-09-7. Primera Edición. Págs.: 27
9.2
Bibliografía complementaria
Ayllon T., Teresa y Gutiérrez, Jesús. Introducción de la observación meteorológica. México: Limusa. 1983. Behar G., Roberto y Grima C., Pérez. Respuestas a dudas típicas de estadística. Madrid: Ediciones Díaz de Santos s.a. 2004. 198 p. Castañeda, Alonso. Hidrología de Superficie. Universidad del Tolima. Ing. Forestal. Ibagué, 1986 Henao, Jesús Eugenio. Introducción al manejo de cuencas hidrográficas. Bogotá: Editorial USTA. 1988. IDEAM. El Medio Ambiente en Colombia. La Atmósfera, el Tiempo y el Clima. 2000 IDEAM. Estudio Nacional del Agua. 2000 IDEAM. Guía Técnico Científica para la Ordenación y Manejo de Cuencas Hidrográficas en Colombia (Decreto 1729 de 2002). Enero 2004. IDEAM. Atlas Climatológico de Colombia., ISBN 958-8067-14-6. IDEAM Instituto de Hidrología, Metereológia y Estudios Ambientales y UPME Unidad de Planeación Minero Energética. Atlas de radiación solar de Colombia. Decreto 1323 DE 2007. Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Sistema de Información del Recurso Hídrico. Remenieras, G. Tratado de Hidrología aplicada. Barcelona – España: Editores técnicos asociados, s.a. 1971. 515 p. Silva M., Gustavo. Hidrología Básica. Publicación Facultad de Ingeniería. Bogotá: Universidad Nacional. 1988.
9.3
Bibliografía digital en ingles
M. J. Deodhar. 2009. Elementary Engineering Hydrology. Pearson Education. Madan Mohan Das y Mimi Das Saikia. 2009. Hydrology. PHI Learning Pvt. Ltd. 340 p. Madan Mohan Das, Mimi Das Saikia. 2012. Watershed management. PHI Learning Pvt. Ltd. 312 p. Serrano, Sergio E. Hydrology for Engineers, Geologists, and Environmental Professionals: An Integrated Treatment of Surface, Subsurface, and Contaminant Hydrology. HydroScience Incorporated. 575 p.
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8
9.4
Bases de datos y revistas en internet Base de datos
Descripción
Dirección
SciELO
Scientific Electronic Library Online
Redalyc
Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal.
e-revistas
La Plataforma Open Access de Revistas Científicas Electrónicas Españolas y Latinoamericanas
Tecnología y Ciencias del Agua
Contenido integrado con artículos y notas técnicas inéditas, relacionadas con el agua
Revista internacional de contaminación ambiental
Aspectos físicos y químicos de la contaminación, tecnología e implementación de nuevas técnicas para su medida y control
Revista Científica de Ingeniería Hidráulica y Ambiental
Su contenido abarca cualquier tema de la Ingeniería Hidráulica y temas del medio ambiente con ella relacionados
9.5
http://www.scielo.org/php/index.php?lang=es http://www.redalyc.org/
http://www.erevistas.csic.es/
https://www.imta.gob.mx/tyca/
http://www.revistas.unam.mx/index.php/rica
http://revistascientificas.cujae.edu.cu/RHidraulica.asp
Información complementaria en onedrive
Recursos hidrología
https://1drv.ms/f/s!AsdCabwM-ydbgSjEGOMkuUm5FR_5
Recursos hidrología 1
https://1drv.ms/f/s!AsdCabwM-ydbhUAQK1y1tMtKqMoG
10. PRÁCTICAS DE CAMPO Las siguientes son las prácticas a realizar en el transcurso de la asignatura, las guías serán entregadas previamente. Los informes serán presentados en el modelo suministrado por el docente. 1. Construcción de un pluviómetro, evaporímetro y humedal para medición de precipitación, evaporación y evapotranspiración. 2. Construcción de cuenca modelo para práctica de coeficientes de escorrentía. 3. Comportamiento escorrentía respecto precipitación (Hidrográmas), pérdida de suelo. 4. Técnicas de aforo en corrientes naturales.
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