Hidrología - Programa


CARRERA

NIVEL

HORAS SEMANALES

HORAS TOTALES

Ingeniería Civil 6º semestre 4 horas

64 horas

Ingeniería Ambiental
PRERREQUISITO: Mecánica de fluidos

CORREQUISITO: Hidráulica, Estadística II

Fecha de revisión: enero de 2002

JUSTIFICACIÓN

Para la evaluación de la disponibilidad del recurso hídrico y la predicción de eventos extremos el ingeniero requiere conocer la relación entre los agentes que intervienen en el ciclo hidrológico y evaluar la variabilidad de su magnitud de acuerdo con las condiciones geofísicas y climáticas del sitio, teniendo en cuenta la variación temporal histórica y la utilización de diversos métodos de predicción.

OBJETIVO GENERAL

Evaluar la disponibilidad del recurso hídrico y predecir la ocurrencia de eventos extremos teniendo en cuenta las características del ciclo hidrológico, la variabilidad de los agentes que intervienen en él y las distintas aproximaciones que pueden hacerse con diversos métodos de cálculo.

CONTENIDO RESUMIDO Horas
1.   Introducción y nociones generales
2.  
La atmósfera y la hidrología.
3.  
El medio físico de una cuenca.
4.   Evaporación y transpiración.
5.   Precipitación.
6.  
Caudal
7.  
Relaciones entre precipitación y escorrentía e infiltración.
8.  
Hidrogramas de crecientes
9.  
La probabilidad en la hidrología
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PROGRAMA DETALLADO

1.  INTRODUCCIÓN Y NOCIONES GENERALES

Definición y objeto de la hidrología.  Ramas de la hidrología.  El ciclo hidrológico.  Concepto de sistema.  El ciclo hidrológico en la cuenca. Efectos físicos, químicos y biológicos del ciclo hidrológico sobre el medio ambiente.

2.  EL MEDIO FÍSICO DE UNA CUENCA

Principales factores del medio que influyen sobre el régimen hidrológico. Parámetros geométricos: Área, longitud, perímetro y ancho.  Índices de forma. Parámetros de relieve: Curva hipsométrica, histograma de frecuencias altimétricas.  La red de canales en una cuenca: Ordenamiento, número y leyes de Horton, Densidad de drenaje. Características del canal principal.

3.  EVAPORACIÓN Y TRANSPIRACIÓN

Mecanismos que producen la evaporación. Factores que determinan la tasa de evaporación. Métodos para estimar la tasa de evaporación.  Mecanismos que producen la transpiración.  Factores que determinan la tasa de transpiración.   Medida de transpiración. La evapotranspiración.  Evapotranspiración real y potencial. Estimación de la evapotranspiración  media en una cuenca.

4.  PRECIPITACIÓN

Definición. Formación de la precipitación. La precipitación artificial. Tipos y formas de precipitación. Aparatos registradores de precipitación. Métodos para estimar los datos faltantes en una estación. Cálculo de la precipitación media en una cuenca.

Promedio aritmético.  Polígonos de Thiessen. Isoyetas.

Curvas intensidad- frecuencia-duración.

5.  CAUDAL

Definición. Características que se miden en un canal.

Emplazamiento de las estaciones de aforo. Aparatos y técnicas para medir el nivel.

Aparatos y métodos para medir la velocidad. Estimativo de la curva de calibración en una sección de aforos. Extensión de curvas de calibración.

6.  RELACIONES ENTRE PRECIPITACIÓN Y ESCORRENTÍA E INFILTRACIÓN

Retención superficial. La infiltración. El ciclo de la escorrentía. Estimativo del volumen de escorrentía en una tormenta. Índices de infiltración.

7.  HIDROGRAMAS DE CRECIENTES

Análisis del hidrograma: Componentes del hidrograma, Separación del flujo base,

Relaciones entre hietograma e hidrograma: tiempo de retraso y tiempo de concen- tración. El hidrograma unitario: Teoría del hidrograma unitario como un sistema lineal, Cálculo del hidrograma unitario de una tormenta,. Hidrograma unitario instantáneo, La Curva ó hidrograma en S. Hidrogramas unitarios sintéticos:

Hidrograma unitario de Snyder,  Hidrograma unitario de U.S. Soil Conservation Service, Hidrograma unitario de Williams y Hann.  Estimativo de crecientes a partir del hidrograma unitario.

8.  LA PROBABILIDAD EN LA HIDROLOGÍA

Elementos de estadística y probabilidad. Selección de datos de una muestra.

Cálculo de los estadísticos de una muestra. Distribuciones de probabilidad aplicables a variables aleatorias discretas. Distribuciones de probabilidad aplicables a variables aleatorias continuas. Intervalos de confianza.

Métodos para el cálculo de la PMP:  Método estadístico, Método precipitación / humedad disponible, Método de transposición de tormentas.

9.  TRÁNSITO DE CRECIENTES

Movimientos de ondas en un canal. Métodos para el tránsito de crecientes: Método aritmético y Método gráfico.

METODOLOGÍA

El profesor orientará el aprendizaje de los temas propuestos en el contenido motivando la participación del estudiante de manera que este se sienta partícipe en la construcción de su saber, en el desarrollo de sus habilidades y en la formación de sus valores.  El estudiante adquirirá un completo entendimiento de los conceptos fundamentales que requiere la asignatura mediante una aproximación cercana a los fenómenos con apoyo de imágenes, descripciones, experimentos y ejemplos; podrá llevar a cabo cualquier desarrollo demostrativo y sabrá aplicar lo métodos y expresiones para la solución de los problemas relacionados con la asignatura incluyendo el uso de herramientas tecnológicas actuales como software especializado.

Se programarán visitas a estaciones de medición de variables climáticas e hidráulicas.

EVALUACIÓN

La evaluación deberá responder con la metodología propuesta y será definida en acuerdo con profesor y estudiantes.

BIBLIOGRAFÍA

APARICIO. Francisco Javier.  Fundamentos de Hidrología de Superficie.  Editorial  LIMUSA,  2001

CHOW, Ven Te.  Hidrología aplicada.  Santafé de Bogotá:  McGraw-Hill,  1993

LINSLEY et al.  Hidrología para ingenieros.  Segunda edición. Editorial McGraw Hill, 1977

MONSALVE, Germán.  Hidrología en la Ingeniería.  Santafé de Bogotá. Escuela Colombiana de Ingeniería, 1995

RAY, Linsley.  Hidrología para ingenieros.  Santafé de Bogotá:  McGraw-Hill, 1977

REMENIERAS, G.  Tratado de hidrología aplicada.  Barcelona: Editores Técnicos Asociados, 1974

VIESSMAN et al.  Introduction to hydrology.  Segunda edición. Editorial Harper & Row, 1977

PREPARADO POR:

Coordinador de área:  Juan Fernando Barros Martínez