UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA ESCUELA DE POST GRADO MAESTRÍA EN CIENCIAS MENCIÓN: INGENIERÍA CIVIL SÍLABO DE: HIDROLOGÍA AVANZADA Profesor: Dr. Josè Francisco Huamàn Vidaurre [email protected] Cajamarca, Mayo de 2019 1. DATOS GENERALES 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 Programa de Maestría en Ciencias en la Mención de Ingeniería Civil Naturaleza: Obligatorio Ciclo: 2019-I Nùmero de horas semanales: 16 Nùmero total de horas semestral: 64 Crèditos: 04 Duraciòn: 04 semanas Fecha de inicio: 25 de Mayo de 2019 Fecha de término: 23 de Junio de 2019 Docente: Dr. Josè Francisco Huamàn Vidaurre 2. SUMILLA Repaso de hidrología y análisis de frecuencias. Variabilidad de los procesos hidrológicos. El problema de escala. Modelos hidrológicos para eventos: El método racional. Mètodo de las isocronas. Modelos basados en la teoría de la escorrentía superficial. Mètodo de la curva nùmero. El hidrograma unitario: El H.U. sintético, el H.U. instantáneo. Modelos hidrológicos de simulación contìnua: Clasificaciòn y componentes generales. Calibraciòn y verificación de un modelo. Modelo National Weather Service. Rastreo de crecidas con métodos hidráulicos: Ondas cinemáticas, difusivas y dinámicas. El método de MuskingumCunge. Descripciòn estadística de datos espaciales. Hidrologìa estocástica. Modelo de Lutz Scholz. Transporte de sedimentos. 3. COMPETENCIAS GENERALES a) Conoce la situación actual sobre la información hidrològica de la Regiòn Cajamarca y el tratamiento estadístico de series de tiempo que se aplica a nivel nacional e internacional. b) Conoce la teoría de precipitación pluvial, infiltración, evapotranspiración, escorrentía superficial, índices físicos y la aplica a una cuenca para realizar el balance hídrico. c) Conoce la teórica de los modelos hidrológicos de simulación. d) Conoce y aplica el modelo Determinístico-Estocástico de Lutz Scholz para la generación de caudales de una cuenca de la sierra peruana. e) Estima la máxima avenida de una cuenca que carece de información hidrológica f) Analiza y determina el tránsito de flujo variado en un cauce y en un embalse, por efecto de una màxima avenida. g) Conoce la teoría y determina el transporte de sedimentos de un río. 4. PROGRAMACION DE CONTENIDOS PRIMERA UNIDAD DIDÁCTICA Competencias especìficas: a) Analiza la problemática de la información hidrológica y plantea la soluciòn b) Realiza un tratamiento estadìstico de la información hidrológica c) Conoce los temas de precipitación, infiltración, evapotranspiración, escorrentía. CONTENIDOS CONCEPTUALES CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONTENIDOS ACTITUDINALES 1. Precipitación 1.1 Medida de la precipitación 1.2 Lluvias en una regiòn 1.3 Estimación de datos faltantes 1.4 Análisis de consistencia 1.5 Completación y extensión 1.6 Análisis de tormentas 1.7 Curvas I-F-D Procesa información hidrológica con criterio analítico y hace su tratamiento estadístico. Maneja información hidrológica en la solución de problemas hidrológicos de una cuenca Elabora curvas I-D-F Analiza problemas de evapotranspiración e infiltración. 2. Evapotranspiraciòn 2.1 Evapotranspiraciòn Analiza hidrogramas potencial y conoce métodos de 2.2 Necesidades de agua de aforo. los cultivos 2.3 Estimación de la demanda de agua 3. Infiltración 3.1 Mètodos directos para determinar la infiltración 3.2 Mètodos indirectos para determinar la infiltración 4. Flujo de los rìos 4.1 Mediciòn de niveles y caudales 4.2 Curva cota-caudal 4.3 Hidrograma 4.4 Flujo base CRONOGRAMA Primera semana SEGUNDA UNIDAD DIDÁCTICA Competencias especìficas: a) Conoce los temas de flujo de los rìos, relación: precipitación-escorrentìa, caudal máximo, hidrogramas de diseño, almacenamiento y tránsito de avenidas en cauces y embalses, transporte de sedimentos. b) Analiza y aplica la teoría en el estudio hidrológico del rendimiento de una cuenca, balance hídrico, determinación de caudal máximo de diseño. c) Conoce modelos hidrológicos de simulación y las bases de la hidrologìa estocástica d) Aplica modelo determinìstico-estocàstico en la generación de caudales de una cuenca. CONTENIDOS CONCEPTUALES CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONTENIDOS ACTITUDINALES 5.Relaciòn Precipitación – Escorrentía 5.1 Coeficiente de escurrimiento 5.2 Tiempo de concentración Identifica y analiza métodos para la medición de niveles de agua y caudales en los ríos. Identifica y analiza un hidrograma. Identifica y analiza la escorrentía superficial en relación con la precipitación. Identifica y analiza métodos para estimar un caudal máximo de diseño. Explica conceptos de hidrología estocástica. Explica el modelo de Lutz Scholz Maneja métodos para determinar la escorrentía superficial, el flujo base y el caudal de máxima avenida. Aplica el modelo de LutzScholtz en la generación de caudales medios sintéticos en una cuenca de la sierra. 6. Balance hídrico en la superficie de una cuenca. 6.1 Entradas y salidas 6.2 Escala temporal en el balance hídrico 7. Caudal máximo 7.1 Caudal máximo 7.2 Basado en la precipitación: Mètodo Racional 7.3 Basado en series històricas: Mètodo probabilìstico 8. Hidrograma de diseño 8.1 Hidrograma Unitario 8.2 Hidrograma Triangular del SCS 9. Hidrologìa Estocástica 9.1 Series de tiempo 9.2 Modelo markoviano de 9rimer orden 9.3 Generación de caudales por el método de Lutz Scholz CRONOGRAMA Segunda tercera semanas. y TERCERA UNIDAD DIDÁCTICA Competencias especìficas: a) Determina el gasto sólido de un río. b) Determina los volúmenes de un embalse. c) Conoce y analiza el modelamiento hidrológico en cuencas. CONTENIDOS CONCEPATUALES CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONTENIDOS ACTITUDINALES 10. Almacenamiento y trànsito de avenidas en embalses y cauces 10.1 Dimensionamiento hidrològico de la capacidad de un embalse 10.2 Trànsito de avenidas en vasos de almacenamiento 10.3 Trànsito de avenidas en cauces naturales y artificiales Analiza y explica la obtención de volúmenes de un embalse. Analiza y explica el tránsito de avenidas en cauces y embalses. Analiza y explica el transporte de sedimentos de un río. Determina los volúmenes de un embalse. Aplica métodos en el estudio de tránsito de avenidas en embalse y ríos. Aplica métodos en la estimación del gasto sólido de un río. Conoce modelos hidrológicos en de cuencas. 11. Transporte sedimentos 11.1 El material de transporte 11.2 Transporte de material en suspensión 11.3 Transporte de fondo 11.4 Medición del transporte de sedimentos 11.5 Sedimentación en embalses 12. Modelamiento hidrológico en cuencas 12.1 Modelo HEC-1 12.2 Modelo Atandford IV 12.3 Modelo Sacramento 12.4 Integrated Hydrological Model System 12.5 Modelación de cuencas con datos insuficiente CRONOGRAMA Cuarta semana 5. METODOLOGÍA El repaso de temas de hidrología se desarrollará paralelamente a los contenidos de la sumilla, en el aula de clases. El alumno deberà asistir a las sesiones habiendo estudiado el material recibido y las lecturas encargadas para profundizar los conocimientos, y poder dedicar tiempo al estudio de casos en el aula. Estos seràn trabajados con el profesor, haciendo uso de una laptop, debiendo cada alumno entregar un informe de los resultados obtenidos en la clase siguiente. Cada participante realizará un trabajo de aplicación para lograr las competencias propuestas en la asignatura, apoyándose en la revisión bibliográfica, las conferencias del profesor y la información necesaria, cuyos resultados serán expuestos en el aula. 6. MATERIALES EDUCATIVOS Y HORARIO Para desarrollar las conferencias y exposiciones de trabajos encargados es necesario disponer de un aula con proyector multimedia, plumones acrìlicos, pizarra acrìlica, fotocopias de la separata, puntero láser, en el siguiente cronograma y horario: Fecha Horario Lugar Semana 25 de Mayo de 2019 De 8: 00 a.m. a 1:00 p.m. De 3:00 p.m. a 8:00 p.m. De 8:00 a.m. a 1:00 p.m. UNC Primera UNC Primera De 8: 00 a.m. a 1:00 p.m. De 3:00 p.m. a 8:00 p.m. De 8:00 a.m. a 1:00 p.m. De 8: 00 a.m. a 1:00 p.m. De 3:00 p.m. a 8:00 p.m. De 8:00 a.m. a 1:00 p.m. De 8: 00 a.m. a 1:00 p.m. De 3:00 p.m. a 8:00 p.m. De 8:00 a.m. a 1:00 p.m. UNC Segunda UNC UNC Segunda Tercera UNC UNC Tercera Cuarta UNC Cuarta 26 de Mayo de 2019 01 de Junio de 2019 02 de Junio de 2019 08 de Junio de 2019 09 de Junio de 2019 22 de Junio de 2019 23 de Junio de 2019 7. EVALUACIÓN La evaluaciòn es contìnua a travès de los siguientes rubros: - Asistencia a conferencias y prácticas de aula: 10% - Participación en prácticas de aula: 20% - Trabajo encargado: 20% - Evaluación N°1: 25% - Evaluación N°2: 25% El promedio promocional se obtendrà con los promedios de cada rubro, haciendo intervenir los porcentajes respectivos. 8. BIBLIOGRAFÍA - - Aliaga Araujo, Vito. Hidrología Estadística. UNSM, Perú 1985. Apaclla Nalvarte, R. Hidráulica Fluvial. Universidad Agraria La Molina, Perú 2014. Chow, V. T. Hidrologìa Aplicada. Editorial Mc Graw Hill, New York 1970. Fattorelli y Fernández. Diseño Hidrológico. UNESCO, Francia 2011 Heras, Rafael. Recursos Hidráulicos. Planificación y Medio Ambiente. Modelos Metodología y Normas. Editado por Servicio de Publicaciones-Colección Escuelas. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, España 2001. Linsley, R. Hydrology for Engineerss. Editorial Mc Graw Hill, USA 1975. Monsalve Sàenz, G. Hidrologìa en la Ingenierìa. Editorial Alfaomega, Escuela Colombiana de Ingenierìa, Colombia 1999. Remenieras, G. Tratado de Hidrologìa Aplicada. Editorial ETA, Barcelona, 1974. Shaw, E. Hydrology in Practice. Editorial Champan & Hall, London 1994. Villòn Bèjar, M. Hidrologìa. Editorial Villòn, Perù 2002. Villòn Bèjar, M. Hidrologìa Estadìstica. Editorial Villòn, Perù 2002.
