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1.- DATOS DE LA ASIGNATURA
Nombre de la asignatura : Hidrología Superficial
Carrera : Ingeniería Civil
Clave de la asignatura : ICC-
SATCA 1 2-2-
2.- PRESENTACIÓN
Caracterización de la asignatura. Esta asignatura aporta al perfil del ingeniero civil la capacidad para explicar los fenómenos hidrológicos que le permitan planear, construir y controlar las obras de aprovechamiento hidráulico y drenaje.
Esta asignatura trata sobre el estudio del ciclo hidrológico y las variables que intervienen en el proceso de distribución de agua que se utiliza en los sistemas de almacenamiento, captación superficial y subterránea.
La Hidrología está relacionada con otras asignaturas propias de la formación del Ingeniero Civil como; Probabilidad y Estadística, Hidráulica de Canales, Alcantarillado, Agua Potable, Obras Hidráulicas y Desarrollo Sustentable, entre otras.
Respecto a la aportación de la asignatura al perfil profesional, es la siguiente:
- Desarrolla la habilidad para la selección, optimización de datos y variables hidrológicas.
- Desarrolla la habilidad de resolver problemas de hidrología, empleando sus habilidades intelectuales, evaluando las estrategias para aportar las soluciones adecuadas.
- Conocimiento de las nuevas tecnologías aplicadas en la obtención de datos hidrológicos.
- Conocimiento de sistemas climatológicos como indicador de desarrollo de los distritos agrícolas del país.
La Importancia de esta materia, dentro de la Carrera del Ingeniero Civil, está relacionada con la misma sociedad que demanda la construcción de más y mejores sistemas de riego y obras hidráulicas, ya que estos constituyen un índice básico de la Ingeniería Hidráulica en el Desarrollo Nacional.
Intención didáctica. Se organiza el temario, en cinco unidades, agrupando los contenidos conceptuales de la asignatura al inicio de cada unidad, así mismo al final de cada unidad; se destina a la aplicación de la teoría a través de ejercicios y prácticas de laboratorio o campo.
En la primera unidad se aborda el proceso natural del ciclo hidrológico. Al comienzo del curso se describen las características de los fenómenos hidrológicos buscando una visión de conjunto de este campo de estudio. Las características físicas de la cuenca hidrológica
(^1) Sistema de Asignación y Transferencia de Créditos Académicos
serán comprendidas y aplicadas tomando en cuenta el balance y la administración de recursos hidrológicos.
En la segunda unidad se inicia caracterizando el proceso de precipitación para dar una visión de conjunto y precisar luego el estudio de las variables de la lluvia y sus relaciones; Se estudian los tipos de precipitación y los diferentes aparatos para medirla, así como también la representación gráfica de la lluvia a través del tiempo.
En la unidad tres se trata sobre la presentación y ocurrencia del escurrimiento, en especial se analizan los tipos de escurrimiento y la forma de medirlo. Así mismo se trata sobre el proceso de infiltración y su relación con el ciclo del agua.
En la cuarta unidad se analiza el proceso de evaporación y uso consuntivo, y las formas de medirlas.
En la quinta unidad se analiza la lluvia máxima extraordinaria que se puede presentar para un periodo de retorno determinado en una cuenca hidrológica aforada y no aforada. Se abordan los distintos métodos para estimar la avenida de diseño.
El enfoque sugerido para la materia requiere que las prácticas de laboratorio o de campo promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: identificación, manejo y control de variables y datos relevantes; planteamiento de hipótesis; trabajo en equipo; asimismo, propicien procesos intelectuales como inducción-deducción y análisis- síntesis con la intención de generar una actividad intelectual compleja; por esta razón varias de las actividades prácticas se han descrito como actividades previas al tratamiento teórico de los temas, de manera que no sean una mera corroboración de lo visto previamente en clase, sino una oportunidad para conceptualizar a partir de lo observado. En las actividades prácticas sugeridas, es conveniente que el profesor busque sólo guiar a sus alumnos para que ellos hagan la elección de las variables a controlar y registrar. Para que aprendan a planificar, que no planifique el profesor todo por ellos, sino involucrarlos en el proceso de planeación de estudios hidrológicos.
La lista de actividades de aprendizaje no es exhaustiva, se sugieren sobre todo las necesarias para hacer más significativo y efectivo el aprendizaje. Algunas de las actividades sugeridas pueden hacerse como actividad extra clase y comenzar el tratamiento en clase a partir de la discusión de los resultados de las observaciones. Se busca partir de experiencias concretas, cotidianas, para que el estudiante se acostumbre a reconocer los fenómenos hidrológicos a su alrededor y no sólo se hable de ellos en el aula. Es importante ofrecer escenarios distintos, ya sean construidos, artificiales, virtuales o naturales
En las actividades de aprendizaje sugeridas, generalmente se propone la formalización de los conceptos a partir de experiencias concretas; se busca que el alumno tenga el primer contacto con el concepto en forma concreta y sea a través de la observación, la reflexión y la discusión que se dé la formalización; la resolución de problemas se hará después de este proceso. Esta resolución de problemas no se especifica en la descripción de actividades, por ser más familiar en el desarrollo de cualquier curso. Pero se sugiere que se diseñen problemas con datos faltantes o sobrantes de manera que el alumno se ejercite en la identificación de datos relevantes y elaboración de supuestos.
En el transcurso de las actividades programadas es muy importante que el estudiante aprenda a valorar las actividades que lleva a cabo y entienda que está construyendo su
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR
Competencias específicas:
Desarrollar habilidades para la
aplicación de los procesos del ciclo hidrológico en el proyecto de obras de aprovechamiento hidráulico y drenaje.
Competencias genéricas:
Competencias instrumentales
• Capacidad de análisis y síntesis
• Capacidad de organizar y planificar
• Conocimientos generales básicos
• Conocimientos básicos de la carrera
• Comunicación oral y escrita en su
propia lengua
• Conocimiento de una segunda
lengua
• Habilidades básicas de manejo de la
computadora
• Habilidades de gestión de
información(habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas
• Solución de problemas
• Toma de decisiones.
Competencias interpersonales
• Capacidad crítica y autocrítica
• Trabajo en equipo
• Habilidades interpersonales
• Capacidad de trabajar en equipo
interdisciplinario
• Capacidad de comunicarse con
profesionales de otras áreas
• Apreciación de la diversidad y
multiculturalidad
• Habilidad para trabajar en un
ambiente laboral
• Compromiso ético.
Competencias sistémicas
• Capacidad de aplicar los
conocimientos en la práctica
• Habilidades de investigación
• Capacidad de aprender
• Capacidad de adaptarse a nuevas
situaciones
• Capacidad de generar nuevas ideas
(creatividad)
• Liderazgo
• Conocimiento de culturas y
costumbres de otros países
• Habilidad para trabajar en forma
autónoma
• Capacidad para diseñar y gestionar
proyectos
• Iniciativa y espíritu emprendedor
• Preocupación por la calidad
• Búsqueda del logro.
5.- OBJETIVO GENERAL DEL CURSO
Desarrollar habilidades para la aplicación de los procesos del ciclo hidrológico en el proyecto de obras de aprovechamiento hidráulico y drenaje.
6.- COMPETENCIAS PREVIAS
Interpretar y aplicar los conceptos básicos de probabilidad y estadística descriptiva.
Aplicar los métodos de solución de sistemas lineales por medio de matrices y
determinantes
Aplicar métodos de interpolación de datos.
Aplicar métodos de levantamientos topográficos para el estudio de cuencas.
7.- TEMARIO
Unidad Temas Subtemas
- Cuenca hidrológica
1.1. Generalidades (Definiciones, desarrollo histórico y administración de los recursos). 1.2. Balance hidrológico 1.3. Propiedades fisiográficas. 1.4. Tipos de cuencas hidrográficas.
- Precipitación
2.1. Antecedentes 2.2. Tipos de lluvias 2.3. Registros pluviométricos y pluviográficos 2.4. Precipitación en una zona. 2.5. Análisis de registros de lluvias.
- Escurrimiento e infiltración
3.1. Proceso de Escurrimiento 3.2. Tipos de escurrimiento 3.3. Medición de escurrimiento y registros de aforo 3.4. Análisis de registros de escurrimiento 3.5. Proceso de Infiltración 3.6. Medición de la infiltración. 3.7. Análisis de la infiltración.
- Evaporación y usoconsuntivo
4.1. Evaporación y evapotranspiración 4.2. Medición de la evaporación. 4.3. Uso consuntivo.
- Avenidas máximas
5.1. Escurrimiento en cuencas no aforadas 5.2. Escurrimientos en cuencas aforadas 5.3. Análisis de avenidas máximas. 5.4. Determinación de la avenida máxima.
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS
El docente debe:
Identificar las fases del ciclo hidrológico.
Determinar las características fisiográficas de una cuenca con base en planos
topográficos
Elaborar histogramas de precipitación de estaciones climatológicas de la región.
Determinar curvas de intensidad, duración y periodo de retorno.
Determinar la intensidad máxima y precipitación media de una zona específica por
métodos analíticos.
Elaborar hidrogramas de escurrimiento de cauces.
Resolver ejercicios de escurrimiento directo
Aplicar métodos de cuantificación de la infiltración de una cuenca
Conocer y aplicar el procedimiento de medición de la evaporación
Realizar ejemplos para determinar el uso consuntivo
Aplicar los métodos para determinar avenidas máximas de manera convencional y con
ayuda de software.
Propiciar el uso de programas de cómputo para la resolución de problemas aplicados.
Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis y el uso de nuevas tecnologías
en el desarrollo de los contenidos de la asignatura.
Relacionar los contenidos de la asignatura con la preservación del medio ambiente.
Participar en conferencias, congresos y otros eventos académicos relacionados con la
asignatura.
Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio y
colaboración en la resolución de problemas y el desarrollo de proyectos de ingeniería.
Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional.
Realizar talleres para la resolución de problemas de hidrología.
Exponer videos y fotografías de cuencas hidrológicas
Elaboración de cuadros sinópticos, resúmenes y mapas conceptuales.
escurrimiento.
• Efectuar resúmenes de artículos técnicos de
revistas especializadas.
• Realizar prácticas de aforo de corrientes por
diferentes métodos
• Construir curvas elevaciones-gastos
• Elaborar reportes de prácticas de campo.
Unidad 4: Evaporación y uso consuntivo Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje
Comprenderá el concepto de evaporación y uso consuntivo, su medición y análisis
• Clasificar en un mapa conceptual o cuadro
sinóptico los métodos para determinar el uso consuntivo
• Realizar una presentación acerca de la
evaporación.
• Efectuar resúmenes de artículos técnicos de
revistas especializadas.
• Realizar visitas a estaciones climatológicas.
• Elaborar reportes de visitas de campo.
Unidad 5: Avenida Máxima Competencia específica a desarrollar Actividades de Aprendizaje
Comprenderá la importancia de la avenida máxima en el diseño de obras hidráulicas.
• Clasificar en un mapa conceptual o cuadro
sinóptico los métodos para determinar la avenida de diseño
• Realizar una presentación acerca de
avenidas máximas extraordinarias.
• Efectuar resúmenes de artículos técnicos
de revistas especializadas.
• Realizar visitas a estaciones hidrométricas
• Elaborar reportes de visitas de campo.
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN
- Chow, Ven Te, Maidment David R. y Mays Larry W. (1994). Hidrologìa aplicada. Mc Graw Hill.
- Linsley, Kohler y Paulus. (1988). Hidrologìa para ingenieros. 2ª. Edición Mc Graw Hill.
- Helweg, Otto J. (1992). Recursos hidráulicos, planeación y administración. Limusa Noriega Editores.
- Aparicio Mijares, Francisco Javier.(2001). Fundamentos de hidrologìa de superficie. 10ª reimpresión. Limusa Noriega Editores.
- Monsalve, Sáenz, Germàn (1999). Hidrologìa en la ingeniería. 2ª. Edición. Alfa Omega.
- Moreno López, J.M. Análisis y sistematización de métodos para determinar avenidas de diseño para vertedores de presas grandes (Tesis de Maestría).
- Campos Aranda, D.F. Procesos del Ciclo Hidrológico. UASLP.
- Manual de Diseño de Obras Civiles Sección Hidrotecnia ( del Cap. A.1.1 al A. 1.7; A.1.10 y A.1.11). Comisión Federal de Electricidad. I.I.E.
- www.cna.gob.mx
- www.semarnat.gob.mx
- www.imta.mx
- www.asce.org.us
- www.bivitec.org.mx
- Revista Tecnología y Ciencias del Agua. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. México.
- Revista Ingeniería Investigación y Tecnología. Facultad de Ingeniería. Universidad Nacional. Autónoma de México.
- Revista Investigación Hoy. Instituto Politécnico Nacional.
- BANDAS (Banco Nacional de Datos de Aguas Superficiales). Comisión Nacional del Agua, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
- ERIC (Extractor Rápido de Información Climatológica). Comisión Nacional del Agua, Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
- Ramírez, Aldo et al. Análisis de frecuencias conjunto para la estimación de avenidas de diseño. Instituto Mexicano de Tecnología del Agua.
12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS
Realizar visitas de estaciones climatológicas e hidrométricas.
Aforo de corrientes por el método de sección-velocidad.
Aforo de corrientes por el método de sección-pendiente.
Aforo de corrientes por el método de velocidad superficial.
Determinación de pruebas locales de infiltración.
