HIDROLOGÍA
Presentación
El presente curso tiene por objeto introducir algunos aspectos básicos y generales de la Hidrología Superficial. La asignatura tiene un carácter teórico-práctico, de manera que los conocimientos impartidos en clase teórica serán sustentados con sesiones de prácticas de aula y aula informática. Toda la asignatura se estructura alrededor del concepto de ciclo hidrológico, tratado como un ciclo cerrado en el cual los aspectos cualitativos y cuantitativos del agua no están disociados. Se pretende que el alumno aprenda las bases físicas de cada parte del ciclo hidrológico, la forma de cuantificar las cantidades del agua en cada una de ellas y como una perturbación en algún punto del ciclo puede ser transmitida a otros y sus consecuencias sobre el ser humano y su ambiente.
2. OBJETIVOS
2.1 GENERAL
Capacitar al estudiante en el manejo de las distintas variables hidrológicas y en los diversos métodos que se utilizan para la obtención y el tratamiento de los datos relacionados con dichas variables, de tal manera que pueda determinar la magnitud de los eventos (precipitación y escorrentía) que rigen los sistemas hidráulicos y los diversos estudios ambientales.
2.2 ESPECÍFICOS
*Estudiar las relaciones existentes entre la climatología global y la hidrología de Colombia.
*Introducir los conceptos básicos de la geomorfología de cuencas.
*Exponer las diversas técnicas para medir y cuantificar las variables relacionadas con el ciclo hidrológico.
*Capacitar a los estudiantes en técnicas relacionadas con el diseño hidrológico.
*Analizar temas de investigación en hidrología aplicables a nuestro medio (particularmente para proyectos de grado)
2. COMPETENCIAS (Generales del Curso, tanto previas como a desarrollar)
Competencias previas
Dominio de los conceptos generales de la estadística básica
Competencias a desarrollar
*Capacidad para el análisis de datos hidrológicos.
*Desarrollo de la capacidad para decidir y actuar con juicio crítico en temas hidrológicos.
*Habilidad para el desarrollo de diagnósticos climáticos.
*Capacidad para estimar la oferta hídrica de una cuenca.
*Competencia para analizar situaciones relacionadas con diseño hidrológico (inundaciones-sequías).
*Desarrollo de una cultura investigativa en temas relacionados con hidrología.
3. UNIDADES TEMÁTICAS
UNIDAD 1. GENERALIDADES
UNIDAD 2. HIDROCLIMATOLOGÍA DE COLOMBIA
UNIDAD 3. GEOMORFOLOGÍA DE CUENCAS
UNIDAD 4. PRECIPITACIÓN
UNIDAD 5. EVAPOTRASPIRACIÓN
UNIDAD 6. ESCORRENTÍA
UNIDAD 7. DISEÑO HIDROLÓGICO
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
4.1 CONTENIDO
UNIDAD 1. GENERALIDADES
Contenido Básico
1.1 Características físicoquímicas del agua
1.2 El agua y la vida
1.3 El ciclo hidrológico
1.4 Importancia del agua en la tierra
UNIDAD 2. HIDROCLIMATOLOGIA DE COLOMBIA
Contenido Básico
2.1 Balance energético global
2.2 Circulación atmosférica a escala sinópica
2.3 Zona de convergencia intertropical
2.4 Interacción océano-atmósfera-continente
2.5 Características predominantes del clima tropical y colombiano
2.6 Variabilidad del clima de Colombia a diferentes escalas espacio-temporales
2.7 Introducción al cambio Climático y su efecto sobre el ciclo hidrológico
UNIDAD 3. GEOMORFOLOGIA DE CUENCAS
Contenido Básico
3.1 Introducción
3.2 Parámetros geométricos y del relieve
3.3 Red de drenaje en la cuenca
3.4 Patrones de erosión
3.5 Equilibrio fluvial
3.6 Formación de suelo
3.7 La vegetación en la cuenca
UNIDAD 4. DISEÑO HIDROLÓGICO
Contenido Básico
7.1 Confiabilidad, riesgo y período de retorno
7.2 Eventos extremos
7.3 Distribuciones de probabilidad para eventos extremos
7.4 Estimación de caudales medios, máximos y mínimos.
UNIDAD 5. PRECIPITACIÓN
Contenido Básico
4.1 Generalidades
4.2 Medida de la precipitación
4.3 Análisis de la precipitación en una estación (series de tiempo, curvas de frecuencia, precipitación media, etc.)
4.4 Probabilidad de ocurrencia y período de retorno
4.5 Hietograma, relaciones intensidad-duración, curvas intensidad-frecuencia-duración; determinación de la precipitación promedia sobre un área; curvas de área-
duración-altura.
4.6 Selección de la lluvia de diseño
4.7 Fórmula racional
4.8 Temas de investigación en distribución de lluvias
UNIDAD 6. EVAPOTRANSPIRACION
Contenido Básico
5.1 La evaporación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.2 Transpiración: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.3 La evapotranspiración potencial, real y promedia de una cuenca
5.4 Interceptación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.5 Almacenamiento superficial: definición, factores que lo afectan, medición y estimación.
UNIDAD 7. ESCORRENTÍA
Contenido Básico
6.1 Definición de la escorrentía y factores que la afectan
6.2 Red hidrométrica y estaciones de aforo: planeamiento de la red y curvas de calibración de una estación limnimétrica
6.3 Concepto de hidrograma
Contenido Complementario
6.4 Temas de investigación sobre caudales y escorrentía
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
Contenido Básico
8.1 Componentes y análisis del hidrograma
8.2 Relación entre hietograma e hidrograma
8.3 Determinación de la escorrentía total
8.4 Hipótesis de linealidad, hidrógrafas unitarias y curvas S
8.5 Identificación de la hidrógrafa unitaria a partir de datos lluvia-escorrentía
8.6 Hidrógrafa unitaria sintética y generalizada
8.7 Hidrógrafa unitaria instantánea
8.8 Modelos de lluvia-escorrentía para cuencas hidrográficas. Calibración y uso
8.9 Temas de investigación sobre las relaciones lluvia-escorrentía
Contenido Básico
5.1 La evaporación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.2 Transpiración: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.3 La evapotranspiración potencial, real y promedia de una cuenca
5.4 Interceptación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.5 Almacenamiento superficial: definición, factores que lo afectan, medición y estimación.
UNIDAD 7. ESCORRENTÍA
Contenido Básico
6.1 Definición de la escorrentía y factores que la afectan
6.2 Red hidrométrica y estaciones de aforo: planeamiento de la red y curvas de calibración de una estación limnimétrica
6.3 Concepto de hidrograma
Contenido Complementario
6.4 Temas de investigación sobre caudales y escorrentía
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
Contenido Básico
8.1 Componentes y análisis del hidrograma
8.2 Relación entre hietograma e hidrograma
8.3 Determinación de la escorrentía total
8.4 Hipótesis de linealidad, hidrógrafas unitarias y curvas S
8.5 Identificación de la hidrógrafa unitaria a partir de datos lluvia-escorrentía
8.6 Hidrógrafa unitaria sintética y generalizada
8.7 Hidrógrafa unitaria instantánea
8.8 Modelos de lluvia-escorrentía para cuencas hidrográficas. Calibración y uso
8.9 Temas de investigación sobre las relaciones lluvia-escorrentía
2. OBJETIVOS
2.1 GENERAL
Capacitar al estudiante en el manejo de las distintas variables hidrológicas y en los diversos métodos que se utilizan para la obtención y el tratamiento de los datos relacionados con dichas variables, de tal manera que pueda determinar la magnitud de los eventos (precipitación y escorrentía) que rigen los sistemas hidráulicos y los diversos estudios ambientales.
2.2 ESPECÍFICOS
*Estudiar las relaciones existentes entre la climatología global y la hidrología de Colombia.
*Introducir los conceptos básicos de la geomorfología de cuencas.
*Exponer las diversas técnicas para medir y cuantificar las variables relacionadas con el ciclo hidrológico.
*Capacitar a los estudiantes en técnicas relacionadas con el diseño hidrológico.
*Analizar temas de investigación en hidrología aplicables a nuestro medio (particularmente para proyectos de grado)
2. COMPETENCIAS (Generales del Curso, tanto previas como a desarrollar)
Competencias previas
Dominio de los conceptos generales de la estadística básica
Competencias a desarrollar
*Capacidad para el análisis de datos hidrológicos.
*Desarrollo de la capacidad para decidir y actuar con juicio crítico en temas hidrológicos.
*Habilidad para el desarrollo de diagnósticos climáticos.
*Capacidad para estimar la oferta hídrica de una cuenca.
*Competencia para analizar situaciones relacionadas con diseño hidrológico (inundaciones-sequías).
*Desarrollo de una cultura investigativa en temas relacionados con hidrología.
3. UNIDADES TEMÁTICAS
UNIDAD 1. GENERALIDADES
UNIDAD 2. HIDROCLIMATOLOGÍA DE COLOMBIA
UNIDAD 3. GEOMORFOLOGÍA DE CUENCAS
UNIDAD 4. PRECIPITACIÓN
UNIDAD 5. EVAPOTRASPIRACIÓN
UNIDAD 6. ESCORRENTÍA
UNIDAD 7. DISEÑO HIDROLÓGICO
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
4.1 CONTENIDO
UNIDAD 1. GENERALIDADES
Contenido Básico
1.1 Características físicoquímicas del agua
1.2 El agua y la vida
1.3 El ciclo hidrológico
1.4 Importancia del agua en la tierra
UNIDAD 2. HIDROCLIMATOLOGIA DE COLOMBIA
Contenido Básico
2.1 Balance energético global
2.2 Circulación atmosférica a escala sinópica
2.3 Zona de convergencia intertropical
2.4 Interacción océano-atmósfera-continente
2.5 Características predominantes del clima tropical y colombiano
2.6 Variabilidad del clima de Colombia a diferentes escalas espacio-temporales
2.7 Introducción al cambio Climático y su efecto sobre el ciclo hidrológico
UNIDAD 3. GEOMORFOLOGIA DE CUENCAS
Contenido Básico
3.1 Introducción
3.2 Parámetros geométricos y del relieve
3.3 Red de drenaje en la cuenca
3.4 Patrones de erosión
3.5 Equilibrio fluvial
3.6 Formación de suelo
3.7 La vegetación en la cuenca
UNIDAD 4. DISEÑO HIDROLÓGICO
Contenido Básico
7.1 Confiabilidad, riesgo y período de retorno
7.2 Eventos extremos
7.3 Distribuciones de probabilidad para eventos extremos
7.4 Estimación de caudales medios, máximos y mínimos.
UNIDAD 5. PRECIPITACIÓN
Contenido Básico
4.1 Generalidades
4.2 Medida de la precipitación
4.3 Análisis de la precipitación en una estación (series de tiempo, curvas de frecuencia, precipitación media, etc.)
4.4 Probabilidad de ocurrencia y período de retorno
4.5 Hietograma, relaciones intensidad-duración, curvas intensidad-frecuencia-duración; determinación de la precipitación promedia sobre un área; curvas de área-
duración-altura.
4.6 Selección de la lluvia de diseño
4.7 Fórmula racional
4.8 Temas de investigación en distribución de lluvias
UNIDAD 6. EVAPOTRANSPIRACION
Contenido Básico
5.1 La evaporación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.2 Transpiración: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.3 La evapotranspiración potencial, real y promedia de una cuenca
5.4 Interceptación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.5 Almacenamiento superficial: definición, factores que lo afectan, medición y estimación.
UNIDAD 7. ESCORRENTÍA
Contenido Básico
6.1 Definición de la escorrentía y factores que la afectan
6.2 Red hidrométrica y estaciones de aforo: planeamiento de la red y curvas de calibración de una estación limnimétrica
6.3 Concepto de hidrograma
Contenido Complementario
6.4 Temas de investigación sobre caudales y escorrentía
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
Contenido Básico
8.1 Componentes y análisis del hidrograma
8.2 Relación entre hietograma e hidrograma
8.3 Determinación de la escorrentía total
8.4 Hipótesis de linealidad, hidrógrafas unitarias y curvas S
8.5 Identificación de la hidrógrafa unitaria a partir de datos lluvia-escorrentía
8.6 Hidrógrafa unitaria sintética y generalizada
8.7 Hidrógrafa unitaria instantánea
8.8 Modelos de lluvia-escorrentía para cuencas hidrográficas. Calibración y uso
8.9 Temas de investigación sobre las relaciones lluvia-escorrentía
Contenido Básico
5.1 La evaporación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.2 Transpiración: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.3 La evapotranspiración potencial, real y promedia de una cuenca
5.4 Interceptación: definición, factores que la afectan, medición y estimación
5.5 Almacenamiento superficial: definición, factores que lo afectan, medición y estimación.
UNIDAD 7. ESCORRENTÍA
Contenido Básico
6.1 Definición de la escorrentía y factores que la afectan
6.2 Red hidrométrica y estaciones de aforo: planeamiento de la red y curvas de calibración de una estación limnimétrica
6.3 Concepto de hidrograma
Contenido Complementario
6.4 Temas de investigación sobre caudales y escorrentía
UNIDAD 8. RELACIONES LLUVIA ESCORRENTÍA
Contenido Básico
8.1 Componentes y análisis del hidrograma
8.2 Relación entre hietograma e hidrograma
8.3 Determinación de la escorrentía total
8.4 Hipótesis de linealidad, hidrógrafas unitarias y curvas S
8.5 Identificación de la hidrógrafa unitaria a partir de datos lluvia-escorrentía
8.6 Hidrógrafa unitaria sintética y generalizada
8.7 Hidrógrafa unitaria instantánea
8.8 Modelos de lluvia-escorrentía para cuencas hidrográficas. Calibración y uso
8.9 Temas de investigación sobre las relaciones lluvia-escorrentía
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