UNIVERSIDAD DEL VALLE - FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA DE RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE

AREA DE INGENEIRIA AGRICOLA Y DE RECURSOS NATURALES

PROGRAMA

1. INFORMACION GENERAL

1.1 Asignatura: OBRAS HIDRAULICAS RURALES (Electiva)

1.2 Código: 730044M1.3 Prerrequisitos: Topografía II (720261M), Hidrología

(730008M)1.4 Programa Academico: Ingeniería Agrícola, Civil, Sanitaria1.5 Semestre: 08 - 101.6 ntensidad Horaria: 3 horas teórico prácticas por semana1.7 Créditos: 31.8 Habilitable: Si1.9 Validable: No 1.10 Profesor: Ing. Hernán Materon Muñoz1.11 Periodo Académico: Febrero – Junio de 2010

2. OBJETIVOS

2.1 GeneralCapacitar al estudiante en el diseño de estructuras hidráulicas involucradas en proyectos de adecuación de tierras con fines agrícolas, pequeños proyectos hidroeléctricos, abasto de acueductos rurales y proyectos de control de torrentes en zona de ladera.

2.2 EspecíficosConocer los diferentes tipos de estructuras hidráulicas según su uso.Conocer el comportamiento hidráulico de las diferentes estructuras.Diseñar óptimamente los diferentes tipos de estructuras hidráulicas.

3. CONTENIDO

Semana 1Introducción. Generalidades. Objetivos e importancia de las obras hidráulicas. Proyectos de aprovechamiento del agua en la agricultura. Clasificación de las obras hidráulicas. Legislación y normas para la construcción de obras hidráulicas. Estatuto Licencia Ambiental.

Semana 2 - 3Obras de regulación y almacenamiento, embalse, volúmenes y alturas características, cálculo del volumen muerto y del volumen útil, métodos de cálculo: analítico y gráfico, programa de cálculo de un embalse

Componentes de un embalse, pequeñas presas de tierra, selección de presas de tierra, altura máxima de diseño, corona de la presa, diseño de taludes, obras de excedencia (aliviadero), diseño hidráulico, obras de toma, diseño hidráulico. Bibliografía: 5, 6, 7, 8, 11, 12, 18, 22

Semana 4Obras de captación. Definiciones. Tipos de corrientes. Clasificación de las obras de captación. Parámetros de diseño. Consumos, coeficientes de consumo. Relación entre las diferentes demandas. Capacidad hidráulica y período de diseño.Bocatoma o captación lateral. Criterios generales. Ejemplo de diseño de una captación lateral (acueducto rural).Bibliografía: 1, 2, 4, 6, 12, 17, 21

Semana 5 - 6Bocatomas en proyectos de Centrales hidráulicas pequeñas. Caudales de diseño. Presas de derivación. Ejemplo de cálculo. Tipos de bocatomas. Características específicas. Planos standard. Desarenador. Dimensionamiento. Ejemplos de diseño.

Vertederos o bocatomas laterales (canales de riego). Consideraciones generales. Cálculo del caudal. Análisis del flujo (perfiles superficiales). Ejemplo de diseño.

Semana 7 - 8Toma lateral de fondo (canal de riego). Ejemplo de diseño. Captación sumergida: Dique-Toma para caudales pequeños. Ejemplo de diseño.

Bocatoma sumergida para caudales mayores. Dimensionamiento de una reja. Reja con poca inclinación (caudal vertical). Reja con alta inclinación (caudal vertical). Cálculo del caudal. Dimensionamiento del canal recolector. Parámetros generales de diseño. Bibliografía: 1, 2, 4, 12, 16

Semana 9Ejemplo de diseño de una bocatoma de fondo sumergida para caudales mayores.

Captación de lecho filtrante (acueductos rurales). Características generales. Ejemplo de diseño: dimensionamiento. Cálculo placa perforada. Cálculo del canal recolector. Cálculo del aliviadero (perfil). Diseño del pozo de amortiguamiento. Chequeos.Bibliografía: 1, 2, 4, 12, 16

Semana 10Diseño captación lecho filtrante. Parámetros de diseño. Dimensiones sistemas de filtración. Múltiple recolector. Lecho filtrante. Pérdidas de carga. Cámara de salida. Carga sobre el vertedero de excesos. Carga sobre la tubería de aducción a la planta de tratamiento. Planos de diseño.

Captación por sifones pequeños (canales de riego). Ejemplo de diseño. Captación de aguas lluvias. Ejemplo de diseñoBibliografía: 1, 2, 12

Semana 11Obras de conducción. Características de los proyectos de riego y drenaje. Redes de canales en distritos de riego y drenaje. Trazado de canales. Factores geométricos en el diseño. Ejemplo de cálculo.

Diseño de canales. Canales no erodable. Canales erodables. Diseño de canales de riego. Secciones típicas. Diseño de canales de drenaje. Características, tipos y formas.Bibliografía: 8, 9, 12, 16, 21

Semana 12 - 13Obras de medición y división del caudal. Obras de medición del agua para riego. Métodos: volumétrico y gravimétrico, canaleta WSC, presas de aforo (vertederos). Tuberías de descarga de pozo profundo, compuertas de fondo, medidores de régimen crítico.Consideraciones generales para el diseño de estructuras de reparto de caudales (partidores). Generalidades. Diseño hidráulico. Ejemplo de diseño de un partidor de caudales. Caja de distribución. Consideraciones generales para el diseño. Ejemplo de diseño caja de distribución.Bibliografía: 3, 9, 12, 16, 17Semana 14 - 15Obras especiales, estructuras de transición, diseño hidráulico, ahogamiento, perdidas de carga, ángulo de la superficie del agua, dimensiones: longitud de la transición, ángulo de la plantilla en la entrada de la transición, dimensión de la plantilla al final de la transición, borde libre, dimensiones, ejemplo de diseño.

Diseño de la transición de salida, diseño hidráulico, disposición final de la transición de salida. Tomas para canales de riego, diseño hidráulico, ejemplo de diseño.Bibliografía: 1, 2, 3, 6, 12, 15, 17, 21

Semana 16Cruce de vías (pasos), diseño hidráulico, ejemplo de diseño. Sifones, diseño hidráulico, ejemplo de diseño.

Viaducto o puente canal, diseño hidráulico, ejemplo de diseño. Caídas verticales: sección y control, pozo de amortiguación y longitud de resalto, ejemplo de diseño.Bibliografía: 12, 16, 21

4. METODOLOGIA

El curso se desarrollará mediante clases teóricas, en donde se presentará la utilidad, función, recomendaciones, características, experiencia y metodología para el diseño de las diferentes obras hidráulicas. En lo posible se incluirá la estimación de los costos de construcción y operación de las obras.

Secciones teórico-prácticas con la presentación de material audiovisual, planos y realización de talleres de diseño.

Visitas para el conocimiento de las diferentes obras en operación y construcción.

5. EVALUACION

Se evaluará con los talleres de diseño programados en el curso. (60%)

Mediante seminarios se trataran temas específicos de parte de los estudiantes, quienes expondrán su respectivo tema ante el grupo. Los seminarios serán evaluados de acuerdo a su presentación y contenido. (40%)

6. BIBLIOGRAFIA

l Abasto de agua para poblaciones. Universidad del Valle. Antonio Castilla R. l985.

2 Arocha R., Simón. Abastecimiento de Agua, Teoría y Diseño, Ediciones Vega S.R.L., la. edición,l978,Caracas. Venezuela.

3 Discharge Measurement Structures. International Institute for reclamation and improvement, ILRI. Holanda, l976.

4 Diseño básico de acueductos y alcantarillados. Lauro Arturo M. 5 Diseño de presas de tierra para pequeños almacenamientos. (Programa Lagos). Himat. Alvaro

Villamizar. l984.

6 Diseño hidraúlico. Ediciones Escuela Politécnica Superior. Quito, Ecuador. Sviatoslav Krochin.

7 Diseño Pequeñas Presas. Bureau Reclamation USA, Editorial Dossat, l970. 8 El dibujo en proyectos de ingeniería agrícola. J. García. l983. Univalle.

9 Hidráulica de canales. Norberto Urrutia 1986. Univalle.

10 Hidrología Básica I, II, III. Henry Jiménez, Hernán Materón 1986. Univalle.

11 Obras Hidráulicas Rurales, H. Materón, Universidad del Valle, Abril 1988.

12 Ingeniería hidráulica. Cuatrimestral. Instituto Politécnico "José Antonio Echavarría" La Habana. Cujae. Marianao. Cuba.

13 Ingeniería Hidráulica en México. Secretaría de los Recursos Hidráulicos. México. Revista trimensual.

14 Obras Hidráulicas. Editorial Limusa. F. Torres Herrera, México, l98l.

15 Open Channel Hydraulics - Editorial Mg Graw Hill - Ven Te Chow.

16 Pequeñas Obras Hidráulicas. FAO. Vol. II. D.B.Kraatz. I.K. Mahajan, l976. Roma.

17 Metodología para elaborar proyectos de control de torrentes, CIDIAT, Mérida, Venezuela, 1979.

18 Manual para proyectos de pequeñas obras hidráulicas para riego y abrevadero. Colegio de Postgraduados, Chapingo, México, 1980.

19 Arquitectura hidráulica. SCHOKLISTSCH, A., Tomo II, Barcelona, España, Ed. Gustavo Gili, 1935.