UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: H0516
Hidráulica Fluvial
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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03003 - Ingeniería Hidráulica 2002 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
4to
-

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Hidráulica - Plan 2002
PARA CURSAR PARA PROMOCIONAR
(C0105) Estructuras III
(C0107) Geotecnia I
(C0115) Geotecnia II
(F0301) Matemática A
(G0450) Topografía
(H0501) Hidráulica I
(C0115) Geotecnia II
(G0450) Topografía

INFORMACIÓN GENERAL 

Área: Hidrologia
Departamento: Hidraulica

Ingeniería Hidráulica - 2002 plegar-desplegar

Tipificación: Tecnologicas Aplicadas

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 80hs SEMANALES: 5 hs
TEORÍA
-
PRÁCTICA
-
TEORÍA
2 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
0 hs
Resol. de Problemas abiertos
20 hs
Proyecto y Diseño
0 hs
PPS
16 hs

TOTALES CON FORMACIÓN PRÁCTICA: 116 hs

HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)
TEORÍA

-

PRÁCTICA

-


PLANTEL DOCENTE

Profesor Adjunto - Ordinario, Dedicación Semi Exclusiva  
Ing.Bianchi, Guillermo José   mail guillermo.bianchi@ing.unlp.edu.ar

Profesor Adjunto - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.Brea, José Daniel

Ayudante Diplomado - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.Mugetti, Ana Cristina

Ayudante Diplomado - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.MariÑo, Anabel

Ayudante Diplomado - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.Ferreyra, Ricardo Raul

Ayudante Diplomado - Interino, Dedicación Simple  
Ing.Lacunza, Esteban

OBJETIVOS

Conocer las características propias de las corrientes fluviales. Desde una perspectiva global, interpre-tar el funcionamiento del sistema fluvial. La morfología fluvial como resultado de interacciones hidráu-lico-hidrológicas, sedimentológicas, ecológicas y antrópicas. Abordar además el conocimiento de la fisica del escurrimiento bifásico líquido-sólido. Caracterizar los sedimentos que forman el lecho y márgenes, los modos de transporte del sedimento, en escurrimiento permanente y uniforme, uni y bidimensional. Los fenómenos tridimensionales y la circulación secundaria como principal caraterística de las corrientes naturales en donde se plantean las intervensiones. Estudiar las consecuencias del transporte de sedimentos en el diseño de las obras de ingeniería. Interpretar las respuestas de los ríos frente a las obras. Identificar y conocer los procesos fluviales (erosión y sedimentación) en relación a la estabilidad de cauces. Abordar el anteproyecto de las obras fluviales necesarias para la sistematización de ríos.

PROGRAMA SINTÉTICO

1. El sistema fluvial. Descripción de los componentes y funciones del corredor fluvial. 2. Morfología de ríos.3. Introducción a la mecánica fluvial. Coeficiente de rugosidad en cauces naturales. 4. Sedimentología. Fuentes de producción de los sedimentos y características. 5. Condiciones críticas para inicio de movimiento en lechos granulares.6. Formas de fondo y resistencia al flujo. 7. Erosión de lechos cohesivos8. Transporte de Sedimentos. 9. Consecuencias del transporte de sedimentos. Caudal formativo. 10. Degradación de lechos y Sedimentación en embalses.11. Suspensión.12. Carácter tridimensional del escurrimiento. Leyes de Fargue13. Estabilidad de cauces naturales.14. Mejora y estabilización de ríos. 15. Obras Fluviales. Proteccion márgenes fluviales. Sistematización de torrentes. 16. Respuesta a las Intruciones Viales. Socavación general y local.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad

1. El sistema fluvial. Descripción de los componentes y funciones del corredor fluvial. Propósito de la hidráulica fluvial. Importancia del paisaje fluvial y de la preservación del río y sus costas para satisfacer usos diversos. Descripción de los componentes y funcionamiento del corredor fluvial (La cuenca y los distintos sectores funcionales). El río como un medio continuo. Morfología y tipología del hábitat fluvial: Riberas y llanuras de inundación. Identificación de las diferentes escalas temporal y espacial en el estudio de los sistemas fluviales. Introducción al conocimiento de las comunidades fluviales (Distribución y zonificación longitudinal del río). Concepto de Régimen de caudales ecológicos.

2. Morfología de ríos.Concepto de río aluvial. Perfil longitudinal de un cauce. Tramos diferenciables: cabeceras, conos de deyección y abanico aluvial, valle fluvial, llanura aluvial de inundación, deltas. Otras formas: albardones y depresiones. Humedales. Ríos de montaña, torrentes. Variables relacionables con la forma de los cauces. Formas fluviales: cauces rectos, trenzados y meandrosos. Relaciones morfológicas y de geometría del cauce, Pendiente-grado de sinuosidad, formas fluviales-transporte de sedimentos.

3. Introducción a la mecánica fluvial. Rugosidad en cauces naturales. Flujo en cauces naturales. Ecuaciones del escurrimiento permanente y uniforme. Coeficiente de Chezy y rugosidad equivalente en lechos granulares. Influencia de los diversos factores: Tipos de lechos y márgenes, vegetación, irregularidades y obstrucciones, niveles, curvas, erosión y sedimentación. Método de Cowan. Método fotográfico de Barnes. Aplicación del criterio de Strickler. Cauces con rugosidad compuesta.

4. Sedimentología. Fuentes de producción de los sedimentos y características. Fenómenos de erosión superficial de suelos y de remoción en masa. Fórmulas USLE, Gavrilovic, etc. Rendimientos. Conocimiento de la problemática de los principales ríos nacionales, tasa anual de sedimentos. Características y propiedades de los sedimentos: Caracterización y clasificación: origen, tamaños, forma, densidad, velocidad de caída, porosidad. Determinación de la densidad aparente de depósitos de embalse.

5. Condiciones críticas para inicio de movimiento en lechos granulares.Condiciones críticas para inicio de movimiento: Equilibrio de partículas en el lecho, planteo teórico, fuerzas actuantes. Fuerza de arrastre. Experiencias de Shields. Criterio de la velocidad crítica. Diagrama de Hjulström. Influencia de diversos factores (forma de la partícula, granulometría uniforme o extendida, relación tirante -tamaño del grano, efecto de la cohesión).

6. Formas de fondo y resistencia al flujo. Interpretación de la existencia de las formas de fondo, criterios de clasificación. Lecho plano, Rizos y dunas, transición, antidunas. Estimaciones predictivas: diagrama de Albertson-Liu, Simons, Engelund & Fredsoe. Influencia de las formas del lecho en la resistencia al flujo. Evaluación de la rugosidad. métodos de Yalin y van Rijn. Determinaciones en los canales del laboratorio. Mediciones en corrientes naturales (río Paraná).

7. Erosión de lechos cohesivos. Generalidades. Variables que gobiernan el fenómeno. Factores físicos, factores químicos, y características del escurrimiento. Erosión en suelos cohesivos. Erosión en barros cohesivos. Suspensión, floculación y decantación. Investigaciones de campo y de laboratorio. Análisis de dos tipologías básicas: a) arcillas consolidadas de media a alta resistencia, b) suelos blandos cohesivos (lodos de baja resistencia).

8. Transporte de Sedimentos. Modalidades del transporte Sólido. Las fórmulas de transporte de sedimentos. Aplicaciones de la tensión de arrastre y otros métodos al acarreo de fondo. Fórmula de Du Boys. Fórmulas empíricas. Ecuaciones adimensionales, para transporte de fondo (Meyer-Peter & Müller, Einstein, Einstein-Brown); estimación del acarreo por movimiento de las formas de fondo; transporte en suspensión y transporte total, criterios de Engelund-Hansen, Einstein, etc.

9. Consecuencias del transporte de sedimentos. Caudal formativo. Aplicaciones del transporte de sedimentos. Criterio cualitativo de Lane. Desarrollo de un modelo morfológico simple para evaluar procesos de evolución del cauce. Concepto de caudal dominante o formativo. Métodos para su estimación. Ejemplos: Cambio del caudal dominante; Rectificación de cauces (corta); Efecto de la eliminación de brazos secundarios en zonas de islas; Consecuencias de las obras de dragado: a) construcción de brechas transversales, b) evolución del lecho por canalización de un tramo extenso.

10. Degradación de lechos y Sedimentación en embalses. Formación de depósitos en cabeceras de embalses. Características morfológicas. Evaluación de la sedimentación en embalses: pronósticos, estimación del transporte sólido entrante, eficiencia de retención, peso específico aparente de los depósitos, distribución de los sedimentos en el embalse. Efectos secundarios y ambientales debido a la presencia de sedimentos. Retiro de sedimentos por dragado. Procesos fluviales aguas abajo de presas. Determinación del nuevo perfil de equilibrio por corte del suministro de sedimentos. Tendencias a largo plazo. Estudio de la dinámica de confluencias, consecuencia de los regímenes variables del afluente principal y el tributario. Obras de derivación de caudales, incidencia en el estado de equilibrio del río, para diferentes manejos de los volúmenes sólidos. Estudios de caso mediante modelos físicos y modelación matemática.

11. Suspensión.Generalidades e interés práctico sobre el conocimiento del transporte en suspensión. Estimación de la carga en suspensión. La difusión en el movimiento turbulento. Aproximación general de la ecuación diferencial. Distribución de concentraciones en la vertical (solución de Rouse). Método de Einstein Modificado. Limitaciones del método; problemas prácticos y observaciones de campo. Características del gasto sólido medido en ríos. Aforos sólidos.

12. Carácter tridimensional del escurrimiento. Leyes de Fargue. Generalidades sobre el carácter tridimensional del escurrimiento fluvial. Principio del no Paralelismo. Formación de Meandros, experiencias de Friedkin y Leliavsky, solución de Schoklitsch derivada de la teoría de Sternberg. Consecuencias en los trabajos de corrección de cauces. Correlación entre Profundidad y Curvatura: Leyes empíricas de Fargue. Flujo en curvas: Corrientes secundarias de Thomson y ensayos de Engels, ecuación de Grashof. Orígenes de los Meandros. Principio de la Reflexión de Velocidades y estudios de los Meandros. Consecuencias prácticas de los efectos de las corrientes Secundarias. Ejemplos: obras de toma, etc.

13. Estabilidad de cauces naturales. Concepto de estabilidad y equilibrio de cauces. Teoría del régimen. Métodos empíricos para resolución de la estabilidad de los cauces (Teoría de Régimen). Teoría de la fuerza tractiva. Distribución del arrastre y resistencia al movimiento. Criterio de Lane. El método de la fuerza tractiva para el diseño de canales estables. Sección transversal mínima estable. Comparación y discusión de los criterios. Factores que afectan la estabilidad de los taludes. La geometría de los cauces aluviales. Comportamiento general del equilibrio dinámico. Modelos empíricos, semi-empíricos y analíticos. Relaciones morfológicas. Criterios de mínima energía. Diagrama de Chang.

14. Mejora y estabilización de ríos. Estudios específicos en ríos de montaña y torrentes: conos aluviales. Sistematización de torrentes. Estudios en ríos aluviales. Ríos navegables: mejoras y alcance de la regulación. Pasos en alto fondos o barras (estudios en el río Paraná y Uruguay). Características hidráulicas de los cauces. Relaciones fundamentales e influencia de factores hidráulicos: ancho, tirante, pendiente, rugosidad, sedimentos y meandrosidad. Gasto determinante de la configuración del lecho.

15. Obras Fluviales. Proteccion de márgenes fluviales. Corrección, rectificación, y canalización de ríos. Definiciones y Generalidades. Obras de defensa de márgenes, obras de encauzamiento, longitudinales y transversales. Criterios de diseño. Evaluación de las distintas acciones (arrastre, oleaje, deslizamiento del talud). Estructuras y materiales empleados. Aplicaciones.

16. Interferencias de obras de infraestructura. Socavación general y local. Erosión en secciones de emplazamiento de Puentes. Erosión generalizada. Método de Litchvan-Lebediev. Erosión transversal, Erosión local en pilas y estribos de puentes. Definición de la cota de fundación de puentes. Estimación de la socavación máxima probable. Extensión de los fenómenos de erosión a otros tipos de obra de cruce (gasoductos, etc). Obras de protección y muros de encauzamiento.


BIBLIOGRAFÍA

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad



? Picandet, P, Josch, I., Bianchi, G., Mugetti, A., y Porro, G. Apuntes de Hidráulica Fluvial, CEILP, La Plata, 1992 y ediciones posteriores. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Vanoni, V.A. (ed.) Sedimentation Engineering, ASCE Manual and Report of Engineering Practice No.54, 1977. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Shen,S.W.(editor), Rivers Mechanics, Fort Collins, Colorado, 1971. (Biblioteca del Depto de Hidráulica).
? Aguirre Pé, J. Hidráulica de Sedimentos. Universidad de Los Andes, Cidiat, Mérida, 1983. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Simons, D. & Senturk, F. Sediment Transport Technology. Water Resources Publications, Colorado, 1977. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Ven te Chow, Hidráulica de los Canales Abiertos, Editorial Diana, Mexico 1983, (Biblioteca del Depto de Hidráulica).
? Henderson, F. M. Open Channel Flow. 1966. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Raudkivi, A.J. Loose Boundary Hydraulics, 1992. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Martin Vide, J.P. Ingeniería Fluvial. Edicions UPC, Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, 1997. (Biblioteca del Departamento de Hidráulica).
? Thorne, Bathurst & Hey (ed), Sediment Transport in Gravel Bed Rivers, John Wiley & Sons, 1992 (Biblioteca del Depto de Hidráulica).
? Petts, G.E. & Amoros, C. Fluvial Hydrosystems., Chapman & Hall, 1998. (Biblioteca Depto Hidráulica).
? González del Tanago, M et al, Restauración de Ríos y Riveras. Fundación Conde del Valle de Salazar y Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, 1998. (Biblioteca de Depto de Hidráulica).

"Programa Aprobado en la 56º Sesión Ordinaria del H. Consejo Académico el 29/03/2004".

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

El programa de actividades prácticas acompaña el dictado de clases teóricas .Dos de los trabajos prácticos incluyen tareas en forma de Laboratorios (TP3 - Formas de Fondo y TP6 - Erosión local en pilas y estribos).Las tareas de gabinete permiten aplicar los conceptos teóricos en la resolución de problemas que sintetizan distintos cálculos de verificación o diseño de estructuras relacionadas con los escurrimientos a superficie libre en los distintos régimenes analizados. Los laboratorios desarrollados en los canales existentes del Departamento de Hidráulica, permiten que el alumno visualice los distintos tipos de escurrimientos y pueda apreciar la dinámica del transporte de sedimentos a traves de los los rizos y dunas del lecho erosionable, las distintas causas que gobiernan el fenómeno, analizando la sensibilidad a las modificaciones que se puedan introducir, principalmente para el estudio de erosión local en pilas y estribos de puentes y en espigones. Los Trabajos culminan en Informes Técnicos de las tareas realizadas por el alumno que le permiten la práctica de expresar en forma resumida y ordenada los resultados obtenidos e inconvenientes encontrados en el desarrollo de su tarea. El alumno llevará una carpeta con los problemas resueltos y con los informes de las prácticas de laboratorio. Esta carpeta es periódicamente revisada y aprobada por los docentes.Trabajos Prácticos de Hidráulica Fluvial.( Carga horaria 6 hs. cada T.P)TP1 - Coeficiente de rugosidad en cauces naturales.TP2 - Sedimentología, Condiciones de Inicio de arrastre. TP3 - Formas de fondo en lechos aluviales. TP4 - Transporte de sedimentos. Aplicaciónes. Desarrollo de modelo morfológico simple. TP5 - Estabilidad de Cauces Naturales, Diseño de Canales Estables y de Protecciones.TP6 - Socavación general y local. Problemas de Hidráulica de Puentes.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

Se armoniza la enseñanza teórico - práctica de la asignatura, de manera que a medida que se progresa en la parte teórica, se profundiza la práctica. Los conocimientos enseñados en la teoría son aplicados en la práctica con intervención directa del alumno y guía permanente del docente.Las prácticas de Laboratorio, que complementan la enseñanza (TP3 - Formas de fondo y TP6 - Erosión en pilas y estribos) contituyen una original modalidad de comprender y asimilar los fenómenos relacinados con el transporte sólido. Por otra parte, además muestran la importancia de la experimentación en la hidráulica Fluvial. El dictado de las clases teórico - prácticas se realiza por unidades temáticas que pueden abarcar más de una clase. En ellas se desarrollan los conceptos básicos, se muestran resoluciones de casos prácticos característicos y se hace referencia a los problemas que el alumno deberá resolver con carácter obligatorio o con carácter optativo. Para ello se cuenta con Guías de actividades prácticas que presentan una gran variedad de problemas para resolver.El apunte del tema a desarrollar se encuentra previamente a disposición del alumno, que sigue la clase sin necesidad de tomar notas y centrando su interés en captar los principales conceptos. Como complemento de algunas prácticas se implementan recorridas a los principales cursos fluviales de la zona, con el objeto de: reconocer e interpretar formas fluviales, observar característas de las obras, identificar procesos fluviales, etc. En horarios complementarios al dictado del curso el cuerpo docente está a disposición de los alumnos para evacuar todo tipo de consultas, en particular las referentes a la resolución de los problemas prácticos, sean estos obligatorios u optativos.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La evaluación de los alumnos por promoción,consiste en dos exámenes parciales con sus respectivos recuperatorios, que se rinden escrito y oral.Para aprobar cada examen parcial el alumno deberá obtener un mínimo de 6 puntos. El alumno deberá desarrollar los temas propuestos en forma práctica (desarrollo de un problema aplicado ) y en forma teórica (cuestionario de desarrollo conceptual). Habrá un examen recuperatorio flotante(Ord. 028/02).Para poder rendir, deberá tener aprobada una determinada cantidad de trabajos prácticos, en el caso del primer parcial y la totalidad de los trabajos en el segundo. Dada la característica del curso por promoción, complementariamente se practica una evaluación conceptual e informal que se realiza durante el desarrollo de las unidades tematicas y/o durante el desarrollo de los trabajos prácticos, consistente en preguntas que planteen la participación y reflexión sobre los temas tratados. Esto permite asegurar el seguimiento de la materia por parte del alumno y a través de su evolución, confirmar (o revisar) que los principales conceptos volcados han sido adecuadamente aprehendidos, para permitir el avance en el conocimiento de otros temas.Para la aprobación del curso de promoción, el alumno deberá presentarse a un Coloquio con los docentes de la Cátedra con carácter de obligatorio, en el que se intercambian opiniones acerca de distintos aspectos de la asignatura y del desarrollo del curso. Se pretende lograr con esta metodología la integración de los conocimientos adquiridos durante la cursada.Los alumnos que en los examenes parciales obtengan menos de 6 puntos pero en las partes prácticas hallan obtenido un minimo de 4 puntos o se hallan inscripto y cursado solo la parte práctica y rendido y aprobado los trabajos prácticos con un mínimo de 4 puntos estaran habilitados para rendir un Examen Final teórico y práctico; al cual deberá aprobar con un mínimo de 4 puntos( Ord. 028/02)

MATERIAL DIDÁCTICO

Apuntes de clase de Hidráulica Fluvial, autores Picandet, P., Josch, I. , Bianchi, G., Mugetti, A. y Porro, G.. Centro de Estudiantes Ingeniería la Plata (CEILP), ediciones 1992, 1998 y 2001.Guía de Trabajos Prácticos de Hidráulica Fluvial, TP1 (Coeficiente de rugosidad en cauces naturales), TP2 (Sedimentología, Condiciones de Inicio de arrastre) TP3 (Formas de fondo en lechos aluviales), TP4 (transporte de sedimentos, desarrollo de modelo morfológico simple) y TP5 (Estabilidad de Cauces Naturales, Diseño de Canales Estables) TP6 (Socavación general y local. Problemas de Hidráulica de Puentes).Todo este material está disponible en el CEILP y tambien se encuentra en la Biblioteca del Departamento de Hidráulica.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


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