Predimensionado y Diseño de las Obras Hidráulicas

Tema 1. Necesidad de recursos

• Necesidades conceptuales
  • Abastecimiento
  • Saneamiento
  • Riego
  • Energía
  • Protección
• Necesidades valorables
  • Dotaciones y caudales mínimos
  • Caudales de evacuación
  • Presiones mínimas y máximas
  • Potencia y energía del aprovechamiento
  • Reducción y adecuación de zonas inundables
  • Mejoras en medio ambiente
• Obras hidráulicas. Su utilidad directa
  • Presas y azudes
  • Canales
  • Conducciones
  • Encauzamientos
• Obras hidráulicas asociadas. Su utilidad indirecta
  • Drenaje superficial
  • Drenaje profundo
  • Hidráulica fluvial
• El medio social y legislativo
  • Población
  • Planeamiento
  • Usos
  • Marco legal
• El medio físico
  • Topografía
  • Geología
  • Hidrogeología
  • Geotecnia
  • Red fluvial
  • Textura del medio
• Aportaciones
  • Climatología
  • Pluviometría
  • Hidrología

Tema 2. Nociones básicas para el diseño. Hidrología (I)

• Hidrología básica
  • El ciclo del agua
  • Precipitación
  • Fenómenos tormentosos
  • Escorrentía
  • Infiltración
  • Evapotranspiración
• Sistemas de predicción de valores máximos
  • Métodos estadísticos
  • Métodos estocásticos
  • Otros métodos
• Transformación pluviometría-escorrentía
  • Métodos de empíricos
  • Métodos hidrometeorológicos
• Cálculo de los caudales de diseño
  • Probabilidad y Período de retorno
  • Fórmulas Determinísticas
  • Fórmulas Empíricas
  • Fórmulas regionales
  • Patrones de cuencas hidrográficas
• El hidrograma unitario
• El método de la Instrucción de carreteras 5.2-IC
• El método HEC-HMS

Tema 3. Nociones básicas para el diseño. Hidráulica (I)

• Ecuaciones básicas de conducciones en presión
  • Continuidad
  • Cantidad de movimiento
  • Energía. Ecuación de Bernouilli
  • Concepto de presión
  • Línea piezométrica
• Pérdida de carga
  • Pérdida continua
  • Pérdida localizada
• Fenómenos transitorios
  • Golpe de ariete en cierre de válvula
  • Golpe de ariete en arranque de bombas
  • Golpe de ariete en parada de bombas
• Esfuerzos no compensados. Macizos de anclaje
  • Esfuerzos en codos
  • Esfuerzos en derivaciones
  • Esfuerzos en reducciones
  • Esfuerzos en válvulas
  • Estudio de la necesidad de anclaje

Tema 4. Nociones básicas para el diseño. Hidráulica (II)

• Ecuaciones básicas de conducciones en lámina libre
  • Continuidad
  • Cantidad de movimiento
  • Energía. Ecuación de Bernouilli
  • Pendiente hidráulica
  • Régimen crítico
• Pérdida de carga
  • Pérdida continua
  • Pérdida localizada
• Régimen no uniforme. Régimen no permanente
  • Régimen variable. Hidrograma
  • Régimen variado espacialmente
  • Gradualmente variado. Curvas de remanso
  • Rápidamente variado. Resaltos
• Hidráulica de vertederos y orificios
  • Vertedero de pared delgada
  • Vertedero de pared gruesa
  • Aliviaderos laterales
  • Compuertas
  • Vórtex

Tema 5. Aplicación al diseño de presas (I)

• Función de las presas
  • Elevar cota
  • Almacenar o regular
  • Laminar avenidas
  • Generar energía
  • Ocio
• Tipologías de presas por sus materiales

1. Presas de fábrica

• Mampostería
• Hormigón armado
• Hormigón compactado

2. Presas de materiales sueltos

• Homogéneas
• Con núcleo impermeable
  • Núcleo arcilloso
  • Núcleo asfáltico
• Con pantalla impermeable
  • Pantalla de hormigón
  • Pantalla asfáltica

3. Presas hinchables

• Tipologías de presas según la forma de resistir los empujes
  • Presas de gravedad
  • Presas de contrafuertes
  • Presas arco-gravedad
  • Presas bóveda
• Tipologías de aliviaderos de presas
  • Aliviaderos sin control
  • Aliviaderos con compuertas
  • Aliviaderos laterales
  • Aliviaderos exentos tipo Morning Glory o Pozo
  • Aliviaderos laberínticos
  • Aliviaderos fusibles
• Elementos de disipación
  • Cuencos
  • Trampolines de lanzamiento
  • Trampolines sumergidos
  • Disipadores de impacto

Tema 6. Aplicación al diseño de presas (II)

• Selección de tipo de presa

1. Criterios geotécnicos del cimiento

• Tensiones admisibles
• Módulos de deformación
• Cohesión y ángulo de rozamiento interno
• Fracturación, diaclasas y criterios geológicos
• Permeabilidad del cimiento

2. Criterios derivados de la disponibilidad de materiales

• Áridos para hormigones
• Cementos y cenizas
• Material impermeable
• Material para filtro
• Material para espaldones
• Escolleras
• Agua

3. Criterios derivados del medio físico

• Desvío del río
• Ubicación de instalaciones
• Existencia de redes próximas
• Ubicación respecto a zonas habitadas
• Afección al medio natural

4. Criterios económicos

• Laminación de avenidas
  • Hidrograma de entrada
  • Curva Volumen-Cota
  • Algoritmo de laminación
• Marco legal
  • Gran presa
  • Criterios de seguridad
  • Escenarios contemplados
  • Resguardos
  • Planes de Emergencia

Tema 7. Aplicación al diseño de presas (III)

• Prediseño estadístico de taludes
  • Presas de gravedad de hormigón
  • Presas homogéneas
  • Presas de materiales sueltos con núcleo de arcilla
  • Presas de materiales sueltos con núcleo asfáltico
  • Presas de materiales sueltos con pantalla asfáltica
  • Presas de escollera con pantalla de hormigón
  • Presas arco
• Prediseño de estabilidad de presas de hormigón
  • Esfuerzos directos
  • Subpresión
  • Oleaje
  • Sismo
  • Coeficientes de seguridad
• Prediseño de estabilidad de presas de materiales sueltos
  • Redes de filtración
  • Desembalse rápido
  • Compacidad de los materiales
  • Ángulos de rozamiento interno
  • Función de filtro
  • Drenajes
  • Presiones intersticiales
• Elementos mecánicos

1. Compuertas

• Ataguías
• Wagon
• Sector
• Segmento
• Otras

2. Válvulas

• Bureau
• Asiento plano
• Chorro hueco
• Paso anular
• Mariposas

3. Aireaciones

• Aliviaderos y canales de descarga
• Pozos
• Descargas
• Ventosas
  • Auscultación
  • Plan de obra
  • Valoración

Tema 8. Aplicación al diseño de canales

• Diseño hidráulico
  • Caudal
  • Pendiente
  • Sección efectiva
• Trazado
  • Base en desmonte
  • Compensación de tierras
  • Curvas de nivel
  • Sifones
• Tipología
  • Estructural
  • Prefabricada
  • Revestida
    • Trapecial
    • Sector circular
• Drenaje
  • Drenaje superficial
  • Drenaje del canal
  • Subpresiones
• Aliviaderos y elementos mecánicos
  • Pico de pato
  • Aliviaderos laterales
  • Compuertas
  • Compuertas de nivel constante
  • Partidores
  • Aliviaderos en sifón
• Plan de obra y valoración
  • Maquinaria específica
  • Accesos

Tema 9. Aplicación al diseño de conducciones (I)

• Funciones principales
  • Las redes de abastecimiento
  • Las redes de evacuación
  • Las redes de regadío
• Materiales
  • Características principales de los materiales de tubería
  • Singularidades
  • Ventajas e inconvenientes
  • Selección de materiales
• Conceptos hidráulicos aplicados
  • Hidráulica en presión
  • Hidráulica en lámina libre
• Prediseño hidráulico de tuberías
  • En presión
  • En lámina libre
• Cálculo mecánico de las tuberías
  • Tubería rígida
  • Tubería flexible
• Piezas especiales y macizos de anclaje
  • Codos
  • Piezas en T
  • Macizos de anclaje
• Sistemas de protección antiariete
  • Chimeneas de equilibrio
  • Calderines hidroneumáticos
  • Válvulas de alivio
  • Tanques unidireccionales
• Elementos de una conducción

1. Lámina libre

• Pozos
• Aliviaderos
• Disipadores
• Tanques de retención
• Vórtex
• Basculantes

2. Presión

• Ventosas
• Desagües
• Válvulas de seccionamiento
• Válvulas hidráulicas

• Estaciones de bombeo
  • Dimensionamiento
  • Dimensiones geométricas mínimas
  • Tipología de bombas
  • Filtros

Tema 10. Aplicación al diseño de conducciones (II)

• Instalación de tuberías
  • Zanja
  • Zanja terraplenada
  • Terraplén
• Instalaciones no convencionales
  • Zanja inducida
  • Hinca de tubería
  • Autoportantes
• Control y Normativa
  • Normativa vigente
  • Normativa obsoleta
  • Prueba de presión en zanja
• Patología de tubería
  • Errores de dimensionamiento
  • Errores de diseño
  • Errores de montaje
  • Patología más frecuente

Tema 11. Aplicación de Hidráulica Fluvial

• Encauzamientos
  • Períodos de retorno
  • Secciones mínimas
  • Cortas
  • Diseño de encauzamientos
• Hidráulica de Puentes

1. Zonificación

• Cauce de aguas bajas
• Zona de policía
• Zona de intenso desagüe
• Zona inundable

2. Método estándar por etapas

• Rugosidad del cauce
• Secciones inefectivas
• Periodos de retorno
• Programa Hec-Ras

• Diseño de obras auxiliares
  • Desvíos del río
  • Vados
  • Penínsulas
• Socavación

1. Socavación general

• Transitoria
• Permanente

2. Socavación por contracción

3. Socavación local

• Pilas
• Estribos

• Control de erosión
  • Protecciones
  • Escolleras
• Protección ambiental
  • Técnicas duras
  • Técnicas blandas
  • Reordenación

Tema 12. Drenaje de obras lineales

• Tipos de drenaje
  • Drenaje transversal
  • Drenaje longitudinal
  • Drenaje subterráneo
• Drenaje transversal

1. Carreteras

• Dimensionamiento

2. Ferrocarril

• Dimensionamiento

• Drenaje longitudinal
  • Cunetas de guarda
  • Cunetas de mediana
  • Cunetas de pie de terraplén
  • Cunetones de desmonte
  • Colectores
  • Bajantes y bordillos
  • Bajantes escalonadas
  • Otros disipadores
  • Drenaje de túneles
• Drenaje profundo
  • Drenajes de plataforma
  • Captaciones
  • Desvíos
  • Colectores