DATOS DESCRIPTIVOS. Guía de Aprendizaje Información al estudiante. Sólo castellano Sólo inglés Ambos IDIOMA IMPARTICIÓN DEPARTAMENTO:

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1 Guía de Aprendizaje Información al estudiante DATOS DESCRIPTIVOS ASIGNATURA: HIDRÁULICA FLUVIAL AMBIENTAL CRÉDITOS EUROPEOS: 3 CARÁCTER: OPTATIVA TITULACIÓN: GRADO INGENIERO FORESTAL CURSO/SEMESTRE 4º/7º ESPECIALIDAD: CURSO ACADÉMICO PERIODO IMPARTICION IDIOMA IMPARTICIÓN Septiembre- Enero Febrero - Junio X Sólo castellano Sólo inglés Ambos X DEPARTAMENTO: INGENIERÍA FORESTAL PROFESORADO NOMBRE Y APELLIDO (C = Coordinador) José Anastasio Fernández Yuste ( C ) Coordinador de la asignatura y responsable de la materia Carolina Martínez Santa-María DESPACHO E.U.I.T. FORESTAL U.D. Hidrología E.U.I.T. FORESTAL U.D. Hidrología Correo electrónico tasio.fyuste@upm.es carolina.martinez@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA MATERIA ASIGNATURAS SUPERADAS HIDRÁULICA OTROS RESULTADOS DE APRENDIZAJE NECESARIOS INGLÉS 1

2 OBJETIVOS DE APRENDIZAJE COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA MATERIA Código COMPETENCIA NIVEL Calcular las variables hidráulicas que en mayor medida determinan la funcionalidad ambiental del biotopo acuático del ecosistema fluvial. Diagnosticar y cuantificar el efecto del aprovechamiento de los recursos hídricos sobre el hábitat para distintos taxones acuáticos. Integrar los principios, procesos y variables de la hidráulica fluvial en los proyectos de actuación en ríos y riberas. Obtener, interpretar y aplicar los resultados de modelos de hidráulica fluvial y de hábitat para utilizarlos en las distintas etapas de los procesos de Planificación Hidrológica. Aplicar modelos de simulación hidráulica para la valoración ambiental de distintos escenarios de uso y gestión de recursos hídricos Código RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RA6 RA7 RA8 RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA MATERIA Conocer los principales componentes y procesos del ecosistema fluvial, las variables hidráulicas que determinan el biotopo hidráulico, y establecer relaciones entre ellas y la integridad ambiental del río. Conocer y aplicar los principios y ecuaciones básicas del flujo unidimensional, permanente, lentamente variado y con lecho fijo. Obtener las variables hidráulicas con modelo hidráulico unidimensional (HEC-RAS) para un tramo fluvial simple, interpretando los resultados. Conocer e interpretar el papel de las variables hidráulicas en las preferencias del hábitat para la ictiofauna. Interpretar curvas de preferencia de hábitat. Conocer y aplicar los métodos básicos de simulación hidráulica y de estimación del hábitat con un modelo de simulación (PHABSIM). Interpretar los resultados. Aplicar conocimientos, herramientas y resultados ofrecidos por la hidráulica fluvial al diseño, cálculo y análisis de efectos de obras hidráulicas, mejoras ambientales del ecosistema fluvial, gestión de espacios fluviales, evaluación de impactos... Conocer los requerimientos de la Planificación Hidrológica que pueden satisfacerse desde la hidráulica fluvial. Comprender y utilizar el lenguaje propio de la hidráulica fluvial, sintetizar y estructurar resultados y presentarlos tanto por escrito como oralmente. 2

3 CONTENIDOS Y ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA / CAPITULO Tema 1 Introducción a la hidráulica fluvial. Tema 2 Principios básicos del movimiento de un fluido en lámina libre. Modelización 1D para flujo permanente, lentamente variado y con lecho fijo. Tema 3 Modelización 1D: software HEC-RAS Práctica 1 Simulación 1D sobre HEC-RAS de un tramo fluvial simple Tema 4 Modelización hábitat del fluvial: APARTADO Por qué estudiar Hidráulica Fluvial? Cómo funciona un río? Aspectos ambientales El río como ecosistema Componentes, funciones y procesos del ecosistema fluvial El papel del régimen de caudales en el funcionamiento del ecosistema fluvial Cómo funciona un río? Aspectos hidráulicos Introducción La modelización hidráulica de un tramo Introducción. Conceptos básicos. Tipos de movimientos. Distribución de velocidad y presión en una sección. Energía y energía específica. Tipo de régimen. Número de Froude Modelización 1D: Introducción. Hipótesis. Ámbito de aplicación. Limitaciones. Ecuaciones básicas: un vistazo general e integrado. Pérdidas de carga continuas y locales. Márgenes y cauce: distribución espacial de la longitud, rugosidad y velocidad. Cálculo de calados y velocidades. Condiciones de contorno: Régimen rápido y lento. Calado normal y crítico. Introducción al software HEC-RAS: Características Tipos de análisis Entradas y salidas al sistema Utilidades y aplicaciones Qué es GEO-RAS? Fundamentos hidráulicos de HEC-RAS Trabajar con HEC-RAS: Crear un proyecto Introducir datos geométricos Introducir datos de flujo Realizar la simulación hidráulica Obtener resultados Revisar errores y avisos Realización de un ejemplo guiado Introducir datos geométricos y de flujo Realizar comprobaciones y modificaciones Simular calados para distintos períodos de retorno Evaluar efectos sobre distintas infraestructuras según su vulnerabilidad Evaluar conectividad longitudinal en caudales bajos Para qué puede servir la modelización del hábitat fluvial? La evaluación del hábitat y la Instrucción de Planificación Hidrológica Indicadores I-1 I-1, I-4 I-1, I-4 I-2, I-6 I-1, I-4 3

4 TEMA / CAPITULO Fundamentos. Tema 5 Modelización del hábitat: software PHABSIM Práctica 2 Estimación del hábitat ponderado útil en un tramo de río CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) APARTADO Qué necesita un modelo de hábitat fluvial? Selección de los parámetros del biotopo hidráulico. Determinación de las curvas de preferencia de hábitat. Modelización hidráulica del tramo de río. Evaluación del hábitat disponible en el tramo. Un vistazo general a PHABSIM. Qué tipo de simulaciones vamos a abordar con PHABSIM? Qué datos debemos tener para poder hacer una simulación de hábitat? Un ejemplo guiado Paso 1: Introducir datos Paso 2: Estimar cotas de lámina de agua Paso 3: Estimar velocidades Paso 4: Obtener curvas Hábitat Ponderado Util Caudal Qué ficheros ofrece PHABSIM? Elección de especies objetivo. Curvas de preferencia. Identificación de mesohábitats y elección de secciones de referencia. Datos de campo Simulación Evaluación del hábitat para distintos escenarios de regulación de caudales Conclusiones Indicadores I-1, I-4 I-3, I-6 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS 6 UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS 7 Lección magistral CLASES DE TEORIA PRACTICAS TRABAJOS AUTONOMOS TRABAJOS GRUPO EN Resolución de ejercicios y ejemplos guiados. Prácticas con software. Viaje de Prácticas: Visita de campo y toma de datos a un tramo de río. Se utilizará como referencia en ejemplos y aplicaciones informáticas a lo largo de la materia. Redacción de breves informes técnicos en los que, a partir de los resultados obtenidos en las prácticas los alumnos, individualmente, integren y sistematicen la información obtenida, interpretando los resultados y considerando su aplicación a situaciones reales. Redacción del informe del viaje de prácticas, con los resultados de la caracterización ambiental del tramo y del levantamiento de la sección y del caudal aforado. TUTORÍAS Atención personalizada al estudiante 4

5 RECURSOS FORMATIVOS RECURSO DESCRIPCIÓN OBJETIVOS GUÍA DEL TEMA TEXTOS PARA LECTURAS PREVIAS TEXTOS DE ESTUDIO Incluirá: Relación de los epígrafes del tema, objetivos de aprendizaje detallados. Referencia pormenorizada de los recursos formativos disponibles. Tiempo de trabajo estimado que debe dedicar el alumno para cada actividad. Fecha de las entregas. Textos o artículos científicos o divulgativos vinculados con el tema. Deben leerse como una introducción al mismo. Cada documento llevará una breve introducción que orientará al alumno en su lectura e interpretación, así como un cuestionario que le ayudará a reflexionar sobre los aspectos más relevantes del texto en el marco del tema que será abordado a continuación. No aparecen en todos los temas. Sólo en aquellos que abordan nuevos contenidos, evitando así una reiteración innecesaria de este recurso cuando el tema es una ampliación o desarrollo metodológico de otros anteriores. Textos para abordar la tarea de estudio y comprensión. En la Guía del Tema, y para cada uno de los epígrafes en los que se desglosa su contenido, se indicarán con detalle qué parte de los textos recomendados apuntes del profesor, libros u otros textos- deben estudiarse. Algunos textos son comunes para varios temas. Muchos de ellos se ofrecen en formato pdf (cuando son de libre difusión). Ofrecer al alumno una panorámica general de los contenidos, recursos y tareas a desarrollar con el Tema. Familiarizar al alumno con algunos de los aspectos que se desarrollarán conceptual y técnicamente en el Tema, y crear un estado de inquietud intelectual sobre los objetivos y contenidos. No se trata de extraer métodos, protocolos o modelos, sino de introducirse en el Tema, identificando inquietudes, necesidades, oportunidades o logros en el ámbito de los contenidos que se van a abordar a continuación. Hacer llegar al alumno la vigencia y oportunidad científico-técnica del tema, presentándole noticias, proyectos técnicos, páginas institucionales, en los que se ponga de manifiesta la importancia de los contenidos del tema para hacer frente a situaciones que requieren de esos conocimientos y métodos para aportar soluciones o mejoras. Ofrecer al alumno un bagaje de contenidos suficientes y adecuados, en extensión, didáctica y alcance, para que pueda alcanzar los conocimientos suficientes y las bases necesarias para el aprendizaje previsto. 5

6 RECURSOS FORMATIVOS RECURSO DESCRIPCIÓN OBJETIVOS PRESENTACIONES COMPLEMENTOS SOFTWARE Y MANUALES PRÁCTICAS CUESTIONARIOS Presentaciones que muestran los contenidos básicos del tema. Estas presentaciones deben complementarse necesariamente con los textos de estudio, y no constituyen por si solas un recurso suficiente para alcanzar los objetivos de aprendizaje. Para los contenidos de esta materia, este recurso es muy adecuado, porque ofrece la posibilidad de mostrar ejemplos gráficos, animaciones y videos que no es posible ofrecer en formato papel. Textos y documentación con contenidos que no son imprescindibles para alcanzar los objetivos de aprendizaje, pero que el alumno debe conocer como referencia para desarrollar y profundizar sus conocimientos, capacidades y destrezas. Se trata tanto de archivos pdf de libre difusión o contenidos ofrecidos por páginas web, como de textos en papel disponibles en la biblioteca de la Unidad Docente. Ejecutables y manuales. Todo el software que se utiliza en la asignatura es de libre difusión Descripciones y datos necesarios para que el alumno aplique sus conocimientos a casos prácticos, e interprete los resultados. En todas las prácticas se trabaja con datos reales y abordan problemas que se presentan o se han presentado en el tramo de estudio. Cuestionarios sólo para evaluación formativa. El alumno deberá realizar uno por tema. Servir de guía al alumno, exponiendo los conocimientos y métodos principales, destacando los aspectos más importantes del tema, su interrelación y su aplicación práctica Ofrecer la oportunidad de ampliar de manera autónoma sus conocimientos. Poder a disposición del alumno todo el software y la documentación adicional necesarios para el seguimiento de la asignatura. Establecer vínculos entre los contenidos teóricos, los procedimientos de cálculo y la interpretación y aplicación de los resultados. Informar al alumno de lo que debe saber y cómo evoluciona su proceso de aprendizaje. Incluirá tanto cuestiones conceptuales como resolución de ejercicios breves y problemas sencillos. 6

7 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA RECURSOS WEB EQUIPAMIENTO RECURSOS DIDÁCTICOS American society of civil engineers (1996). River hydraulics. ASCE press. New York. 144 pg. Bladé, E. et al. (2009). Modelización numérica en ríos en régimen permanente y variable. Una visión a partir del modelo HEC-RAS. Ediciones UPC. Barcelona. 216 pg. Fernández Yuste, J.A. et al. (1999). Manual de referencia hidráulica para HEC-RAS. Servicio de publicaciones de la E.U.I.T. Forestal. Knighton, D. (1998). Fluvial forms & processes. Ed. Ardnol. Londres. 380 pg. Martínez Santa-María, C. et al. (2011). Apuntes de Hidráulica Fluvial. Servicio de publicaciones de la E.U.I.T. Forestal. Plataforma Institucional de Telenseñanza para los Estudios Oficiales (Moodle) Aula de informática Material de campo: equipamiento para levantamiento de secciones, aforo de ríos vadeables, caracterización físico-química y muestreo de bentos. CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA MATERIA Semana Actividades Aula Trabajo en Aula informática Grupo Actividades Evaluación 1ª Sept Tema 1 2ª Sept Tema 2 3ª Sept Tema 2 Viaje prácticas 4ª Sept Tema 3 1ª Oct Tema 3 2ª Oct Práctica 1 3ª Oct Práctica 1 Práctica 1 4ª Oct Práctica 1 5ª Oct Tema 4 1ª Nov Tema 5 2ª Nov Tema 5 3ª Nov Práctica 2 Trabajo viaje prácticas 4ª Nov Práctica 2 1ª Dic Práctica 2 2ª Dic Repaso Práctica 2 3ª Dic Examen teoría Enero Examen final 7

8 SISTEMA DE EVALUACIÓN DE LA MATERIA Ref EVALUACION INDICADOR DE LOGRO Contestar correctamente a cuestionarios (test de respuestas múltiples I-1 en plataforma Moodle) sobre contenidos conceptuales y metodológicos. (Evaluación sólo formativa) I-2 Desarrollar de manera autónoma una simulación hidráulica en modelo 1D (HEC-RAS), interpretando los resultados. I-3 Desarrollar de manera autónoma una simulación del hábitat en modelo 1D (PHABSIM), interpretando los resultados. Contestar a cuestiones que requieren la integración de conceptos, I-4 métodos e interpretación de resultados (examen escrito convencional) Redactar en equipo un informe sobre las tareas desarrolladas en el I-5 trabajo de campo: resultados de la caracterización ambiental del tramo, del levantamiento de la sección, de parámetros y variables hidráulicas y del aforo. I-6 Presentar individualmente los resultados de las prácticas. Relacionado con RA: RA1; RA2; RA4; RA6; RA 7 RA3 RA5 RA2; RA4; RA6; RA 8 RA1; RA2 RA3; RA5; RA7; RA8 EVALUACION SUMATIVA BREVE DESCRIPCION DE LAS MOMENTO LUGAR PESO EN LA ACTIVIDADES EVALUABLES CALIFICACIÓN TEORÍA Examen escrito 3ª Dic Aula 60% PRÁCTICAS Práctica 1: HEC-RAS 3ª Oct Aula 20% Práctica 2: PHABSIM 2ª Dic Aula 20% Informe del Viaje de Prácticas 3ª Nov Condicionante: Para poder ser evaluado, los alumnos deben presentar el informe y obtener el apto. CRITERIOS DE CALIFICACIÓN El peso en la calificación de cada una de las actividades evaluables se aplicará una vez que en todas y cada una de ellas el alumno haya alcanzado un aprobado (5 sobre 10). 8