SILABO HIDRAULICA.2018

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UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPÁN

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA

Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

HIDRÁULICA (GRUPO A)

SILABO DEL CURSO

Ing. Guillermo G. Arriola Carrasco

Ingeniero Civil, Consultor e Investigador en Ingeniería Hidráulica Ingeniero Civil, Consultor e Investigador en Ingeniería Hidráulica Docente de la Universidad Señor de Sipán Docente de la Universidad Señor de Sipán

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DETALLE DEL SILABO

Escuela Profesional: INGENIERÍA CIVIL

Currícula: B

Código del Curso: 1IC073

Ciclo: VII (Sétimo)

Nombre del Curso: HIDRÁULICA

Pre - Requisito: HIDROLOGÍA

Semestre Académico: 2018 – 0

Horas Teòricas: 3.00

Horas Pràcticas: 2.00

Crèditos: 4.00

Duraciòn: 16 SESIONES

Docente: ING. GUILLERMO ARRIOLA CARRASCO

FUNDAMENTACIÓN

Esta asignatura utiliza los conocimientos básicos, metodologías, y técnicas de la Mecánica de los Fluídos, Hidrología y disciplinas afines para aplicarlos en la planificación, diseño y construcción de las obras de aprovechamiento hidráulico a nivel de conducción, captación en canales, distribución, medición, obras conexas y su relación con el medio ambiente, contribuyendo de esta manera en la realización de los proyectos de desarrollo regional y nacional.

COMPETENCIAS

1. Conoce y comprende los instrumentos necesarios para la planeación, diseño, construcción y operación de las estructuras para controlar y utilizar el agua en un proyecto hidráulico, en función de las necesidades del desarrollo sostenible de la comunidad. 2. Interpreta, utiliza y aplica con criterio la diversidad de estructuras a emplearse en un determinado proyecto hidráulico para su aprovechamiento en obras de irrigación que permitan potenciar la agricultura y en la generación de energía hidráulica.

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3. Comprende y utiliza con eficiencia los lineamientos básicos que permitan optimizar el diseño de obras de conducción superficial y las estructuras relativas a los canales, relacionándolas con el medio ambiente.

PROGRAMACIÓN ACADÉMICA UNIDAD 01

PLANEAMIENTO Y DISEÑO DE UN PROYECTO HIDRÁULICO CAPACIDADES

Conoce, analiza e interpreta el flujo en conductos abiertos revestidos y no revestidos por acción de la gravedad y tipo de flujo a partir de los principios básicos para el trazo definitivo para diversos fines afianzando de esta manera los conceptos hidráulicos para obtener un óptimo diseño.

ACTITUDES

Demuestra precisión, orden y claridad en el tratamiento de los datos. Muestra interés por conocer más sobre su especialidad y los procesos de aprendizaje.

CONTENIDOS DE CLASES SESIÓN 01

Introducción al curso y presentación del silabo. Planeamiento de un proyecto hidráulico. Proyectos de Afianzamiento hídrico, canales de conducción y obras complementarias. Obras de almacenamiento (presas de embalse) y obras conexas. Riego tecnificado. Clases y tipos de riego. Análisis de alternativas técnico - económicas. Estudios básicos para proyectos hidráulicos y de riego. Requerimientos mínimos para un estudio hidrológico y

el diseño hidráulico. Evapotranspiración, uso consuntivo, precipitación efectiva, déficit de riego, sistema de uso de riego, eficiencia de conducción, aplicación y distribución.

SESIÓN 02

Diseño agronómico de un proyecto de Riego. Determinación del módulo de riego. Caudal de diseño (pre y post evaluación). Balance Oferta - Demanda en situación con proyecto y sin proyecto. Ejemplos de aplicación.

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SESIÓN 03

Condiciones básicas para un óptimo diseño hidráulico. Tipos de flujo en conductos abiertos. Flujo uniforme. Flujo gradualmente variado. Flujo rápidamente variado. Energía Específica. Resalto hidráulico. Ecuación de Manning. Diseño Hidráulico de canales. Generalidades. Formas de sección. Clasificación de los canales. Elementos de un canal. Métodos para el diseño. Criterios de Diseño para Canales de Flujo Uniforme y diversas condiciones. Energía específica y Fuerza específica en canales no prismáticos. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 04

Diseño de vertederos, aliviaderos y compuertas (tomas laterales, de descarga y controladas). Criterios básicos para el diseño hidráulico. Parámetros de diseño y métodos. Ejemplos de aplicación.

EXAMEN CORRESPONDIENTE A LA PRIMERA UNIDAD (U1).

ACTIVIDADES

Comprende el desarrollo de clases, teórico - prácticas, con la participación activa de los estudiantes del curso, las cuales se complementarán con exposiciones de temas relacionados a la Ingeniería Hidráulica y ramas afines.

PRODUCTO ACREDITABLE

Para este ciclo de verano y/o nivelación no está contemplado el desarrollo y presentación de algún producto acreditable tales como investigación o artículo científico.

UNIDAD 02

DISEÑO DE OBRAS CONEXAS Y COMPLEMENTARIAS CAPACIDADES

Conoce los principios y criterios para el cálculo y diseño de las principales estructuras hidráulicas en el sistema de conducción: de captación, medición, de cruce y/o pase, de protección, distribución, de fuertes pendientes y complementarias, asumiendo la

importancia de los conocimientos de la Hidráulica, y su relación con otras disciplinas, como Análisis Estructural, Geología, Topografía, Mecánica de Suelos, etc.

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ACTITUDES

Demuestra precisión, orden y claridad en el tratamiento de los datos.

Muestra interés por conocer más sobre su especialidad y los procesos de aprendizaje.

Diseño de canales no revestidos. Criterios para el diseño de canales no revestidos. Influencia del tipo de suelo y profundidad. Métodos. Ejemplos de aplicación. Transiciones. Criterios de Diseño y criterios de Selección. Aliviaderos Laterales. Criterios de Diseño. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 06

Caídas verticales. Criterios de Diseño. Caídas Inclinadas. Criterios de Diseño. Ejemplos de aplicación. Alcantarillas. Tipos de alcantarillas. Generalidades. Criterios de Diseño. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 07

Aforador Parshall. Descripción General. Fórmulas para el Cálculo. Dimensiones. Diseño hidráulico. Funcionamiento. Ejemplos de aplicación. Criterios de Selección. Retenciones. Criterios de Diseño. Partidores. Tipos. Ejemplos de aplicación.

EXAMEN CORRESPONDIENTE A LA SEGUNDA UNIDAD (U2).

ACTIVIDADES

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UNIDAD 03

RÁPIDAS Y BOCATOMAS CAPACIDADES

Conoce los principios básicos y criterios para el cálculo y diseño de una estructura hidráulica de pendiente fuerte (rápida) y además de las bocatomas principalmente del tipo barraje mixto.

ACTITUDES

Rápidas. Principios básicos de funcionamiento hidráulico. Diseño hidráulico de una rápida. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 09

Bocatomas. Consideraciones previas de diseño. Ancho estable. Métodos para determinar el ancho estable. Tipos de Bocatomas. Diseño Hidráulico. Pozo amortiguador. Estanque amortiguador. Aliviadero de demasías. Criterios de diseño hidráulico. Análisis Estructural del Aliviadero de Demasías. Canal de limpia. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 10

Modelamiento hidráulico con el programa HEC-RAS v.4.00 para el diseño de canales. Revisión de tres casos: Canal prismático con flujo subcrítico. Canal prismático con flujo supercrítico. Canal prismático con flujo mixto.

EXAMEN CORRESPONDIENTE A LA SEGUNDA UNIDAD (U3).

ACTIVIDADES

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UNIDAD 04

OBRAS DE DEFENSA Y CASOS ESPECIALES DE DISEÑO HIDRÀULICO CAPACIDADES

Conoce y propone en base a un sustento técnico y económico las principales obras de defensa como espigones, muros de encauzamiento y demás complementarias, asumiendo en todo momento la importancia de los conocimientos de la Hidráulica, y su relación con la Ingeniería Civil.

Conoce e interpreta adecuadamente los principios y criterios fundamentales para el diseño hidráulico de estructuras hidráulicas para casos especiales con un alineamiento no lineal, no prismático, no permanente variado y rápidamente variado.

ACTITUDES

Obras de Defensa en márgenes de ríos y contra erosión general y local. Diseño de Espigones, Diques y Muros Longitudinales. Muros de Contención. Muros Gaviones. Análisis y Criterios de Diseño. Tipos. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 12

Obras de protección con enrocado. Criterios de Diseño. Pilares. Ventanas de captación. Estribos y Muros de encauzamiento. Diseño Hidráulico. Consideraciones y Análisis de Diseño Estructural. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 13

Flujo en canales con alineamiento no lineal. Teoría y análisis. Naturaleza propia del flujo. Flujo en espiral. Pérdida de energía y efecto de la sobreelevación. Consideraciones de

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diseño para flujo subcrítico y supercrítico. Flujo a través de canales con secciones no prismáticas. Teoría y análisis. Efecto de la expansión y contracción en régimen

supercrítico. Flujo en pilares, rejillas y por debajo de una compuerta. Confluencia de canales. Ejemplos de aplicación.

SESIÓN 14

Flujo no permanente gradualmente variado. Teoría y análisis. Continuidad del flujo no permanente (FNP). Ecuación dinámica del flujo no permanente y FNP progresivo.

Propagación de ondas. Solución de las ecuaciones de flujo no permanente. Revisión de otros casos complementarios. Flujo no permanente rápidamente variado. Teoría y análisis. Caso del resalto hidráulico móvil. Ejemplos de aplicación.

EXAMEN CORRESPONDIENTE A LA CUARTA UNIDAD (U4).

ACTIVIDADES

UNIDAD 05

EVALUACIÓN DE TRABAJOS ESCALONADOS CAPACIDADES

Realiza la recolección de datos y elabora los trabajos escalonados encargados Trabaja en equipo solidariamente demostrando interés por la línea de hidráulica Demuestra responsabilidad sobre los recursos hídricos y sus entornos.

ACTITUDES

Reflexiona analíticamente buscando establecer una línea de investigación definida siendo en este caso la línea de hidráulica para la elaboración de su futuro proyecto y/o perfil de tesis.

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SEMANA 15 y SEMANA 16

PRESENTACIÓN DE LOS TRABAJOS ESCALONADOS (TE1 y TE2), EQUIVALENTE AL EXAMEN CORRESPONDIENTE A LA QUINTA UNIDAD (U5).

ACTIVIDADES

Desarrollo de exposiciones teórico - prácticas y participación oral permanente y fluida de los alumnos.

METODOLOGIA DE ENSEÑANZA

La enseñanza y el aprendizaje serán de manera expositiva y dinámica estimulando la participación del estudiante mediante clases teóricas y prácticas. En la parte teórica, se

expone los conceptos básicos, ya sea por parte del docente o la participación de los estudiantes mediante su exposición de investigación grupal que serán complementados con ejemplos de aplicación. La parte práctica, se realiza en las prácticas calificadas, ejemplos de aplicación y exámenes, en las cuales los estudiantes aplican todos los conocimientos adquiridos. En el desarrollo del curso se destacará la Hidráulica y su relación con la Hidrología y las Obras Hidráulicas. El Trabajo Escalonado estará relacionado al diseño agronómico, determinación de principales parámetros hidrológicos y el diseño definitivo de un proyecto hidráulico (canal de conducción y/o bocatoma) y entre otros que se consideren pertinentes, además permitirá la aplicación práctica de los conocimientos adquiridos, y se realizará en grupos de trabajo.

MEDIOS Y MATERIALES

Módulos de aprendizaje (Separatas del curso) o Exposiciones, Guías de trabajo, Textos, Videos o Proyector multimedia, Tablas y gráficos de variables estadísticas.

EVALUACION DEL APRENDIZAJE

La evaluación del aprendizaje durante el desarrollo completo del curso se basará en sólo cinco unidades (05), equivalente a cuatro (04) exámenes escritos (U1, U2, U3 y U4) y la

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última (U5) corresponderá a un promedio simple de dos (02) trabajos (TE1 y TE2). En las unidades 1, 2, 3 y 4 se evaluará la parte teórico - práctica progresiva del curso, midiendo de esa manera los conocimientos adquiridos por los estudiantes. Respecto al trabajo escalonado 1 (TE1) versará respecto al diseño completo de un canal de conducción (de aproximadamente 5.00 Km) ubicado en nuestro país según sea el caso propuesto a cada grupo de estudiantes el cual además incluirá un presupuesto tentativo de la mejor alternativa técnico – económica y especificaciones técnicas necesarias que en resumen los alumnos a este nivel están en la capacidad de poder desarrollar sin mayor dificultad, a esto se agrega que el docente del curso brindará los términos de referencia del proyecto con la debida anticipación para el buen desarrollo del trabajo en mención. El trabajo escalonado 2 (TE2) será referido a la exposición oral y fluida de un tema contenido en el sílabo del curso o en su contraste será algún tema propuesto por el docente que amerite un aporte innovador y de cálculo sencillo a partir del uso de los diferentes equipos del Laboratorio de Hidráulica de la Universidad Señor de Sipán, referencias bibliográficas disponibles en la Biblioteca de la Universidad Señor de Sipán e internet (tesis de investigación, artículos científicos, papers, resúmenes, libros, debidamente referenciados y de preferencia actuales). Ambos trabajos, es decir los TE1 y TE2 serán distribuidos en equipos de máximo de cinco (05) alumnos. La presentación definitiva y única consistirá en entregar impreso el TE1 al 100% (al término de la 4° unidad) y en TE2 al 100% en digital, incluyendo ejemplos de aplicación (si fuera necesario). En ambos trabajos se anexará un CD conteniendo el diseño de la presa, planos, presupuesto tentativo previa evaluación técnico – económica, especificaciones técnicas y la información investigada en Word y PDF, la exposición de ambos TE será en Power Point, sólo utilizará como soporte y fines de sustento de resultados los archivos en Ms Word, Excel, PDF y/o AUTOCAD más no como elementos únicos de exposición, caso contrario habrá penalidad en la evaluación individual y grupal.

PROMEDIO FINAL:

PROMEDIO FINAL: (U1+U2+U3+U4+U5)/5, donde los Exámenes escritos 1, 2, 3 y 4 (U1, U2, U3 y U4) tienen PESO 1, Trabajo Escalonado 1 (TE1) tiene PESO 1, Trabajo Escalonado 2 (TE2) tiene PESO 1, por lo cual U5 = (TE1+TE2)/2.

LA NOTA MINIMA APROBATORIA ES DE 10.50. EL MEDIO PUNTO FAVORECE AL ALUMNO EN LA NOTA FINAL.

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NOTA IMPORTANTE: No se permitirá el ingreso de los alumnos a clases, prácticas y exámenes después de la tolerancia de veinte (20) minutos de iniciadas éstas y las tardanzas y faltas será tenidas en cuenta en la evaluación durante el desarrollo del curso. El estudiante que haya acumulado más del 30% de inasistencias durante el desarrollo del curso registrado será inhabilitado, salvo que justifique sus inasistencias con el soporte de prueba documentaria.

BIBLIOGRAFIA BASICA:

1. ARVIZA VALVERDE,J. “Ingeniería Rural Hidráulica”.2002.Primera Edición. Código Biblioteca USS 627/A78/EJ.3 2. BALBASTRE PERALTA, Ivan. . “Ingeniería Rural Hidráulica”.2002.Primera Edición. Biblioteca USS. Sin Código. 3. GONZALES ALTOZANO, Pablo. ."Ingeniería Rural Hidráulica”.2002.Primera Edición. Biblioteca USS. Sin Código. 4. MOFFAT A,I. “Estructuras Hidráulicas”.2001.2da. Edic. Biblioteca USS. Sin Código. 5. OCHOA RUBIO, Tomás. ”Hidráulica de Ríos y Procesos Morfológicos”.2011 Código Biblioteca USS : 6 27.125/031/Ej.5 6. RODRIGUEZ DIAZ,Héctor.”Hidráulica Fluvial”.2010 Código Biblioteca USS: 621.1/R75/Ej.8 7. VILLON BEJAR,M.”Diseño de Estructuras Hidráulicas”. 2005 Segunda Edición. Código en Biblioteca USS : 627/V68/2005/EJ.1 (2,3,4,5).

COMPLEMENTARIA:

1. ARBULU G, BIAGGIO. "Ingeniería Estructural " UNI -Lima 2. ARBULU R, JOSE. "Diseño de Bocatomas " UNPRG – FICSA.2002 3. ARBULU, JOSE. "Obras de Almacenamiento" UNPRG-.FICSA.2002 6. BUREAU OF RECLAMATION. "Diseño de Presas Pequeñas". Denver Colorado.1981 7. CORONADO DEL AGUILA. "El Desarenador " UNA.Lima.1998 8. DOMINGUEZ F.J. "Hidráulica "Universidad Chile. Edit. Universitaria.1978 9. GARCIA RICO ELMER. “Manual de Diseño Hidráulico de Canales y Obras de Arte”1987 10. GOMEZ NAVARRO Y A. SEGURA." Saltos de Agua y Presas de Embalse".España 1964 11. MARTIN VIDE. “Ingeniería de Ríos”.2003 México 12. NOVAK.P. ”Estructuras Hidráulicas” 2001 13. ROCHA FELICES. “Hidráulica Fluvial” UNI.1998.Lima 14. SCHOKLITSCH A. " Construcciones Hidráulicas". Edit. Gilli S.A.1989 15. SVIATOSLAV KROCHIN. "Diseño Hidráulico". 1982 16. VELASCO OCTAVIO.- "Presas de Derivación". México.1976 17. VILLASEÑOR CONTRERAS, J. "Obras Hidráulicas". México.1965.

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LIBROS DISPONIBLES EN BIBLIOTECA USS:

• Titulo:HIDROLOGIA ESTADISTICA, Autor: VILLÓN BÉJAR, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:Hidrologia, Autor: Villon Bejar Maximo,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE SUPERFICIE, Autor: APARICIO MIJARES, FRANCISCO JAVIER,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:Hidrologia Estadistica, Autor: Villon Bejar Maximo,LIBROS (Bib. Básica) • Titulo:FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE SUPERFICIE, Autor: APARICIO MIJARES, FRANCISCO JAVIER,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDROLOGIA EN LA INGENIERIA, Autor: MONSALVE SÁENZ, GERMÁN,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDROLOGIA SUBTERRANEA, Autor: CUSTODIO GIMENA, EMILIO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:MANUAL DE HIDROLOGÍA, HIDRÁULICA Y DRENAJE, Autor: EMPRESA EDITORA MACRO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:FUNDAMENTOS DE HIDROLOGÍA DE SUPERFICIE, Autor: APARICIO MIJARES, FRANCISCO JAVIER,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDROLOGIA EN LA INGENIERIA, Autor: MONSALVE SÁENZ, GERMÁN,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDROLOGÍA EN LA INGENIER ÍA, Autor: MONSALVE SÁENZ, GERMÁN,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:PROBLEMAS RESUELTOS DE HIDRAULICA DE CANALES, Autor: VILLÓN BÉJAR, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:ESTRUCTURAS HIDRAULICAS, Autor: MOFFAT A.I.,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:Problemas de Mecanica de Fluidos e Hidraulica, Autor: CAMPOS DANTE,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:DISEÑO DE ESTRUCTURAS HIDRAULICAS, Autor: VILLÓN BÉJAR, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

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• Titulo:Ingenieria Rural Hidraulica, Autor: ARVIZA VALVERDE JAIME,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:CANALES HIDRAULICOS, PROYECTOS, CONSTRUCCION,GESTION Y MODERNIZACION, Autor: LIRIA MONTAÑES, JOSE,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRAULICA, Autor: SÁNCHEZ -JUNY, MARTÍ,LIBROS (Bib. Básica) • Titulo:HIDRAULICA DE CANALES ABIERTOS, Autor: D. VEN TE CHOW,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRAULICA DE CANALES, Autor: CADAVID R., JUAN H.,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRÁULICA DE CANALES, Autor: VILLÓN, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRAULICA GENERAL, Autor: SOTELO AVILA, GILBERTO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRAULICA FLUVIAL, Autor: RODRÍGUEZ DÍAZ, HÉCTOR ALFONSO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRAULICA DE RIOS Y PROCESOS MORFOLOGICOS, Autor: OCHOA RUBIO, TOMAS,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDROLOGIA ESTADISTICA, Autor: VILLÓN BÉJAR, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRÁULICA DE CANALES, Autor: NAUDASCHER, EDUARD,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo:HIDRÁULICA DE CANALES, Autor: VILLÓN, MÁXIMO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo: FUNDAMENTOS DE HIDROLOGIA DE SUPERFICIE, Autor: APARICIO MIJARES, FRANCISCO JAVIER,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo: HIDRÁULICA FLUVIAL, Autor: RODRÍGUEZ DÍAZ, HÉCTOR ALFONSO,LIBROS (Bib. Básica)

• Titulo: EN DEFENSA DEL PROYECTO HIDROENERGETICO Y DE IRRIGACION OLMOS: LAS RAZONES DE SU POSTERGACIÓN Y PERSPECTIVA, Autor: PARODI ENRIQUE,LIBROS (Bib. Regular)

• Titulo: HIDROLOGÍA EN LA INGENIERÍA, Autor: MONSALVE SÁENZ, GERMÁN,LIBROS (Bib. Regular)

• Titulo: APROVECHAMIENTOS HIDROELÉCTRICOS, Autor: CUESTA DIEGO, LUIS ,LIBROS (Bib. Regular)

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DIRECCIONES ELECTRONICAS

www.ingenieriadelagua.com/ www.inrena.gob.pe/irh/

www.udep.edu.pe/recursoshidricos/ www.parodi.nl/hidrica.htm

www.srk.cl/dams-hydraul. / www.hec.usace.army.mil/ www.lamolina.edu.pe www.redhisp.upv.es/ www.civileng.com/ www.civilgeeks.com/ www.uni.edu.pe / http://cybertesis.uni.edu.pe / http://www.fao.org/3/a-t0848s/t0848s00.htm#Contents / http://atl.org.mx/isi-lac/index.php/actividades/publicaciones/manuales / http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/