escoamento superficial análise do hidrograma &

Escoamento Superficial

Análise do Hidrograma&

Todo o escoamento que aparece no rio é chamado de

Escoamento Superficial

Usualmente expresso em:

unidades de vazão (m3/s l/s Hm3/ano) oulâmina de escoamento (mm/dia, mm/mês, etc)

As origens do Escoamento Superficial podem ser:

2. O Escoamento Básico

1. O Escoamento Superficial Direto- ESD

3. O Escoamento Sub Superficial (ou hipodérmico)

Características do Escoamento Características do Escoamento BásicoBásico

1. Oriundo do lençol freático

2. Escoamento laminar (lento e uniforme)

3. Decai lentamente aolongo do tempo quandonão há recarga

Características do Escoamento Características do Escoamento BásicoBásico

4. Quando há recarga a vazão básica sobe lentamente para depois decair novamente quando a recarga cessa.

Características do Escoamento Características do Escoamento Superficial DiretoSuperficial Direto

1. Oriundo da superficieda bacia.2. Escoamento turbulento da chuvaexcedente3. A vazão cresce rapidamente conforme:- intensidade da chuva - características da bacia

Tempo de Retardamento Tr

Tempo Base ou Duração do ESD

Tempo de Recessao

Centro de Gravidade do Bloco de Chuva

FORMA DE UM HIDROGRAMAFORMA DE UM HIDROGRAMA

Fatores que influenciam a forma do hidrograma :Fatores que influenciam a forma do hidrograma :

(1) RELEVO (densidade de drenagem, declividade do (1) RELEVO (densidade de drenagem, declividade do rio e da bacia, capacidade de armazenamento e forma). rio e da bacia, capacidade de armazenamento e forma).

Bacias íngremes e com boa drenagem têm hidrogramas Bacias íngremes e com boa drenagem têm hidrogramas íngremes com pouco escoamento de base.íngremes com pouco escoamento de base.

Bacias com grandes áreas de extravasamento tendem a Bacias com grandes áreas de extravasamento tendem a regularizar o escoamento e reduzir o pico.regularizar o escoamento e reduzir o pico.

Bacias mais circulares antecipam e têm picos de Bacias mais circulares antecipam e têm picos de vazões maiores do que bacias alongadas.vazões maiores do que bacias alongadas.

FORMA DE UM HIDROGRAMAFORMA DE UM HIDROGRAMA

Fatores que influenciam a forma do hidrograma :Fatores que influenciam a forma do hidrograma :

(2) COBERTURA DA BACIA : cobertura vegetal tende a (2) COBERTURA DA BACIA : cobertura vegetal tende a

retardar o escoamento e aumentar perdas por retardar o escoamento e aumentar perdas por

evaporação.evaporação.

(3) MODIFICAÇÕES ARTIFICIAIS NO RIO : (3) MODIFICAÇÕES ARTIFICIAIS NO RIO :

reservatórios de regularização reduzem os picos, reservatórios de regularização reduzem os picos,

enquanto canalizações podem aumentar os picos.enquanto canalizações podem aumentar os picos.

FORMA DE UM HIDROGRAMAFORMA DE UM HIDROGRAMA

Fatores que influenciam a forma do hidrograma :Fatores que influenciam a forma do hidrograma :

(4) DISTRIBUIÇÃO, DURAÇÃO E INTENSIDADE DA (4) DISTRIBUIÇÃO, DURAÇÃO E INTENSIDADE DA PRECIPITAÇÃO : Chuvas deslocando-se de jusante PRECIPITAÇÃO : Chuvas deslocando-se de jusante para montante geram hidrogramas com picos menores para montante geram hidrogramas com picos menores (eventualmente dois picos).(eventualmente dois picos).

As chuvas convectivas de grande intensidade e As chuvas convectivas de grande intensidade e distribuídas numa pequena área, podem provocar as distribuídas numa pequena área, podem provocar as grandes enchentes em pequenas bacias. Para bacias grandes enchentes em pequenas bacias. Para bacias grandes , as chuvas frontais são mais importantes.grandes , as chuvas frontais são mais importantes.

(5) SOLO : Interfere na quantidade de chuva (5) SOLO : Interfere na quantidade de chuva transformada em chuva efetiva. transformada em chuva efetiva.

TRECHOS DO HIDROGRAMATRECHOS DO HIDROGRAMA

(1) Ascensão : com grande gradiente e (1) Ascensão : com grande gradiente e correlacionada com a intensidade da correlacionada com a intensidade da precipitação.precipitação.

(2) Região do pico : o hidrograma muda de (2) Região do pico : o hidrograma muda de inflexão, resultado do fim da chuva e inflexão, resultado do fim da chuva e amortecimento na bacia. amortecimento na bacia.

(3) Recessão : Cessa o escoamento direto, (3) Recessão : Cessa o escoamento direto, após o ponto de inflexão, apenas contribui o após o ponto de inflexão, apenas contribui o escoamento básico.escoamento básico.

CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMACARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA

(1) Tempo de concentração : Tempo de (1) Tempo de concentração : Tempo de

deslocamento da água do ponto mais distante deslocamento da água do ponto mais distante

da bacia até a seção principal. Definido também da bacia até a seção principal. Definido também

como o intervalo entre o fim da da precipitação como o intervalo entre o fim da da precipitação

e o ponto de inflexão do hidrograma.e o ponto de inflexão do hidrograma.

(2) Tempo de retardamento : Intervalo de tempo (2) Tempo de retardamento : Intervalo de tempo

entre os centros de massa do hietograma e do entre os centros de massa do hietograma e do

hidrograma.hidrograma.

CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMACARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA

(3) Tempo de pico : Intervalo de tempo entre o (3) Tempo de pico : Intervalo de tempo entre o centro de massa da chuva e a vazão de pico.centro de massa da chuva e a vazão de pico.

(4) Tempo de ascensão : Intervalo entre o início (4) Tempo de ascensão : Intervalo entre o início da chuva e o pico do hidrograma.da chuva e o pico do hidrograma.

(5) Tempo de base : Duração do escoamento (5) Tempo de base : Duração do escoamento superficial direto.superficial direto.

(6) Tempo de recessão : Intervalo entre a vazão (6) Tempo de recessão : Intervalo entre a vazão de pico e o término do escoamento superficial de pico e o término do escoamento superficial direto.direto.

Chuva Excedente Hex

Vesd= AD x Hex

Vesd= AREA abc

a

b

c

a

b

c

Síntese do Hidrograma

+

Análise do Hidrograma

Separação do hidrograma de EscoamentoSuperficial Direto do hidrograma total

Significado:

Importância:Estudo de cheias.Determinação dohidrograma de cheias

Análise do Hidrograma

Como se precede?Determinam-se ospontos a e c

a

c

Análise do Hidrograma

Ponto a

Ponto c

-Início do ESD-Inflexão abrupta

-Fim do ESD-Determinaçãodifícil

c?

a

Análise do HidrogramaAnálise do Hidrograma

Determinação do Ponto c Utiliza-se a equação da curva

de decaimento do Escoamento Básico baseada no modelo de Reservatório Linear

Qi= Q(i-1) e - t/K

Mas , o que é o Modelo do Reservatório Linear ?

Reservatório Linear

Aplicando-se a equação da continuidade Aplicando-se a equação da continuidade ao reservatório que representa o ao reservatório que representa o escoamento básico, admitindo-se que escoamento básico, admitindo-se que não haja mais precipitação ( I=0) não haja mais precipitação ( I=0)

Aplicando-se a hipótese de reservatório Aplicando-se a hipótese de reservatório linear :linear :

RESERVATÓRIO LINEARRESERVATÓRIO LINEAR

Q*KS

dt

dS=Q-0

RESERVATÓRIO LINEARRESERVATÓRIO LINEAR pode-se substituir na expressão pode-se substituir na expressão

anterior e integrar entre dois anterior e integrar entre dois instantes situados à direita do ponto instantes situados à direita do ponto C.C.

dt*K

1-=

Q

dQ

|*tK

1-=|Q t

t

QQ 00

ln )t-(t*K

1-=

Q

Q0

0

ln

e.Q=Q )t-*(tK

1-

00

Análise do HidrogramaAnálise do Hidrograma

Determinação do Ponto c

QQii= Q= Q(i-1)(i-1) e e - t/K- t/K

ln Qln Qii= -(1/K) x t += -(1/K) x t + ln Qln Q(i-1)(i-1)

Reta no papel mono-log

Coeficiente angular da reta

Q

ln Q

a

a

cVesd

b

c

Formas de SeparaçãoFormas de Separação

1 º Método :1 º Método :

Basta ligar os pontos A (caracterizado Basta ligar os pontos A (caracterizado

pelo início da ascensão do hidrograma, pelo início da ascensão do hidrograma,

ou do escoamento superficial) e C ou do escoamento superficial) e C

(caracterizado pelo término do (caracterizado pelo término do

escoamento superficial) por uma reta escoamento superficial) por uma reta

Qb

acVesd

Vesd

Htotal

Hexc=Vesd

A.D.

Índice

H2

H1

Hexc= H1 + H2

mm/h

F I M