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  • EscoamentoHidrologia

  • EscoamentoTipos de escoamento na bacia.Gerao de escoamento superficial.Hidrograma.Hidrograma unitrio.Escoamento subterrneo.

  • Escoamento superficialEscoamento sub-superficialEscoamento subterrneoTipos de Escoamento na bacia

  • PercolaoProcessos da parte terrestre do ciclo hidrolgicoInterceptaoDepresseschuvaEscoamentosuperficialInfiltraoArmazenamentono soloArmazenamentono subsoloEscoamentoSub-superficialVazo no rioevapEscoamentoSubterrneo

  • Sub-superficial ?? Superficial SubterrneoTipos de escoamento bacia

  • Chuva, infiltrao, escoamento superficial

  • Chuva, infiltrao, escoamento superficial, escoamento subterrneoCamada saturada

  • Escoamento sub-superficial

  • Camada saturada Depois da chuva: Escoamento sub-superficial e escoamento subterrneo

  • Estiagem: apenas escoamento subterrneoCamada saturada

  • Estiagem: apenas escoamento subterrneoCamada saturada

  • Estiagem: apenas escoamento subterrneoCamada saturada

  • Estiagem muito longa = rio secoRios intermitentesCamada saturada

  • Gerao de escoamento superficialEscoamento at a rede de drenagemEscoamento em rios e canaisEscoamento em reservatrios

  • Precipitao que atinge reas impermeveisPrecipitao intensa que atinge reas de capacidade de infiltrao limitadaPrecipitao que atinge reas saturadas

    Formao do Escoamento Superficial

  • Fonte: Rampelloto et al. 2001

  • TelhadosRuasPasseios Gerao de escoamento superficial quase imediata Infiltrao quase nula

    reas Impermeveis

  • Capacidade de infiltrao baixaGramadosSolos CompactadosSolos muito argilososreas de capacidade de infiltrao limitadas

  • InfiltraoEscoamentoPrecipitaoIntensidade da chuva x capacidade de infiltrao

  • Considere chuva com intensidade constanteInfiltra completamente no incioGera escoamento no fimtempoInfiltraoPrecipitaoincio do escoamentointensidade da chuvacapacidade de infiltrao

  • Considere chuva com intensidade constanteInfiltra completamente no incioGera escoamento no fimtempoInfiltraoPrecipitaoincio do escoamentointensidade da chuvacapacidade de infiltraovolume infiltrado

  • Considere chuva com intensidade constanteInfiltra completamente no incioGera escoamento no fimtempoInfiltraoPrecipitaoincio do escoamentointensidade da chuvacapacidade de infiltraovolume infiltradovolume escoado

  • Escoamento em reas de solo saturado

  • Escoamento em reas de solo saturado

  • Escoamento em reas de solo saturado

  • I (mm/h)F (mm/h)Q (mm/h)Q = I F Gerao de EscoamentoIntensidade da precipitao maior do que a capacidade de infiltrao do solo

    Processo hortoniano (Horton, 1934)

  • Q (mm/h)Gerao de EscoamentoPrecipitao atinge reas saturadasProcesso duniano (Dunne)

  • Representao grfica da vazo ao longo do tempoHidrograma

  • O hidrograma o grfico que relaciona a vazo ao tempo e o resultado da interao de todos os componentes do ciclo hidrolgico.Heterogeneidade da baciaCaminhos que a gua percorreHidrograma

  • 15 minutosQPtempoChuva de curta duraotempo

  • Hidrograma 1

  • Hidrograma 2

  • Hidrograma 3

  • Hidrograma 4

  • Hidrograma 5

  • Hidrograma 6

  • Hidrograma 7

  • Hidrograma 8

  • Hidrograma 9

  • Hidrograma 10

  • Hidrograma 11

  • Hidrograma 12

  • Hidrograma 13

  • Hidrograma 14

  • Hidrograma 15

  • Hidrograma 16

  • Formao do Hidrograma1 Incio do escoamento superficial2 Ascenso do hidrograma3 Pico do hidrograma4 Recesso do hidrograma5 Fim do escoamento superficial6 Recesso do escoamento subterrneo125346

  • Hidrograma - exemplo

  • Formao do Hidrograma

  • Frmulas empricas para tempo de concentrao:

    Kirpich

    DoogeDesenvolvida com dados de 7 bacias < 0,5 km2Desenvolvida com dados de 10 bacias entre 140 e 930 km2Tempo de Concentrao

  • Forma do Hidrograma

  • Obras de drenagem tornam o escoamento mais rpidoForma do Hidrograma

  • Forma da bacia x hidrograma

  • tempoQForma da bacia X Forma do hidrograma

  • Estimativas de escoamento superficial com base na chuvaEscoamento Superficial

  • Para saber como a bacia vai responder chuva importante saber as parcelas de gua que vo atingir os rios atravs de cada um dos tipos de escoamento.

    Em muitas aplicaes o escoamento superficial o mais importante Vazes mximasHidrogramas de projetoPreviso de cheias

    Mtodos simplificados x modelos mais complexosClculos de Separao de Escoamento

  • tempoQPtempoPrecipitao

  • tempoQPtempoInfiltrao Escoamento

  • tempoQPtempoInfiltrao Escoamentoinfiltrao decresce durante o evento de chuva

  • tempoQPtempoInfiltrao Escoamentoparcela que no infiltra responsvel pelo aumento da vazo no rio

  • Como calcular?Usar mtodos simplificados:capacidade de infiltrao constanteinfiltrao proporcional intensidade de chuvamtodo SCS

  • tempoQPtempoInfiltrao EscoamentoInfiltrao constanteComo calcular?

  • tempoQPtempoInfiltrao EscoamentoInfiltrao proporcionalComo calcular?

  • Como calcular?tempoQPtempoInfiltrao EscoamentoMtodo SCS:

    Perdas iniciais +Infiltrao diminuindo

  • Como estimar?Um dos mtodos mais simples e mais utilizados para estimar o volume de escoamento superficial resultante de um evento de chuva o mtodo desenvolvido pelo National Resources Conservatoin Center dos EUA (antigo Soil Conservation Service SCS).SCS - Consiste em duas etapas: (a) separao do escoamento; (b) clculo do hidrograma.

  • SimplesValores de CN tabelados para diversos tipos de solos e usos do soloUtilizado principalmente para projeto em locais sem dados de vazoUsar com chuvas de projeto (eventos relativamente simples e de curta durao)Mtodo do Soil Conservation Service

  • Mtodo SCS (Separao do escoamento)quandoquandoQ = escoamento em mm (Pef)P = chuva acumulada em mmIa = Perdas iniciaisS = parmetro de armazenamentoValores de CN:Mtodo SCS

  • A parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial chamada chuva efetiva.

  • tempoQPtempoInfiltrao Chuva efetiva

  • Perdas iniciais = 0,2 . S0 < CN < 100Mtodo do SCSCN tabelado de acordo com tipo de solo e caractersticas da superfcie

  • A bacia tem solos do tipo B e est coberta por florestas. Conforme a tabela anterior o valor do parmetro CN 63 para esta combinao. A partir deste valor de CN obtm-se o valor de S:ExemploQual a lmina escoada superficialmente durante um evento de chuva de precipitao total P=70 mm numa bacia do tipo B e com cobertura de floretas?A partir do valor de S obtm-se o valor de Ia= 29,8. Como P > Ia, o escoamento superficial dado por:Portanto, a chuva de 70 mm provoca um escoamento de 8,5 mm.

  • Perdas iniciais = 0,2 . SExemplo de tabela:Tipos de solos do SCS:A arenosos e profundosB menos arenosos ou profundosC argilososD muito argilosos e rasosMtodo do SCS

    SuperfcieSolo ASolo BSolo CSolo DFlorestas25557077Zonas industriais81889193Zonas comerciais89929495Estacionamentos98989898Telhados98989898Plantaes67778387

  • Valores de CN

  • Grupos Hidrolgicos de SolosGrupo AGrupo BGrupo CGrupo Dsolos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem rochas, sem camada argilosa e nem mesmo densificada at a profundidade de 1,5m. O teor de hmus muito baixo, no atingindo 1%solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de argila total, porm ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas este limite pode subir a 20% graas a maior porosidade. Os dois teores de hmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. No pode haver pedras e nem camadas argilosas at 1,5m, mas quase sempre presente uma camada mais densificada que a camada superficialsolos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeveis ou contendo pedras at a profundidade de 1,2m. No caso de terras roxas, estes dois limites mximos podem ser de 40% e 1,5m. Nota-se, a cerca de 60cm de profundidade, camada mais densificada que no Grupo B, mas ainda longe das condies de impermeabilidadesolos argilosos (30 a 40% de argila total) e com camada densificada a uns 50cm de profundidade ou solos arenosos como B, mas com camada argilosa quase impermevel ou horizonte de seixos rolados

  • Condies de Umidade do SoloCondio ICondio IICondio IIIsolos secos: as chuvas nos ltimos 5 dias no ultrapassaram 15mmsituao mdia na poca das cheias: as chuvas nos ltimos 5 dias totalizaram entre 15 e 40mmsolo mido (prximo da saturao): as chuvas nos ltimos 5 dias foram superiores a 40mm e as condies meteorolgicas foram desfavorveis a altas taxas de evaporao

  • Condies de Umidade do SoloOs valores de CN apresentados anteriormente referem-se sempre condio II. Para converter o valor de CN para as condies I e III existem as seguintes expresses:

  • Mtodo SCS para eventos complexos (mais do que um intervalo de tempo com chuva)Chuva acumulada x escoamento acumuladoChuva incremental x escoamento incremental

  • CN = 80 S = 63,7 0,2 S = 12,7Q = escoamento acumulado (mm)P = precipitao acumulada (mm)Equao vlida para P > 0,2 SQuando P < 0,2 S ; Q = 0Exemplo Mtodo do SCS

    Tempo(min)Chuva(mm)Chuva acumulada (mm)Escoamento acumulado (mm)Infiltrao acumulada (mm)Escoamento (mm)Infiltrao (mm)105.05.00.05.00.05.0207.012.00.012.00.07.0309.021.01.020.01.08.0408.029.03.325.72.45.6504.033.04.928.11.62.4602.035.05

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