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  • ESTUDO HIDROLGICO ESTUDO HIDROLGICO 1 SEMESTRE - 2010 1 SEMESTRE - 2010 FT - UNICAMP - LIMEIRA 2010 PROF. HIROSHI YOSHIZANE e_mail: hiroshiy@ft.unicamp.br ST 306
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  • TRABALHO : ESTUDO HIDROLGICO PASSO A PASSO
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  • ESTUDO HIDROLGICO - APS DETERMINADOS SOBRE CARTAS CARTOGRFICAS OU TOPOGRFICAS SEJAM GRFICAMENTE OU MECNICAMENTE OU COM APLICAO DE PROGRAMAS COMPUTACIONAIS COMO: ( CAD; SPRING;ARCGIS OU CAD LAND E OUTROS ) : DEVE-SE PARTIR PARA A DETERMINAO DE: 1- rea da Bacia hidrogrfica A ; 2- Coeficiente de compacidade Kc 3- Coeficiente de forma Kf ; 4- Densidade de drenagem Dd;
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  • ESTUDO HIDROLGICO - O que est faltando ? Pelo mtodo racional:
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  • MTODO RACIONAL Q = C. i.A. D Com : Q = vazo C = coeficiente de deflvio RunOff i = intensidade da chuva A = rea da bacia D = coeficiente de distribuio da chuva D=1 ( pressupe chuvas de igual intensidade em toda a bacia hidrogrfica )
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  • EQUAO BSICA tc tc = tempo de concentrao em minutos ( min. ). L = Extenso do curso dgua em ( km ). I = Declividade do curso dgua em metro ( m ) por mil metros ( / 00 ).
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  • ESTUDO HIDROLGICO O tc pode ser determinado grficamente MAS !
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  • TEMPO DE CONCENTRAO ATRAVS DO BACO ST306 - GRFICO DO TEMPO DE CONCENTRAO - Tc L=110 1,00 C=30 Tc=27,5
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  • ESTUDO HIDROLGICO E DEPOIS ? Determina-se a intensidade pluviomtrica, atravs da equao da chuva ! mas cuidado ! Procure a equao regional mais prxima do local do projeto !
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  • ESTUDO HIDROLGICO Vamos trabalhar com a equao de chuva Limeira e regio ! Dr Dirceu Brasil Vieira com : i mm/minuto (intensidade) T anos (perodo de retorno) tc minutos (tempo de concentrao) Cuidado com as unidades !
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  • ESTUDO HIDROLGICO E DEPOIS ? Define-se o coeficiente de escoamento superficial, run-off ! mas muito cuidado ! Faa uma investigao minuciosa, no local, com ajuda tambm de outros recursos como foto-interpretao, estudo do solo, e diagnsticos da sazonalidade (uso do solo) !
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  • MTODO RACIONAL para determinao de vazes de projetos em bacias com rea de at 50 hectares 500.000,00 m ou 0,50 km . Vale tambm para aplicao em clculos de vazo em reas residenciais, industriais e loteamentos . Trata-se de uma forma mais simples e rpida para determinao de vazes por sua simplicidade e os parmetros aplicativos . Este mtodo, considera chuva de igual intensidade abrangendo por toda a bacia hidrogrfica .
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  • Frmula : Q = C. i.A. D onde : Frmula : Q = C. i.A. D onde : Q = vazo Q = vazo C = coeficiente de deflvio RunOff C = coeficiente de deflvio RunOff i = intensidade da chuva i = intensidade da chuva A = rea da bacia A = rea da bacia D = coeficiente de distribuio da chuva D = coeficiente de distribuio da chuva D=1 ( pressupe chuvas de igual intensidade em toda a bacia hidrogrfica ) MTODO RACIONAL
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  • - O mtodo racional pressupe hipteses: - O mtodo racional pressupe hipteses: a) - Distribuio uniforme da chuva em na bacia hidrogrfica, isto : ( D=1 ) a) - Distribuio uniforme da chuva em na bacia hidrogrfica, isto : ( D=1 ) chuva uniforme em toda a bacia hidrogrfica, o que chuva uniforme em toda a bacia hidrogrfica, o que pode levar a erros muito significantes se aplicarmos em pode levar a erros muito significantes se aplicarmos em bacia com reas extensas. bacia com reas extensas. Por isso que a rea limitada no mximo em 50 hectares; Por isso que a rea limitada no mximo em 50 hectares; b) - O tempo de concentrao tc, igual a durao da chuva; b) - O tempo de concentrao tc, igual a durao da chuva; c) - O coeficiente de runoff constante para a bacia toda. c) - O coeficiente de runoff constante para a bacia toda. MTODO RACIONAL
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  • a) Perodo de retorno T em anos onde: 5 > T > 10 anos, para projetos de galerias de guas pluviais GAP. T=25 anos, para macro drenagem urbana como canais, pontes e bueiros. L = extenso do curso dgua em km. H = Desnvel entre a cabeceira do rio at o local da obra ponto em metros ( m ). MTODO RACIONAL
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  • b) Durao da chuva ( t ) : Equivale ao tempo de contrao ( tc ) da bacia e para avaliar, no caso de macro drenagem utiliza-se a frmula de Kirpch. - com tc em minutos
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  • EQUAO BSICA 1 tc L = extenso do curso dgua em km. H = Desnvel entre a cabeceira do rio at o local da obra ponto em metros ( m ). Obs.: SEGUIR SEMPRE AS UNIDADES
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  • EQUAO BSICA 2 tc Ou calcula-se por: tc = tempo de concentrao em minutos ( min. ). L = Extenso do curso dgua em ( km ). I = Declividade do curso dgua em metro ( m ) por mil metros ( % ).
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  • MTODO RACIONAL - Exemplo Dados: C = 0,5 ( coeficiente de run-off ou de escoamento superficial deve ser verificado no local ou por foto interpretao ) tc = ( tempo de concentrao ) h = 15,08 mm ( altura da precipitao ) A = 0,073 km2 ( rea da bacia ) L = 1420 m I=64m = 0,045 m/m Q = C. i.A. D ( equao bsica ) Q = vazo C = coeficiente de deflvio run-off i = intensidade da chuva A = rea da bacia D= 1 ( coeficiente de distribuio espacial da precipitao ) Resultado: Q = _____ m 3 /min
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  • MTODO RACIONAL Dados: C = 0,5 (coef. de runoff) terreno barro argilo-arenoso tc = 20,08 minutos (tempo de concentr.) h = 15,08 mm (altura da precipitao) i = tc = 44,94mm porque o mtodo preceitua que a intensidade da chuva o mesmo do tempo de concentrao. Se choveu 15,08mm em 20,08 minutos, a projeo de 44,94mm em uma hora. A = 0,073 km2 (rea da bacia) Q = C. i.A. D (EQUAAO BSICA) Q = vazo (m/s) C = coeficiente de deflvio RunOff i = intensidade da chuva (mm/h) A = rea da bacia (km) D = 1 Resultado: Q = 0,94 m 3 /min Terra cultivada: Declividade 0 a 5% Declividade 5 a 10% Declividade 10 a 30% 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,60 0,70 0,80 Tabela I (Drenagem na Agricultura ) Terreno barro arenoso Terreno barro argilo-arenoso Terreno argiloso
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  • F I M ! No se esqueam ! EXISTEM OUTROS MTODOS Mtodo racional !
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  • ESTUDO HIDROLGICO MTODO I PAI WU PARA BACIA COM REA AT 200 km ( UM MTODO APLICATIVO RECOMENDADO PELO DAEE ) Departamento de guas e Energia Eltrica- DAEE Departamento de guas e Energia Eltrica- DAEE o rgo gestor dos recursos hdricos do Estado de So Paulo. www.daee.sp.gov.br/
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  • COEFICIENTE DE FORMA C1 C 1 Clculo do coeficiente de forma C 1 Tp Tp C1 = C1 = tp tp onde: tp = tempo de pico ascenso volumtrica tc = tempo de concentrao ou obtem-se C 1 pela frmula sinttica: 4 C1 = ( 2 Kf ) onde: Kf = fator de forma
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  • PARMETRO f - ( I-Pai-Wu) C C = f. C 2 / C 1 onde: f = 2. V 1 / v f, relaciona o volume escoado da parte ascendente do hidro- grama V1, admitindo, com forma triangular e o volume total do escoamento superficial VT, conforme este grfico : tempo vazo Volume ascendente C2 = VT / Ie A, onde: VT = Volume Total. V1 = Volume do trecho ascendente. Ie = chuva efetiva
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  • PARMETRO f - ( I-Pai-Wu) C 2
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  • C 2 = VT / Ie A, onde: Ie = a quantidade de chuva efetiva que passa pela seo estudada, (exutrio) descontada as perdas durante a ocorrncia da chuva, e considerando-se como perdas na chuva, as infiltraes no solo, interceptaes pela cobertura vegetal e o armazenamentos da gua superficial em pontos dentro da bacia como depresses, diferencial negativo no sentido jusante ao escoamento (variaes topogrficas). Assim, para aplicar este mtodo, de incio determina-se a chuva crtica, que a chuva de projeto. A parcela dessa chuva de projeto que se infiltra no solo, depende do grau de impermeabilizao, assim, consideram-se: - o uso e ocupao do solo, - grau de urbanizao, - cobertura vegetal, - tipo de solo, conforme tabela sequente. PARMETRO f - ( I-Pai-Wu) C 2
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  • O coeficiente C 2 determinado pela ponderao dos coeficientes das reas parciais ou sub-bacias, e que so classificados pelo grau de impermeabilidade conforme tabela abaixo. PARMETRO f - ( I-Pai-Wu) C
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  • A desigualdade da distribuio das chuvas na bacia deve ser considerada aplicando-se de um coeficiente redutor K, de distribuio de chuvas. A determinao da intensidade da chuva se faz similarmente da do mtodo racional com base nas equaes de chuva apresentadas nos slides anteriores.
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  • VAZO DE CHEIA Q Determinao da vazo de cheia Q. Q = 0,278. c. i. A 0,9. K Onde: C = coeficiente de escoamento, determinado no item 11 i = intensidade de chuva, determinado no item 8 A = rea da bacia hidrogrfica, determinada pela planta cartogrfica K = coeficiente de distribuio espacial, determinado no item 10 atravs do baco
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  • BACO PARA DETERMINAR K Entrar em x com a rea em km Obter em y o valor de k% Fonte manual do DAEE Veja em zoom
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  • 30min 1 hora 3 hs 6 hs 24 hs Entrar em x com a rea em km Obtenha em y o valor de k% Fonte manual do DAEE BACO PARA DETERMINAR K
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  • COEFICIENTE DE DISTRIBUIO ESPACIAL Clculo do coeficiente de distribuio espacial da chuva. tc K%. Deve-se lanar no baco em abscissa a rea da bacia hidrogrfica em funo do tc em horas, rebatendo em ordenada o valor de K%. ADOTA-SE O VALOR 0,99 ( devido rea da bacia ser pe