UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

166405 - HIDROLOGIA APLICADA PERÍODO: 1/2013

Quarta Lista de Exercícios

Assuntos contemplados: Propagação e previsão de cheias; Regularização de vazões; e Simulação

hidrológica.

Exercício 1

Apartir de registros históricos de vazão foi determinada a curva de permanência das vazões médias

mensais para um determinado córrego, como mostra a figura que segue. Com base nessa curva

determine a maior vazão (constante) passível de ser regularizada. Considere desprezível as perdas por

evaporação.

Exercício 2

Pede-se ajustar o modelo ABC à bacia do córrego Gregório – SP, de 12,47 km2. Para tanto dispõe-se

de dois eventos chuvosos (precipitação e vazão), mostrados na tabela abaixo. Na parte de jusante (de

3,37 km2) a bacia está urbanizada. A taxa de impermeabilização dessa área é de 70%. A parte

intermediária da bacia (de 5,36 km2) ainda permanece na condição rural. Para esta área a taxa de

impermeabilização foi estimada em 20%. Finalmente, a parte de montante da bacia (de 3,74 km2)

apresenta uma taxa de impermeabilização de 41%.

Pede-se, também, fazer uma análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo. Comente sobre os

resultados obtidos.

Evento 1 Evento T

(30 min)

P

(mm)

Q

(m3/s)

T

(30 min)

P

(mm)

Q

(m3/s)

T

(30 min)

P

(mm)

Q

(m3/s)

T

(30 min)

P

(mm)

Q

(m3/s)

1 5 0 11 0 14.1 1 1 0 11 22 53.2

2 10 2.7 12 0 8.0 2 2 0 12 14 56.5

3 18 8.7 13 0 6.7 3 3.5 1.5 13 5 48.9

4 21 21.3 14 0 3.8 4 1.6 4.8 14 0 34.7

5 12 28.6 15 0 3.3 5 6 7.4 15 0 23.3

6 6 31.6 16 0 2.7 6 9 14.3 16 0 20.6

7 6 31.0 17 0 2.2 7 10 19.2 17 0 18.4

8 0 26.5 18 0 2.0 8 13 25.0 18 0 17.3

9 3 22.2 19 0 1.9 9 7 27.3 19 0 15.9

10 0 17.0 20 0 1.5 10 19 33.6 20 0 14.8

Imagem Ikonos da Cidade de São Carlos. Fonte: GoogleEarth

Exercício 3

A partir da série de vazões médias mensais de longo período e por meio do método da simulação

matemática foi feito um estudo de regularização da vazão natural do rio, cujos resultados estão

resumidos na figura que segue. Em função de condicionantes topográficos e de ocupação do solo

apenas três alternativas de reservatório são viáveis: de 1, 3 e 5.106 hm

3. Com base nesses resultados,

responda às seguintes perguntas: a) qual é o tamanho mínimo do reservatório de regularização

necessário para atender a um projeto de irrigação no período de maio a agosto cujo consumo

representa uma demanda mensal constante de 5 m3/s?; b) qual é o tamanho mínimo do reservatório de

regularização necessário para atender a um distrito industrial durante pelo menos 6 meses ao longo do

ano, se o consumo representa uma demanda mensal constante de 5 m3/s? Justifique as suas respostas.

Exercício 4

Para uma estação fluviométrica instalada num determinado rio dispõe-se de uma série de vazões

médias mensais (m3/s) de um período de 30 anos (dados apresentados na tabela abaixo). a) determinar

a vazão com 60% de permanência; b) determinar o volume do reservatório necessário para se

regularizar essa vazão; c) Durante quanto tempo a vazão do rio é superior à vazão média ?; d) Qual é o

valor da vazão que é igualada ou superada 50% do tempo ?; e) Os dois valores das questões c) e d) são

iguais ? Por que ?

Intervalo

(m3/s)

Freqüência Intervalo

(m3/s)

Freqüência

366-348 1 186-168 11

348-330 2 168-150 16

330-312 3 150-132 18

312-294 2 132-114 15

294-276 1 114-96,0 17

276-258 1 96,0-78,0 37

258-240 2 78,0-60,0 38

240-222 7 60,0-42,0 59

222-204 4 42,0-24,0 75

204-186 2 24,0-6,00 50

Exercício 5

Na tabela abaixo são apresentadas as vazões médias mensais para um posto fluviográfico. Com base

nessa informação, estime o volume do reservatório necessário para regularizar uma vazão de 141 m3/s,

usando o método da curva de permanência de vazões e o método de simulação. A evaporação

potencial mensal para o local é de 72 mm. Estudos topográficos permitiram estimar a profundidade

média do reservatório é de 20 m..

T

(mês)

Vazão

(m3/s)

1 134

2 209

3 201

4 209

5 151

6 173

7 179

8 122

9 188

10 120

11 113

12 102

Exercício 6

Utilize o hidrograma apresentado na tabela que segue para calcular o hidrograma vertido de um

reservatório com as seguintes características:

Curva Cota x Volume .... : V = 5.0 x 106 (H-50)

Curva do vertedor ..........: Q = 0.5 x L x (H-120) x (2 x g x (H-120) ) 0.5

onde : V = volume armazenado no reservatório, em m3

H = cota do nível d'água no reservatório, em m

Q = vazão vertida, em m3/s

L = largura do vertedor, em m ( adote L = 35 m)

b) Trace o gráfico do hidrograma efluente sobreposto ao hidrograma afluente. Comente os resultados.

Tempo

Vazão

(h)

(m3/s) 0

5

2.5

20

5

140

7.5

350

10

390

12.5

280

15

200

17.5

100

20

60

22.5

30

25

20

27.5

10

30

10

32.5

5

35

5

Exercício 7

Ajuste o modelo Muskingun ao trecho do rio São Francisco entre São Romão e Manga. Na tabela que

segue estão os valores da vazão nas duas localidades, para um determinado evento. O comprimento do

trecho é 106 km, a declividade média de 0,0001 m/m e a largura média de 450 m.

Tempo

(dias)

São Romão

(m3/s)

Manga

(m3/s)

Tempo

(dias)

São Romão

(m3/s)

Manga

(m3/s)

1 2663 1916 17 6312 5132

2 3374 2134 18 5988 5725

3 3976 2833 19 6057 5966

4 4654 3488 20 6284 5966

5 4569 4101 21 6156 6042

6 5539 4556 22 5771 6102

7 5854 5086 23 5406 6093

8 5296 5474 24 4940 5979

9 4809 5439 25 4506 5737

10 4329 5223 26 4259 5405

11 4139 4956 27 4331 5120

12 3819 4681 28 3953 4885

13 3929 4492 29 3281 4457

14 4237 4342 30 2721 4192

15 4269 4457 31 2747 3982

16 5407 4741 32 2814 3531

0

100

200

300

400

Va

zã

o (

m3

/s)

0 10 20 30 Tempo (horas)

Hidrograma Afluente

Exercício 8

Na tabela são apresentadas as vazões médias mensais do arroio Dilúvio em Porto Alegre. Determinar:

a) o tamanho do reservatório (pelo método da simulação) necessário para atender a uma demanda

média mensal de 19,4 m3/s. Aceita-se uma probabilidade máxima de não atendimento de 20%.

b) a vazão com 90% de permanência.

T (mês) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Q (m3/s) 10 15 30 70 50 35 25 18 10 10 9 8

A evaporação potencial é 68 mm/mês. Também, é conhecida a relação entre área e volume do futuro

reservatório:

19,0.32,0 SA , onde a área (A) está em km

2 e o armazenamento (S) em m

3.

Exercício 9

A figura mostra a representação esquemática de uma bacia hidrográfica onde o solo predominante é do

tipo B. A bacia está localizada numa região de cerrado e não apresenta qualquer antropização. Com

base nas informações apresentadas nessa figura e nas precipitações registradas nas quatro estações

pluviográficas, determine o hidrograma de escoamento superficial gerado por cada sub-bacias, assim

como o hidrograma de escoamento superficial na saída da bacia.

Tempo

(min)

Precipitação (mm)

P1 P2 P3 P4

10 5 3 1 3

20 2,5 5 4 3

30 6 7 7 5

40 4 12 11 2

50 3 3 8 1

60 1 5 1

70 3 2

80 2 1

90 1