obras hidráulicas, hidrologia e canais

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13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 1 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga Silvana Susko Marcellini Alexandre Nunes Roberto Francisco E. Nunes Gusso Mario Kiyochi Nakashima Conceitos Teóricos Vazão de Projeto 13 a 15 de Agosto/ 2012 SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos FEHIDRO Contrato FEHIDRO nº 188/2011 DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP VAZÃO DE PROJETO - CONCEITOS Fonte: Adaptado do Material de Hidrologia Urbana, FCTH ASPECTOS SOCIAIS E ECONÔMICOS ESCOLHA DO PERÍODO DE RETORNO HIDROLOGIA DETERMINAÇÃO DA TORMENTA DE PROJETO HIDROLOGIA, PEDOLOGIA, USO DO SOLO DETERMINAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL DIRETO HIDROLOGIA DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO HIDRÁULICA DIMENSIONAMENTO DAS ESTRUTURAS HIDRÁULICAS BACIA HIDROGRÁFICA ANÁLISE INTEGRADA - SISTEMA POLÍTICA, PROPÓSITOS, ESTRATÉGIA, PLANEJAMENTO VISÃO GERAL - DIMENSIONAMENTO

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1

CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga

Silvana Susko Marcellini

Alexandre Nunes Roberto

Francisco E. Nunes Gusso

Mario Kiyochi Nakashima

Conceitos Teóricos – Vazão de Projeto

13 a 15 de Agosto/ 2012

SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS

Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO

Contrato FEHIDRO nº 188/2011

DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA

DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO

Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de

Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP

VAZÃO DE PROJETO - CONCEITOS

Fonte: Adaptado do Material de Hidrologia Urbana, FCTH

ASPECTOS SOCIAIS E ECONÔMICOS

ESCOLHA DO PERÍODO DE RETORNO

HIDROLOGIADETERMINAÇÃO DA

TORMENTA DE PROJETO

HIDROLOGIA, PEDOLOGIA,USO DO SOLO

DETERMINAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL

DIRETO

HIDROLOGIADETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO

HIDRÁULICADIMENSIONAMENTO DAS

ESTRUTURAS HIDRÁULICAS

BACIA HIDROGRÁFICAANÁLISE INTEGRADA - SISTEMA

POLÍTICA, PROPÓSITOS, ESTRATÉGIA, PLANEJAMENTO

VISÃO GERAL - DIMENSIONAMENTO

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Foco da Apresentação - Bacias Hidrográficas sem dados fluviométricos

Vazão de Projeto - Conceitos

• Métodos Indiretos – Vazões de Projeto

Para bacias pequenas até 2 km² - Método Racional (A, L, S, C,Tr, tc e IDF);

Para bacias com áreas de drenagem de 2 a 30 km² - Método I-Pai-Wu Modificado (A, L, S, C2,Tr, tc e IDF);

Para bacias com área superior a 2 km² - Método do Hidrograma Unitário Adimensional do Soil Conservation Service (A, L, S, CN,Tr, tc e IDF);

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Período de Retorno

é o intervalo médio de ocorrência (em anos) entre eventos que igualam ou superam uma dada magnitude;

o inverso do período de retorno (1/Tr) é a probabilidade de um evento ser igualado ou superado em um ano qualquer;

Vazão de Projeto - Conceitos

• Tempo de Concentração

Tempo que uma gota de precipitação excedente leva para percorrer a distância do ponto mais afastado até a saída da bacia

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Relações Intensidade – Duração – Frequência (IDF)

Fornecem a intensidade pluviométrica (mm/min) ou a altura precipitada (mm) em função da duração da chuva (t) e do período de retorno (Tr);

São definidas a partir de dados de pluviógrafos instalados na região

Vazão de Projeto - Conceitos

• Duração da Chuva ou Tormenta de Projeto

Para bacias pequenas adota-se uma chuva com duração igual ao tempo de concentração da bacia;

Para bacias maiores usualmente adota-se uma chuva com duração superior ao tempo de concentração;

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Coeficiente de redução espacial da chuva

A chuva de projeto é determinada para um local (ponto) específico da área. Desta forma, deve-se aplicar um coeficiente de redução espacial. Um dos critérios mais utilizados é utilizar o gráfico do US Weather Bureau (ASCE, 1997). Apresenta a relação entre a chuva em um ponto e a chuva na área, em função da área e da duração da chuva.

Relações IDF Disponíveis no ABC-DAEE (42 Municípios)

• Duração da Tormenta de Projeto

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método Racional

Q = vazão em (m3/s) C: coeficiente de escoamento superficial “run-off” I: intensidade da chuva em mm/h A: área da bacia hidrográfica em km2

Q = 0,278 C I A

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método Racional – Coeficiente de Escoamento Superficial

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método I-Pai-Wu Modificado

Q = vazão em (m3/s)

C = coeficiente de escoamento superficial “run-off”

I = intensidade da chuva em mm/h

A = área da bacia hidrográfica em km2

K = coeficiente de distribuição espacial da chuva.

Q

Q (Vazão)

t (Tempo)

tb

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método I-Pai-Wu Modificado

C = coeficiente de escoamento superficial C1 = coeficiente de forma da bacia (tp/tc) C2 = coef. de escoamento volumétrico, função do grau de impermeabilidade do solo, cobertura ou tipo de solo e uso do solo. F = fator de forma da bacia hidrográfica, relaciona a forma da bacia com um círculo de mesma área (mede a taxa de alongamento da bacia) A = área da bacia hidrográfica em km2

L = comprimento do talvegue, em km.

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método I-Pai-Wu Modificado

Cobertura ou tipo de Solo Uso do Solo ou Grau de Urbanização C2

- terreno seco e muito arenoso - zonas verdes não urbanizadas

- terreno com vegetação densa- zonas de proteção de mananciais com

vegetação densa0,1

- terrenos planos - parques e áreas vazias

- com vegetação rala e/ou esparsa

- solo arenoso seco 0,30

- terrenos cultivados

- terrenos com manto fino de

material poroso

- zona residencial com lotes amplos

(maiores que 1000 m2)

- solos com pouca vegetação - zona residencial rarefeita

- gramados amplos, prados e

campinas

- declividades médias

- terrenos pavimentados com

declividades médias

- zona residencial densa com lotes pequenos

(100 a 1000 m2)

- Solos argilosos ou pantanosos- zona de apartamentos e edifícios

comerciais

- terrenos rochosos estéreis

ondulados

- vegetação quase inexistente

- terreno pavimentado com

declividades fortes

- terrenos de rocha viva não

porosa

- terreno estéril montanhoso

- vegetação inexistente

0,5

Grau de Impermeabilidade do

Solo

Muito Baixo

Baixo- zonas especiais (universidades, cemitérios,

aeroportos, hipódromos)

Médio

Alto 0,7

Muito Alto- zona de concentração de prédios

comerciais e/ou residenciais0,9

Vazão de Projeto - Conceitos

• Método do Hidrograma Unitário Adimensional do SCS

A partir de um estudo com grande número de bacias e de hidrogramas unitários nos EUA, técnicos do departamento de conservação de solos do SCS verificaram que os hidrogramas unitários podem ser aproximados por relações de tempo e vazão estimadas com base no tempo de concentração e na área das bacias. Para simplificar ainda mais, o hidrograma unitário pode ser aproximado por um triângulo, definido pela vazão de pico e pelo tempo de base. O adimensional apresenta forma mais suave…

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Definições:

• tr: duração da chuva • tp: tempo entre metade da chuva e o instante de pico • Tp: instante de pico

t p2/t rT p

Vazão de Projeto - Conceitos

• Como calcular a chuva efetiva ou excedente?

Distribuição temporal crítica da chuva – blocos alternados;

Cálculo da chuva efetiva pelo método do SCS, distribuída no intervalo de cálculo;

Para cada chuva efetiva obtém-se um hidrograma de escoamento superficial direto;

O hidrograma de ESD resultante = soma dos hidrogramas.

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Distribuição Temporal da chuva

Uma das formas mais utilizadas para distribuir a chuva no tempo é o chamado Método dos Blocos Alternados

A distribuição temporal dos volumes precipitados condicionará o volume infiltrado e a forma do hidrograma de escoamento superficial direto originado pela chuva excedente

Infiltração - Conceitos

Infiltração: é a penetração da água no solo;

Infiltração acumulada: é a quantidade de água total infiltrada após um determinado tempo (mm)

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Chuva Excedente pelo Método do SCS

P: chuva total

Pe: chuva excedente

Ia: infiltração inicial

Fa: infiltração após início do escoamento superficial direto

S: infiltração potencial máxima

Hipótese do SCS: Fa Pe

S P Ia

Continuidade: P Pe Ia Fa

Pe SP Pe Ia

P Ia

Combinando as duas equações e isolando Pe:

2

P IaPe

P Ia S

P Ia SP Ia Pe

P Ia

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

0,2Ia S

Estudando os resultados de diversas bacias, o SCS chegou a seguinte relação:

Substituindo na equação anterior:

2

0,2, 0,2

0,8

P SPe P S

P S

Plotando os valores de P e Pe para diversas bacias, o SCS construiu as curvas mostradas na figura abaixo:

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Para parametrizar as curvas, o SCS criou um adimensional denominado CN (“Curve Number)

• 0 < CN < 100

• para áreas impermeáveis CN = 100

• para outras superfícies CN < 100

1000

25,4 10S mmCN

O número da curva CN e a infiltração potencial S estão relacionados através da seguinte expressão:

• 0 < CN < 100

• para áreas impermeáveis CN = 100

• para outras superfícies CN < 100

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Grupos Hidrológicos de Solos

Grupo A

Grupo B

Grupo C

Grupo D

solos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem rochas, sem camada argilosa e nem mesmo densificada até a profundidade de 1,5m. O teor de húmus é muito baixo, não atingindo 1%

solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de argila total, porém ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas este limite pode subir a 20% graças a maior porosidade. Os dois teores de húmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até 1,5m, mas é quase sempre presente uma camada mais densificada que a camada superficial

solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 1,2m. No caso de terras roxas, estes dois limites máximos 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 condições de impermeabilidade

solos 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 impermeável ou horizonte de seixos rolados

Condições de Umidade do Solo

Condição I

Condição II

Condição III

solos secos: as chuvas nos últimos 5 dias não ultrapassaram 15mm

situação média na época das cheias: as chuvas nos últimos 5 dias totalizaram entre 15 e 40mm

solo úmido (próximo da saturação): as chuvas nos últimos 5 dias foram superiores a 40mm e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Determinação de CN

classificar o tipo de solo existente na bacia

determinar a ocupação predominante

com a tabela do SCS para a Condição de Umidade II determinar o valor de CN

no caso de existirem na bacia diversos tipos de solo e ocupações, determinar o CN pela média ponderada

Valores de CN - referem-se sempre à condição II

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Valores de CN - referem-se sempre à condição II – Área Urbana -

Bacia Uso Do Solo Superfície Solo A Solo B Solo C Solo D

Lote até 500m² (65% impermeável) 77 85 90 92

Lote até 1000m² (38% imperveável) 61 75 83 87

Lote até 1500m² (30% impermeável) 57 72 81 86

Pavimentados 98 98 98 98

Cobertos (telhados) 98 98 98 98

Pavimentadas, com guias e drenagens 98 98 98 98

Com cascalho 76 85 89 91

De terra 72 82 87 89

Áreas comerciais 85% de impermeabilização 89 92 94 95

Distritos industriais 72% de impermeabilização 81 88 91 93

Boas condições, cobertura de grama > 75% 39 61 74 80

Condições médias, cobertura de grama > 50% 49 69 79 84

Fonte: Adaptado de SCS, 1986

Urbana

Residencial

Estacionamentos

Ruas e Estradas

Espaços abertos, parques e jardins

Bacia Uso Do Solo Superfície Solo A Solo B Solo C Solo D

Plantio em linha reta 77 86 91 94

Em fileiras retas 70 80 87 90

Linha reta, condições ruins 72 81 88 91

Linha reta, condições boas 67 78 85 89

Curva de nível, condições ruins 70 79 84 88

Curva de nível, condições boas 65 75 82 86

Linha reta, condições ruins 65 76 84 88

Linha reta, condições boas 63 75 83 87

Curva de nível, condições ruins 63 74 82 85

Curva de nível, condições boas 61 73 81 84

Em curvas de nível 60 72 81 88

Terraceado em nível 57 70 78 89

Pobres 68 79 86 89

Normais 49 69 79 94

Boas 39 61 74 80

Linha reta, pobres 68 79 86 89

Linha reta, normais 49 69 79 84

Linha reta, densos 39 61 74 80

Curvas de nível, pobres 47 67 81 88

Curvas de nível, normais 25 59 75 83

Curvas de nível, densos 6 35 70 79

Normais 30 58 71 78

Esparsos, baixa transpiração 45 66 77 83

Densos, alta transpiração 25 55 70 77

Normais 56 75 86 91

Más 72 82 87 89

Superfície dura 74 84 90 92

Muito esparsas, baixa transpiração 56 75 86 91

Esparsas 46 68 78 84

Densas, alta transpiração 26 52 62 69

Normais 36 60 70 76

Conectada Água Lago, rio, represa 100 100 100 100

Fonte: Adaptado de SCS, 1986

Pastagens

Campos

Estradas de terra

Florestas

Rural

Terreno preparado para plantio (descoberto)

Cultura em fileiras

Cultura de grãos

Plantações de legumes

Valores de CN - referem-se sempre à condição II – Área Rural -

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Exemplo: dado o hietograma de projeto ...

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

5

10

20

15

10

5

mm Horas

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Horas

mm

20

15

10

5

Adotando-se o valor de CN (por ex. CN= 80), deve-se aplicar a fórmula do SCS da seguinte maneira:

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

5 10 20 15 10 5

Chuva Horas

1. acumulam-se as precipitações do hietograma

5 15 35 50 60 65

Ch. Acum.

2. aplica-se a fórmula às precipitações acumuladas

Ch. Exc. Acum.

0,0 0,08 5,80

13,81 20,20 23,63

3. diferencia-se para obter o hietograma excedente

Hietogr. Exc.

0,0 0,08 5,72 8,01 6,39 3,43

2

0,2

0,8

P SPe

P S

1000

25,4 10S mmCN

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13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Hietograma excedente:

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

5 10 20 15 10 5

Horas

0 0,08 5,72 8,01 6,39 3,43

Ptot Pexc

mm

20

15

10

5

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Horas

Chuva que gera o Hidrograma de ESD

Roteiro de cálculo - hidrograma unitário adimensional:

• adotar um valor de tr (duração da chuva)

• calcular tp (tp = 0,6 Tc), onde Tc é o tempo de concentração da bacia

2

trTp tp • calcular

20,208 A kmQp

Tp h

• calcular

Atenção: Qp (m3/s) é a vazão de pico para uma chuva excedente de 1mm sobre a bacia !

Page 19: Obras Hidráulicas, Hidrologia e Canais

13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Como transformar o hidrograma unitário adimensional no hidrograma de escoamento superficial direto da bacia?

• chuva com duração tr e altura excedente de 1 mm: basta multiplicar os valores do eixo horizontal do hidrograma unitário por Tp e os valores do eixo vertical por Qp • chuva com duração tr e altura excedente de H mm: basta multiplicar os valores do eixo horizontal do hidrograma unitário por Tp e os valores do eixo vertical por (Qp x H)

Hidrograma Unitário Adimensional do SCS

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13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga

Silvana Susko Marcellini

Alexandre Nunes Roberto

Francisco E. Nunes Gusso

Mario Kiyochi Nakashima

Apresentação do Aplicativo ABC-DAEE

17 a 19 de Julho / 2012

SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS

Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO

Contrato FEHIDRO nº 188/2011

DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA

DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO

Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de

Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP

Page 21: Obras Hidráulicas, Hidrologia e Canais

13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Sub-bacia

A = 1,1 km2

Exercício 1 – Método Racional – Sub-bacia de 1 km²

Amortecimento de Ondas de Cheia em Canais – ABC-DAEE

Amortecimento: Procedimento matemático para prever mudanças na vazão de pico, na velocidade e forma de uma onda de cheia em função do tempo, em um ou mais pontos de um curso d'água (rio, canal, reservatório, estuário, galeria de drenagem

Método de Muskingum

Modelo hidrológico: Considera dois hidrogramas ( um a montante e outro a jusante do trecho do canal) para um evento;

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13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

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22

CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Método de Muskingum - Conceito

.P S

V K Q SEC QQxKV ..

É um dos métodos simplificados mais conhecidos;

Foi aplicado inicialmente ao rio Muskingum, EUA na década de 1930

Combina a equação da continuidade a uma equação simplificada que relaciona o armazenamento em um trecho de rio às vazões de entrada e saída do trecho

Método de Muskingum

• Equação empírica :

. . (1 ).C P E S

V V V K x Q x Q

• Equação da continuidade :

E S

VQ Q

t

• Aplicando a 1ª na 2ª resulta

2 0 2 1 1 2 1

. . .S E E S

Q C Q C Q C Q

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13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Método de Muskingum

Onde :

)1.(2/

.2/0

xKt

xKtC

• o parâmetro X é um ponderador adimensional, cujo valor deve estar entre 0 e 1. Para rios naturais seu valor é próximo a 0,3.

•Para X igual a 0,5 não ocorre amortecimento;

•Para X igual a 0, o amortecimento é máximo

•O parâmetro K tem unidade de tempo, é estimado como o tempo de viagem do pico da cheia do início ao final do trecho de rio, ou seja, a distância dividida pela celeridade

•Quanto maior o valor de K, mais afastados no tempo ficam os picos de vazão na entrada e saída do trecho do canal

)1.(2/

.2/1

xKt

xKtC

)1.(2/

)1.(2/2

xKt

xKtC

(1 )2

tX X

K

Efeito de X

Page 24: Obras Hidráulicas, Hidrologia e Canais

13 A 15 DE AGOSTO DE 2012

DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Efeito de K

Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga

Silvana Susko Marcellini

Alexandre Nunes Roberto

Francisco E. Nunes Gusso

Mario Kiyochi Nakashima

Verificações Hidráulicas

17 a 19 de Julho / 2012

SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS

Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO

Contrato FEHIDRO nº 188/2011

DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA

DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO

Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de

Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP

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CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA

Softwares - Aplicações

ABC - DAEE: utilizado para determinação da vazão de projeto. Versão adaptada (LabSid/EPUSP/FCTH) para o DAEE, inclui:

Método racional;

Método I-Pai-Wu modificado;

Método do Hidrograma Unitário Adimensional do SCS

Hidrowin: programa para verificações hidráulicas. Desenvolvido pela UFMG – Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos:

Será utilizado para verificação da capacidade de escoamento em canais regulares e bueiros

Aplicações Práticas - Objetivos

Apresentação dos métodos a serem utilizados na determinação da Vazão de Projeto;

Verificação da segurança da obra (barragem);

Consideração de obras de detenção posicionadas no próprio curso d´água ou lateralmente;

Análise da vazão de projeto considerando canal com restrição de vazão a jusante;

Análise de trechos com bueiros

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VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS

Verificação do regime do escoamento através do número de Froude;

Características da seção transversal quanto à geometria (seção aberta ou fechada);

Tipos de revestimento (terra, grama, alvenaria, pedra argamassada, enrocamento, gabião, concreto);

Os limites da velocidade em função do revestimento;

VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS

Verificação da borda livre (f) - considerar “folga sobre o dimensionamento” - DAEE, Instrução Técnica nº 2.

No dimensionamento de canais de drenagem, usualmente admite-se que o regime de escoamento é o movimento permanente e uniforme.

O movimento uniforme e permanente tem as seguintes características: a profundidade de escoamento, seção molhada, velocidade de escoamento e a vazão devem ser constantes ao longo do tempo (regime permanente) e ao longo do percurso (regime uniforme).

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VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS

V = 1/n . i1/2 . RH2/3 (m/s)

Q = V . A (m³/s) Equação de Manning

VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS

Para a verificação do regime de escoamento é utilizado o número de Froude, que leva em conta a relação entre as forças de inércia e as gravitacionais, conforme equação a seguir:

Onde:

V = a velocidade média do escoamento, em m/s;

g = a aceleração da gravidade, em m²/s;

y = profundidade do escoamento, em m.

Se o número de Froude, Fr, é < 1,0, o escoamento é dito subcrítico ou fluvial;

Se o número de Froude, Fr, é > 1,0, o escoamento é dito supercrítico ou torrencial;

Se o número de Froude, Fr, é = 1,0, o escoamento é dito crítico;

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Bacia

A = 13,7 km2

Exercício 2 – Bacia Hidrográfica de 13,7 km²

Bacia

A = 13,7 km2

Objetivo:

Verificar a segurança

da barragem

EXERCÍCIO 3 – BACIA HIDROGRÁFICA DE 13,7 KM² - BARRAGEM NA FOZ

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Bacia

A = 13,7 km2

Objetivo: Verificar se a vazão resultante é compatível com a vazão de jusante = 29 m3/s

Bacia

Montante

A = 6,7 km2

Bacia

Jusante

A = 7,0 km2

EXERCÍCIOS 7 E 8 – CONSIDERAR 2 SUB-BACIAS

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Bacia

Montante

A = 6,7 km2

Bacia

Jusante

A = 7,0 km2

EXERCÍCIOS 8 – CONSIDERAR RESERVATÓRIO LATERAL “PARALELO OU OFF-LINE”

Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga

Muito Obrigada

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