Trabalho de hidrologia Definitivo

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA - UNICEUB
Curso de Graduação em Engenharia Civil
Fabrício Rolins de Sousa 21708687
Gabriel Félix Brant 21608007
Maria Luiza de oliveira Gontijo 21606669
Mariana Amaral de Oliveira Simonassi Corbacho 21954234
Thaislanny Medeiros de Araújo 21468499
Trabalho de Hidrologia
Brasília
2019
Sumário
Lista de Fotos	Erro! Indicador não definido.
Lista de Tabelas	4
Lista de Gráficos	5
1.	Introdução	6
1.1	Definições	7
2.	Delimitação da bacia	8
3.	Perfil longitudinal do curso principal da bacia hidrográfica.	10
4.	Tempo de concentração	12
5.	Hietograma de projeto	13
6.	Precipitação efetiva	14
7.	Hidrograma unitário sintético triangular	15
8.	Convolução do HU	16
9.	Vazão de pico	17
Analisando o item 8 obtivemos a vazão de pico de 491,5707 	17
Lista de Figuras 
Figura 11 – Escoamento da água para bacia	6
Figura 12 – Divisão de bacias	6
Figura 13 – Localização da bacia do Córrego de Três Barras	7
Figura 21 – Delimitação da bacia feita pelo AutoCAD	8
Figura 31 – Trecho de maior comprimento da bacia	10
Lista de Tabelas 
Tabela 31 – Dado para perfil longitudinal	11
Tabela 41 – Cálculo do tempo de concentração	12
Tabela 51 – Hietograma de projeto	13
Tabela 61 – Parâmetros	14
Tabela 71 – Tabela de parâmetro	15
Tabela 72 - Tabela para	15
Tabela 81 – Tabela da convolução	16
Lista de Gráficos 
Gráfico 31 – Perfil longitudinal	11
Gráfico 51 – Hietograma de projeto	13
Gráfico 71 – Hidrograma unitário	15
1. Introdução 
Bacia Hidrográfica é a área ou região de drenagem de um rio principal e seus afluentes em que as águas das chuvas, das montanhas, subterrâneas ou de outros rios escoam em direção a um determinado curso d’água, abastecendo-o. O que separa uma bacia hidrográfica de outra são os divisores de água. Eles são como uma espécie de fronteira em que, de um lado, escoa a água em direção a um rio e, de outro, escoa a água em direção a outro rio.
Em razão da força da gravidade, as águas correm sempre do ponto mais alto da superfície em direção aos pontos com menores altitudes (exutório). Assim, podemos dizer que as localidades mais elevadas são os divisores de água e os pontos menos elevados costumam abrigar o leito dos rios.
As bacias hidrográficas podem ser classificadas conforme a sua grandeza. Isso porque todo o rio possui a sua bacia, mas alguns deles deságuam em outros rios, formando uma bacia hidrográfica maior, ou seja, as bacias de maior grandeza englobam as áreas de outras bacias menores. 
 (
Figura 
1
1
 – Escoamento da água para bacia
) (
Figura 
1
2
 – Divisão de bacias
 
)
Neste trabalho iremos realizar e analisar o que foi pedido nos itens abaixo :
· Delimitar a bacia hidrográfica do Córrego Três Barras a partir do ponto exutório (184815.6 e 8265718.6) 
· Perfil longitudinal do exutório até sua nascente 
· Cálculo do tempo de concentração 
· Hietograma de projeto *
· Precipitação efetiva*
· (
Figura 
1
3
 – Localização da bacia do Córrego de Três Barras
)Hidrograma unitário sintético triangular*
· Convolução do HU 
· Determinar vazão de pico 
· 
*Alguns tópicos será usado o método do SCS.
1.1 Definições
Tempo de concentração:  é o tempo em que leva para que toda a bacia considerada contribua para o escoamento superficial na seção estudada.
Hietograma de projeto:  é o tempo em que leva para que toda a bacia considerada contribua para o escoamento superficial na seção estudada.
Precipitação efetiva: é o evento que ocorre, durante e após uma chuva intensa, em uma Bacia Hidrográfica, assim que a água da precipitação pluviométrica tenha sua parte drenada, infiltrada e absorvida pelos diferentes pontos desta Bacia Hidrográfica
Hidrograma unitário sintético triangular: considera que o escoamento unitário é função da precipitação antecedente, da impermeabilidade do solo, da cobertura vegetal, do uso da terra e das práticas de manejo do solo, agrupando todos estes fatores em um só coeficiente, que transforma a precipitação total em precipitação efetiva
Vazão de pico: é definida como a maior vazão atingida em um evento no qual a precipitação gera de escoamento, que excede os valores habituais de vazão em determinado curso d’água. 
2. Delimitação da bacia 
 (
Figura 
2
1
 – Delimitação da bacia feita pelo AutoCAD
)
A bacia foi delimitada através do software AutoCAD. Analisando as curvas de nível a delimitação da bacia hidrográfica inicia a partir do exutório, conectando os pontos mais elevados. O limite da bacia circunda o curso d’água e as nascentes de seus tributários. 
3. Perfil longitudinal do curso principal da bacia hidrográfica.
O perfil longitudinal de um rio está ligado ao relevo, pois corresponde à diferença de altitude entre a nascente e a confluência com um outro rio. Por isso, ao analisar o perfil longitudinal, é possível constatar sua declividade ou gradiente altimétrico, pois se trata de uma relação visual entre a altitude e o comprimento de um determinado curso d’água. 
Foi escolhido o curso de maior comprimento da bacia e obteve os comprimentos ao longo deste curso destacado em vermelho da figura abaixo:
 (
Figura 
3
1
 – Trecho de maior comprimento da bacia
)
Houve o cálculo da distância através da distância acumulada de cada cota de acordo com a tabela 1 e foi gerado o gráfico 1 para o perfil longitudinal.
	Distancia acumulada (m)
	Distancia (m)
	Cotas (m)
	155,87
	155,87
	1225
	96,37
	805,5
	1215
	160,8
	672,6
	1085
	248,56
	1072,3
	1177,7
	303,81
	1327,54
	1162,17
	327,99
	246,18
	1152.80
	452,18
	244,19
	1145,75
	503,01
	513,83
	1137,68
	549,43
	459,42
	1114,89
	625,23
	761,8
	1102,64
	684,33
	583,1
	1097,53
	728,91
	443,58
	1088,04
	885,74
	1569,83
	1085,43
	956,38
	705,64
	1068,89
	1096,95
	1420,57
	1063,67
	1177,63
	772,68
	1053,33
	2113,05
	1024,95
	1044.64
	2056,76
	343,18
	1040
	SOMA
	-
	∆H
	13123
	-
	185
Tabela 31 – Dado para perfil longitudinal 
 (
Gráfico 
3
1
 – Perfil longitudinal
 
) (
PERFIL LONGITUDINAL
 
loLONGITUDINAL
1250
1200
1150
1100
1050
1000
0
5000
10000
Distância
 
(m)
15000
20000
)
 (
Cotas (m)
)
4. Tempo de concentração
O tempo de concentração, como dito anteriormente, é o tempo necessário para que toda a bacia contribua com o escoamento superficial. Pode ser calculado por diferentes formulas e a que mais se adéqua a bacia e as informações obtidas foi a formula de kirpich:
	Tempo de concrentração 
	L (m)
	13123
	L(km)
	13,123
	∆H (m)
	185
	Tc (min)
	149,3970438
	Tc (h)
	2,489950731
 
Tabela 41 – Cálculo do tempo de concentração 
5. Hietograma de projeto
O hietograma de projeto é baseado na curva IDF de Brasília:
Dado o tempo de retorno de 50 anos e tempo de concentração de 149,39 minutos encontrado no item 4. Admitindo então o tempo de concentração de 150 minutos com intervalos de 15 minutos para o Hietograma de projeto exposto na tabela abaixo:
	Numero
	∆T (min)
	I (mm/h)
	P acumulado(mm) 
	∆P (mm)
	P prdenado (mm) 
	1
	15
	221,37
	55,34
	55,34
	3,21
	2
	30
	142,02
	71,01
	15,67
	5,53
	3
	45
	105,83
	79,38
	8,36
	8,36
	4
	60
	84,91
	84,91
	5,53
	55,34
	5
	75
	71,19
	88,99
	4,08
	15,67
	6
	90
	61,47
	92,20
	3,21
	4,08
	7
	105
	54,20
	94,84
	2,64
	2,64
	8
	120
	48,54
	97,08
	2,24
	2,24
	9
	135
	44,01
	99,03
	1,94
	1,94
	10
	150
	40,30
	100,74
	1,72
	1,72
 Tabela 51 – Hietograma de projeto 
O método SCS determina que deve reordenar a sequência na seguinte ordem: 6 / 4/ 3/ 1/ 2/ 5, para que a maior precipitação não ocorra no inicio da chuva. Gerando o gráfico a baixo:
 
 Gráfico 51 – Hietograma de projeto 
6. Precipitação efetiva
Para calcular a precipitação efetiva pelo método CN do SCS é preciso determinar o valor de CN por uma tabela de classificação de uso e ocupação do solo. Para solos de media capacidade de absorção em florestas esparsas com solo tipo B, é adotado o CN de 68. Na tabela abaixo foi determinadotodos os parâmetros necessário para o calculo da precipitação efetiva :
	Parâmetros 
	CN=68
	S(mm)
	119,53
	Ia(mm)
	23,91
 Tabela 61 – Parâmetros 
Deve-se calcular o valo da precipitação efetiva caso o valor da precipitação seja superior ao valor de Ia, nesse caso, usa-se a seguinte equação:
E utilizando todos as equações e parâmetros necessário obtemos a tabela abaixo com a precipitação efetiva:
	∆T (min)
	P prdenado (mm) 
	P acumudalo(mm) 
	P ef acumulada (mm) 
	P ef(mm) 
	15
	3,21
	3,21
	0
	0
	30
	5,53
	8,74
	0
	0
	45
	8,36
	17,10
	0
	0
	60
	55,34
	72,44
	14,01589378
	14,01589
	75
	15,67
	88,11
	22,43558231
	8,419689
	90
	4,08
	92,19
	24,82633034
	2,390748
	105
	2,64
	94,83
	26,41185217
	1,585522
	120
	2,24
	97,07
	27,77980209
	1,36795
	135
	1,94
	99,01
	28,98076454
	1,200962
	150
	1,72
	100,73
	30,05774874
	1,076984
A precipitação efetiva estimada para 50 anos de tempo de retorno e 150 minutos de duração é de 30,056 mm.
7. Hidrograma unitário sintético triangular 
O tempo de ascensão Tp vale sendo que tp vale e o tempo de escoamento Tbase vale . Após descobrir esses parâmetros obtemos o escoamento de pico pela seguinte equação: 
 
*Área obtida pela bacia delimitada no AutoCAD
 
Com os parâmetros Tp, tp, Tb e Qp exposto na tabela 7.1, obtivemos a tabela 7.2 e o Hidrograma Unitário Sintético Triangular.
	∆T (min)
	Vazão gráfico 
	0
	0
	15,000
	2,873
	30,000
	5,746
	45,000
	8,619
	60,000
	11,492
	75,000
	14,365
	90,000
	17,237
	97,500
	18,674
	112,500
	16,976
	127,500
	15,279
	142,500
	13,581
	157,500
	11,883
	172,500
	10,186
	187,500
	8,488
	202,500
	6,791
	217,500
	5,093
	232,500
	3,395
	247,500
	1,698
	260,325
	0
	Tc (min)
	150
	tp (h)
	90
	Tp (min)
	97,5
	Tp (H)
	1,625
	Tb (min)
	260,325
	A (km^2)
	145,89
	Qp (Vazão por mm)
	18,67392
Gráfico 71 – Hidrograma unitário 
Tabela 71 – Tabela de parâmetro
Tabela 72 - Tabela para 
Gráfico.
8. Convolução do HU 
Com a precipitação efetiva descobrimos o valor de M e com a Hidrograma Unitário descobrimos o valor de K e com isso foi possível descobrir o número de vazões que vão ser abalizadas pela fórmula Qn = K+M-1. Com todos os dados obtidos nos passos anteriores obtivemos a tabela de convolação mostrada a seguir:
 (
Tabela 
8
1
 – Tabela da convolução
)
9. Vazão de pico
Analisando o item 8 obtivemos a vazão de pico de 491,5707 
Hietograma de projeto 
15	30	45	60	75	90	105	120	135	150	3.2126134326753677	5.5322183202286084	8.3643675585833748	55.342302008699541	15.668746184599803	4.0799871860776173	2.6419005653421852	2.2403757938233784	1.9436810803605908	1.7160847614641028	Duração (min)
Precipitação (mm)
Hidrograma Unitário 
Vazão 	0	15	30	45	60	75	90	97.5	112.5	127.5	142.5	157.5	172.5	187.5	202.5	217.5	232.5	247.5	260.32499999999999	0	2.872910769230768	5.745821538461537	8.618732307692305	11.491643076923074	14.364553846153845	17.237464615384614	18.673919999999992	16.976290909090906	15.278661818181815	13.58103272727272	2	11.883403636363637	10.185774545454542	8.4881454545454513	6.7905163636363595	5.0928872727272676	3.395258181818178	1.6976290909090879	0	Tempo
Vazão
Número 1234567891011121314151617
Tempo 15304560759097,5112,5127,5142,5157,5172,5187,5202,5217,5232,5247,5
HU2,875,758,6211,4914,3617,2418,6716,9815,2813,5811,8810,198,496,795,093,401,70
Precipitação efetiva 114,02
Q140,2782180,55642120,8346161,1128201,391241,6693261,8084238,0076214,2068190,4061166,6053142,8046119,003895,2030471,4022847,6015223,80076000000
Precipitação efetiva 2 8,42
Q2024,1899148,3798272,5697396,75963120,9495145,1395157,2344142,9404128,6463114,3523100,058385,7642271,4701857,1761542,8821128,5880714,2940400000
Precipitação efetiva 3 2,39
Q3006,86625713,7325120,5987727,4650334,3312841,1975444,6306740,5733436,51632,4586728,4013324,34420,2866716,2293312,1728,1146674,0573340000
Precipitação efetiva 4 1,59
Q40004,5679289,13585613,7037818,2717122,8396427,4075729,6915326,992324,2930721,5938418,8946116,1953813,4961510,796928,0976915,3984612,69923000
Precipitação efetiva 5 1,37
Q500003,9358887,87177611,8076615,7435519,6794423,6153325,5832723,2575220,9317718,6060116,2802613,9545111,628769,3030076,9772564,6515042,32575200
Precipitação efetiva 6 1,2
Q6000003,4474936,89498610,3424813,7899717,2374620,6849622,408720,3715518,3343916,2972414,2600812,2229310,185778,148626,1114654,074312,0371550
Precipitação efetiva 7 1,08
Q70000003,1027446,2054879,30823112,4109715,5137218,6164620,1678318,3343916,5009514,6675212,8340811,000649,1671977,3337585,5003183,6668791,833439
vazõesQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q18Q19Q20Q21Q22Q23
vazões40,27821104,7463176,0807251,983331,8212415,1069481,3562491,5707471,9631442,581406,2479363,8972316,2343265,1866214,1389163,0912112,043560,9958133,7488720,7959611,900385,7040341,833439
212223181920