Prévia do material em texto
1 SISTEMA DE ENSINO 100% ONLINE ENGENHARIA CIVIL ADALVERLANE GOMES SANTOS RA: 7390858202 ATIVIDADE PRÁTICA HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS ARAPIRACA - AL 2026 2 ATIVIDADE PRÁTICA HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS Trabalho apresentado à Universidade ANHANGUERA, como requisito parcial para a obtenção de média semestral na disciplina norteadora do semestre letivo. Mediador Pedagógico Online: Solange Fátima Defassio 2026 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 4 2. DESENVOLVIMENTO. ............................................................................................. 5 2.1 MEDIÇÃO DE VAZÃO PELO MÉTODO DO FLUTUADOR ........ 5 2.2 CÁLCULO DA VAZÃO MÁXIMA USANDO CURVA-CHAVE ... 8 2.3 CÁLCULO DA VAZÃO DE PROJETO PELO MÉTODO RACIONAL. ........................................................................................... 10 2.4 ANÁLISE DE VAZÕES E DISPONIBILIDADE HÍDRICA. ......... 13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. ......................................................................... 15 4 1 INTRODUÇÃO Relatório das aulas práticas para a matéria de Hidrologia e Manejo de Bacias Hidrográficas. Ao todo foram 4 aulas práticas, sendo o foco da primeira aula foi a determinação da vazão de um cursod’água. Na aula 2 foi encontrado a vazão máxima usando curva-chave. Na aula seguinte foi feito o cálculo da vazão de projeto pelo método racional. Finalmente, na aula 4 foi realizada a análise de vazões e disponibilidade hídrica. 5 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 AULA PRÁTICA 1 – MEDIÇÃO DE VAZÃO PELO MÉTODO DO FLUTUADOR Nesta aula os objetivos são: determinar a velocidade média de escoamento da água utilizando o métododo flutuador; calcular a área média da seção transversal de um rio ou canal; obter a vazão média (Q) de um manancial através da relação entre velocidade e área; compreender a importância da medição de vazões em estudos de abastecimento, drenagem, irrigação e gestão hídrica. AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual foi a velocidade média superficial obtida a partir dos tempos medidos? Medição Tempo–t (s) Distância – L (m) Velocidade (m/s) 1 42 11 0,261904762 2 41 11 0,268292683 3 36 11 0,305555556 4 40 11 0,275 5 39 11 0,282051282 6 42 11 0,261904762 7 41,5 11 0,265060241 8 40,6 11 0,270935961 9 39,8 11 0,27638191 10 42,1 11 0,26128266 2. Qual foi a velocidade média corrigida após a redução de 20%? Medição Tempo–t (s) Distância – L (m) Velocidade (m/s) Velocidade corrigida (m/s) 1 42 11 0,261904762 0,2095238 2 41 11 0,268292683 0,2146341 3 36 11 0,305555556 0,2444444 4 40 11 0,275 0,22 5 39 11 0,282051282 0,225641 6 42 11 0,261904762 0,2095238 7 41,5 11 0,265060241 0,2120482 8 40,6 11 0,270935961 0,2167488 9 39,8 11 0,27638191 0,2211055 10 42,1 11 0,26128266 0,2090261 6 Assim a velocidade média é de: v = 0,2182696 m/s 3. Calcule a profundidade média das seções X e Y. Medidas(m) SeçãoX (m) SeçãoY (m) Largura entre as margens 2,44 3,1 Profundidade Intervalo A – B 0,305 0,335 Profundidade Intervalo B–C 0,244 0,305 Profundidade Intervalo C–D 0,1525 0,122 Profundidade Intervalo D–E 0 0,023 Profundidade média 0,6283 0,777 4. Determine as áreas transversais 𝐴𝑋 e 𝐴𝑌. Medidas(m) SeçãoX(m) SeçãoY(m) Largura entre as margens 2,44 3,1 Profundidade Intervalo A–B 0,305 0,335 Profundidade Intervalo B–C 0,244 0,305 Profundidade Intervalo C–D 0,1525 0,122 Profundidade Intervalo D–E 0 0,023 Profundidade média 0,6283 0,777 Área Ax= 1,53305 Ay= 2,4087 7 5. Qual foi a área transversal média do trecho? Medidas(m) SeçãoX (m) SeçãoY (m) Largura entre as margens 2,44 3,1 Profundidade Intervalo A–B 0,305 0,335 Profundidade Intervalo B–C 0,244 0,305 Profundidade Intervalo C–D 0,1525 0,122 Profundidade Intervalo D–E 0 0,023 Profundidade média 0,6283 0,777 Área 1,53305 2,4087 Area média 1,970876 6. Qual foi a vazão média final estimada para o manancial? VAZÃO = ÁREA MÉDIA * VELOCIDADE CORRIGIDA Q = 0,430182287 m3/s 7. Explique por que o método do flutuador exige correção da velocidade medida. O método precisa de correção porque mede apenas a velocidade superficial, que é maior que a média do fluxo. De forma geral o método do flutuador permitiu estimar a vazão do curso d’água de forma simples e eficiente. A aplicação do fator de correção foi essencial para aproximar a velocidade superficial da velocidade média real. O resultado obtido demonstra a importância dessa técnica em medições hidrológicas básicas, sendo útil em estudos de engenharia e gestão de recursos hídricos. 8 2.2 AULA PRÁTICA 2 – CÁLCULO DA VAZÃO MÁXIMA USANDO CURVA-CHAVE Neste experimento foi compreendido o conceito de uma curva-chave (relação entre cota e vazão); estimou-se as vazões em um rio, determinando a vazão máxima permitida para que a água não alcance o tabuleiro de uma ponte. Segue abaixo as informações utilizadas para a Avaliação dos Resultados: 9 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. O que é uma curva-chave e qual sua utilidade? A curva-chave é um gráfico resultante da equação matemática que estabelece a relação empírica entre o nível da água (cota) e a vazão em uma determinada seção transversal de um rio ou canal. 2. O que representa a cota H em um rio? A cota H representa a altura da água em metros 3. Qual foi a vazão encontrada para H=7m? Como a equação fornecida para encontrar a vazão do referido rio é 𝑄 = 9,2893 ∗ 𝐻2,3067, quando H = 7 temos uma vazão de: 𝑄 = 9,2893 ∗ 𝐻2,3067 → 𝑄 = 9,2893 ∗ 88,9995168 𝑄 = 826,74𝑚3/s. 4. A ponte estaria segura se a vazão fosse 600 m³/s? Explique. A ponte estaria segura pois a vazão máxima seria de 826,74m3/s. Lembrando ainda que a altura máxima da água é de 7 metros e com a vazão de 600, a água estaria em uma altura de aproximadamente 6,09 metros. 5. Porque esse tipo de cálculo é importante em obras hidráulicas? Esses cálculos podem evitar falhas estruturais e enchentes. 10 2.3 AULA PRÁTICA 3 – CÁLCULO DA VAZÃO DE PROJETO PELO MÉTODO RACIONAL No experimento realizado nesta aula será determinada a vazão máxima de projeto gerada por um evento extremo de chuva em uma bacia hidrográfica urbana. Como se trata de uma bacia pequena, com área menos de 5 km2, será utilizado Método Racional, dado pela fórmula abaixo: 𝑄 = 0,278 ⋅ 𝐶 ⋅ 𝑖 ⋅ 𝐴, Onde: 𝑄 = vazão de projeto (m³/s); 𝐶= coeficiente de deflúvio (adimensional); 𝑖= intensidade máxima de precipitação (mm/h); 𝐴 = área da bacia (km²). 11 AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 1. Qual foi o tempo de concentração 𝑡𝑐 calculado para a bacia? Levando em conta que para calcular o tempo de concentração da bacia é utilizada a equação de Kirpich Considerando ainda que o comprimento do talvegue principal L = 1,85km e que o desnível altimétrico (H) é a diferença entre a cota máxima (336 metros) e a cota no exutório (312 metros), obtemos H=24 m. Assim: 2. Qual foi a intensidade máxima de precipitação 𝑖 obtida pela equação IDF? Segundo as orientações os parâmetros da equação IDF para Araçatuba –SP já foram determinados previamente e devem ser utilizados diretamente nos cálculos: 𝐾 = 1539,561; 𝑎 = 0,142; 𝑏 = 24,999; 𝑐 = 0,755; TR = 50 anos. A equação IDF utilizada é: 3. Qual foi a vazão de projeto𝑄 calculada pelo Método Racional? Considerando que a bacia hidrográfica possui área total: A = 3,63 𝑘𝑚2, que o coeficiente de deflúvio ponderado já calculado é: C = 0,62 calculamos a vazão: 𝑄 = 0,278 ⋅ 𝐶 ⋅ 𝑖 ⋅ 𝐴 = 0,278 ∗ 0,62 ∗ 123,302 ∗ 3,63 = 77,146𝑚3/𝑠. 4. Explique por que o Método Racional é recomendado apenas para bacias pequenas. Método racional só serve para bacias pequenas pois simplifica o comportamento hidrológico, como por exemplo nele é considerado que a chuva tem intensidade constante e é uniforme porto da a bacia considerada; na equação que determina a vazão o coeficiente de defluxo, C , representa de forma geral todas as perdas (infiltração, interceptação, armazenamento superficial e evaporação inicial) da 12 bacia. Por essas e outras razões o Método Racional só é recomendado para bacias pequenas. 13 2.4 AULA PRÁTICA 4 – ANÁLISE DE VAZÕES E DISPONIBILIDADE HÍDRICA Para o experimento, foi avaliado a capacidade de um determinado ribeirão, para que o mesmo atenda um distrito. A vazão demandada de consumo para esse distrito é de Q demanda = 5 L/s. 14 Avaliação dos Resultados 1. Qual foi a vazão máxima observada na série histórica? A vazão máxima observada nos dados foi de 18 L/s. 2. Qual foi a vazão mínima observada na série histórica? A vazão mínima foi de 6 L/s. 3. Qual foi a vazão média do manancial? A vazão média do manancial foi de 11,19166667L/s. 4. Considerando que: 𝑄 95 = 7𝐿/𝑠, calcule a disponibilidade hídrica outorgável: 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 0,5 ⋅ 𝑄95 = 0,5 ∗ 7 = 3,5𝐿/𝑠. 5. Compare o valor encontrado com a demanda do distrito (5𝐿/𝑠). 6. O ribeirão é capaz de atender a demanda de abastecimento sem comprometer o manancial? Justifique. O ribeirão não é capaz de atender a demanda do distrito, visto que a vazão máxima outorgável é menor que a vazão necessária para suprir as necessidades do distrito. A captação neste caso pode comprometer o manancial. 15 REFERÊNCIAS Roteiro de aula prática – HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS. Acessado em 14/04/2026. 16