Aula V Escoamento Superficial

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2016
6. ESTUDOS HIDROLÓGICOS
Disciplina: Manejo e Gestão Ambiental
Professora: Camila Fernandes Ferreira Aparecido 
CONCEITOS
2
Estudos Hidrológicos
- Finalidade:
Irrigação
Barragens
Drenagem
Travessias
Canais
Etc
- Vazões máximas
- Vazões médias
- Vazões mínimas
CONCEITOS
5
Estudos Hidrológicos
> Vazões máximas (DAEE, 2005). 
MODELOS RECOMENDADOS PELO DAEE
MÉTODO RACIONAL 
(ÁREA DE DRENAGEM < 2 km2)
6
AiC1667,0Q 
Sendo:
Q – vazão de projeto (m3 s-1);
A – área de drenagem (ha);
C – coeficiente de escoamento superficial (decimal);
i – intensidade de precipitação (mm min-1).
Estudos Hidrológicos 
> Vazões máximas (DAEE, 2005). 
MODELOS RECOMENDADOS PELO DAEE
MÉTODO DE I-PAI-WU
(ÁREA DE DRENAGEM 2 a 200 km2)
KAiCQ  9,0278,0
Q – vazão de cheia (m3 s-1);
C – coeficiente de escoamento superficial;
i – intensidade de chuva crítica (mm h-1);
A – área de drenagem (km2);
K – coeficiente de distribuição espacial de chuva 
(decimal).
7
Estudos Hidrológicos 
> Vazões máximas (DAEE, 2005). 
Cálculo do coeficiente de escoamento superficial
1
2
1
2
C
C
F
C 


Coeficiente de escoamento superficial
F
C


2
4
1
Coeficiente de forma da bacia
A
CA
C
ii 
2
Coeficiente volumétrico de escoamento
  2/1/2 A
L
F


Fator de forma da bacia, onde:
L – comprimento do leito principal (km)
A – área de drenagem da bacia (km2)
8
1°)
2°)
3°) 
4°) 
9
Comprimento do leito principal (L)
(de maior comprimento)
Área de drenagem (A)
10
Coeficiente volumétrico de 
escoamento (C2)
0 250 500 750 1,000125
Meters
:
Legenda
Divisor de águas
Cana-de-açúcar
Matas
Pastagens
Rede Eletrica
Zonas Ripárias
Uso e Ocupação Ai (ha) Ci Ai Ci
Matas 3.62 0.200 0.723
Várzeas 53.79 0.250 13.447
Rede Elétrica 18.06 0.250 4.515
Cana-de-açúcar 606.86 0.350 212.401
Pastagens 64.59 0.250 16.147
S= 746.91 247.234
33,0
91,746
234,247
A
CA
2C ii 
 

Coeficiente volumétrico de escoamento (C2)
11
Cálculo do coeficiente de escoamento superficial
Totalmente
urbanizada C=0,60
Totalmente
urbanizada C=1,0
12
Parcialmente
urbanizada C=0,50
Pastagem C=0,25
Laranja C=0,30
13
14
 c
a
m
bt
TK
i



im - intensidade máxima média de precipitação (mm h
-1);
T - período de retorno (anos);
t - duração da precipitação, que neste caso deve ser igual ao
tempo de concentração (min);
K, a, b, c - parâmetros relativos a localidade.
Cálculo do coeficiente de escoamento superficial
Cálculo da intensidade de precipitação
Período de Retorno (T) = Risco do Projeto
15
K, a, b, c - parâmetros relativos a localidade
http://www.ufv.br/dea/gprh/
16
17
Tempo de Concentração
(DAEE, 2005)
18
385,0
eq
2
c
I
L
57t









tc - tempo de concentração (min);
L - comprimento do leito principal (km);
Ieq - declividade equivalente (m km
-1).
2
n
n
2
2
1
1
eq
j
L
...
j
L
j
L
L
I














Declividade Equivalente (Ieq)
L1, L2, ..., Ln - comprimentos entre
as cotas de referência (km);
j1 , j2, ...., jn - declividade entre as
cotas de referência (m km-1).
L = L1+L2+...+Ln
South America
0 250 500 750 1,000125
Meters
:
Legenda
Cursos d'água
Divisor de águas
Isolinhas altimétricas
Estudo topográfico
19
12
11
10
9
8
7
5
4
3
2
1
6
Trecho L (km) Ci Cf Dh (m) j L/(J0,5)
1 0.510 316.79 320.00 3.21 6.29 0.2033
2 0.284 320.00 325.00 5.00 17.61 0.0677
3 0.139 325.00 330.00 5.00 35.97 0.0232
4 0.408 330.00 335.00 5.00 12.25 0.1165
5 0.157 335.00 340.00 5.00 31.85 0.0278
6 0.307 340.00 345.00 5.00 16.29 0.0761
7 0.698 345.00 350.00 5.00 7.16 0.2608
8 0.295 350.00 355.00 5.00 16.95 0.0717
9 0.144 355.00 360.00 5.00 34.72 0.0244
10 0.077 360.00 365.00 5.00 64.94 0.0096
11 0.272 365.00 370.00 5.00 18.38 0.0634
12 0.148 370.00 375.00 5.00 33.78 0.0255
S = 3.439 - - 58.21 0.9700
i
i
i
L
h
j
D

ifi
CCh D
i
i
j
L
1 2 3 4 5 6 7
1 Trechos entre cotas
2 Comprimentos entre 
cotas
3 Cota inicial
4 Cota final
5 desníveis
6 declividades
7
cálculo 
intermediário
South America
0 250 500 750 1,000125
Meters
:
Legenda
Cursos d'água
Divisor de águas
Isolinhas altimétricas
1-
2
eq
km m 12,5697
9700,0
439,3
I 






100
98
96
94
92
90
80
70
60
58
56
0 20 100 200 300
30m
in
1h
3h
6h
24h
ÁREA (km )
2
C
O
E
F
IC
IE
N
T
E
 D
E
 D
IS
T
R
IB
U
IÇ
Ã
O
 (
K
)
C
o
e
fi
c
ie
n
te
 d
e
 D
is
tr
ib
u
iç
ã
o
 E
s
p
a
c
ia
l 
d
e
 C
h
u
v
a
s
KAiCQ  9,0278,0
20
K (%)
100
98
96
94
92
90
80
70
60
58
56
0 20 100 200 300
30m
in
1h
3h
6h
24h
ÁREA (km )
2
C
O
E
F
IC
IE
N
T
E
 D
E
 D
IS
T
R
IB
U
IÇ
Ã
O
 (
K
)
C
o
e
fi
c
ie
n
te
 d
e
 D
is
tr
ib
u
iç
ã
o
 E
s
p
a
c
ia
l 
d
e
 C
h
u
v
a
s
A = 100 km2
tc = 3h
K=93%
KAiCQ  9,0278,0
21
Exemplo:
K (%)
VAZÕES MÉDIAS E MÍNIMAS
22
Estudos Hidrológicos em Agronomia
> Vazões médias e mínimas (DAEE, 2005).
REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES 
Regiões Hidrológicas
VAZÕES MÉDIAS E MÍNIMAS
23
Estudos Hidrológicos em Agronomia
> Vazões médias e mínimas (DAEE, 2005).
REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES 
Regiões Hidrológicas do 
parâmetro C7
Região C7
X 0,75
Y 0,80
Z 0,85
  APbaQ 
Vazão média de longo período
Q – vazão média de longo período período (L/s);
P - precipitação média annual (mm/ano); 
A – área de drenagem (km2);
a e b – parâmetros regionalizados.
  QdBAXQ TTd ,
Vazão mínima de “d” meses consecutivos
Qd,T – vazão mínima de duração d e período de retorno T (L/s); 
XT – parâmetro relacionado com o período de retorno;
d – duração (meses);
A e B– parâmetros regionalizados.
VAZÕES MÉDIAS E MÍNIMAS
Estudos Hidrológicos em Agronomia
> Vazões médias e mínimas (DAEE, 2005).
REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES 
QqQ pp 
Vazão de permanência
Qp – vazão de permanência (L/s) 
qp – vazão padronizada (L/s)
Q - vazão média de longo período (L/s) 
  QBAXCQ TmT  ,7,7
Vazão mínima de 7 dias consecutivos com 
um período de retorno T
Q7,T – Vazão mínima de 7 dias consecutivos com um período de retorno T (L/s);
C7,m – parâmetro regionalizado;
XT – parâmetro relacionado com o período de retorno;
A e B– parâmetros regionalizados;
Q - vazão média de longo período (L/s) .
VAZÕES MÉDIAS E MÍNIMAS
Estudos Hidrológicos em Agronomia
> Vazões médias e mínimas (DAEE, 2005).
REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES 
Valores de XT Curvas de Permanência qp
Região Média Plu. Período de Retorno T Val. de A e B Frequência Acumulada (P[X>x]) em Porcentagem
a b 10 15 20 25 50 100 A B 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 75 80 85 90 95 100
A -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,3532 0,0398 2,608 2,045 1,618 1,325 1,165 1,093 0,950 0,810 0,693 0,590 0,535 0,498 0,443 0,393 0,348 0,260
B -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4174 0,0426 2,150 1,734 1,505 1,366 1,250 1,153 0,994 0,846 0,745 0,640 0,588 0,545 0,498 0,430 0,371 0,165
C -29,47 0,0315 0,748 0,723 0,708 0,698 0,673 0,656 0,4174 0,0426 2,150 1,734 1,505 1,366 1,250 1,1530,994 0,846 0,745 0,640 0,588 0,545 0,498 0,430 0,371 0,165
D -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,5734 0,0329 1,947 1,597 1,394 1,271 1,193 1,111 0,996 0,897 0,820 0,727 0,687 0,646 0,607 0,560 0,510 0,423
E -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4775 0,0330 2,142 1,676 1,496 1,372 1,278 1,160 0,960 0,834 0,744 0,664 0,626 0,580 0,546 0,504 0,440 0,358
F -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 ,0607 0,581 0,6434 0,0252 1,797 1,533 1,400 1,297 1,232 1,165 1,003 0,905 0,822 0,743 0,715 0,672 0,643 0,598 0,558 0,465
G -26,23 0,0278 0,632 0,588 0,561 0,543 0,496 0,461 0,4089 0,0332 2,396 1,983 1,664 1,442 1,255 1,121 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
H -29,47 0,0315 0,748 0,723 0,708 0,698 0,673 0,656 0,4951 0,0279 2,089 1,788 1,579 1,389 1,239 1,118 0,957 0,845 0,750 0,664 0,627 0,590 0,538 0,490 0,434 0,324
I -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,6276 0,0283 1,913 1,538 1,365 1,270 1,173 1,103 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
J -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4741 0,0342 2,272 1,792 1,526 1,366 1,231 1,125 0,948 0,807 0,715 0,628 0,596 0,566 0,523 0,462 0,414 0,288
K -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,4951 0,0279 2,089 1,788 1,579 1,389 1,239 1,118 0,957 0,845 0,750 0,664 0,627 0,590 0,538 0,490 0,434 0,324
L -26,23 0,0278 0,759 0,733 0,717 0,706 0,677 0,654 0,6537 0,0267 1,770 1,517 1,390 1,310 1,225 1,158 1,012 0,915 0,827 0,748 0,717 0,667 0,628 0,583 0,527 0,420
M -4,62 0,0098 0,759 0,733 0,717 0,706 0,677 0,654 0,6141 0,0257 1,970 1,666 1,468 1,294 1,181 1,096 0,961 0,874 0,790 0,714 0,679 0,646 0,604 0,570 0,516 0,429
N -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,4119 0,0295 2,396 1,983 1,664 1,442 1,255 1,121 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
O -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,3599 0,0312 2,408 2,010 1,750 1,538 1,346 1,179 0,935 0,775 0,645 0,547 0,505 0,462 0,418 0,374 0,316 0,170
P -26,23 0,0278 0,619 0,577 0,552 0,535 0,426 0,459 0,3599 0,0312 2,408 2,010 1,750 1,538 1,346 1,179 0,935 0,775 0,645 0,547 0,505 0,462 0,418 0,374 0,316 0,170
Q -4,62 0,0098 0,633 0,572 0,533 0,504 0,426 0,358 0,6537 0,0267 1,770 1,517 1,390 1,310 1,225 1,158 1,012 0,915 0,827 0,748 0,717 0,667 0,628 0,583 0,527 0,420
R -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,6141 0,0257 1,940 1,640 1,453 1,320 1,203 1,113 0,967 0,873 0,803 0,713 0,670 0,627 0,577 0,527 0,463 0,340
S -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,5218 0,0284 2,325 1,823 1,588 1,352 1,188 1,097 0,925 0,810 0,708 0,633 0,598 0,563 0,525 0,488 0,420 0,293
T -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,4119 0,0295 2,471 2,156 1,751 1,468 1,324 1,109 0,880 0,781 0,674 0,581 0,517 0,481 0,429 0,380 0,316 0,240
U -4,62 0,0098 0,594 0,518 0,469 0,433 0,330 0,240 0,4119 0,0295 2,471 2,156 1,751 1,468 1,324 1,109 0,880 0,781 0,674 0,581 0,517 0,481 0,429 0,380 0,319 0,241
PARÂMETROS REGIONALIZADOS
27
Exemplo:
Bacia localizada em
Ilha Solteira - SP
Entre latitudes
20º26’54’’ e 20º28’53’’S 
Entre as longitudes:
51º20’42’’ e 51º20’5’’O 
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Regiões Hidrológicas
29
Valores de XT Curvas de Permanência qp
Região Média Plu. Período de Retorno T Val. de A e B Frequência Acumulada (P[X>x]) em Porcentagem
a b 10 15 20 25 50 100 A B 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 75 80 85 90 95 100
A -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,3532 0,0398 2,608 2,045 1,618 1,325 1,165 1,093 0,950 0,810 0,693 0,590 0,535 0,498 0,443 0,393 0,348 0,260
B -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4174 0,0426 2,150 1,734 1,505 1,366 1,250 1,153 0,994 0,846 0,745 0,640 0,588 0,545 0,498 0,430 0,371 0,165
C -29,47 0,0315 0,748 0,723 0,708 0,698 0,673 0,656 0,4174 0,0426 2,150 1,734 1,505 1,366 1,250 1,153 0,994 0,846 0,745 0,640 0,588 0,545 0,498 0,430 0,371 0,165
D -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,5734 0,0329 1,947 1,597 1,394 1,271 1,193 1,111 0,996 0,897 0,820 0,727 0,687 0,646 0,607 0,560 0,510 0,423
E -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4775 0,0330 2,142 1,676 1,496 1,372 1,278 1,160 0,960 0,834 0,744 0,664 0,626 0,580 0,546 0,504 0,440 0,358
F -22,14 0,0292 0,708 0,674 0,655 0,641 ,0607 0,581 0,6434 0,0252 1,797 1,533 1,400 1,297 1,232 1,165 1,003 0,905 0,822 0,743 0,715 0,672 0,643 0,598 0,558 0,465
G -26,23 0,0278 0,632 0,588 0,561 0,543 0,496 0,461 0,4089 0,0332 2,396 1,983 1,664 1,442 1,255 1,121 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
H -29,47 0,0315 0,748 0,723 0,708 0,698 0,673 0,656 0,4951 0,0279 2,089 1,788 1,579 1,389 1,239 1,118 0,957 0,845 0,750 0,664 0,627 0,590 0,538 0,490 0,434 0,324
I -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,6276 0,0283 1,913 1,538 1,365 1,270 1,173 1,103 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
J -29,47 0,0315 0,708 0,674 0,655 0,641 0,607 0,581 0,4741 0,0342 2,272 1,792 1,526 1,366 1,231 1,125 0,948 0,807 0,715 0,628 0,596 0,566 0,523 0,462 0,414 0,288
K -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,4951 0,0279 2,089 1,788 1,579 1,389 1,239 1,118 0,957 0,845 0,750 0,664 0,627 0,590 0,538 0,490 0,434 0,324
L -26,23 0,0278 0,759 0,733 0,717 0,706 0,677 0,654 0,6537 0,0267 1,770 1,517 1,390 1,310 1,225 1,158 1,012 0,915 0,827 0,748 0,717 0,667 0,628 0,583 0,527 0,420
M -4,62 0,0098 0,759 0,733 0,717 0,706 0,677 0,654 0,6141 0,0257 1,970 1,666 1,468 1,294 1,181 1,096 0,961 0,874 0,790 0,714 0,679 0,646 0,604 0,570 0,516 0,429
N -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,4119 0,0295 2,396 1,983 1,664 1,442 1,255 1,121 0,923 0,789 0,679 0,592 0,547 0,506 0,469 0,420 0,363 0,223
O -26,23 0,0278 0,689 0,658 0,639 0,626 0,595 0,572 0,3599 0,0312 2,408 2,010 1,750 1,538 1,346 1,179 0,935 0,775 0,645 0,547 0,505 0,462 0,418 0,374 0,316 0,170
P -26,23 0,0278 0,619 0,577 0,552 0,535 0,426 0,459 0,3599 0,0312 2,408 2,010 1,750 1,538 1,346 1,179 0,935 0,775 0,645 0,547 0,505 0,462 0,418 0,374 0,316 0,170
Q -4,62 0,0098 0,633 0,572 0,533 0,504 0,426 0,358 0,6537 0,0267 1,770 1,517 1,390 1,310 1,225 1,158 1,012 0,915 0,827 0,748 0,717 0,667 0,628 0,583 0,527 0,420
R -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,6141 0,0257 1,940 1,640 1,453 1,320 1,203 1,113 0,967 0,873 0,803 0,713 0,670 0,627 0,577 0,527 0,463 0,340
S -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,5218 0,0284 2,325 1,823 1,588 1,352 1,188 1,097 0,925 0,810 0,708 0,633 0,598 0,563 0,525 0,488 0,420 0,293
T -4,62 0,0098 0,661 0,629 0,610 0,598 0,568 0,546 0,4119 0,0295 2,471 2,156 1,751 1,468 1,324 1,109 0,880 0,781 0,674 0,581 0,517 0,481 0,429 0,380 0,316 0,240
U -4,62 0,0098 0,594 0,518 0,469 0,433 0,330 0,240 0,4119 0,0295 2,471 2,156 1,751 1,468 1,324 1,109 0,880 0,781 0,674 0,581 0,517 0,481 0,429 0,380 0,319 0,241
Parâmetros regionalizados na região T
a =-4.62
b =0.0098
XT10 =0.661
A =0.4119
B =0.0295
qr(95%) =0.316
30
Regiões Hidrológicas do 
parâmetro C
Região C
X 0,75
Y 0,80
Z 0,85
31
Bacia 01 Ai (ha) Ci Ai x Ci
Cana-de-açúcar 211,39 0,35 73,99
Pastagem 117,40 0,25 29,35
Várzeas 26,46 0,25 6,62
Matas 22,66 0,20 4,53
Parcialmente Urbanizadas 21,51 0,70 15,06
Estrada 4,25 0,70 2,98
Rodovia 1,65 0,70 1,16
Espelho d'água 0,88 0,00 0,00
Total 406,23 133,68
Calcule o coeficiente de escoamento superficial com os dados abaixo,
sabendo que o comprimento do leito do rio é de 2.018,53 m e a área
406,23 ha: