7a_aula_pratica

Prévia do material em texto

DISCIPLINA: GCS104
7ª AULA PRÁTICA
DIMENSIONAMENTO DE TERRAÇO EM GRADIENTE E 
CANAL ESCOADOURO
O DIMENSIONAMENTO DE CANAIS DE TERRAÇOS 
DEPENDE DA VAZAO NO FINAL DO CANAL 
Q = C . I . A
Onde: Q representa a vazão da AGUA COLETADA 
ENTRE TERRACOS (m3/h ou m3/s), C representa o 
coeficiente de enxurrada (sem unidade), I a intensidade 
maxima da chuva (m/h) e A representa a área de captação 
entre terracos (m2)entre terracos (m2)
A VAZAO DEPENDE DE QUANTO DA CHUVA 
ESCORRE ENTRE O TERRACO; DA INTENSIDADE DA 
CHUVA NO TEMPO DE CONCENTRACAO CALCULADO 
E AREA ENTRE TERRACOS.
Terraços em gradiente
Canal escoadouro
EH = 18,4 m Área de captação de enxurrada 
para vazão na extremidade do terraço
Extremidade do terraço
a
b
EXEMPLO DE TERRENO COM 10% DE DECLIVIDADE, 500 METROS DE 
LARGURA E 18,4 M DE EH ENTRE TERRACOS E 1,84 m DE EV ENTRE 
TERRACOS EM ARGISSOLO ARGILOSO DO GRUPO C ONDE SERA 
PLANTADO MILHO E TERRENO PREPARADO COM ARADO DE AIVECA 
SEGUIDO DE GRADAGEM LEVE
Comprimento = 500 m
Extremidade do terraçob
c
EV = 1,84 m 
• A ESTIMATIVA DA INTENSIDADE DE CHUVA MÁXIMA PROVÁVEL 
PARA A REGIÃO.
• PARA A REGIÃO DE LAVRAS (MG), SILVA (1998) DESENVOLVEU 
EQUAÇÕES QUE POSSIBILITAM ESTIMAR A CHUVA MÁXIMA 
PROVÁVEL EM FUNÇÃO DO TEMPO DE RETORNO E TEMPO DE 
DURAÇÃO DA CHUVA. 
• PARA A ESTIMATIVA DA INTENSIDADE DE CHUVA MÁXIMA 
PROVÁVEL NESSE TEMPO, SERÁ EMPREGADA UMA OUTRA 
FÓRMULA, TAMBÉM PROPOSTA POR SILVA (1998), COMO SEGUE:FÓRMULA, TAMBÉM PROPOSTA POR SILVA (1998), COMO SEGUE:
• I = 250 TR 0,14 / T 0,44
• ONDE I REPRESENTA A ESTIMATIVA DA CHUVA MÁXIMA 
PROVÁVEL PARA TR, QUE REPRESENTA O PERÍODO DE 
RETORNO (TEMPO DE RECORRÊNCIA ADOTADO PARA 
PROBABILIDADE DA CHUVA MÁXIMA) E T O TEMPO MÍNIMO DE 
DURAÇÃO DA CHUVA. ESTA EQUAÇÃO É APLICADA PARA 
T<120MIN.
• O TEMPO MINIMO DA CHUVA E IGUAL AO TEMPO QUE A AGUA 
FICA CONCENTRADA NO CANAL ATE SER DESCARREGADA NO 
CANAL ESCOADOURO
• O TEMPO DE CONCENTRAÇÃO DE ÁGUA NO 
PONTO DE DESCARGA PODE SER 
ESTIMADO PELA FORMULA PROPOSTA POR 
KIRPCH, COMO SEGUE:
• Kirpich, P.Z. Time of concentration of small 
agricultural watersheds. Civil Eng. 10, 362. 
1940.1940.
• TC = 0,0195 X L0,77 X S–0,385 
• Onde Tc representa o tempo de concentração (min), L 
representa o maior caminho que a água percorre até o 
ponto de descarga (metros) e S representa o desnível 
do maior caminho (m/m).
COMO EXEMPLO, PARA ESTIMATIVA DO TEMPO DE CONCENTRAÇÃO 
PARA A SITUAÇÃO ILUSTRADA NA FIGURA 22, O MAIOR CAMINHO 
QUE A ÁGUA DEVERÁ PERCORRER ATÉ O PONTO DE DESCARGA, É 
DO PONTO A PARA O PONTO B (QUE REPRESENTA O 
ESPAÇAMENTO HORIZONTAL ENTRE OS TERRAÇOS = 18,4 m) E DO 
PONTO B ATÉ O PONTO C (QUE REPRESENTA O COMPRIMENTO DO 
TERRAÇO=500 m). DESSA FORMA, O COMPRIMENTO L DA EQUAÇÃO 
SERÁ IGUAL A 518,4 m. O DESNÍVEL DESSE CAMINHO DA ÁGUA (S) 
PODE SER OBTIDO DE FORMA SEMELHANTE, OU SEJA: A 
DIFERENÇA DE NÍVEL DO PONTO A AO PONTO B É IGUAL AO 
ESPAÇAMENTO VERTICAL ENTRE TERRAÇOS (NO CASO DO 
EXEMPLO = 1,84 m) E A DIFERENÇA DO PONTO B AO PONTO CEXEMPLO = 1,84 m) E A DIFERENÇA DO PONTO B AO PONTO C
REPRESENTA O GRADIENTE TOTAL DO TERRAÇO EM TODA A SUA 
EXTENSÃO (0,3%) QUE SERÁ 1,5 m. DESSA FORMA, O VALOR DE S 
PARA CALCULO DO TEMPO DE CONCENTRAÇÃO SERÁ 
[(1,84+1,5)/518,4] = 0,00644 m/m. O TEMPO DE CONCENTRAÇÃO DA 
ÁREA SERÁ:
TC = 0,0195 X 518,40,77 X 0,00644–0,385 = 16,75 min.
O TEMPO DE CONCENTRAÇÃO É EMPREGADO PARA 
ESTIMATIVA DA CHUVA MÁXIMA PROVÁVEL, UMA VEZ 
QUE ESTE REPRESENTA O TEMPO MÍNIMO QUE A 
CHUVA DEVERÁ DURAR PARA QUE OCORRA A VAZÃO 
MÁXIMA DE ENXURRADA DA ÁREA. A ESTIMATIVA 
DESSA INTENSIDADE MÁXIMA PROVÁVEL É OBTIDA, DESSA INTENSIDADE MÁXIMA PROVÁVEL É OBTIDA, 
ASSUMINDO O TEMPO DE RETORNO DE 10 ANOS,.
I = 250 X TR 0,14 / T 0,44
I = 250 X 10 0,14 / 16,75 0,44 = 99.8 mm /h (0,0998 m/h) = 
2,77 X 10-5 m/s
Q = C x I x A
A = 500 X 18,4 = 9200 m2
O COEFICIENTE DE ENXURRADA (TABELA 7- BERTOLINI ET AL. 1993) 
PERMITE ESTIMAR A FRAÇÃO DA CHUVA QUE SE TRANSFORMA EM ENXURRADA. 
ESSE COEFICIENTE DEPENDE DO GRUPO DE SOLO (CAPACIDADE DE 
INFILTRAÇÃO E PERMEABILIDADE DA ÁGUA); TIPO DE COBERTURA VEGETAL E 
MANEJO; TOPOGRAFIA (DECLIVIDADE DO TERRENO). 
GRUPO DE SOLOS
TOPOGRAFIA USO E MANEJO A B C D
RELEVO
PLANO:
(0- 5%)
ALTO 0.2 0.3 0.4 0.5
MEDIO 0.3 0.4 0.5 0.6
BAIXO
0.4 0.5 0.6 0.7
RELEVO
ONDULADO:
(5-10%)
ALTO 0.3 0.4 0.5 0.6
MEDIO 0.4 0.5 0.6 0.7
BAIXO
0.5 0.6 0.7 0.8
RELEVO
ACIDENTADO:
(10,01 -30%)
ALTO 0.4 0.5 0.6 0.7
MEDIO 0.5 0.6 0.7 0.8
BAIXO
0.6 0.7 0.8 0.9
G
r
u
p
o
 
Grupo de 
resistência
à erosão
Principais atributos dos solos Índice K
profundidade permeabilidade Textura Razão
textural
Grupos de solos
A Alto Profundo (1 a 2 m)
a Muito profundo (>
2 m)
moderada/rápida a
rápida/rápida
Média/média
m.argilosa/m.argilosa
argilosa/argilosa
< 1,2 Maioria dos
Latossolos da
região sudeste e
Centro Oeste e
neossolos
quartzarênicos
1,25
B Moderado Profundo (1 a 2 m) moderada /rápida
rápida/rápida
Arenosa/arenosa
Arenosa/média
Arenosa/argilosa
1,2 a 1,5 Alguns
latossolos
Alguns
1,10
Índices K de acordo com os atributos e resistência à erosão de diferentes 
agrupamentos de solos para uso na equação de Bertolini et al. (1993). 
Arenosa/argilosa
Média/argilosa
Argilosa/m.argilosa
Alguns
argissolos
Alguns
nitossolos
C Baixo Moderadamente
Profundo (0,5 a
1m) a profundo (1 a
2 m)
Lenta/moderada
rápida/moderada
lenta/rápida
> 1,5 Alguns
argissolos
Alguns
nitossolos
0,90
D Muito
baixo
Raso (0,25 a 0,5
m) a
Moderadamente
Profundo (0,5 a
1m)
rápida/moderada
lenta/lenta
Muito variável Muito
variável
Maioria dos
Cambissolos e
neossolos
litólicos
0,75
• (u + m)/2 Uso e manejo
> 1,50 alto
1,0 – 1,50 medio
CLASSES DE USO E MANEJO
1,0 – 1,50 medio
< 1 baixo
Grupo Culturas Índice
1 Feijão, mandioca e mamona 0,50
2 Amendoim, arroz, algodão, alho, cebola, girassol e fumo. 0,75
3 Soja, batatinha, melancia, abóbora, melão e leguminosas. 1,0
Grupos de culturas e seus respectivos índices para uso na
equação de Bertolini et al. (1993).
4 Milho, sorgo, cana-de –açúcar, trigo, aveia, centeio, cevada, outras culturas de inverno e
frutíferas de ciclo curto como abacaxi
1,25
5 Banana, café, citrus,e frutíferas permanentes 1,50
6 Pastagens e ou capineiras 1,75
7 Reflorestamento, cacau e seringueira 2,00
Grupo Preparo primário Preparo secundário Índice
1 Grade aradora (ou pesada) ou
enxada rotativa
Grade niveladora 0,50
2 Arado de discos ou aiveca Grade niveladora 0,75
Grupos de preparo do solo e manejo de restos culturais com seus respectivos
índices para uso na equação de Bertolini et al. (1993).
3 Grade leve Grade niveladora 1,0
4 Arado escarificador Grade niveladora 1,50
5 Não tem Plantio sem revolvimento do
solo, roçadeira, rolo faca,
herbicidas (plantio direto)
2,0
QUAL A SECCAO CRITICA DO CANAL?
A VAZÃO EM CANAIS ABERTOS É FUNÇÃO DA AREA DOS MESMOS E 
DA VELOCIDADE DA ÁGUA NO SEU INTERIOR. 
EQUAÇÃO DA CONTINUIDADE. 
Q = A . V
Solos mais erodíveis Solos menos erodíveis
Declividade % Declividade %
Tabela - Valores máximos para velocidade (m/s) média em canais abertos
SOLOS
Declividade % Declividade %
< 5 5.1 - 10 > 10 < 5 5.1 - 10 > 10
Solos ricos em silte e/ou areia muito fina 0,2 NR NR 0,3 NR NR
Solos de textura arenosa 0,45 NR NR 0,75 NR NR
Solos de textura média 0,7 NR NR 0,.8 NR NR
Solos de textura argilosa 0,8 NR NR 1,.2 NR NR
[1] Neves, E. T. Curso de hidráulica. 8ª ed. Porto Alegre. Ed. Globo. 1986.577p.
[2] Bertoni,J. Lombardi Neto, F. Conservação do solo. Piracicaba. Livroceres, 1985. 392p. il.
Triangular
Trapezoidal
L
l
p
P
L
l
p
P
be
e
Z = e/p
Parabolóide
L
l
p
P
Formas 
do Canal
Área seccional
(A)
Largura
s
Raio
H idráulico
(Rh)
Perímetro 
Molhado (Pm )
Trapezoidal
Triangular
Parabolóide
bp + Zp2
Zp2
2 lp/3
b + 2p(Z 2 + 1)0,5
2p(Z2 + 1)0 ,5
l + 8 p2/3l
A/Pm
A/Pm
A/Pm
l = b + 2Zp
L = b + 2ZP
l = 2Zp
L = (P/p)l
l = A/0,67p
L = l(P/p)0,5
MANUTENÇÃO DOS TERRAÇOS:
ANUALMENTE, ANTECIPANDO AO PERÍODO DAS CHUVAS, DEVE-SE 
REALIZAR UMA MANUTENÇÃO PREVENTIVA NOS TERRAÇOS. NO CASO 
DOS TERRAÇOS EM NÍVEL, A PREVENÇÃO É FEITA REMOVENDO-SE OS 
SEDIMENTOS ACUMULADOS NO INTERIOR DO CANAL PARA SOBRE O 
CAMALHÃO.
OS TERRAÇOS EM GRADIENTE SÃO VERIFICADOS TAMBÉM QUANTO AO 
ACÚMULO DE SEDIMENTOS NO CANAL, PRINCIPALMENTE, QUANTO A 
POSSÍVEL EROSÃO NO MESMO. NO CASO DE SE VERIFICAR EROSÃO NO POSSÍVEL EROSÃO NO MESMO. NO CASO DE SE VERIFICAR EROSÃO NO 
INTERIOR DO CANAL DO TERRAÇO EM GRADIENTE, TRATA-SE DE 
VELOCIDADE ACIMA DAQUELA QUE O SOLO É CAPAZ DE RESISTIR. ESSE 
PROBLEMA E CORRIGIDO VEGETANDO-SE O CANAL DO TERRAÇO OU 
COLOCANDO-SE PEQUENOS DISSIPADORES DE VELOCIDADE NO 
INTERIOR DOS MESMOS, TAIS COMO PEDRAS, PEDAÇOS DE MADEIRA, 
ETC.
EVENTUAIS FALHAS NOS CAMALHÕES DOS TERRAÇOS DEVEM SER 
CORRIGIDAS. 
DIMENSIONAMENTO DE CANAIS ESCOADOUROS 
OS TERRAÇOS EM GRADIENTE DESÁGUAM EM CANAIS ESCOADOUROS 
QUE PODEM SER DEPRESSÕES NATURAIS DO TERRENO OU CANAIS 
CONSTRUÍDOS COM ESSA FINALIDADE. EM AMBOS OS CASOS, O CANAL 
ESCOADOURO DEVERÁ SER VEGETADO E CONTAR COM DISSIPADORES 
DE ENERGIA DA ÁGUA PARA QUE NÃO OCORRA EROSÃO NO INTERIOR DO 
MESMO. NESSE CASO, HÁ NECESSIDADE DE QUE ESSES CANAIS SEJAM 
PROJETADOS E CONSTRUÍDOS ANTECIPADAMENTE AOS TERRAÇOS. 
RECOMENDA-SE QUE ESTES SEJAM CONSTRUÍDOS PELO MENOS UM ANO 
ANTES DOS TERRAÇOS PARA QUE A VEGETAÇÃO TENHA TEMPO PARA SE ANTES DOS TERRAÇOS PARA QUE A VEGETAÇÃO TENHA TEMPO PARA SE 
ESTABELECER. ESSE TIPO DE CANAL NÃO DEVE SER PROFUNDO POIS 
HAVERÁ RISCO DE REMOÇÃO DE TODA A CAMADA SUPERFICIAL DO SOLO 
DURANTE A CONSTRUÇÃO DO MESMO, DIFICULTANDO O 
ESTABELECIMENTO DA VEGETAÇÃO. PORTANTO, TRATAM-SE DE CANAIS 
RASOS E LARGOS (ALGUNS AUTORES RECOMENDAM A RELAÇÃO ENTRE 
PROFUNDIDADE E LARGURA DE CERCA DE 1:40). EM SE TRATANDO DE 
SEÇÃO TRIANGULAR, A ÁREA DA SEÇÃO DO CANAL SERÁ:
A= L X P/2 (SENDO L=40P)
A= 20 P2
O RISCO DE EROSÃO NO INTERIOR DESSES CANAIS É 
MAIOR DO QUE EM CANAIS DE TERRAÇOS, EM FUNÇÃO 
DA DECLIVIDADE DOS MESMOS SER MAIOR, UMA VEZ 
QUE ESTES CANAIS SÃO CONSTRUÍDOS NO SENTIDO DO 
DECLIVE DO TERRENO. EM FUNÇÃO DA COBERTURA DECLIVE DO TERRENO. EM FUNÇÃO DA COBERTURA 
VEGETAL E DECLIVIDADE DO TERRENO, AS 
VELOCIDADES ADMISSÍVEIS NO INTERIOR DESTES 
CANAIS SÃO APRESENTADAS NA TABELA 8.
declividade
<5 5.1 - 10 > 10
VALORES MÁXIMOS PARA VELOCIDADE MÉDIA EM CANAIS ESCOADOUROS COBERTOS COM GRAMÍNEA
DE DENSIDADE MÉDIA (M/S). ADAPTADO DE (NEVES, 1986)[1] E BERTONI & LOMBARDI NETO (1985)[2]
cobertura regular 0.9 0.75 NR
cobertura boa 1.2 1.05 0.9
cobertura ótima 1.5 1.35 1.2
NOME CIENTÍFICO NOME COMUM
BRACCHIARIA ARRECTA TANNER GRASS
BRACCHIARIA DECUMBENS DECUMBENS
BRACCHIARIA HUMIDICULA HUMIDÍCULA
BRACCHIARIA MUTICA CAPIM ANGOLA OU CAPIM FINO
PANICUM REPENS GRAMA COSTELA
PASPALUM DILATATUM GRAMA GORDA
PASPALUM NOTATUM GRAMA BATATAIS
TABELA. GRAMÍNEAS RECOMENDADAS PARA REVESTIMENTO DE CANAIS
ESCOADOUROS E BACIAS DE CONTENÇÃO DE ENXURRADA, PARA REGIÕES COM ESTAÇÃO
CHUVOSA NO VERÃO E INVERNO MODERADAMENTE SECO (BERTOLINI ET AL., 1992)
PARA MELHOR DESENVOLVIMENTO DA VEGETAÇÃO EM BACIAS DE 
CONTENÇÃO E EM CANAIS ESCOADOUROS, SÃO RECOMENDADAS A 
CALAGEM E A ADUBAÇÃO DA ÁREA, DE ACORDO COM RESULTADOS DE 
ANALISE DO SOLO.