Hidrologia - Aula 02 [Notas de Aula]

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Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia 
Campus Flamboyant - Goiânia 
Curso: ENGENHARIA CIVIL 
Disciplina: HIDRÁULICA E HIDROLOGIA APLICADA 
Prof(a): FLARYSTON PIMENTEL 
 
CHUVA DE PROJETO 
 
• Precipitação intensa é entendida como a ocorrência extrema, com duração, distribuição espacial e 
temporal crítica para uma área ou bacia hidrográfica; 
• As durações podem variar de alguns minutos até algumas dezenas de horas (24 horas, por exemplo). 
 
Relação Intensidade, duração, frequência (i-d-f) 
 
• Correlacionando intensidades e durações das chuvas, verifica-se que quanto mais intensa a 
precipitação, menor será sua duração; 
• Da mesma forma, quanto menor for a frequência (ou probabilidade) de ocorrência, maior será a 
intensidade; 
• Dessa forma, as precipitações máximas são retratadas pontualmente pelas curvas intensidade, 
duração e frequência (i-d-f). 
 
Curva IDF 
 
Hietograma 
(Baseado no Método dos Blocos Alternados) 
 
O hietograma de projeto é uma sequência de intensidades de chuvas que descrevem a entrada de água na 
bacia contribuinte, para a qual determinada obra deve ser projetada. Aqui, focalizar-se-á o Método dos 
Blocos Alternados que consiste em três etapas: 
 
a) Discretizar o tempo de concentração em intervalos de tempo iguais, geralmente em seis intervalos, e 
para cada intervalo calcular a precipitação correspondente através de relações i-d-f; 
b) Determinar os incrementos de alturas de chuva correspondentes a cada intervalo de tempo; 
c) Rearranjar os incrementos de alturas de chuva em blocos ordenados pelas magnitudes: 6-4-3-1-2-5, 
sendo a maior altura correspondente ao bloco 1, decrescendo até o bloco 6. 
 
- Sequência original proposta pelo Bureau of Reclamation tem a estrutura 5-3-1-2-4-6. Entretanto, 
referências como Tucci (2004) e também no Caderno de Encargos da Prefeitura Municipal de Porto Alegre 
(DEP/DOP,2005) alteraram a posição do maior incremento de precipitação do terceiro para o quarto 
intervalo. 
 
- Assim, a sequência mencionada passa a ser 6-4-3-1-2-5. Observou-se que tal arranjo leva a uma superior 
maximização da vazão de projeto. Caso haja um maior número de blocos, mantém-se a sequência 6-4-3-1-2-
5 na parte central, continuando o ordenamento com os blocos ímpares à direita e os pares à esquerda. 
 
 
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- Em síntese, o Método dos Blocos Alternados utiliza os incrementos de alturas de chuva ΔP’, submetidos a 
um ordenamento próprio, para gerar o hietograma de projeto, o qual reflete uma estratégia para maximizar a 
entrada de água na bacia contribuinte. Ele preserva exatamente os totais precipitados, apenas, rearranjando-
os, sem descontar perdas por infiltração, por evaporação ou por retenção superficial. 
 
Usando a equação de chuva, para a cidade de Goiânia, relativa ao período de retorno T = 10 anos, construa 
um hietograma de projeto com 6 incrementos de precipitação de 10 minutos cada um. Desta forma, a 
duração da chuva “t” na equação assume os seguintes valores: t =10, 20, 30, 40, 50 e 60 min. 
 
 
 
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Para efeito dos cálculos da separação do escoamento, o escoamento total será considerado dividido em 
apenas duas parcelas: escoamento superficial e escoamento subterrâneo. 
a) Hidrograma; 
b) Curva de recessão do escoamento subterrâneo. 
 
Hidrograma 
É a denominação genérica que se dá ao gráfico da variação dos fluxos de água ao longo do tempo. 
 
• Gráfico da chuva (usualmente em mm) ao longo do tempo é chamado de pluviograma ou hietograma. 
• Gráfico da vazão (m3/s ou L/s) é o fluviograma. 
 
 
 
Hidrograma Unitário 
 
É um método de transformação de chuva em vazão, adequado para locais que disponham de dados de vazão 
insuficientes para a realização de uma análise estatística convencional e que disponham de dados de 
precipitações observadas. 
 
A ideia básica do método é obter uma “função resposta” da bacia, que permita prever as vazões de 
escoamento superficial como consequência hidrológica de um estímulo representado por uma precipitação 
unitária aplicada no “sistema hidrológico”. 
 
a) O hidrograma unitário é definido como o hidrograma de escoamento superficial resultante de uma 
chuva efetiva de 1 cm (ou 10 mm) para uma dada bacia e um dado período unitário; 
b) A chuva efetiva (ou excedentária) é a parte da chuva total que efetivamente escoa superficialmente, 
ou ainda, a parte da chuva total que excede a capacidade de infiltração do solo; 
c) O período unitário é a duração da chuva unitária (1 cm ou 10 mm) que deu origem ao hidrograma 
unitário. 
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As hipóteses simplificadoras do método do Hidrograma Unitário, devidas a Sherman, são as seguintes: 
 
 
 
O procedimento para obtenção do hidrograma unitário a partir de uma chuva isolada é o seguinte: 
 
 
 
A chuva efetiva é Pe é calculada dividindo-se o volume do escoamento superficial VSUP pela área da bacia A: 
 
“Reduzir” o hidrograma de escoamento superficial ao hidrograma unitário significa obter o hidrograma com 
ordenadas proporcionais ao hidrograma de escoamento superficial. O hidrograma unitário é aquele 
produzido por uma chuva efetiva unitária de 10 mm (ou 1 cm), enquanto que o hidrograma de escoamento 
superficial foi gerado por uma chuva efetiva e Pe, portanto: 
 
Na expressão acima, as vazões do hidrograma unitário QU são proporcionais às vazões do hidrograma de 
escoamento superficial Qe: 
 
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Determine o hidrograma unitário para uma bacia de 976 km2, a partir do hidrograma tabelado abaixo, 
resultante de uma chuva de 50 mm com 12 dias de duração. Estime também o coeficiente de deflúvio.