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1 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. 2 - 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. 3 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. 4 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: 5 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.
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