LISTA DE EXERCÍCIOS PARA A P2 HIDROLOGIA 1 2018 com gabarito auxiliar N5A

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Centro Universitário 
Instituto de Educação Superior de Brasília 
Curso: Engenharia Civil IESB/Asa Sul 
Professora: Adriane Lisboa 
 Disciplina: Hidrologia Aplicada ENCN5A 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS PARA A AVALIAÇÃO 2 (2,0 pontos)- 2018/1 
 
Atenção! Esta lista é para estudo e resolução, não é necessário entregar 
resolvida. A avaliação do estudo será online, via Blackboard, conforme plano de 
ensino. As questões no Blackboard serão semelhantes aos abordados nesta lista 
de exercícios e os abordados em sala de aula. Leia com atenção as instruções 
gerais. 
 
INSTRUÇÕES GERAIS: 
1 – A data que o sistema ficará aberto para a resolução dos exercícios online será de 
04/06/2018 até 12/06/2018 às 23:59h (após esse horário o teste será finalizado). 
2 – O aluno terá apenas 1 (uma) tentativa para resolver o exercício online e o tempo 
máximo para finalizar a atividade será de 3 horas. Portanto, entre somente se for 
cumprir a atividade até o final. 
3 – A atividade online valerá até 2,0 pontos, conforme número de acertos. 
4 – Problemas involuntários na execução do teste só serão analisados se 
forem devidamente comprovados. 
5 – Dúvidas adicionais sobre o formato de avaliação poderão ser esclarecidas em sala de 
aula ou no fórum de dúvidas da disciplina, no Blackboard. 
 
 
1) Uma solução de cloretos com concentração de 200ppm* foi injetada com vazão constante e 
igual a 3,0 l/s, num rio que já tinha uma concentração de 20 ppm. Sabendo-se que medidas 
efetuadas à jusante mostraram que houve uma estabilização do valor da concentração de 
cloretos no rio em 25 ppm. Calcule a vazão do rio (m³/s). (* ppm = parte por milhão) 
 
Gabarito auxiliar: 0,105 m³/s 
 
2) Um engenheiro foi encarregado de medir a vazão na seção transversal a seguir. 
 
 
 
Ele fez tomadas com o molinete em duas profundidades (0,2 e 0,8 da altura total) nos pontos 
de 1 a 6, obtendo as velocidades indicadas na tabela a seguir. 
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Ponto de medida 1 2 3 4 5 6 
Velocidade (m/s) 
0,2 H 0 0,3 0,5 0,5 0,3 0 
0,8 H 0 0,1 0,3 0,3 0,1 0 
 
Calcule a vazão na seção do curso d’água pelo método da meia seção. 
 
Gabarito auxiliar: 2,80 m³/s 
 
3) Qual a lâmina escoada superficialmente durante um evento de chuva de precipitação total 
P=60 mm em uma bacia com solos do tipo B e com cobertura de florestas? 
Utilizar a Tabela 2 apresentada na aula de escoamento superficial. As respostas serão 
variáveis, pois será em função da escolha da superfície do solo. 
4) Qual a lâmina escoada superficialmente a cada intervalo de tempo durante um evento de 
chuva dado na tabela abaixo numa bacia rural com solos com alta capacidade de infiltração? 
Qual o intervalo de tempo em que é gerado o máximo escoamento superficial? Qual o máximo 
volume escoado? 
Tempo (min) Precipitação (mm) 
10 5 
20 15 
30 14 
40 10 
50 8 
Utilizar a Tabela 2 da aula de escoamento superficial, para obter o valor de CN. 
Especificar a superfície escolhida. Por exemplo, se escolhesse CN=67. 
 
 
Resposta parcial: Para CN=67 Calcular a lâmina escoada em cada intervalo de tempo. O intervalo de 
tempo que é gerado o máximo escoamento superficial é de 40-50 minutos. O escoamento máximo é 2,29 
mm. 
5) Utilize uma planilha de cálculo para calcular o hidrograma de resposta de uma bacia com HU 
conhecido (Tabela A), considerando conhecida a chuva total (não efetiva) sobre a bacia (Tabela 
B). Considere que o valor do coeficiente CN é 70. 
 
Tabela A: Hidrograma Unitário 
Intervalo de tempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 
Tempo (horas) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 
H (m³.s
-1
/10mm) 0,5 2,0 4,0 7,0 5,0 3,0 1,8 1,5 1,0 
 
Tabela B: Chuva total ocorrida na bacia 
Tempo (min) Precipitação (mm) 
30 9 
60 18 
90 24 
120 16 
150 9 
Para resolução dessa questão, devem-se considerar os seguintes passos: 
1) Calcular a precipitação efetiva pelo método SCS. Calcule a precipitação efetiva acumulada em cada 
intervalo de tempo, conforme ensinado em aula, depois encontre a precipitação efetiva absoluta 
para cada intervalo de tempo. 
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2) Observar se o hidrograma unitário foi elaborado para 1cm (10 mm) ou 1mm e fazer as devidas 
coerências. 
3) Encontrar o HU. Atenção: apresentar a Tabela completa com os HUs individuais 
Tabela resultante (hidrograma de resposta) 
Tempo (horas) Vazão (m³/s) 
0,5 0,00 
1 0,01 
1,5 0,35 
2 1,64 
2,5 4,20 
3 8,07 
3,5 9,91 
4 8,70 
4,5 5,61 
5 3,62 
5,5 2,51 
6 1,42 
6,5 0,48 
06) Uma camada de solo argiloso cuja capacidade infiltração na condição de saturação é de 5 
mm/h, está saturado e recebendo chuva com intensidade de 25 mm/h. Qual é o escoamento 
(litros por segundo) que está sendo gerado em uma área de 15 m² desse solo? 
Esta sendo gerado um escoamento superficial de 0,083 L/s. 
07) Você está analisando o hidrograma resultante de uma precipitação ocorrida em uma bacia 
hidrográfica de 25 km², para a determinação do coeficiente de escoamento superficial (run-off) . 
Para isto, você dispõe dos dados que estão apresentados na Tabela 1. A Fig. 1 apresenta, de 
forma esquemática, o hidrograma para a precipitação ocorrida, assim como a linha de 
separação entre o escoamento superficial e o subterrâneo, dada pelos pontos A (ascensão) e C 
(recessão). Baseado unicamente no evento apresentado na Tabela 1, determine o valor do 
coeficiente de escoamento superficial (run-off). Lembre-se de que o coeficiente de escoamento 
superficial é a relação entre o volume escoado superficialmente e o volume total precipitado. 
 
Gabarito auxiliar C= 0,46 
08) Com os mesmos dados apresentados na Tabela 1 da questão 5 e considerando a área da 
bacia hidrográfica igual a 25 km², elabore o hidrograma unitário utilizando o passo a passo 
apresentado na Aula de Escoamento Superficial no item “Obtenção do HU em uma bacia com 
dados”. 
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09) Considere que uma precipitação uniforme intensa, ocorrida uniformemente sobre duas 
bacias hidrográficas vizinhas, com intensidade de 100 mm/h e duração de 30 min, gerou no 
exutório de cada uma das bacias os hidrograma de cheia triangulares A e B. A vazão de pico 
do hidrograma A (bacia A) é de 80 m³/s, o tempo de base de 160 min e o tempo de pico de 60 
min, conforme a figura. Já para o hidrograma B (bacia B), tem-se a vazão de pico de 70 m³/s, o 
mesmo tempo de base do hidrograma A e o tempo de pico de 80 min, conforme a figura. As 
áreas das duas bacias são: A com 80 km² e B com 40 km². A precipitação e os hidrogramas 
triangulares estão montados na figura abaixo: 
 
 
Calcule: 
a) O coeficiente de escoamento superficial (runoff) da bacia A. C= 0,096 
b) O coeficiente de escoamento superficial (runoff) da bacia B. C= 0,168 
O coeficiente de escoamento superficial é a razão entre o volume escoado e o volume 
precipitado. O volume precipitado é dado por 
AdIVprec ..
, onde I é a intensidade (a 
mesma para as duas bacias), d a duração da precipitação (a mesma para as duas bacias) 
e A á área da bacia. O volume escoado é calculado pela área do triângulo (hidrograma 
triangular) e é dado por 
2
. bp tq
Vesc 
, onde qp é a vazão de pico e tb é o tempo base. 
 
10) O hidrograma unitário correspondente a uma chuva unitária de duração dc=1h pode ser 
obtido a partir do hidrograma apresentado na Tabela C. Determine o hidrograma resultante de 
uma chuva efetiva composta especificada pelo hietograma apresentado na Figura A. 
Tabela C: Valores de vazão do hidrograma unitário 
Tempo (h) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 
Vazão (m³/s) 0 5,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0 0 
 
 
Figura A: Hietograma da chuva excedente. 
 
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11) As chuvas anuais de um determinado posto pluviométrico, seguem aproximadamente, uma 
distribuição normal, com médiaigual a 2000 mm e desvio padrão igual a 199 mm. Qual é a 
probabilidade de ocorrer um ano com chuva total superior a 2100 mm?. 
Gabarito auxiliar: Probabilidade de ocorrer um ano com chuva total superior a 2100 mm ≈ 31% 
12) Em uma amostra de vazões médias anuais, tem-se a vazão média igual 310,4 m³/s e o 
desvio padrão igual a 150,7 m³/s. Admitindo que esses dados ajustam-se à distribuição normal, 
determine as vazões correspondentes aos tempos de retorno de 10, 100 anos e 500 anos. 
Gabarito auxiliar: Vazão p/ T=10 anos: 503,3 m³/s; Vazão p/ T= 100 anos: 661,53 m³/s; Vazão p/ T= 500 anos: 
744,42 m³/s 
 
13) A probabilidade da vazão de 5 anos de tempo de retorno seja igualada ou excedida em um 
ano qualquer é de 20%. Qual é a probabilidade que ocorram duas cheias iguais ou superiores 
à cheia de TR= 5 anos em três anos seguidos? 
Gabarito auxiliar: Probabilidade: 3,2%. 
14) Deseja-se implantar num determinado rio, um reservatório para recreação e lazer da 
população. A área inundada será de aproximadamente 15 ha e a área de drenagem da bacia é 
de 5 km². A área impermeável da bacia é equivalente a 45% da área total. Determine a vazão 
de projeto no vertedouro da barragem (em m³/s), sabendo que a intensidade pluviométrica para 
um tempo de recorrência de 50 anos é de 120 mm/h. 
Gabarito auxiliar: 72,75 m³/s. 
15) Calcule o diâmetro para tubulação de concreto (galeria de drenagem a seção plena) sob 
uma rua em área comercial, em Brasília, com declividade de 0,007 m/m, coeficiente de 
rugosidade igual a 0,014. Antes, será necessário estimar a vazão máxima pelo Método 
Racional, cuja equação é dada por Q=C.I.A/360, em que Q é a vazão (m³/s), C é o coeficiente 
de escoamento superficial, I é a intensidade da chuva na região (mm/h) e A é a área da bacia 
hidrográfica (ha). A intensidade da chuva na região deverá ser calculada pela equação das 
chuvas intensas de Brasília-DF. Além dos dados apresentados, ainda, dispõem-se das 
seguintes informações: 
 O coeficiente de escoamento superficial é de 0,95; 
 A área da bacia hidrográfica é igual a 0,006 km². (1ha=10.000 m²). 
 A intensidade da chuva na região (em mm/h) é obtida pela equação 
884,0207,0 )11/(.70,1574  tTrI
, em que Tr é o tempo de recorrência ou período de 
retorno (em anos), adotado igual a 10 anos; t é o tempo de duração da chuva ou tempo 
de concentração (em minutos), estimado em 10 minutos. 
Gabarito auxiliar: Dîâmetro ≈ 500 mm. 
16) Visando o dimensionamento de um bueiro, o engenheiro encarregado do estudo 
hidrológico optou pela utilização do Método Racional, cuja equação é dada por Q=C.I.A, em 
que Q é a vazão, C é o coeficiente de escoamento superficial, I é a intensidade da chuva na 
região e A é a área da bacia hidrográfica. Nesse estudo, foram coletadas as seguintes 
informações: 
 Em 30% da área da bacia, o valor de C a ser adotado é igual a 0,5 e, no restante da 
área, 0,80; 
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 A intensidade da chuva na região (em mm/h) é obtida pela equação 
)10/(.500  tTrI
, 
em que Tr é o tempo de recorrência ou período de retorno (em anos), adotado igual a 
10 anos; t é o tempo de duração da chuva ou tempo de concentração (em minutos), 
estimado em 12 minutos, em razão das características da bacia hidrográfica. 
 A área da bacia hidrográfica é igual a 0,01 km². 
 
A partir dos dados coletados no estudo hidrográfico, calcule a vazão Q (m³/s) de projeto para o 
dimensionamento do bueiro. 
 
Gabarito auxiliar: 0,448 m³/s. 
 
17) Um reservatório com volume útil de 600 hectômetros cúbicos (milhões de m³) pode garantir 
uma vazão regularizada de 75 m³/s, considerando a sequência de vazões de entrada da tabela 
abaixo? A área do reservatório na condição equivalente ao volume máximo é de 120 km², e 
varia linearmente com o volume armazenado. Considere o reservatório inicialmente cheio, a 
evaporação constante de 120 mm por mês, e que cada mês tem 2,592 milhões de segundos. 
Utilizem Excel para os cálculos. Importante entender os procedimentos. 
 
Mês Vazão (m³/s) Mês Vazão (m³/s) Mês Vazão (m³/s) 
jan/62 162 jan/63 130 jan/64 141 
fev/62 200 fev/63 140 fev/64 126 
mar/62 120 mar/63 110 mar/64 138 
abr/62 84 abr/63 83 abr/64 102 
mai/62 58 mai/63 50 mai/64 91 
jun/62 49 jun/63 48 jun/64 42 
jul/62 38 jul/63 38 jul/64 39 
ago/62 35 ago/63 35 ago/64 39 
set/62 39 set/63 35 set/64 51 
out/62 49 out/63 56 out/64 69 
nov/62 116 nov/63 100 nov/64 103 
dez/62 152 dez/63 197 dez/64 256