APS 6º Semestre 2014

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UNIP – Universidade Paulista 
Engenharia Civil 
 
 
Atividades 
Práticas Supervisionadas 
 6º semestre - 2014. 
 
TEMA: Estudo Hidráulico e Topográfico do Córrego 
Bananal 
 
 
 
ALUNOS 
Adil de Souza Jota Junior (RA: B3158H-0) 
Wallesson Faria (RA: B3327H-5) 
Wanderson Jacinto (RA: B369DB-1) 
Thawan Salgueiro de Faria (RA: B33CCB-0) 
TURMA: EC6A30 
 
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SÚMARIO 
 
INTRODUÇÃO ...................................................................................................03 
 
I. OBJETIVO.......................................................................................................04 
 
II. RESUMO TEORICO 
1.1 Elementos Geométricas de um canal ..........................................................04 
1.2 Tipos de Escoamento ..................................................................................05 
 
III. FÓRMULAS...................................................................................................06 
 
IV. DADOS DO CANAL .....................................................................................07 
V. CRONOGRAMA DO TRABALHO ................................................................07 
VI. MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................08 
VII. FICHA DESCRITIVA DE ESTAÇÃO HIDROMÉTRICA NO CURSO D’ÁGUA 
............................................................................................................................11 
VIII. REPRESENTAÇÃO DA SEÇÃO ESTUDADA...........................................14 
IX. ANÁLISE DOS RESULTADOS.....................................................................14 
X. CONCLUSÃO.................................................................................................14 
XI. BIBLIOGRAFIA.............................................................................................15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
O dimensionamento de canais com escoamento em superfície livre é um problema 
frequente na Engenharia Civil e nele estão envolvidas questões de vária índole, obrigando a 
diversas decisões e tomadas de posição por parte do profissional. Assim, por exemplo, a 
escolha da configuração da secção transversal de um canal está relacionada, não só, com a 
ordem de grandeza dos caudais a escoar, mas também com as características dos terrenos 
atravessados e a topografia local que, igualmente, determinam o traçado do seu perfil 
longitudinal, nomeadamente, no que se refere à inclinação. 
Quando o dimensionamento acima referido se destina a coletores de esgoto de 
águas residuais ou pluviais e os caudais envolvidos são de pequena ou média grandeza, a 
secção geométrica normalmente escolhida para o canal é a circular.1 
Os canais podem ser classificados como naturais, que são os cursos d’agua 
existentes na Natureza, como as pequenas correntes, córregos, rios, estuários, etc., ou 
artificiais, de seção aberta ou fechada, construídos pelo homem, como canais de irrigação, 
de navegação, aquedutos, galerias, etc. 
Os canais podem ser ditos prismáticos se possuírem ao longo do comprimento seção 
reta e declividade de fundo constante; caso contrário, são ditos não prismáticos. 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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I - OBJETIVO 
O objetivo visa aplicar a teoria ministrada em sala de aula de forma exemplificar 
possíveis procedimentos do dia a dia de um Engenheiro Civil no em demandas topográficas 
e em área referentes à hidráulica. 
 
II – RESUMO TEORICO 
2.1 - Elementos geométricos de um canal: 
Os elementos geométricos constituem propriedades da secção transversal do canal, 
as quais podem ser caracterizadas pela forma geométrica e pela altura de água. Estes 
elementos são indispensáveis ao dimensionamento hidráulico. No caso de secções simples 
e regulares, os elementos hidráulicos são expressos e relacionados entre si tematicamente 
em função da altura de água no canal. No entanto, no caso de secções mais complexas e 
não uniformes como são os canais naturais, não há uma equação simples que possa 
correlacioná-los, uma vez que são variáveis. Os principais elementos geométricos são: 
i= declividade do fundo (m/m); 
J= declividade da linha d’água (m/m); 
I= declividade da linha de energia (m/m); 
∆e= perda de energia ou carga (m); 
L= comprimento do conduto (m); 
J - perda de energia ou carga linear (m/m) 
X - espaçamento horizontal do conduto (m); 
g - aceleração da gravidade local (9,81m/s2); 
γ - peso específico do fluido (γH2O≅1.000kg/m3); 
Q - vazão em volume (m3/s); 
q - vazão específica ou linear (m3/s*m); 
A - Área molhada: área da secção transversal ocupada pela água. 
P - Perímetro molhado: comprimento da linha de contato entre a água e as paredes 
e o fundo do canal. 
Rh - Raio hidráulico: resultado da divisão da área molhada pelo perímetro molhado. 
Y - Altura d’agua ou tirante da água: É a distancia vertical do ponto mais baixo da 
seção do canal até a superfície livre. 
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h - Altura de escoamento da seção: é a altura do escoamento medida 
perpendicularmente ao fundo do canal. 
B - Largura do topo: É a largura da seção do canal na superfície livre, função da 
forma geométrica da seção e da altura d’agua. 
Hm - Altura hidráulica ou altura média: é a relação entre a área molhada e a 
largura da seção na superfície livre. É a altura de um retângulo de área equivalente 
à área molhada. 
�� =
�
�
 
n - Coeficiente de rugosidade: fornecido em tabelas, sendo função da natureza 
das paredes. 
2.2 - Tipos de escoamento: 
2.1. Permanente. A velocidade de um ponto qualquer não varia no tempo. 
Q=cte 
Ex: canais revestidos. 
2.2. Não Permanente. A velocidade varia com o passar do tempo. 
Q=cte 
Vmed=cte 
Y=cte 
Ex: Uma onda de cheia em um rio. 
2.3. Permanente e Uniforme: É uniforme desde que as velocidades locais sejam 
paralelas entre si e constantes ao longo de uma mesma trajetória. 
Q=cte 
� ≠ ��� 
���� ≠ ��� 
Ex: Canais de irrigação. 
2.4. Permanente e Não Uniforme. Pode ser permanente ou variável, acelerado ou 
desacelerado, se a velocidade aumenta ou diminui no sentido do movimento. 
� ≠ ��� 
Ex: Ressalto hidráulico. 
 
 
 
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III – FÓRMULAS 
3.1 - Perímetro Molhado 
�� = � ∗ 2 ∗ � 
3.2 - Raio Hidráulico 
�� =
��
��
 
3.3 - Declividade 
� =
∆�
�
 
3.4 - Vazão 
� = � ∗ � 
3.5 - Vazão Específica 
� =
�
�
 
3.6 - Número de Froid 
�� =
�
�� ∗ �
 
3.7 - Profundidade Crítica 
�� = �
��
�
�
 
3.8 - Fórmula de Manning 
� =
1
�
∗ � ∗ ��
�
�� ∗ �
�
�� 
3.9 - Área Molhada 
�� = � ∗
(�� − ��)
2
 
�� = � ∗
(�� − ��)
2
 
�� = � ∗
(�� − ��)
2
 
�� = �� 
 
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IV – DADOS DO CANAL 
Córrego Bananal 
Município: Brasília DF 
Sub Bacia: Paranaíba (Paranoá) 
Dados Topográficos: 
Altitude: 1003,00m 
Latitude: W15°43' 41" Longitude: N47°54' 33" 
 
 
Fonte: CAESB – Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal. (2014) 
 
 
V - CRONOGRAMA DO TRABALHO 
01/10/2014 – Reunião para planejamento e distribuição das tarefas 
08/10/2014 – Reunião para estudo bibliográfico. 
22/10/2014 – Visita ao local do canal para colher dados relevantes 
29/10/2014 – Ponderação de dados. 
13/11/2014 – Visita ao local junto com funcionários da CAESB para acompanhar 
procedimentos cotidianos e obter dados relevantes 
18/11/2014 – Elaboração final do trabalho 
 
 
 
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VI – MATERIAIS E METODOS 
6.1 - Materiais 
 
 
 
Barbante: Utilizado para medição prévia de pontos de difícil 
acesso 
 
 
 
Trena: Utilizada para obter a medida precisa e definitiva de cada 
ponto avaliado 
 
 
6.2 - Métodos: 
Com a ajuda de um barbante, mediu-se o tamanho da seção analisada, uma parte 
mais reta foi escolhida para obter dados mais precisos, para locais de difícil acesso foi 
utilizado também um galho firme para medir a profundidade (Y) do canal, e outro para medir 
a distancia entre uma profundidade e outra. 
Visita ao local para obtenção de dados Fonte própria 
 
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A cota em 2 pontos extremos foi medida, bem como a distancia entre eles, par a o 
calculo da declividade. 
A velocidade de escoamento da água de um rio depende da declividade dos canais 
fluviais. Quanto maior a declividade, maior será a velocidade de escoamento. A9ssim, os 
hidrogramas de enchente serão tanto mais pronunciados e estreitos, indicando maiores 
variações de vazões instantâneas. 
De acordo com a largura do rio, foi medida a altura da linha d’água (Y) em cada uma 
das subseções, como a largura escolhida é de 7,40m utilizou-se a medida de 1 metro entre 
as medições. 
Profundidade 
Y1 37,0cm 
Y2 49,5cm 
Y3 46,7cm 
Y4 43,0cm 
Y5 45,7cm 
Y6 51,0cm 
Y7 28,0cm 
�� 49,98cm 
 
 
 
 
 
 
 
d1 
d7 
d6 
d5 
d4 
d3 
d2 
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6.2.1 - Área Molhada 
Para calcular a área molhada (A) foi utilizada as fórmulas 3.9 como segue: 
�� = � ∗
(�����)
� 
 
�� = 0,4298 ∗
3 − 1
2
 
 
�� = 0,4298�
�
 
�� = � ∗
(�� − ��)
2
 
�� = 0,4298 ∗
5 − 3
2
 
�� = 0,4298 
�� = � ∗
(�� − ��)
2
 
�� = 0,4298 ∗
7 − 5
2
 
�� = 0,4298 
�� = �� 
�� = �� + �� + �� 
�� = 0,4298 + 0,4298 + 0,4298 
�� = �, ���
�
 
6.2.2 - Perímetro Molhado 
�� = � ∗ 2 ∗ � 
�� = 7 ∗ 2 ∗ 0,4284 
�� = �, ����� 
6.2.3 - Raio Hidráulico 
�� =
��
��
 
�� =
1,28
7,856
 
�� = �, ���� 
6.2.4 - Declividade 
� =
∆�
�
 
� =
1,23 − 0,33
41,1
 
� = �, ���� 
6.2.5 - Vazão 
� = � ∗ � 
� = 1,28 ∗ 1,46 
� = �, �����/� 
 
 
 
 
Calculo 
Declividade 
Ym 1,23m 
Yj 0,33m 
L 41,1m 
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6.2.6 - Vazão Específica 
� =
�
�
 
� =
1,868
7
 
� = �, ����/� ∗ � 
6.2.7 - Número de Froid 
�� =
�
�� ∗ �
 
�� =
1,46
√7 ∗ 9,81
 
�� = �, ��� 
6.2.8 - Profundidade Crítica 
�� = �
��
�
�
 
�� = �
0,26�
9,81
�
 
�� = �, ��� 
6.2.9 - Fórmula de Manning 
O coeficiente de Manning foi obtido na tabela 12.2 2, A natureza das paredes do canal adotada foi: 
“Canal com leito pedregoso e talude/ vegetal em boas condições” � = 0,030 
� =
�
�
∗ � ∗ ��
�
�� ∗ �
�
�� 
� = � ∗ � 
� ∗ � =
1
�
∗ � ∗ ��
�
�� ∗ �
�
�� 
� =
1
�
∗ ��
�
�� ∗ �
�
�� 
� =
1
0,03
∗ 0,163
�
�� ∗ 0,0218
�
�� 
� = �, ���/� 
 
 
 
VII – FICHA DESCRITIVA DE ESTAÇÃO HIDROMÉTRICA 
NO CURSO D’ÁGUA 
FRDS
RIO:
Km² Km²
ESTE: NORTE:
m
pela Global Water 
SEGURANÇA DE NIVELAMENTO
 . RN 1 = 2337 mm (cota arbitrária) em parafuso chumbado no centro de bloco de concreto
dois lances de régua em aluminio, fixada em suporte de ferro, para leitura de 
. Até a cota 160 cm medição a vau, demais utilizando barco como apoio na travessia, pelo método dos dois pontos
 . RN 2 = 2491 mm (cota arbitrária) em parafuso chumbado no centro de bloco de concreto
MIRA FLUVIOMÉTRICA
1:10.000
. Localizado a 19,30 m, a jusante da seção de réguas, na margem esquerda com distância de 10,25m entre o PI/PF 
SEÇÃO DE MEDIÇÃO 
FICHA DESCRITIVA DE ESTAÇÃO HIDROMÉTRICA NO CURSO D’ÁGUA
DRENAGEM GERAL:
da ponte.
Margem esquerda do ribeirão Bananal cerca de 100m a jusante da estação de código 
000/200 e 200/300.
BANANAL JUS. GALERIA SUDOESTE
CÓRREGO BANANAL
BRASÍLIA
60477605
DF
SUB-BACIA: PARANAIBA ( PARANOÁ )
ESTAÇÃO: 
MUNICÍPIO:
ÁREA DE DRENAGEM:
QUALIDADE DE ÁGUA
15°43' 41"
TELEMÉTRICA
UTM - SICAD
set-11
FLUVIOMÉTRICA
FLUVIOGRÁFICA
jul-11
DESCARGA LÍQUIDA
SEDIMENTOMÉTRICA out-11
188204 8259005
Saindo do R1 pela DF 010 até a DF 003(Epia)/BR 020, sentido saida norte, Plano Piloto /ACESSIBILIDADE :
LOCALIZAÇÃO:
ESCALA:
ALTITUDE: LONGITUDE:LATITUDE :
REF. CARTOGRÁFICA:
SENSOR DE PRESSÃO Water Level Logger, modelo WL16U-015-025, nº de série 1221004084, fabricado
Sobradinho, seguir até a ponte sobre o Córrego Bananal, no km 7. A Seção de Medição esta localizada a jusante
SICAD - SISTEMA CARTOGRÁFICO DO DF
47°54' 33" 1003,00
ESTADO: 
CÓDIGO: TIPO:
CAESB-CIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL DO D. FEDERALREDE HIDROMÉTRICA DA EMPRESA: 
CAESB - CIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL DO DISTRITO FEDERAL
jul-11
INÍCIO FINAL FINAL
DATA DA INSTALAÇÃO DATA DA REINSTALAÇÃO
TIPO DE ESTAÇÃO
INÍCIO
CLIMATOLÓGICA
ENTIDADE OPERADORA: 
DESCRIÇÃO, INCLUINDO EQUIPAMENTOS E PROCESSOS DE MEDIÇÕES:
PROCESSO DE MEDIÇÃO
Arenoso
Natural
NATUREZA DO LEITO:
ENDEREÇO:
PROFISSÃO:
GRATIFICAÇÃO:
CROQUI:
Trecho retilíneo
NATUREZA E INCLINAÇÃO DAS MARGENS:
COTA DE TRANSBORDAMENTO:
DADOS DO OBSERVADOR:
NOME:
INSTRUÇÃO:
31/12/13RESPONSÁVEL: CAESB - DP - PHI - PHIHE EM:
DISTÂNCIA DA RESIDÊNCIA ATÉ A ESTAÇÃO:
CONFORMAÇÃO EM PLANTA:
FONE:
CONTROLE ( TIPO ): 
POTAMOGRAFIA:
Arenoso com pouca inclinação
O Córrego Bananal nasce dentro do Parque Nacional de Brasília e recebe como afluente
pela margem direita o Córrego do Acampamento, desaguando no Lago Paranoá
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VIII – REPRESENTAÇÃO DA SEÇÃO ESTUDADA 
 
IX – ANÁLISE DOS RESULTADOS 
Com base nos dados, concluiu-se que o escoamento é subcrítico (�� = 0,176) por 
ser �� < 1. 
A vazão do conduto é de 1,868��/� ou 1868 �/�, a velocidade média é de �, ���/� 
e o 
�� = �, ���. 
 
 
X – CONCLUSÃO 
O valor acadêmico adquirido com esse tipo de experiência é muito relevante e leva 
ao aluno a estudar a possibilidade de seguir carreira nesse ramo da Engenharia. O estudo 
do conduto em questãomostrou o valor de formulas como a de Manning para a obtenção de 
um resultado considerável bem como a ponderação eficiente dos dados do canal para o uso 
adequado da tabela contendo o coeficiente. 
Muito do que foi ministrado na aula foi colocado a prova e para o estudo de vários 
fatores houve a necessidade de buscar novas fontes de conhecimento. 
 
Participantes do experimento - Fonte própria 
37cm
49,5cm 46,7cm 43cm 45,7cm 51cm
28cm
0 0
-100
0
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 7,4 8
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XI - BIBLIOGRAFIA 
1. http://www.engenhariacivil.com/canais-escoamento-superficie-livre 
(Acessado em 19/11/2014). 
2. Porto. Rodrigo de Melo, “Hidráulica Básica”, Editora EESC USP 2006. 
3. Munson, Young e Okiishi: “Fundamentos da Mecânica dos Fluidos”, Editora Edgard 
Blücher Ltda, 1997. 
4. Josie, Jacob: “Introduction to Hydraulics and Fluid Mechanics”, Harper & Brothers 
Publishers, New York, EUA, 1952. 
5. Curso de Hidráulica. Escola Superior de Tecnologia. Universidade do Algarve. Área 
Departamental de Engenharia Civil. Núcleo de Hidráulica e Ambiente. Faro, Portugal, 
fevereiro, 2001;