Hidráulica Aplicada e Hidrologia: Previsão e Controle de Enchentes

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HIDRAULICA APLICADA E 
HIDROLOGIA
PROFª CLIVIA ALMEIDA
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
AULA 05
PLANO DE AULA
• Previsão de enchentes
• Controle de enchentes e inundações
• Propagação de enchentes
• Regularização de vazões
Previsão de Enchentes
Diferença entre ENCHENTE E INUNDAÇÃO.
Por Villela (1975) têm-se as seguintes definições:
• Enchente caracteriza-se por uma vazão relativamente grande de 
escoamento superficial;
• Inundação caracteriza-se pelo extravasamento do canal.
Logo, nem toda enchente causa uma inundação!
Os projetos em engenharia, de um modo geral, são feitos para atender 
necessidades futuras.
No caso da hidrologia, trabalha-se com a previsão de eventos 
exclusivamente naturais.
Não se prevê a cheia total de um rio, por exemplo.
Previsão de Enchentes
Cheia de projeto
• Falha -> risco a vida humana
• Exagero de suporte hidrológico -> economicamente inviável
O que se pode fazer, então?
Previsão de Enchentes
Cheia de projeto
Deve-se adotar um valor de vazão que tenha pouca probabilidade de 
ser igualada ou superada pelo menos uma vez dentro da vida útil da 
obra. 
A essa vazão denomina-se Cheia de Projeto.
Previsão de Enchentes
Período de Retorno
A cheia de projeto está associada a um 
período de retorno que é o tempo 
médio em anos que um evento é 
igualado ou superado pelo menos uma 
vez.
Os critérios para fixação do período de 
retorno, conforme Villela (1975):
• Vida útil da obra;
• Tipo de estrutura;
• Facilidade de reparação e 
ampliação;
• Perigo de perda de vida
Previsão de Enchentes
Período de Retorno
Períodos de retorno comuns:
• Extravasor de uma barragem de terra= 1000 anos
• Extravasor de uma barragem de concreto = 500 anos
• Galeria de águas pluviais = 5 a 20 anos
• Pequena barragem de concreto para abastecimento de água = 50 a 
100 anos.
Previsão de Enchentes
Período de Retorno
Readequando a fórmula para o período de retorno, temos:
𝑇𝑟 =
1
1 − (1 − 𝐾) Τ1 𝑛
n = vida útil (anos)
K = probabilidade de ocorrência da máxima enchente durante a vida útil 
da obra
Previsão de Enchentes
Período de Retorno
k 1 10 25 50 100 200
1% 100 995 2488 4975 9950 19900
10% 10 95 238 475 950 1899
25% 4 35 87 174 348 696
50% 2 15 37 73 145 289
75% 1 8 19 37 73 145
99% 1 3 6 11 22 44
n
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Método de Fuller
Estudou cheias em rios nos EUA.
Desenvolveu:
𝑄 = 𝑄(𝑎 + 𝑏 log 𝑇𝑟)
Onde a e b são, respectivamente, 1,0 e 0,8.
𝑄 é a media das vazões consideradas
Tr é o período de retorno 
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Método de Fuller
O próprio Fuller desenvolveu uma forma empírica para o cálculo de 𝑄
tendo como parâmetro a área da bacia.
𝑄 = 0,796𝐴0,8
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Método de Fuller
Logo podemos ter:
𝑄 = 0,796𝐴0,8(𝑎 + 𝑏 log 𝑇𝑟)
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Método de Fuller
Exemplo
Fazer um gráfico que represente a vazão para Tr de 5, 10, 20, 50 e 100 
anos para a bacia do Cocó.
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Método de Fuller
tr 485 km2
5
10
20
50
100
174,7437296
201,7339368
228,7241439
264,4032571
291,3934642
A
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Fórmula de Aguiar
Método desenvolvido pelo Engenheiro Francisco 
de Aguiar a partir de açudes nordestinos.
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Fórmula de Aguiar
𝑄 =
1150𝑥𝐴
𝐶𝑥𝐿(120 + 𝐾𝑥𝐶𝑥𝐿)
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Fórmula de Aguiar
Onde 
Q = vazão em m³/s
A = área da bacia em km²
L = linha do talvegue (km)
K,C = coeficientes de acordo com o tipo da bacia
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
K C
Pequena; íngreme; rochosa 1 0,10 0,85 
Bem acidentada, sem depressão evaporativa 2 0,15 0,95 
Média 3 0,20 1,00 
Ligeiramente acidentada 4 0,30 1,05 
Ligeiramente acidentada apresentando depressão evaporativa 5 0,40 1,15 
Quase plana, terreno argiloso 6 0,65 1,30 
Quase plana, terreno variável ou ordinário 7 1,00 1,45 
Quase plana, terreno arenoso 8 2,50 1,60 
BACIA HIDROGRÁFICA TIPO
COEFICIENTE
Previsão de Enchentes
Análise da natureza dos dados da vazão
Fórmula de Aguiar
Exemplo
Calcular a vazão para a Bacia do Rio Cocó A 485 km²
K 1 -
C 1,45 -
L 42,5 km²
Q 5271,974 m³/s
BACIA DO COCÓ
Previsão de Enchentes
Controle de Enchentes e Inundações
Causas:
Enchentes – excesso de chuva; descarregamento de qualquer volume 
acumulado a monte (rompimento de uma barragem ou a abertura 
brusca das comportas de um reservatório);
Inundações – excesso de chuva; existência, à jusante de inundação, de 
qualquer obstrução que impeça a passagem de vazão de enchente 
(bueiro mal dimensionado que remansa o rio).
Controle de Enchentes
e Inundações
Controle de Enchentes e Inundações
Métodos de Combate as Enchentes
Construção de reservatórios
Controle de Enchentes e Inundações
Métodos de Combate as Enchentes
Melhoramento dos canais
Muitas vezes o canal natural de um rio não transporta uma certa vazão 
sem transbordamento. Para Villela (1975) as adequações podem ser:
• Dragagem;
• Retificação;
• Revestimento;
• Construção de diques.
Controle de Enchentes e Inundações
Métodos de Combate as Enchentes
Diversão para outras bacias
Desvio de parte do volume para outra bacia.
Obs.: Legislação Adequada e Sistema de aviso
Controle de Enchentes e Inundações
Análise Econômica do controle de enchentes
Os custos devem ser comparados.
Custos de reparos x Custos da obra
Controle de Enchentes e Inundações
Análise Econômica do controle de enchentes
Ex.:
Controle de Enchentes e Inundações
Análise Econômica do controle de enchentes
Ex.:
Controle de Enchentes e Inundações
Análise Econômica do controle de enchentes
Ex.:
Propagação de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
A propagação da
enchente é o
cálculo de Qs ao
longo de t, ou
seja, Qa.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Com a finalidade de proporcionar uma melhor visualização do regime 
do rio, ou apenas destacar algumas de suas características ou ainda 
estudar os efeitos da regularização propiciada por reservatórios, os 
projetos de obras hidráulicas exigem que os dados de vazão sejam 
manipulados e apresentados sob a forma de gráficos. As vazões podem 
ser apresentadas através de hidrogramas, curvas de permanência e 
diagramas de massa.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Hidrogramas
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Curva de permanência ou de duração
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Diagrama de massa
É a integral da hidrógrafa.
É um diagrama de volumes acumulados que afluem ao reservatório.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Diagrama de massa
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Regularização de vazões
Sempre que um projeto de aproveitamento hídrico de um rio prevê 
uma vazão de retirada maior que a mínima, existirá, em conseqüência, 
períodos em que a vazão natural é maior que a necessária e períodos 
em que é menor.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Regularização de vazões
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Regularização de vazões
Se torna necessária então a construção de um reservatório para que se 
possa reter o excesso d'água dos períodos de grandes vazões para ser 
utilizado nas épocas de seca.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Capacidade de um reservatório
A capacidade de armazenamento de umreservatório representa o 
volume total acumulado no reservatório quando o nível da água 
encontra-se na cota da soleira do sangradouro.
Regularização de Enchentes
Propagação de enchentes através de reservatórios
Zonas de armazenamento de um reservatório
• Nível normal do reservatório – cota máxima em condições de operação
• Nível mínimo do reservatório – cota mínima em condições de operação
• Volume útil – volume armazenamento entre mínimo e normal
• Volume morto – volume abaixo do volume mínimo
• Sobrearmazenamento – volume acima do nível normal e não é 
aproveitado
Regularização de Enchentes