Vazao RED [Modo de Compatibilidade]_20130925103538

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25/09/2013
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O desenvolvimento urbano acelerado observado no país nas últimas
décadas, tem gerado como consequência vários problemas a serem
equacionados pelos técnicos e comunidades.
Drenagem urbana 
ocupa papel relevante 
no rol de dificuldades 
enfrentadas pelas 
cidades, 
uma vez que a 
experiência tem 
demonstrado que não 
basta a boa vontade 
dos técnicos em buscar 
soluções urbanísticas, a 
questão de ocupação 
das várzeas dos rios é 
muito mais complexa
RIO ���� CICLO HIDROLÓGICO
RIO ���� CANAL DE ESCOAMENTO
Os sedimentos carregadas pelo rio por meio de 
SOLUÇÃO; SUSPENSÃO E SALTAÇÃO
O Rio como Ecossistema
Curso superior
Curso médio
Curso inferior
Geomorfologia fluvial
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Curso superior: padrão retilíneo
Solapamento de margem e destruição de 
moradias na calha do Ribeirão Garcia -
Curso médio: padrão anastomosado
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Linha de velocidade 
máxima
Margem convexa
Margem 
Concova
Deposição 
Erosão 
Corte natural de meandros
Rio São Lourenço (MT) em
mapa baseado em imagem
aérea de 1967
Rio São Lourenço (MT) em
imagem de satélite LANDSAT
de 1988
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Luis Alves: mudança no curso hídrico após enxorradas de novembro de 2008.
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— Algumas situações causaram atraso, sendo que a mais
grave foi a influência da maré, já que rio subia e não dava
condições de trabalho na base. Prevíamos trabalhar na
cota 0,80 metro e tivemos de elevar para 1,5 metro para
que os caminhões pudessem trafegar sem influência do
nível do rio. Além disso, a chuva e o ritmo de trabalho da
empresa causaram morosidade.
OBRA DA MARGEM ESQUERDA NO CENTRO DE 
BLUMENAU ATRASARÁ OITO MESES
PREVISÃO INICIAL DE TÉRMINO ERA 20 DE 
SETEMBRO, MAS FICARÁ APENAS PARA 2014
FONTE: Jornal de Santa Catarina (04/06/2013)
Por vazão entende-se o volume de água que passa numa
determinada seção do rio por unidade de tempo, a qual é
determinada pelas variáveis de profundidade, largura e
velocidade do fluxo, e é expressa comumente no sistema
internacional (SI) de medidas em m³/s
Perfil longitudinal Itajaí mirim 
O perfil longitudinal do canal de drenagem é compreendido pela 
relação das variáveis comprimento e altimetria, consideradas 
valores base na determinação do gradiente. 
O gradiente dos canais expressa a relação entre a
diferença das altitudes máxima e mínima do
segmento fluvial e sua respectiva extensão. O índice
fornece a declividade dos canais de drenagem,
podendo ser expressa em graus ou porcentagem.
No canal, de uma margem a outra e da superfície para o leito, o
fluxo não flui de forma homogênea � variação na seção vertical
e transversal ao rio � morfologia do rio (geometria do canal), em
que o atrito da água nas margens e no leito causa um efeito de
retardamento da velocidade, assim como o efeito de atrito da
lâmina de água superficial com a atmosfera.
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Há vários fatores que interferem no perfil de
equilíbrio de um rio: volume e carga da corrente, tamanho e peso 
dos sedimentos, declividade, litologia do leito, regime das chuvas, 
entre outros.
Para um melhor resultado do cálculo de vazão e do
estabelecimento das distâncias entre os perfis verticais,
recomenda-se o levantamento batimétrico do perfil
transversal. Este processo permitirá um melhor
conhecimento da morfologia de fundo para a
determinação da localização de cada perfil vertical e de
sua respectiva profundidade
O escoamento em rios ou em canais abertos é 
um processo complexo ���� velocidade, vazão e 
nível da água. Além da interferência das 
dimensões longitudinal e vertical. 
A velocidade da corrente de um fluxo fluvial é, normalmente,
maior na parte central de um rio do que em suas margens. Em
função dessa variação da velocidade da corrente em diferentes
pontos da seção transversal, devem-se obter medidas em
diversos pontos tanto na superfície da seção transversal como
em diversos níveis em cada seção vertical
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Há vários fatores que interferem no perfil de
equilíbrio de um rio: volume e carga da corrente, tamanho e peso 
dos sedimentos, declividade, litologia do leito, regime das chuvas, 
entre outros.
Seção transversal com indicação das verticais e 
representação da velocidade da corrente medida
Para um melhor resultado do cálculo de vazão e do
estabelecimento das distâncias entre os perfis verticais,
recomenda-se o levantamento batimétrico do perfil
transversal. Este processo permitirá um melhor
conhecimento da morfologia de fundo para a
determinação da localização de cada perfil vertical e de
sua respectiva profundidade
- Dragagens de Leitos;
- Instalação de Dutos Submersos;
- Estudos Hidrológicos (detecção de erosão
submersa, análise de fluxo de água em determinado
tempo, medição de profundidade e mapeamento de
leito);
- Furo Direcional. Suporte para execução de
implantação.
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Molinete de hélice 
O molinete é um equipamento destinado a medir a velocidade 
da água em qualquer profundidade do curso
d’água.
Hidrotopo 
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Q = vazão (m³/s)
A = área da seção do rio (m²) (w.h)
V = velocidade do fluxo de água (m/s)
h = profundidade média na seção 
transversal do canal (m)
w = largura do canal
Q = (w . h) . V ou Q = A . V
Durante um ensaio em um rio, um flutuador foi solto por
um técnico para um segundo técnico, que estava
posicionado a uma distancia 8m a jusante no rio. O
flutuador levou 1,2 minutos para percorrer a distancia.
Sabendo que a área da seção do rio é igual a 15m²,
determine a vazão do rio.
Q = A . V (t/d)
EXERCÍCIO
1m³=1000litros
1h=3600s
1min=60s
As vazões são obtidas com base na precipitação
da bacia e nas condições de umidade do solo e 
perdas iniciais reais
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O QUE SE ESTIMA?
• A vazão máxima ou de pico: utilizada nos projetos de obras
hidráulicas tais como:
– Bueiros;
– Galerias pluviais;
– Sarjetas de rodovias;
– Vertedores de barragens.
• A distribuição do escoamento (hidrograma): permite determinar
o volume do escoamento superficial, que é de interesse para a
engenharia para resolver os problemas de armazenamento da água
para diversos fins:
– Abastecimento;
– Irrigação;
– geração de energia;
– projeto de bacias de detenção
– bacia de detenção para atenuação de enchente
A vazão máxima pode ser estimada com base:
a) no ajuste de uma distribuição estatística;
b) na regionalização de vazões;
c) na precipitação.
VAZÃO MÁXIMA
� Condições da bacia hidrográfica não se modificaram
� Os principais fatores são as condições iniciais de
perdas do solo, de escoamento dos rios e reservatórios,
além da distribuição temporal e espacial da
precipitação.
Deve-se definir o risco de um projeto de acordo com 
os objetivos do projeto e, dentro destas condições de 
risco, explorar as situações mais desfavoráveis
A definição das situações mais desfavoráveis, após a 
escolha de um risco, envolve as condições iniciais de solo, 
perdas por retenção e infiltração, distribuição temporal e 
espacial da precipitação
Analisando o hidrograma abaixo indique a localização da vazão mínima,
média e máxima, considerando os 12 meses de um ano. Para isso, utiliza a
escala de descarga em metros cúbicos por segundo.
O risco é a probabilidade que um valor seja ultrapassado.
Este risco é obtido pelo ajuste de uma distribuição de
probabilidade aos valores anuais da variável em estudo (nível
ou vazão).
A probabilidade (P) é o risco da vazão ou nível ser
ultrapassado num ano qualquer.
O tempo de retorno deste valor é Tr = 1/P.
O risco que uma vazão, com uma probabilidade associada,
ocorra nos próximos anos é obtido pela expressão
PR = 1 - ( 1 - 1/Tr)N
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Uma ensacadeira precisa ser utilizada por 4 anos.
Estime qual a probalilidade de risco em tempo de
retorno de 39 anos.
EXERCÍCIO
PR = 1 - ( 1 - 1/Tr)N
PR = 1 - ( 1 - 1/39)4
PR = 9,7%
ANO NÍVEL
1852 16,30
1888 17,10
1911 16,90
1983 15,34
1984 15,50
Qual o problema se um projeto levasse em 
consideração essa série para um projeto? 
ANO NÍVEL
1912 12,5
1982 12,6
2011 12,68
Ano Nível (m)
1981 17,2
1921 11,2
1930 11,9
1993 14,2
199912,2
2012 12,8
2008 12,8
1886 12,5
1909 13,8
1960 12,7
1987 12,2
1940 13,2
2011 12,6
1928 14,4
Qual o tempo de retorno considerando a série abaixo com o nível acima de 12,5m.
As comportas da uma barragem serão utilizadas por 42 anos, para tanto estime
qual a probalilidade de risco em tempo de retorno de X anos (R = [1 - ( 1 - 1/Tr)N ] *
100 � Tr = 1/P)
Tr= 1/P (P= 11 eventos/126anos, ou 
seja, 2012-1886. 11/126=0,087)) 
Tr= 1/0,087
Tr= 11,49 anos
R = [1 - ( 1 - 1/Tr)N ] * 100
R= [1- (1-1/11,49)42]*100
Período de Retorno
• Inverso da probabilidade excedente o inverso do período de retorno
(1/T) é a probabilidade de um evento ser igualado ou superado em
um ano qualquer
• Probabilidade de ocorrência é o intervalo médio de ocorrência (em
anos) entre eventos que igualam ou superam uma dada magnitude
Tipo de Obra Tipo de Ocupação da Área T (anos)
Microdrenagem Residencial 2
Comercial 5
Áreas com edifícios de serviços ao público 5
Aeroportos 2-5
Áreas comerciais e artérias de tráfego 5-10
Macrodrenagem Áreas residenciais e comerciais 50-100
Áreas de importância específica 500
�O hidrograma de projeto ou hidrograma tipo �
Determinado com base em dados históricos
de vazão ou com base na precipitação, com
um risco escolhido;
Hidrograma
• O hidrograma é o gráfico que relaciona a vazão ao
tempo e é o resultado da interação de todos os
componentes do ciclo hidrológico.
Heterogeneidade da bacia
HidrogramaHidrograma
Vazão Q (m³/s)
Tempo t (meses)
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• Relação com a precipitação
– Representação gráfica que estabelece a relação entre a vazão 
e o tempo
Vazão Q (m³/s)
Tempo t (meses)
Precipitação h (mm)
Hidrograma
PRECIPITAÇÃO
GERAÇÃO DO 
ESCOAMENTO
INFILTRAÇÃO
Escoa 
Superficialmente 
sobre as encostas
Atinge a Rede de 
Drenagem
Evaporaçã
o, Captada 
nas 
depressõe
s
Armazenamento no solo
Escoamento Sub-
Superficial
Escoamento Subterâneo
Evaporação, 
Transpiração
ESCOA NOS RIOS, 
ATÉ O EXUTÓRIO
Atinge a Rede de 
Drenagem
• Relação com a precipitação
– Representação gráfica que estabelece a relação entre a vazão 
e o tempo
Vazão Q (m³/s)
Tempo t (meses)
Precipitação h (mm)
Recarga do lençol freático
Direto para o rio
Vem do escoamento superficial
Vem do escoamento subterrâneo
t0 tA tB tC
Hidrograma
Escoamento subterrâneo
Formação do Hidrograma
1 – Início do escoamento superficial
2 – Ascensão do hidrograma
3 – Pico do hidrograma
4 – Recessão do hidrograma
5 – Fim do escoamento superficial
6 – Recessão do escoamento subterrâneo
1
2
5
3
4
6
recessão
pico
Escoamento subterrâneo
Formação do Hidrograma
Características do hidrograma
• Tempo de concentração: é 
o tempo que a água 
superficial leva para escoar 
do ponto mais distante até a 
seção principal;
• Tempo de pico : é o tempo 
entre o centro de gravidade 
da precipitação e o pico do 
hidrograma;
• Tempo médio de 
deslocamento da vazão: é o 
tempo entre o centro de 
gravidade do hietograma e 
o do hidrograma.
• Período de recessão: 
quando termina o 
escoamento superficial 
tr
tm
tp
tc
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Hidrograma
A forma do hidrograma depende:
• Relevo
• Cobertura da bacia
• Modificações artificiais no rio
• Distribuição, duração e intensidade da
precipitação
• Solo
tempo
Q
P
tempo
Infiltração 
Escoamento
Método SCS:
Perdas iniciais 
+
Infiltração diminuindo
Método SCS
Hidrograma 1
Hidrograma 2
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Hidrograma 3
Hidrograma 4
Hidrograma 5
Hidrograma 6
Hidrograma 7
Hidrograma 8
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Hidrograma 9
Hidrograma 10
Hidrograma 11
Hidrograma 12
Hidrograma 13
Hidrograma 14
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Hidrograma 15
Hidrograma 16
Escoamento subterrâneo
Formação do Hidrograma
1 – Início do escoamento superficial
2 – Ascensão do hidrograma
3 – Pico do hidrograma
4 – Recessão do hidrograma
5 – Fim do escoamento superficial
6 – Recessão do escoamento subterrâneo
1
2
5
3
4
6
recessão
pico
Escoamento subterrâneo
Formação do Hidrograma
Inundações
� Drenagem urbana: escoamento em áreas urbanizadas, geralmente
pequenas bacias (a urbanização amplia as vazões devido à
canalização e à impermeabilização);
� Inundação ribeirinha: processos naturais resultado do aumento da
vazão dos rios durante os períodos secos e chuvosos (as inundações
podem ser ampliadas ou terem maiores efeitos em função da ação do
homem).
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Fatores Agravantes das Inundações