SH6_A

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CONDUTOS LIVRES
APLICAÇÃO 2
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1) Calcular a vazão em um curso d’água natural com fundo pedregoso utilizando o
método do flutuador sabendo que a distância percorrida pelo flutuador foi de 10 metros,
sendo que as cinco tomadas de tempo para percorrer os 10 metros foram t1 = 33; t2 =
30; t3 = 29; t4 = 35 e t5 = 33 segundos. Resp. Q ≅ 50 l/s
EXERCÍCIOS
Valores em centímetros
Seções A B C
p1 a p2 90 80 85
h1 22 26 26
h2 31 39 34
h3 33 37 36
h4 23 25 22
2) Estimar a vazão de um canal utilizando um vertedor triangular (Cd = 0,62) que
possui ângulo de abertura de 120º sabendo-se que a lâmina d’água vertida é de 25 cm.
Q ≅ 79,3 l⁄s
3) Estime a vazão de um curso d’água por meio de um vertedor trapezoidal (Cd = 0,62)
que possui ângulo de abertura de 45º, base da soleira de 20 cm e sabendo que a lâmina
d’água vertida é de 30 cm. Q ≅ 131,00 l⁄s
3
4) No mesmo curso d’água do exercício 3, logo abaixo do vertedor trapezoidal, existe
um outro vertedor, porém retangular (Cd = 0,62) com base de 50 cm e, em função do
exposto, calcule a lâmina d’água vertida. H ≅ 27 cm
5) Qual a vazão em um sulco de irrigação no qual se encontra instalado um medidor
Parshall de 2 polegadas no qual escoa uma lâmina d’água com altura de 48 mm,
sabendo-se que na tabela de vazões (l/s) são informadas as correspondências 4,5 cm →
0,98 l/s e 5,0 cm → 1,16 l/s. Q ≅ 1,10 l/s
6) Calcule a vazão em um canal retangular revestido de concreto (condição regular)
com as seguintes características: largura do fundo de 2 m, altura da lâmina d’água de
1,8 m e declividade de 3 metros por mil. Q ≅ 9,18 m³/s
EXERCÍCIOS
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7) Calcule a vazão do canal do exercício 6 alterando os seguintes dados:
(a) Condição do revestimento para muito boa; Q ≅ 12,24 m3⁄s
(b) Dobrando a declividade; Q ≅ 13,00 m3⁄s
(c) Dobrando a lâmina d’água, e não alterando a área de seção transversal do
escoamento; Q ≅ 7,12 m3⁄s
(d) Dobrando a largura do fundo e não alterando a área da seção transversal do
escoamento; Q ≅ 8,97 m3⁄s
(e) Com a mesma área de seção transversal, mas com a relação b/h igual a 2. Q≅9,44
m3⁄s
8) Calcule a vazão e a velocidade média de escoamento da água em um canal
trapezoidal (Z = 1,0) de terra, condição boa, com largura do fundo de 80 cm,
declividade de 1% que conduz água com altura da lâmina d’água de 50 cm. Q ≅ 1,44
m3⁄s e V ≅ 2,21 m/s
EXERCÍCIOS
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9) No interior de uma manilha de concreto (condição boa) com diâmetro de 1,5 metros,
escoa uma lâmina d’água de 50 cm. Qual a vazão que escoa sabendo que a declividade
é de 2%. Q ≅ 2,08 m³/s
10) No interior de uma tubulação de 10 polegadas de ferro galvanizado (ótima
condição) escoa uma quantidade de água que ocupa uma área de seção transversal de 4
dm2 e declividade de 0,5%. Qual a vazão, a altura da carga hidráulica e o perímetro
molhado. P ≅ 52,41 cm, h ≅18,71 cm e Q ≅ 39,1 l/s
11) Dimensione um canal de seção semicircular de concreto (condição regular) com
declividade de 1% para recalcar uma vazão d’água de 50 m³/h. Considere que, em
sendo de seção semicircular, o ângulo de abertura deverá ser de 180º. Calcule ainda a
borda livre baseado na expressão... D ≅ 8 polegadas e BL ≅ 23,61 cm
EXERCÍCIOS
6
12) Dimensionar um canal triangular com os seguintes dados: talude Z = 1,0;
coeficiente de rugosidade n = 0,030; declividade do fundo do canal = 0,5% e vazão
recalcada de 200 m3/h. Faça pelo método das tentativas e calcule também a borda livre
pela expressão... h ≅ 31,81 cm, BL ≅ 25,73 cm e H = 57,54 cm
13) Dimensionar, pelo método das tentativas, um canal retangular revestido de
concreto, que irá recalcar uma vazão de 45 m3 min-1 de uma cota de 79 para 76 metros,
na distância de 1,5 km. h ≅ 55,99 cm, b ≅ 1,12 m, BL = 33,63 cm e H = 89,62 cm
14) Dimensione o canal do exercício 13 alterando os seguintes dados:
(a) Dobrando a vazão; e h ≅ 72,62 cm, b ≅ 1,45 m; BL = 37,17 cm e H = 1,10 m
(b) Dobrando a declividade h ≅ 49,17 cm, b ≅ 98,34 cm; BL = 33,63 cm e H = 88,80
cm
15) Dimensionar, pelo método das tentativas, um canal trapezoidal em solo argilo-
arenoso, que irá recalcar uma vazão de 10 m3/s sob declividade de 0,1%. h ≅ 1,88 m, b
≅ 1,14 m, BL = 0,52 m e H = 2,40 m
EXERCÍCIOS
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ESTUDOS HIDROLÓGICOS
Método racional para obtenção de vazões
i =
KTa
t + b c
onde: i = intensidade de precipitação máxima média (mm/h);
t = tempo de duração da chuva crítica (minutos);
T = tempo de recorrência (anos);
K, a, b e c = parâmetros de ajuste da equação;
Equação de chuvas intensas
Q =
C. i. A
3,6
onde: i = intensidade de precipitação máxima média (mm/h);
C = coeficiente de escoamento superficial (adimensional);
A = área de drenagem (km2);
Tipo de cobertura de solo da bacia C
Superfícies de telhados 0,70 a 0,95
Pavimentos 0,40 a 0,90
Vias macadamizadas (saibro) 0,25 a 0,60
Vias e passeios apedregulhados 0,15 a 0,30
Superfícies não pavimentadas, quintais e lotes vazios 0,10 a 0 30
Matas e jardins gramados 0,05 a 0,25
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EXEMPLO1
Verificar a capacidade de escoamento de uma calha, de seção semicircular, com
150 mm de diâmetro, rugosidade n = 0,011 e declividade longitudinal I = 0,005 m/m
(0,5%), para um telhado a ser construído em determinado bairro de uma cidade, o qual
possui área de coleta de 300 m², para uma chuva intensa com 60 e 5 minutos de duração,
para T = 2 e T = 5 anos, respectivamente.
Dada a equação de chuva intensa i =
KTa
t + b c
=
2208,00T0,156
t + 24 0,868
EXEMPLO2
A Secretaria Municipal de Obras Públicas de determinado município deseja
executar melhorias em um canal para minimizar problemas de enchentes frequentes e
evitar erosões em algumas de suas margens. Determinar a vazão de projeto pelo método
racional, verificando a possibilidade de se utilizar: a) canal de seção trapezoidal revestido
em gabiões (rochas secas compactadas) e b) canal de seção retangular revestido em
concreto armado (bom acabamento).
Dados básicos da bacia e dos canais trapezoidal e retangular:
Área de drenagem A = 4,78 km²; tempo da duração da chuva crítica t = 68,02
min T = 10 anos; n = 0,023 (quadro e seção trapezoidal); n = 0,013 (quadro e seção
retangular); Io = 0,00375 m/m;
i =
5726,64T0,159
t + 41 1,041
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EXEMPLO3
A Secretaria Estadual do Meio Ambiente e Recursos Hídricos (SEMARH)
necessita entregar para a Secretaria de Obras e Meio Ambiente a vazão de projeto para o
dimensionamento de uma obra de macrodrenagem. Esta obra visa pequenas retificações
no seu eixo longitudinal, ao se promover a dragagem de um trecho com 680 m de
extensão. A velocidade máxima permitida é de 1,81 m/s
Dados iniciais
Tempo de retorno de 10 anos, duração da chuva de 60,7 minutos, declividade de
fundo Io = 0.0016 m/m, inclinação do talude Z = 2, canal em saibro C = 0,30 e n =
0,025
i =
5726,64T0,159
t + 41 1,041
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EXEMPLO4
Determinar a vazão de projeto, para o tempo de recorrência T = 10 anos. Sabendo-
se que o trecho deverá ser canalizado na extensão de 200 m. Verificar a possibilidade de
utilização de um canal de seção retangular, de concreto armado acabado a
desempenadeira, com elementos geométricos de máxima eficiência no escoamento
Dados iniciais
Duração da chuva t = 33,03 minutos, área de drenagem A = 2,90 km², declividade
de fundo Io = 0.0032 m/m, inclinação do talude Z = 2, canal de concreto armado C
= 0,60 e n = 0,015
i =
5726,64T0,159
t + 41 1,041
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FIM