Caracterização Hidrológica

Prévia do material em texto

Caracterização Hidrológica – Microdrenagem
E
 Projeto Hidráulico do Sistema de Drenagem
Equipe: Jéssika Bastos, Lessia Isadora, Mateus Henrique, 
Thais Cristina e Willian Almeida.
Turma: 4° período
Janaúba.
Dezembro de 2020
INTRODUÇÃO
O crescimento urbano desordenado e o aumento das necessidades energéticas humanas são responsáveis por grandes problemas enfrentados por inúmeras cidades brasileiras. A urbanização implica na transformação da cobertura natural do solo, sobretudo no aumento da impermeabilização que causa diversos impactos ao ciclo da água, primeiramente impedindo a infiltração da água no solo e consequentemente aumentando o volume do escoamento superficial. A diminuição do atrito da água com a superfície durante o escoamento superficial aumenta a velocidade do escoamento, reduzindo o tempo de permanência da água na bacia, elevando os picos de cheias e aumentando as áreas inundáveis. Isso é consequência da ocupação urbana, que em muitas cidades brasileiras tem como objetivo a obtenção do maior proveito econômico, através da máxima densidade de construções e consequentemente da máxima impermeabilização do solo. 
O conhecimento da superfície urbana é elemento essencial para o planejamento urbanístico, hidrológico e para o estabelecimento de legislações próprias para as cidades. Alguns trabalhos têm sido feitos no país com este intuito, aumentando o leque de ferramentas utilizadas nos processos decisórios no planejamento urbano, entretanto muito há por se conhecer sobre a dinâmica de vários parâmetros importantes, entre eles a impermeabilização do solo e suas características específicas.
 A impermeabilização do solo é um importante parâmetro que reflete o impacto da urbanização sobre os sistemas de drenagem de águas pluviais, e a conectividade hidráulica de áreas impermeáveis a esses sistemas é um importante atributo da impermeabilização urbana. Porém, a medição direta deste parâmetro, bem como a estimativa de suas características específicas, como a conectividade hidráulica é trabalhosa e complicada, e poucas análises criteriosas têm sido feitas.
OBJETIVO
Fazer a caracterização hidrológica de acordo com os dados obtidos da primeira etapa, determinar os parâmetros da equação IDF, coeficiente de escoamento e estimar a vazão. Para assim, elaborar um projeto hidráulico de sistema de drenagem.
METODOLOGIA
 
· Talvegues
Com a planta de uso de solo pronta o próximo passo foi identificar e caracterizar os talvegues. Foram identificados dois talvegues o principal e o secundário, todos os dois passaram por áreas impermeáveis. E também foram gerados os perfis longitudinais dos dois indicando o tamanho, a declividade e os pontos mais altos e baixos da bacia.
· Talvegue Principal
· Talvegue Secundário 
· Tempo de Concentração (Tc)
Para obter o Tc foi utilizado o Método Cinemático, através da primeira tabela foi encontrada a declividade, e com esse dado passou-se para a próxima tabela de estimativa de velocidade e pôr fim a estimativa do Tc em segundos, minutos e horas.
· Plúviu 2.1
O Plúviu 2.1 é uma ferramenta utilizada para obter parâmetros para realizar a equação de IDF. Ao baixar o mesmo foi determinada a região e a cidade no caso Janaúba MG. Nele mostra os parâmetros K, a, b, c assim como a equação.
I= 4.323,837*TR^0,224
(td+45,869) ^ 1,03
· Parâmetros Hidrológicos
Além do Plúviu 2.1, foi utilizada a equação de chuvas intensas para as cidades de Janaúba e Nova Porteirinha (TEIXEIRA,2018). Essa é uma equação específica para essa região, desenvolvida especialmente com as características das cidades e por isso ela é mais precisa. Com isso foi feita uma tabela comparando as duas equações e obtendo a intensidade da precipitação, com o tempo de retorno de 2, 10, 25, 50 e 100 anos.
I= 833,396*TR^0,2094
(t+12)^0,7594
· Coeficiente de Escoamento
O coeficiente de escoamento é determinado utilizando uma série de tabelas que indicam os valores de coeficientes indicados de acordo com os tipos de solos da bacia. Depois é tirado uma média para obter o coeficiente final. 
· Taxa de Vazão de Enchente
Com o coeficiente de escoamento determinado o próximo passo foi realizar os cálculos da vazão de enchente, que consiste na multiplicação do coeficiente com a intensidade e a área em km², foram realizados tanta para IDF – Teixeira (2018) e Plúviu 2.1.
RESULTADOS E DICURSSÕES
· Tc
Na primeira tabela foi classificado o tipo de solo, no caso área impermeável pois toda a área era pavimentação asfáltica, logo em seguida a distância a ser percorrida pela água do ponto mais alto ao mais baixo (comprimento do talvegue= 300,8 metros), a cota máxima (ponto mais alto = 538 metros) e a cota mínima (ponto mais baixo = 532 metros), o DN que o desnível ou seja a diferença entre a cota min menos a cota max, e por último a declividade que se calcula da seguinte forma desnível dividido pelo comprimento do talvegue (6 / 300,8 * 100% ≅ 2). 
	Estimativa do Tc por meio do Método Cinemático 
	1ª) Tabela de Declividade 
	ID 
	Classe de uso do solo
	L(m)
	Cota max
	cota min
	DN(m)
	D(%)
	1
	Área Impermeável
	300,8
	538
	532
	-6
	1,995
	 
	Talvegue Total
	300,8
	 
	 
	-6
	 
Na segunda tabela vamos selecionar o tipo de solo de acordo com a tabela: 5.6 velocidade de escoamento (m*s-¹) em função da declividade (%) e do tipo de cobertura, e a partir desses dados calcula-se a estimativa de velocidade, que se dá por meio da fórmula, 0,6078*(Declividade^0,4976) = 0,6078*(2^0,4976) ≅ 0,8570.
	2ª) Estimativa de velocidade
	ID 
	Classe de uso do solo
	D(%)
	v(m/s)
	 
	 
	 
	1
	Área Pavimentada
	1,995
	0,857
	 
	 
	 
Na Terceira tabela conclui-se a estimativa do TC que se dá por meio do cálculo a seguir: comprimento do talvegue dividido pela estimativa de velocidade (300,8/0,8570 ≅ 350,99). Calcula se então que a água gasta um tempo de 0,10 horas para fazer o percurso do local mais alto da bacia até o ponto mais baixo. 
	3ª) Estimativa do tc 
	ID
	Classe de uso do solo
	tc (s)
	 
	 
	 
	 
	1
	Área Pavimentada
	351
	 
	 
	 
	 
	 
	tc total
	350,99
	Segundos
	 
	 
	 
	 
	 
	5,85
	Minutos
	 
	 
	 
	 
	 
	0,10
	Horas
	 
	 
	 
· IDF
Para calcular o IDF foi utilizado duas fórmulas, a TEIXEIRA (2018) e a Plúviu 2.1, como o tc encontrado foi baixo e a declividade era pouca, automaticamente a intensidade será maior. 
	Equação IDF - TEIXEIRA (2018)
	
	 k
	833,396
	 
	
	a
	0,2094
	 
	
	b
	12
	 
	
	c
	0,7594
	 
	I (mm/h)
	tc
	5,85
	 
	244,995071
	TR
	100
	 
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Equação IDF - Plúvio 2.1
	
	k
	4323,837
	 
	
	a
	0,224
	 
	
	b
	45,869
	 
	
	c
	1,03
	 
	I (mm/h)
	tc
	5,85
	 
	208,3577653
	TR
	100
	 
	
I= 833,396*TR^0,2094
(t+12)^0,7594
I= 4.323,837*TR^0,224
(td+45,869) ^ 1,03
E aqui foi possível montar uma tabela mostrando o tempo de retorno de 2, 10, 25, 50 e 100 anos. Esse TR significa que demorará essa quantidade de anos para ocorrer uma precipitação igual as encontradas a cima na região.
	IDF
	 
	TEIXEIRA
	Plúvio 2.1
	2
	107,99
	86,74
	10
	151,27
	124,40
	25
	183,27
	152,74
	50
	211,90
	178,39
	100
	245,00
	208,36
· Coeficiente de escoamento
	Simulação
	1º
	Classe de Uso do solo
	Área (m²)
	(%)
	C
	Área construída 
	43.264
	66.6
	0.44
	Área impermeável 
	12.620
	19.4
	0.63
	Área permeável 
	9.118
	14.0
	0.06
	total
	65.002
	100
	0,42366
	Q 18.13
	Q 18.14
	7.5
	5.4
	C - Médio
	0.90
	-
	0.88
	-
	0.44
	0.80
	0.92
	0.83
	-
	0.63
	0.23
	-
	-
	-
	0.06
· Taxa de Vazão
	IDF- Teixeira (2018)
	
	IDF- PLÚVIO 2.1
	A ( Km2)
	0,0650
	
	A ( Km2)
	0,0650
	I (mm/h)
	245,0
	
	I (mm/h)
	208,4
	C
	0,42366
	
	C
	0,42366
	Qmax (m3/s)
	1,9
	
	Qmax (m3/s)
	1,6
REFERÊCIA BIBLIOGRÁFICA
Garotti, Leonardo Monteiro. Caracterização urbanística e hidrológica do uso e ocupação do solo urbano da cidade de Ribeirão Preto - SP / Leonardo Monteiro Garotti. -- São Carlos : UFSCar, 2008. 160 f.