AV1 Obras Hidráulicas com gabarito - prof Erick Santana

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Nome do(a) Aluno(a):___________________________________________ Matrícula:_______________ 
Disciplina: Obras Hidráulicas Data:__________________ 
Período 2021.1 – AV1 
1. (1,6 pontos) Você dimensionou uma galeria para água pluvial que possui formato circular para um 
bairro na cidade do Rio de Janeiro. Determine o diâmetro desta galeria, que será de DEFoFo (n = 0,009), 
altura da coluna d’água, a velocidade de escoamento e verifique o regime do escoamento, respeitando os 
seguintes quesitos: 
a) O diâmetro do tubo deve ser comercial. Você poderá trabalhar com tubos de diâmetros iguais a: 
75mm, 100mm, 125mm, 150mm, 175mm, 200mm, 250mm, 300mm, 400mm, 500mm, 600mm, 
700mm, 800mm, 1000mm, 1200mm, 1500mm. 
b) A vazão de contribuição será de 10,18 𝑙 𝑠⁄ ; 
c) A declividade do canal é 0,40%; 
d) O escoamento deve ser subcrítico; 
e) A relação entre o nível de água e o diâmetro do tubo deve ser o mais próximo possível, e no máximo, 
de 75%. 
2.(1,6 pontos) Determine a capacidade de escoamento do canal descrito abaixo, a declividade da margem 
esquerda e direita, área molhada e o perímetro molhado, sabendo que sua declividade equivale à 0,0065 
m/m, o coeficiente de Manning é 0,034. 
 
3.(1,6 pontos) Projete um canal escavado em um solo siltoso que transportará uma descarga de 𝟏𝟎𝒎³ 𝒔⁄ 
em uma declividade de 0,000331m/m. Ao término da questão faça um esboço do canal determinando as 
dimensões. Para este tipo de solo a declividade de margem será m = 1,5 e a velocidade máxima de 0,6m/s, 
considere o coeficiente de rugosidade de Manning equivalente a 0,028. 
4.(1,6 pontos) Quais devem ser as dimensões de um canal trapezoidal elaborado em concreto (n=0,020), ou 
seja, que deve ser concebida sob custo mínimo (menor raio hidráulico possível), que deve transportar 
𝟒, 𝟐𝟑𝒎³ 𝒔⁄ , cuja declividade de margem seja m = 1,2, a declividade do fundo do canal equivale à 5 m/km. 
Ao término da questão faça um esboço do canal determinando as dimensões de um corte transversal do 
canal (base, borda livre, altura da coluna de d’água, represente a declividade de margem). 
 
5.(1,6 pontos)O sistema de drenagem urbana são essenciais para uma área urbana. É necessário conduzir 
a água da chuva para o sistema de macrodrenagem de forma mais rápida possível e sem causar maiores 
problemas para os transeuntes e residentes de uma determinada localidade. Pensar em dispositivos de 
amortecimento de cheia (reservatórios subterrâneos ou piscinões) para auxiliar um sistema de drenagem 
explique, em forma de texto (podendo inserir equações, desenhar figuras ou gráficos), a função de um 
piscinão, como a vazão de jusante ela é afetada, para quais situações ele deve ser utilizado. Neste texto 
deixe claro o que seria amortecimento de cheia e o que acontece com as vazões de pico antes e depois da 
instalação de um piscinão. 
Vazão (l/s) 10,18
Vazão (m³/s) 0,01018
Declividade 0,40%
y/D 75%
n 0,009
1.1) Calculando do diâmetro para vazão dada na questão
D 0,133418607
D 0,150
1.2) Calculando a vazão para seção plena (Qp)
Qp 0,014
Q/Qp 0,732
1.3) Seção da galeria (valor tabelado)
y/D 0,63
y (m) 0,0945
y(mm) 94,5
1.4) Velocidade de escoamento
v/vp 1,089
vp (m/s) 0,787
v (m/s) 0,86
1.5) Número de Froude
Froude 0,89
Regime Subcrítico
 
Nome do(a) Aluno(a):___________________________________________ Matrícula:_______________ 
Disciplina: Obras Hidráulicas Data:__________________ 
Período 2021.1 – AV1 
 
1. (1,6 pontos) Você dimensionou uma galeria para água pluvial que possui formato circular para um 
bairro na cidade do Rio de Janeiro. Determine o diâmetro desta galeria, que será de ferro fundido (n = 
0,014), altura da coluna d’água, a velocidade de escoamento e verifique o regime do escoamento 
(supercrítico ou subcrítico), respeitando os seguintes quesitos: 
a) O diâmetro do tubo deve ser comercial. Você poderá trabalhar com tubos de diâmetros iguais a: 
75mm, 100mm, 125mm, 150mm, 175mm, 200mm, 250mm, 300mm, 400mm, 500mm, 600mm, 
700mm, 800mm, 1000mm, 1200mm, 1500mm. 
b) A vazão de contribuição será de 14 𝑙 𝑠⁄ ; 
c) A declividade do canal é 0,90%; 
d) O escoamento deve ser subcrítico; 
e) A relação entre o nível de água e o diâmetro do tubo deve ser o mais próximo possível, e no máximo, 
de 80%. 
2.(1,6 pontos) Determine a capacidade de escoamento do canal descrito abaixo, a declividade da margem 
esquerda e direita, área molhada e o perímetro molhado, sabendo que sua declividade equivale à 0,002 
m/m, o coeficiente de Manning é 0,028. 
 
3.(1,6 pontos) Projete um canal escavado em um solo silto-argiloso que transportará uma descarga de 
8m³ s⁄ em uma declividade de 0,000572 m/m. Ao término da questão faça um esboço do canal 
determinando as dimensões. Para este tipo de solo a declividade de margem será m = 1,5 e a velocidade 
máxima de 1,0m/s, considere o coeficiente de rugosidade de Manning equivalente a 0,023. 
 
4.(1,6 pontos) Quais devem ser as dimensões de um canal trapezoidal elaborado em concreto pré-moldado 
(n=0,013), ou seja, que deve ser concebida sob custo mínimo (menor raio hidráulico possível), que deve 
transportar 7,5m³ s⁄ , cuja declividade de margem seja m = 1,35, a declividade do fundo do canal equivale 
à 2,6 m/km. Ao término da questão faça um esboço do canal determinando as dimensões de um corte 
transversal do canal (base, borda livre, altura da coluna de d’água, represente a declividade de margem). 
5.(1,6 pontos) Um dos objetivos de um sistema de drenagem é conduzir a água que ficaria empoçada em 
determinada região e conduzi-la ao corpo hídrico mais próximo. O planejamento da drenagem de uma 
bacia de baixada pode se apresentar bastante problemático. Explique, em forma de texto (podendo utilizar 
fórmulas, desenhar gráficos ou figuras), qual é a variável que á mais impactada na equação de Manning 
em uma área de baixada? Quais são as soluções que você sugeriria para uma região de baixada? Quais 
são as desvantagens de planejar posteriormente um sistema de drenagem para uma região de baixada? 
2.1) Dividindo a imagem em três polígonos
Triangulo 1
Altura 1 1,7
Base 1 0,9
hipotenusa 1 1,924
m1 0,529412
A1 0,765
Retângulo 2
Altura 2 1,7
Base 1,3
Área 2 2,21
Retângulo 3
Altura 3 2,65
Base 3 1,2
Área 3 3,18
Triângulo 4
Altura 3 1,7
Base 3 6
hipotenusa 3 6,236185
m3 3,529412
A4 5,1
2.2) Características Geométricas do Canal
Área Molhada (m²) 11,255
Perímetro Molhado (m²) 12,560
Raio Hidráulico (m) 0,896118
2.3) Calculando a vazão
n 0,028
Declividade (m/m) 0,002
Vazão (m³/s) 16,70883
1,48457
 
Nome do(a) Aluno(a):___________________________________________ Matrícula:_______________ 
Disciplina: Obras Hidráulicas Data:__________________ 
Período 2021.1 – AV1 
 
1. (1,6 pontos) Você dimensionou uma galeria para água pluvial que possui formato circular para um 
bairro na cidade do Rio de Janeiro. Determine o diâmetro desta galeria, que será de ferro fundido (n = 
0,017), altura da coluna d’água, a velocidade de escoamento e verifique o regime do escoamento 
(supercrítico ou subcrítico), respeitando os seguintes quesitos: 
a) O diâmetro do tubo de concreto deve ser comercial. Você poderá trabalhar com tubos de diâmetros 
iguais a 300mm, 400mm, 500mm, 600mm, 700mm, 800mm, 900mm, 1000mm, 1200mm, 1500mm, 
2000mm. 
b) A vazão de contribuição será de 140 𝑙 𝑠⁄ ; 
c) A declividade do conduto será 0,45%; 
d) O escoamento deve ser subcrítico; 
e) A relação entre o nível de água e o diâmetro do tubo deve ser o mais próximo possível, e no máximo, 
de 85%. 
2.(1,6 pontos) Determine a capacidade de escoamento do canal descrito abaixo, a declividade da margem 
esquerda e direita, área molhada e o perímetro molhado, sabendo que sua declividade equivale à 0,00038 
m/m, o coeficiente de Manning é 0,016. 
 
3.(1,6 pontos) Projete um canal escavado em um solo argiloso que transportaráuma descarga de 5m³ s⁄ 
em uma declividade de 0,00166 m/m. Ao término da questão faça um esboço do canal determinando as 
dimensões. Para este tipo de solo a declividade de margem será m = 1,5 e a velocidade máxima de 1,8m/s, 
considere o coeficiente de rugosidade de Manning equivalente a 0,015. 
4.(1,6 pontos) Quais devem ser as dimensões de um canal trapezoidal elaborado em concreto pré-moldado 
(n=0,011), ou seja, que deve ser concebida sob custo mínimo (menor raio hidráulico possível), que deve 
transportar 480 l s⁄ , cuja declividade de margem seja m = 1,25, a declividade do fundo do canal equivale à 
 
6 m/km. Ao término da questão faça um esboço do canal determinando as dimensões de um corte 
transversal do canal (base, borda livre, altura da coluna de d’água, represente a declividade de margem). 
5.(1,6 pontos) Para haver escoamento é necessário energia. Sabemos que a energia piezométrica e cinética 
definem o regime de um escoamento. Diante disso, explique em forma de texto (podendo usar gráficos 
desenhados ou equações) como a energia comanda o escoamento, como que seria um regime supercrítico, 
subcrítico e o que indica o subcrítico. O que seria o ressalto hidráulico? E como calculamos as 
profundidades antes e depois do ressalto? Quando acontece o ressalto hidráulico? Explique se é possível 
haver a transição do escoamento crítico para o subcrítico de forma gradual e se é possível haver transição 
do escoamento subcrítico para o crítico. 
4.1) Características do Canal
Vazão (m³) 0,48
Declividade margem (m) 1,25
Declividade de fundo (m/m) 0,006
Coef. de Manning 0,011
4.2) Calculando a relação b/h
b/h 0,701562
4.3) Calculando a profundidade do Canal 
h 0,34
b 0,237145
Borda Livre 0,071144
4.4) Número de Froude
Am 0,222987
v 2,152593
yhidraulico 0,940296
Fr 0,708753 SUBCRÍTICO