PROJETO HIDROLÓGICOPROJETO HIDROLÓGICO

1º SEMESTRE - 20101º SEMESTRE - 2010

FT - UNICAMP - LIMEIRA2010

PROF. HIROSHI YOSHIZANEe_mail: hiroshiy@ceset.unicamp.brST 306 B

TRABALHO : ESTUDO HIDROLÓGICO

PASSO A PASSO

ESTUDO HIDROLÓGICO

- DADOS JÁ DETERMINADOS :

1- Área da Bacia hidrográfica ¨A ¨;2- Coeficiente de compacidade ¨ Kc ¨3- Coeficiente de forma ¨ Kf ¨;4- Densidade de drenagem ¨Dd¨;

CONCEITOS BÁSICOS

a) Período de retorno T em anos onde: 5 T 10 anos, para projetos de galerias de águas pluviais “ GAP ”.

T=25 anos, para macro drenagem urbana como canais, pontes e bueiros.

L = extensão do curso d´água em km.H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra “ponto de projeto ou exutório” em metros ( m ).

ESTUDO HIDROLÓGICO

- O que está faltando ?

Pelo método racional:

MÉTODO RACIONAL

Q = C . i .A . D Com :  Q = vazão C = coeficiente de deflúvio “ Run–Off ” i = intensidade da chuva A = área da bacia D = coeficiente de distribuição da chuva

D=1 ( pressupõe chuvas de igual intensidade em toda a bacia hidrográfica )

EQUAÇÃO BÁSICA ¨tc ¨

 

tc = tempo de concentração em minutos ( min. ). L = Extensão do curso d´água em ( km ). I = Declividade do curso d´água em metro ( m ) por mil metros (º/00). 

:)(57 385,02

ondeILtc

ESTUDO HIDROLÓGICO

O ¨tc¨ pode ser determinado gráficamente

MAS !

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO ATRAVÉS DO ÁBACO

L=110 1,00

C=30

Tc=27,5

ESTUDO HIDROLÓGICO

E DEPOIS ? Determina-se a intensidade pluviométrica, através da equação da chuva !

mas cuidado !mas cuidado !

Procure a equação regional mais próxima do local do projeto !

ESTUDO HIDROLÓGICO

Vamos trabalhar com a equação de chuva Limeira e região !

0056,0087,1

1726,0

)25(56,77

xTtcTxi

Dr Dirceu Brasil Vieira

com : i mm/minuto (intensidade) T anos (período de retorno) tc minutos (tempo de concentração)

Cuidado com as unidades !

ESTUDO HIDROLÓGICO

E DEPOIS ?

Define-se o coeficiente de escoamento superficial, ¨ run-off¨ !

mas muito cuidado !mas muito cuidado !

Faça uma investigação minuciosa, no local, com ajuda também de outros recursos como foto-interpretação, estudo do solo, e diagnósticos da sazonalidade (uso do solo) !

ESTUDO HIDROLÓGICO

MÉTODO I – PAI – WUMÉTODO I – PAI – WU

PARA BACIA COM ÁREA ATÉPARA BACIA COM ÁREA ATÉ200 km²200 km²

COEFICIENTE DE FORMA ¨ C1 ¨

Cálculo do coeficiente de forma “ CC1 1 ” TpTp C1 = C1 = tptp onde:

tp = tempo de pico “ ascensão volumétrica ” tc = tempo de concentração

  ou obtem-se C1 pela fórmula sintética:

4 C1 = ( 2 Kf ) onde:

Kf = fator de forma

PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨

C = f . C2 / C1 onde:  f = 2 . V1 / v

“ f ”, relaciona o volume escoado da parte ascendente do hidro- grama “V1”, admitindo, com forma triangular e o volume total do escoamento superficial “VT”, conforme este gráfico :

tempo

vazã

o

Volume ascendenteC2 = VT / Ie A , onde: VT = Volume Total.

V1 = Volume do trecho ascendente.

Ie = chuva efetiva

PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C2 ¨

Grau de

impermeabilidade

Tipo do solo e cobertura

Uso do solo

BAIXO

- Vegetação rala / esparsa - Solo seco arenoso - Terreno cultivado

Áreas verdes não urbanizadas

MÉDIO

- Terreno superficial poroso - Solos com pouca vegetação - Gramados com declividade média a baixa

- Zona residencial com lotes amplos acima de 1000 m². - Zona residencial com ocupação esparsa

ALTO

- Áreas pavimentadas - Solos argilosos - Terrenos rochosos estéreis e ondulados - Vegetação quase inexistente

- Zona residencial com lotes pequenos de 100 a 1000 m²

C2 = VT / Ie A , onde: Ie = É a quantidade de chuva efetiva que passa pela seção estudada, (exutório) descontada as perdas durante a ocorrência da chuva, e considerando-se como perdas na chuva, as infiltrações no solo, interceptações pela cobertura vegetal e o armazenamentos da água superficial em pontos dentro da bacia como depressões, diferencial negativo no sentido jusante ao escoamento (variações topográficas).  Assim, para aplicar este método, de início determina-se a chuva crítica, que é a chuva de projeto.

A parcela dessa chuva de projeto que se infiltra no solo, depende do grau de impermeabilização, assim, consideram-se:

- o uso e ocupação do solo, - grau de urbanização, - cobertura vegetal, - tipo de solo,

conforme tabela sequente. 

PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C2¨

O coeficiente “C2” é determinado pela ponderação dos coeficientes das áreas parciais ou sub-bacias, e que são classificados pelo grau de impermeabilidade conforme tabela abaixo.

PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨

Valores do coeficientes volumétrico “C2” de escoamento Grau de impermeabilidade superficial

Coeficiente volumétrico de escoamento

Baixo 0,30 Médio 0,50 Alto 0,80

PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨

A desigualdade da distribuição das chuvas na bacia deve serconsiderada aplicando-se de um coeficiente redutor “ K ”, de distribuição de chuvas.

A determinação da intensidade da chuva se faz similarmenteda do método racional com base nas “ equações de chuva ”apresentadas nos slides anteriores”.

VAZÃO DE CHEIA

Determinação da vazão de cheia “ QQ ”.

Q = 0,278 . c . i . Q = 0,278 . c . i . AA0,90,9 . K . KOnde:

C = coeficiente de escoamento, determinado no item 11 i = intensidade de chuva, determinado no item 8 A = área da bacia hidrográfica, determinada pela planta

cartográfica K = coeficiente de distribuição espacial, determinado no item 10 através do ábaco 

ÁBACO PARA DETERMINAR ¨K

Entrar em x com a área em km²Obter em y o valor de k%

Fonte manual do DAEE

Vej

a e

m z

oom

30min

1 hora

3 hs

6 hs

24 hs

Entrar em x com a área em km²Obtenha em y o valor de k%

Fonte manual do DAEE

ÁBACO PARA DETERMINAR ¨K

COEFICIENTE DE DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL

Cálculo do coeficiente de distribuição espacial da chuva.Deve-se lançar no ábaco em abscissa a área da bacia hidrográfica em função do tctc em horas, rebatendo em ordenada o valor de K%.K%.

ADOTA-SE O VALOR 0,99ADOTA-SE O VALOR 0,99

( devido à área da bacia ser pequena )( devido à área da bacia ser pequena )

VAZÃO MÁXIMA DE PROJETO

Cálculo da vazão máxima de projeto “Q pQ p”.

Q p = Q b + QQ p = Q b + QOnde:

QQ = vazão de cheia, determinado no item 13Q bQ b = vazão de base majorativa 

Q b = Q . 0,10Q b = Q . 0,10

   

FORMULAS Tc

NA SEQUÊNCIA

OUTRAS FÓRMULAS BÁSICAS

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO

-       FÓRMULAS EMPÍRICAS

Tc (min) = 4,54 A(km²) ( para regiões planas ) Ventura

A (km²)

Tc(min) = 4,54 ( para regiões com declives ) I (m/km)

Ventura

-       FÓRMULAS EMPÍRICAS

Tc (min) = 345,6 A(km²) . I (m/km) ( para regiões planas )

Passini

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO

:)(57 385,03

ondeHLtc

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO

tc = tempo de concentração em minutos.L = extensão do curso d´água em Km.H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra “ponto de projeto ou exutório” em metros.

Kirpch

TEMPO DE CONCENTRAÇÃO

tc = tempo de concentração em minutos.L = extensão do curso d´água em km.H = Declividade do curso d´água em metro por mil metros (º/00)

:)(57 385,02

ondeILtc

ESTUDO HIDROLÓGICO