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TIM-II MACRODRENAGEM 1.Qual será o tratamento do fundo de vale? As principais questões do projeto u, Fr -concepção do canal: Q. Materiais. -planejamento.

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1 TIM-II MACRODRENAGEM 1.Qual será o tratamento do fundo de vale? As principais questões do projeto u, Fr -concepção do canal: Q. Materiais. -planejamento de uso do solo e da ocupação do vale -nível de risco de inundação -condicionantes sanitárias e ambientais

2 TIM-II MACRODRENAGEM 4.Qual será o risco aceitável do projeto? 5.Haverá necessidade de armazenamento na bacia (amortecimento de cheia)? 2.Qual será a vazão de dimensionamento? 3.Qual será o volume de água a escoar?

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5 Supondo-se T = 100 anos, então: Se n = 10 anos, então R = 10% Se n = 50 anos, então R = 40%

6 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação de projeto Precipitação efetiva Cheia de projeto

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11 Precipitação de projeto Intensidade, I Duração, D Altura, P Frequência - risco, F = 1/T Distribuição temporal Distribuição espacial

12 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação efetiva Tipo de solo Cobertura vegetal Uso do solo (zoneamento) Estado inicial Fatores geomorfológicos

13 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação de Projeto (Pinheiro Naghettini, 1998) Equação geral: Onde:

14 TIM-II MACRODRENAGEM i T,d,j : intensidade de precipitação [mm/h], de duração t [h ou min] no local j, para período de retorno T d : duração da precipitação [ h ou min] P (anual) : precipitação anual [mm] na localidade j T : tempo de retorno [anos] T,t : quantis adimensionais de freqüência, de validade regional, associados à duração t e ao período de retorno T

15 TIM-II MACRODRENAGEM Estação pluviográica Estação pluviométrica Belo Horizonte

16 TIM-II MACRODRENAGEM Como fixar a duração da P de projeto? Conceito do Método Racional: d = tempo de concentração da bacia Fórmula de Kirpich: tc : tempo de concentração em [min] L : comprimento total da bacia, medido ao longo do talvegue principal até o divisor de água [km] I : declividade média (ou declividade equivalente), em %

17 TIM-II MACRODRENAGEM Como fixar a duração da P de projeto? Método cinemático: (Soil Conservation Service) L i : comprimento de um trecho i do talvegue principal, [m] V i : velocidade do escoamento no trecho i de comprimento Li, [m/s]. Fluxograma de aplicação: 1. O talvegue principal é dividido em n trechos; 2. Cada trecho deve ter declividade homogênea; 3. A velocidade de escoamento de calha cheia é estimada em cada trecho.

18 TIM-II MACRODRENAGEM Como fixar a duração da P de projeto? L: comprimento total da bacia, medido ao longo do talvegue principal até o divisor de águas, em [km] A imp : área impermeável da bacia [km 2 ] Avaliação complementar por simulação: 0,5.tc e 2,0.tc

19 TIM-II MACRODRENAGEM Tabela 7.4 – Quantis adimensionais de freqüência para diversas durações de precipitação e tempos de retorno.

20 TIM-II MACRODRENAGEM Distribuição temporal da precipitação Bacia do Córrego Engenho Nogueira: Chuva de Projeto; T = 50 anos Hietograma adimensional com probabilidade de excedência 50% Tempo ( x 10 min ) Precipitação de Projeto ( T = 50 anos) Precipitação em mm

21 TIM-II MACRODRENAGEM Duração (inferior a 1 hora) Precipitação

22 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação Duração: entre uma e duas horas

23 TIM-II MACRODRENAGEM Tempo de retorno / Tipos de obra:

24 TIM-II MACRODRENAGEM Tempo de retorno / Estrutura hidráulica:

25 TIM-II MACRODRENAGEM Tempo ( x 10 min ) Precipitação de Projeto: Precipitação efetiva Chuva de Projeto ( T = 60 anos) Precipitação em mm

26 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação efetiva Com S = 25400/CN e I a = 0,2.S Onde: P ef :precipitação efetiva (acumulada) [ mm ] S: máxima capacidade de absorção da bacia [ mm ] I a :perdas (absorções) iniciais [ mm ]

27 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação efetiva

28 TIM-II MACRODRENAGEM Cumulative direct runoff P, in inches Cumulative rainfall P, in inches

29 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação de Projeto: Precipitação efetiva.Estimativa de CN em Belo Horizonte (Ramos, 1998) Grupo B: Solos Residuais dos gnaisses. Predominantemente solos profundos. Solos silto- arenosos ou areno-argilosos Grupo D: Filitos alterados, formando camadas impermeáveis ou solos muito delgados sobre a rocha intemperizada ou a rocha sã.

30 TIM-II MACRODRENAGEM Relação entre zoneamento, densidade populacional e impermeabilização

31 TIM-II MACRODRENAGEM Relação entre impermeabilização e coeficiente de escoamento superficial Onde:

32 TIM-II MACRODRENAGEM AS ETAPAS SIMPLIFICADAS DE ESTUDO

33 TIM-II MACRODRENAGEM Exercício texto SCS – 3.1 Bacia hidrográfica com CN = 80 e condições de umidade antecedente II: S = / = 63,5 mm Ia = 0,2. S = 12,7 mm Fa = [ S. ( P – Ia ) / ( P – Ia + S ) Para P > 12,7 mm, Fa = [ 63,5. (P-12,7) / (P + 50,8) ] Pe = P – Ia – Fa Exemplo: t = 2. h P = 22,9 mm Fa = 8,8 mm Pe = 1,4 mm

34 TIM-II MACRODRENAGEM Tabela - Cálculo da precipitação efetiva:

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36 Cheia de projeto Área da bacia Declividade da bacia Outros fatores morfológicos Tipo de solo Cobertura vegetal Uso do solo Estado inicial

37 TIM-II MACRODRENAGEM Cálculo do Hidrograma de Cheia: método do HU 1

38 TIM-II MACRODRENAGEM Cálculo do Hidrograma de Cheia: método do HU 2

39 TIM-II MACRODRENAGEM Cálculo do Hidrograma de Cheia: método do HU 3

40 TIM-II MACRODRENAGEM Hidrograma Unitário do SCS (Natural Resources Conservation Service)

41 TIM-II MACRODRENAGEM Hidrograma Unitário Triangular do SCS

42 TIM-II MACRODRENAGEM HUT do SCS: Formulação / Volume de escoamento superficial

43 TIM-II MACRODRENAGEM HUT do SCS: Formulação Relações entre tempos característicos do HUT ( tc, D, tp, trp) Segundo o SCS, o tempo de resposta pode ser calculado por:

44 TIM-II MACRODRENAGEM HUT do SCS: Formulação Relações entre tempos característicos do HUT ( tc, D, tp, trp ) Formulação final da vazão de pico: Qp = 0,208. ( Ape / tp ) Qp = 0,208. A. Pe / ( tp ) A: área da bacia [ km 2 ]; Pe: precipitação efetiva [ mm ]; tp: tempo de pico [ h ].

45 TIM-II MACRODRENAGEM Precipitação efetiva para o cálculo da convolução

46 TIM-II MACRODRENAGEM HU Final Tempo [ h ] Vazão [m 3 /s.mm]

47 TIM-II MACRODRENAGEM Cálculo da convolução

48 TIM-II MACRODRENAGEM Escoamento Superficial Direto

49 TIM-II MACRODRENAGEM Curva característica de um canal: exemplo Ribeirão Arrudas, área central

50 TIM-II MACRODRENAGEM Curva característica de um canal: exemplo Ribeirão Arrudas, área central

51 TIM-II MACRODRENAGEM Curva característica de um canal: exemplo Ribeirão Arrudas, área central

52 TIM-II MACRODRENAGEM Curva característica de um canal: Exemplo Ribeirão Arrudas, área central Declividade:I = 0,0026 m Nº de Manning:n = 0,022 m Largura:B = 21,0 m Altura máxima da calha: 1,5 m Declividade dos taludes da calha:z = 7,0 m Altura máxima da parede vertical: 5,0 m Solução: Veja a seguir. Dados do Trecho do canal do Arrudas:

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