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Estimativa do Escoamento superficial Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação.

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1 Estimativa do Escoamento superficial Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação Área de concentração: Recursos Hídricos ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada

2 Escoamento Superficial A C t Q QbQb Q s + Q ss t B A D C QsQs Escoamento Superficial (Q s ) Escoamento Superficial + Sub-superficial Escoamento Superficial (Q s ) QsQs t AD Q smax V escoado

3 Razões para se estimar o escoamento: Falta de dados observados na bacia hidrográfica Inconsistências nos dados observados que levam a séries não homogêneas Falha na série histórica Extensão da série histórica Desenvolvimento de pesquisas

4 O QUE SE ESTIMA? A vazão máxima ou de pico: utilizada nos projetos de obras hidráulicas tais como: Bueiros; Galerias pluviais; Sarjetas de rodovias; Vertedores de barragens. A distribuição do escoamento (hidrograma): permite determinar o volume do escoamento superficial, que é de interesse para a engenharia para resolver os problemas de armazenamento da água para diversos fins: Abastecimento; Irrigação; geração de energia; projeto de bacias de detenção bacia de detenção para atenuação de enchente

5 Método Racional Q=CiA

6 Método Racional O método racional é bastante utilizado e foi apresentado por Mulvaney. O método racional baseia-se nas seguintes hipóteses: Precipitação uniforme sobre toda a bacia; Precipitação uniforme na duração da chuva; A intensidade da chuva é constante; O coeficiente de escoamento superficial é constante; A vazão máxima ocorre quando toda a bacia está contribuindo; Aplicável em bacias pequenas (A < 50 km 2 )

7 Onde: V escoado é o volume do escoamento superficial da bacia; V precipitado é o volume da precipitação na bacia, que é definido como sendo: onde: P é a lâmina precipitada e A é a área da bacia. Método Racional O método se baseia na equação do coeficiente de escoamento superficial C.

8 Método Racional V escoado = a área do hidrodrama Ao compararmos a área do hidrograma com a área de dois triângulos retângulos, temos que: Para pequenas bacias t b = 2t c, então substituindo na equação acima temos que: Q smax QsQs t AD tbtb t b -t c B tctc

9 Método Racional Substituindo as equações do volume escoado e do volume precipitado na equação do coeficiente de escoamento superficial C e exprimindo Q sMax tem-se:. A relação P/t c é a intensidade da chuva referida ao tempo de concentração da bacia, i.e., quando toda a bacia está contribuindo para o escoamento superficial. Como i = P/t é a intensidade da chuva, pode-se exprimir a equação como:

10 Método Racional Se consideramos as unidades da intensidade em mm/h e da área em km 2, a equação pode ser reescrita como onde: - C é o coeficiente de deflúvio (-); - Q s é a vazão superficial máxima(m 3 /s); - i é a intensidade de chuva (mm/h) referente ao tempo t c - A é a área da bacia (km 2 ). Deve-se lembrar que: t c é o tempo de concentração, que ocorre quando a intensidade é máxima e a vazão é máxima já que neste tempo toda a bacia está contribuindo;

11 Método Racional Coeficiente de Escoamento superficial C : Valores de C tabelados: que são usados quando se conhece a natureza da superfície; É a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água precipitado C = V s / V = (A. P e ) / (A. P) C = P e / P

12 Método Racional A determinação do tempo de concentração é realizada pela equação de Kirpich (1940): onde: t c é em minutos; L é distância percorrida pelo fluxo em pés (1 pé = 0,3 m); S é a declividade média da bacia (m/m) A equação de Kirpich é válida p/ áreas rurais com S de 3% a 10%

13 Método Racional A estimação da intensidade máxima é feita pela equação: Onde: i = intensidade (mm/h) T r é o tempo de retorno (anos); t é o tempo de concentração da chuva (min); a, b, n, m são fatores locais Por exemplo, para a cidade de João Pessoa:

14 Exercício 1.Dados o hidrograma observado numa bacia e suas características, estimar a vazão de pico e comparar com a observada. Horárioi (mm/h)f (mm/h) 1,000,00120,00 1,330,2552,36 1,670,4527,48 2,0038,1718,33 2,3335,3314,96 2,6723,5113,72 3,004,7013,27 3,330,6013,10 3,675,6013,04 4,002,3513,01 Tempo (h)Q s (m³/s) 1,500,00 2,500,85 3,5016,34 4,5019,24 5,5010,40 6,501,99 7,500,00

15 Boa semana para todos e obrigada pela atenção!


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