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PMPG/05-1 DRENAGEM URBANA Prefeitura de Praia Grande Aula 5 – Macro-Drenagem – Hidrologia de Bacias Complexas Praia Grande, 25 de agosto de 2003 Prof.

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2 PMPG/05-1 DRENAGEM URBANA Prefeitura de Praia Grande Aula 5 – Macro-Drenagem – Hidrologia de Bacias Complexas Praia Grande, 25 de agosto de 2003 Prof. Dr. José Rodolfo Scarati Martins

3 PMPG/05-2 Programa

4 PMPG/05-3 Aula de hoje… Restos a pagar…. Reg Variado e linha dágua O que é uma bacia complexa permeabilidade x ocupação Hidrograma Unitário Soil Conservation Amortecimento de cheias em reservatórios

5 PMPG/05-4 Escoamento em Regime Variado Influência das Marés

6 PMPG/05-5 Cálculo da Linha dágua

7 PMPG/05-6 Modelo Numérico Fórmula de Recorrência

8 PMPG/05-7 Modelo Simplificado

9 PMPG/05-8 Hidrologia de Bacias Complexas influência da variabilidade espacial da chuva influência da variabilidade espacial da chuva variação das condições de retenção e infiltração variação das condições de retenção e infiltração variação das condições de escoamento superficial direto variação das condições de escoamento superficial direto amortecimento natural/artificial em depressões ou reservatórios amortecimento natural/artificial em depressões ou reservatórios amortecimento nos elementos de drenagem naturais/artificiaisamortecimento nos elementos de drenagem naturais/artificiais

10 PMPG/05-9 Rio Pirajussara

11 PMPG/05-10 Discretização da Bacia

12 PMPG/05-11 Variabilidade espacial

13 PMPG/05-12 Variabilidade Temporal Equação IDF

14 PMPG/05-13 Distribuição Temporal Distribuição de HuffDistribuição de Huff Blocos AlternadosBlocos Alternados

15 PMPG/05-14 Desagregação temporal

16 PMPG/05-15 Escoamento Superficial Direto Área de contribuição Área de contribuição Área Impermeável Área Impermeável Área conectada Área conectada Capacidade de Infiltração Capacidade de Infiltração

17 PMPG/05-16 Área Impermeável Campana, 1992

18 PMPG/05-17 Estimativa da área impermeável fotografias de satélite fotos aéreas escala 1:5.000 dados fundiários municipais

19 PMPG/05-18 Tempo de Concentração

20 PMPG/05-19 Tempo de Concentração Doodge

21 PMPG/05-20 Infiltração Soil Cons Service para P > 0.2 S Q -> escoamento superficial direto em mm CN é uma função do tipo de solo, cobertura vegetal, e estado de umidade

22 PMPG/05-21 Condições do Solo Condição I - Solos SECOS: As chuvas nos últimos dias não ultrapassam 1 mm; Condição II - Situação muito freqüente em épocas chuvosas. As chuvas nos últimos 5 dias totalizam entre 1 e 40 mm; Condição III - Solo UMIDO (próximo da saturação): as chuvas nos últimos dias foram superiores a 40 mm e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação.

23 PMPG/05-22 Grupos de Solo Grupo A - Solos arenosos com baixo teor de argila total inferior a 8%. Não há rocha nem camadas argilosas e nem mesmo densificadas até a profundidade de 1 m. O teor de húmus é muito baixo, não atingindo 1%; Grupo B - Solos arenosos menos profundos que os do grupo A e com maior teor de argila total, porém ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas, este limite pode subir a 20%, graças a maior porosidade. Os dois teores de húmus podem subir respectivamente a 1.2 e 1.5%. Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até 1m, mas é quase sempre presente camada mais densificada do que a camada superficial; Grupo C - Solos barrentos com teor total de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 1.2m. No caso de terras roxas estes dois limites máximos podem ser 40% e 1m. Nota-se, a cerca de 60 cm de profundidade, camada mais densificada que no grupo B, mas ainda longe das condições de impermeabilidade; Grupo D - Solos argilosos (30-40% de argila total) e ainda com camada densificada a uns 50 cm de profundidade ou solos arenosos como B mas com camada argilosa quase impermeável ou horizonte de seixos rolados; Grupo E - Solos barrentos como C mas com camada argilosa impermeável ou com pedras ou sem tal camada mas o teor de argila superando 40%. No caso de terras roxas esse teor pode subir a 60% (no caso D 45%).

24 PMPG/05-23 Tabelas práticas (cond II)

25 PMPG/05-24 Conversão ( de cond II para …)

26 PMPG/05-25 Críticas a fórmula proposta pelo SCS é empírica e teoricamente inconsistente se for transformada em fórmula de infiltração, a fórmula do SCS foi determinada para chuvas diárias. A sua aplicação para intervalos de tempo menores que um dia é uma extrapolação que não encontra respaldo em estudos experimentais ou teóricos. E possível demonstrar que a fórmula dá melhores resultados quando a precipitação não apresenta grandes variações temporais. o SCS não apresenta informações que fundamentem sua afirmação de que a perda inicial (Ai) é aproximadamente igual 0.2 * S.

27 PMPG/05-26 Geração de Hidrogramas Sintéticos hidrograma adimensional do SCS é um hidrograma unitário sintético, onde a vazão (Q) é expressa como fração da vazão de pico (Qp) e o tempo (t) como fração do tempo de ascensão do hidrograma unitário (tp). Dadas a vazão de pico e o tempo de resposta (Lag-Time) para a duração da chuva excedente, o hidrograma unitário pode ser estimado a partir do hidrograma- adimensional sintético para uma dada bacia.

28 PMPG/05-27 Hidrograma Adimensional SCS

29 PMPG/05-28 Tempo de Pico e Recessão A partir da observação de um grande número de hidrogramas unitários, o Soil Conservation Service sugere que o tempo de recessão seja aproximadamente 1.67*tp. a área sob o hidrograma unitário deve ser igual ao volume de escoamento superficial direto de 1 cm Um estudo de hidrogramas unitários de muitas bacias rurais grandes e pequenas indicou que o tempo de resposta (Lag-Time) é aproximadamente igual a 60% de tc

30 PMPG/05-29 Cálculo do Hidrograma SCS

31 PMPG/05-30 Amortecimento em Canais método de Muskingum: admite uma relação linear entre volumes armazenados em um trecho de rio e as vazões de entrada e saída neste trecho V é o volume armazenado I é a vazão de entrada no trecho Q é a vazão de saída do trecho K é a constante de armazenamento X é o fator de ponderação.

32 PMPG/05-31 Algoritmo de Cálculo

33 PMPG/05-32 Resultados

34 PMPG/05-33 Amortecimento em Reservatórios

35 PMPG/05-34 Algoritmo de Cálculo Hidrograma Afluente

36 PMPG/05-35 Curva Cota x Descarga Curva Cota x Volume Cota x Volume

37 PMPG/05-36 Funcional de Cálculo

38 PMPG/05-37 Modelo de Routing


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