Separação dos Escoamentos Precipitação Efetiva Coeficiente de Escoamento Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande.

Apresentação em tema: "Separação dos Escoamentos Precipitação Efetiva Coeficiente de Escoamento Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande."— Transcrição da apresentação:

1 Separação dos Escoamentos Precipitação Efetiva Coeficiente de Escoamento 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 Separação do Escoamento

3 1ª Separação do Escoamento Q s = escoamento mais rápido Q ss = escoamento mais lento que Q s Q b = escoamento muito lento A = início do escoamento C = fim do escoamento rápico QsQs Q ss QbQb Seção do rio Seção AA Seção do Riacho Q = Qs + Qss + Qb tbtb A C titi tftf t B

4 1ª Separação do Escoamento A separação do escoamento de base Q b do escoamento superficial + sub-superficial (Q s +Q ss ) é realizada a partir da ligação dos pontos A e C do hidrograma por uma linha reta. A separação do escoamento de base Q b do escoamento superficial + sub-superficial (Q s +Q ss ) é realizada a partir da ligação dos pontos A e C do hidrograma por uma linha reta. Q s + Q ss encontra-se acima da reta AC Q s + Q ss encontra-se acima da reta AC Q b encontra-se abaixo da reta AC Q b encontra-se abaixo da reta AC A C titi tftf Escoamento Superficial + Sub-superficial Escoamento de Base tbtb t Q

5 1ª Separação do Escoamento t Precipitação Efetiva (P e ): Parte da Chuva que infiltra i, f Escoamento Superficial + Sub-superficial A C titi tftf Escoamento de Base tbtb t Q A  O ponto A é caracterizado pelo início da ascensão do hidrograma; A  O ponto A é caracterizado pelo início da ascensão do hidrograma; C  O ponto C é caracterizado pelo término do escoamento superficial + sub-superficial e pelo início da recessão, ou pela mudança de declividade no hidrograma. C  O ponto C é caracterizado pelo término do escoamento superficial + sub-superficial e pelo início da recessão, ou pela mudança de declividade no hidrograma.

6 1ª Separação do Escoamento Q(t)  Vazão total do escoamento para o tempo t; (Q s +Q ss ) (t)  Vazão do escoamento superficial + sub-superficial para o tempo t; Q b (t)  Vazão do escoamento de base para o tempo t. (Q s + Q ss ) (t) Q b (t) B Q t t A C Q(t)

7 2ª Separação do Escoamento Determina qual o hidrograma do escoamento superficial + sub- superfícial a partir da variação da vazão Q s + Q ss ao longo do tempo. Determina qual o hidrograma do escoamento superficial + sub- superfícial a partir da variação da vazão Q s + Q ss ao longo do tempo. A separação do escoamento superficial do escoamento sub- superficial é realizada a partir da ligação dos pontos A e D por uma linha reta, semelhante a 1ª separação. A separação do escoamento superficial do escoamento sub- superficial é realizada a partir da ligação dos pontos A e D por uma linha reta, semelhante a 1ª separação. (Q s +Q ss ) t titi tftf B A C

8 2ª Separação do Escoamento A  O ponto A é caracterizado pelo início da ascensão do hidrograma; D  O ponto D é caracterizado pelo término do escoamento superficial e pelo início da recessão, ou pela mudança de declividade no hidrograma. Escoamento Superficial (Q s ) Escoamento Sub-superficial (Q ss ) Q s + Q ss t titi tftf B A D C

9 2ª Separação do Escoamento Q(t)  Vazão total do escoamento para o tempo t; Q s (t)  Vazão do escoamento superficial para o tempo t; Q ss (t)  Vazão do escoamento sub-superficial para o tempo t. Q s (t) Q ss (t) t t B A D (Q s +Q ss ) (t) C (Q s +Q ss )

10 Precipitação Efetiva

11 Precipitação Efetiva (Pe) Parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial devida ao excesso de chuva sobre a capacidade de infiltração do solo: Parcela da chuva que se transforma em escoamento superficial devida ao excesso de chuva sobre a capacidade de infiltração do solo: Separando o hidrograma superficial, a precipitação efetiva deve ser igual ao volume do escoamento superficial dividido pela área da bacia. Separando o hidrograma superficial, a precipitação efetiva deve ser igual ao volume do escoamento superficial dividido pela área da bacia. P e = V es / A bacia t Precipitação Efetiva (P e ): Parte da Chuva que infiltra i, f

12 Precipitação Efetiva (Pe) Método de Horton Onde: f é a capacidade de infiltração no tempo t (mm/h) f 0 é a capacidade de infiltração inicial para t = 0 (mm/h); f c é a capacidade de infiltração final (mm/h); k é uma constante para cada curva (h -1 ); t é o tempo (h); A área sob o gráfico é igual a Lamina infiltrada em mm A área sobre o gráfico é igual a precipitação efetiva em mm i, f t f i Pe

13 Precipitação Efetiva (Pe) Método CN para cálculo da Chuva Efetiva Para este método a precipitação efetiva é calculada pela equação seguinte: Onde: P e  Precipitação Efetiva (mm); P  Precipitação (mm); S  Capacidade de Armazenamento (mm); I a = 0,2. S  Abstração Inicial. → Para P  I a

14 Precipitação Efetiva (Pe) Método CN para cálculo da Chuva Efetiva Este método permite determinar a capacidade de armazenamento do solo (S) em função do grupo de solo (A, B, C ou D), da umidade antecedente e do uso do solo pela equação: Onde: S  Capacidade de Armazenamento do solo (mm); CN  Valor da curva número e é função do grupo de solo, umidade antecedente e uso do solo.

15 GRUPOS HIDROLÓGICOS DE SOLOS Grupo A – Solos arenosos profundos; tem alta capacidade de infiltração e geram pequenos escoamentos; Grupo B – Solos franco arenosos pouco profundos; tem menor capacidade de infiltração e geram maiores escoamentos do que o solo A; Grupo C – Solos franco argilosos; tem menor capacidade de infiltração e geram maiores escoamento do que A e B. Grupo D – Solos argilosos expansivos; tem baixa capacidade de infiltração e geram grandes escoamentos.

16 Método da Curva Número (CN) Valores CN (condição II – 13 mm <P 5dias < 53mm): Uso do solo SuperfícieABCD Solo lavrado Com sulcos retilíneos 77869194 Em fileiras retas 70808790 Plantações regulares Em curva de nível 67778387 Terraceado em nível 64768488 Em fileiras retas 64768488 Plantações de cereais Em curva de nível 62748285 Terraceado em nível 60717982 Em fileiras retas 62758387 Plantações de legumes ou cultivados Em curva de nível 60728184 Terraceado em nível 57707889 Pobres68798689 Normais49697994 Boas39617480

17 Método da Curva Número (CN) Uso do solo SuperfícieABCD Pastagens Pobres, em curva de nível 47678188 Normais, em curva de nível 25597583 Boas, em curva de nível 6357079 Esparsas, de baixa transpiração 45667783 Normais36607379 Densas, de alta transpiração 25557077 Chácaras Estradas de Terra Normais56758691 Más72828789 De superfície dura 74849092 Florestas Muito esparsas, baixa transpiração 56758691 Esparsas46687884 Densas, alta transpiração 26526269 Normais36607076 Valores CN (condição II – 13mm <P 5dias < 53mm):

18 Método da Curva Número (CN) Umidade antecedente do solo Umidade antecedente do solo Condição I (seca: P 5dias < 13 mm) Condição I (seca: P 5dias < 13 mm) Condição II (normal: 13 < P 5dias < 53 mm) Condição II (normal: 13 < P 5dias < 53 mm) Condição III (úmida: P 5dias > 53 mm) Condição III (úmida: P 5dias > 53 mm)

19 Coeficiente de Escoamento Superficial

20 Coeficiente de escoamento superficial (ou coeficiente de deflúvio ou coeficiente de “run off”) Coeficiente de escoamento superficial (ou coeficiente de deflúvio ou coeficiente de “run off”) É a razão entre o volume de água escoado superficialmente e o volume de água precipitado. 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 Varia com as características da bacia (bacias impermeáveis geram maior escoamento superficial relativamente; áreas urbanas: 0,7<C<0,9; e áreas rurais: 0,1<C<0,3. Varia com as características da bacia (bacias impermeáveis geram maior escoamento superficial relativamente; áreas urbanas: 0,7<C<0,9; e áreas rurais: 0,1<C<0,3.

21 Obrigada pela Atenção! Vamos exercitar? Exercício

22 Exercício 1.Com base nos dados do evento de chuva e cheia na bacia de Umburana (10,7 km 2 ): a)Construir o hietograma da chuva b)Construir o hidrograma da cheia c)Construir o hidrograma superficial + sub-superficial d)Construir o hidrograma superficial e)Determinar o volume do escoamento superficial; f)Determinar a lâmina do escoamento superficial (precipitação efetiva) pelo hidrograma superficial g)Determinar a lâmina e o volume infiltrados pelo hietograma utilizando a curva de capacidade de infiltração de Horton ajustada

23 HorárioQ (m³/s) 7:005,00 7:363,00 7:562,00 8:300,69 9:362,02 10:4017,97 11:0021,30 12:0012,89 13:004,92 14:003,36 15:002,58 16:002,19 17:002,11 18:001,91 19:001,91 19:151,76 Horárioi (mm/h)f (mm/h) 7:000,00120,00 7:200,2552,36 7:400,4527,48 8:0038,1718,33 8:2035,3314,96 8:4023,5113,72 9:004,7013,27 9:200,6013,10 9:405,6013,04 10:002,3513,01 10:201,1813,00 10:4010,0013,00 11:0012,9013,00 11:206,6013,00 11:401,1813,00 12:0012,9013,00 12:2012,4013,00 12:409,1013,00 13:001,1813,00 13:200,0013,00

24 Exercício 2.A partir dos dados da questão anterior, determinar : a)A precipitação Efetiva pelo método CN, considerando que a bacia de Umburana tem CN igual a 98 ; b)Calcule o coeficiente de escoamento superficial coma precipitação efetiva encontrada a partir do:  Hidrograma superficial;  Método de Horton;  Metodo CN c)Compare a precipitação efetiva encontrada pelos três métodos.

25 Exercício 3.Um pequena sub-bacia com apenas de 380 m², tem uma variação de armazenamento + infiltração de 2 mm e uma evapotranspiração + intercepção de 3 mm. Para uma chuva de 10 mm que tenha durado um dia, determine : a)A lâmina média escoada para esta chuva; b)A vazão Q (m 3 /s); c)A vazão específica q (l/s/m 2 ); d)O coeficiente de escoamento superficial(C). Obs.: Usem a equação do balanço hídrico.