HIDROGRAMA Revisão e Exercícios Hidrologia.

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1 HIDROGRAMA Revisão e Exercícios Hidrologia

2 HIDROGRAMA O hidrograma é a denominação dada ao gráfico que relaciona a vazão no tempo. A distribuição da vazão no tempo é resultado da interação de todos os componente do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica. Volume Infiltrado i, f t f i Excesso que se converte em lâmina do escoamento ou chuva efetiva Pe Ia = Abstração iniciais (infiltra na taxa da chuva) Infiltração na Taxa Potencial Ia + Pe =

3 CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA
Após o início da chuva há um intervalo de tempo (retardo da resposta) até que as vazões comecem a se elevar, devido às perdas iniciais (interceptação vegetal e depressões do solo) e ao tempo de deslocamento da água na própria bacia; As vazões, então, elevam-se rapidamente (gradiente maior que na fase de recessão) até atingir o pico do hidrograma, sendo predominante neste período o escoamento superficial; Após atingir o pico do hidrograma (vazão máxima) inicia-se um período de recessão, no qual é possível observar um ponto de inflexão que caracteriza o fim do escoamento superficial e a conseqüente predominância do escoamento subterrâneo; E após o ponto de inflexão, as vazões decorrem basicamente do escoamento subterrâneo.

4 COMPONENTES DO HIDROGRAMA
i, f Q B ti tf tl A C tp tc Qpico Gh Gi tr tm tb i = intensidade da chuva f = capacidade de infiltração Gi = centro de massa da chuva efetiva A – início do escoamento B – momento do pico do escoamento C – final do escoamento rápido Gh = centro de massa do hidrograma tl = tempo de retardo (lag time) tp = tempo do pico tc = tempo de concentração tm = tempo de ascensão tb = tempo de base = tf - ti tr = tempo de descida (recessão)

5 COMPONENTES DO HIDROGRAMA
Tempo de retardo (tl) – intervalo entre os centros de gravidade da precipitação e do hidrograma. Tempo de pico (tp) – intervalo entre o centro de gravidade da precipitação e o pico do hidrograma. Tempo de concentração (tc) – intervalo para que a precipitação no ponto mais distante atinja a seção principal, também é definido como o intervalo entre o fim da precipitação e o ponto de inflexão do hidrograma (final do escoamento superficial). Tempo de ascensão ™ – intervalo entre o início da chuva e o pico do hidrograma. Tempo de base (tb) – intervalo entre o início da precipitação e o momento em que o rio volta à situação original. Tempo de recessão (te) – tempo necessário até atingir o ponto de inflexão.

6 FATORES Os principais fatores que influenciam a forma do hidrograma são: relevo (densidade de drenagem, declividade do rio ou da bacia, capacidade de armazenamento e forma da bacia); cobertura da bacia (vegetação e áreas impermeabilizadas); modificações artificiais no rio (regularização e canalização); distribuição, duração e intensidade da precipitação (em bacias pequenas, precipitações convectivas podem provocar maiores enchentes, enquanto em bacias maiores as chuvas frontais resultam em maiores vazões); e solo (condições iniciais de umidade).

7 EXERCÍCIOS 01. Em uma pequena bacia hidrográfica, com dada curva de capacidade de infiltração, se forem observados dois eventos de precipitação, com mesma lâmina total precipitada e mesma duração, mas com distribuições temporais distintas, deve-se também esperar hidrogramas com formas e dimensões distintas. Dê um exemplo desta afirmação, desenhando uma curva de capacidade de infiltração para a bacia, dois hietogramas distintos e os correspondentes hidrogramas.

8 EXERCÍCIOS 02. Construa o hietograma e o hidrograma para os eventos de precipitação 1 e 2 dados abaixo, observando seus componentes. evento1 (15min) P (mm) Q (m³/s) 1 2 3,2 1,0 3 6,3 4,0 4 11,7 43,2 5 0,7 48,0 6 0,3 32,0 7 0,5 21,0 8 15,0 9 8,8 10 0,2 6,2 11 0,1 5,0 12 4,2 13 14 3,7 15 3,3 16 3,0 17 2,6 evento2 (15min) P (mm) Q (m³/s) 1 2 0,9 3 3,3 4 6,4 3,9 5 11,8 14,1 6 0,8 35,6 7 0,2 56,0 8 0,5 60,6 9 0,3 50,0 10 0,4 32,2 11 19,4 12 12,7 13 8,8 14 6,1 15 4,2 16 2,9 17 2,2

9 EXERCÍCIOS Evento 1 Evento 2

10 EXERCÍCIOS 03. As Figuras 1A e 1B mostram três tipos de solos representados por tanques que podem armazenar certa quantidade de água e em seguida escoar. Considerando os três tipos de solos e as taxas de precipitação diferentes para a Figura 1A e Figura 1B, explique: (a) Como ocorrem os dois processos de geração de escoamento superficial mostrados nas Figuras 1 A e 1B. (b) Por que, mesmo sob uma mesma taxa de precipitação para os solos areia, silte e argila, na Figura 1B, não ocorre escoamento superficial na areia. Solo saturado Solo não-saturado Figura 1A Figura 1B