HIDROGRAMA DE ESCOAMENTO

Apresentação em tema: "HIDROGRAMA DE ESCOAMENTO"— Transcrição da apresentação:

1 HIDROGRAMA DE ESCOAMENTO
Capítulo 06b Hidrologia Urbana HIDROGRAMA DE ESCOAMENTO RODRIGO F. JUNQUEIRA FEITEP

2 HIDROGRAMA Definição: Curva de vazão registrada em uma seção de um curso de água devido a precipitação ocorrida numa bacia hidrográfica. Relaciona entre o escoamento e o tempo para um determinado evento de chuva A contribuição total que produz o escoamento da água na seção considerada é devido a: Precipitação recolhida diretamente na superfície das águas; Ao escoamento superficial; Ao escoamento subsuperficial; À contribuição do lençol de água subterrâneo.

3 HIDROGRAMA Precipitação inicial: parte da água que fica retida nas depressões, na vegetação; Escoamento superficial: ocorre após o preenchimento das depressões e ultrapassada a capacidade de infiltração; Chuva residual: volume de chuva inferior à capacidade de infiltração. Próximo ao fim da chuva;

4 HIDROGRAMA Infiltração residual: a partir da chuva residual, toda chuva que infiltra; Precipitação efetiva – após a parte de chuva que se perde por infiltração, evapotranspiração e preenchimento de depressões. O que restou é PE = escoamento superficial total; Terminada a precipitação o escoamento superficial prossegue, mas a curva de vazão vai decrescendo;

5 HIDROGRAMA Embora os hidrogramas tenham a mesma forma geral, eles diferem em detalhes que dependem dos seguintes fatores: Quantidade de Chuva; Padrão da chuva; Tempo de concentração; Características físicas da bacia hidrográfica. Assim, o pico poderia estar em vários ptos ao longo do eixo do tempo, ou o pico poderia ser de várias magnitudes, ou a inclinação das partes ascendentes e descendentes seriam acentuadas ou moderadas.

6 Todo o escoamento que aparece no rio é chamado de Escoamento Superficial
Usualmente expresso em: unidades de vazão (m3/s; l/s, ...); lâmina de escoamento (mm/dia, mm/mês, ...)

7 1. O Escoamento Superficial Direto- ESD
As origens do Escoamento Superficial podem ser: 1. O Escoamento Superficial Direto- ESD 2. O Escoamento Básico 3. O Escoamento Sub Superficial

8 Características do Escoamento Básico
1. Oriundo do lençol freático 2. Escoamento laminar (lento e uniforme) 3. Decai lentamente ao longo do tempo quando não há recarga 4. Quando há recarga a vazão básica sobe lentamente para depois decair novamente quando a recarga cessa.

9 Tempo de Retardamento Tr
Centro de Gravidade do Bloco de Chuva Tempo de Retardamento Tr Tempo de Recessão Tempo Base ou Duração do ESD

10 FORMA DE UM HIDROGRAMA Fatores que influenciam a forma do hidrograma :
(1) RELEVO (densidade de drenagem, declividade do rio e da bacia, capacidade de armazenamento e forma). Bacias íngremes e com boa drenagem têm hidrogramas íngremes com pouco escoamento de base. Bacias com grandes áreas de extravasamento tendem a regularizar o escoamento e reduzir o pico. Bacias mais circulares antecipam e têm picos de vazões maiores do que bacias alongadas.

11 FORMA DE UM HIDROGRAMA (2) COBERTURA DA BACIA : cobertura vegetal tende a retardar o escoamento e aumentar perdas por evaporação; (3) MODIFICAÇÕES ARTIFICIAIS NO RIO : reservatórios de regularização reduzem os picos, enquanto canalizações podem aumentar os picos; (4) DISTRIBUIÇÃO, DURAÇÃO E INTENSIDADE DA PRECIPITAÇÃO : Chuvas deslocando-se de jusante para montante geram hidrogramas com picos menores (eventualmente dois picos). As chuvas convectivas de grande intensidade e distribuídas numa pequena área, podem provocar as grandes enchentes em pequenas bacias. Para bacias grandes , as chuvas frontais são mais importantes.

12 FORMA DE UM HIDROGRAMA (5) SOLO : Interfere na quantidade de chuva transformada em chuva efetiva.

13 TRECHOS DO HIDROGRAMA (1) Ascensão : com grande gradiente é correlacionada com a intensidade da precipitação. (2) Região do pico : o hidrograma muda de inflexão, resultado do fim da chuva e amortecimento na bacia. (3) Recessão : Cessa o escoamento direto, após o ponto de inflexão, apenas contribui o escoamento básico.

14 CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA
(1) Tempo de concentração : Tempo de deslocamento da água do ponto mais distante da bacia até a seção principal. Definido também como o intervalo entre o fim da precipitação e o ponto de inflexão do hidrograma; (2) Tempo de retardamento : Intervalo de tempo entre os centros de massa do hietograma e do hidrograma;

15 CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA
(3) Tempo de pico : Intervalo de tempo entre o centro de massa da chuva e a vazão de pico; (4) Tempo de ascensão : Intervalo entre o início da chuva e o pico do hidrograma; (5) Tempo de base : Duração do escoamento superficial direto; (6) Tempo de recessão : Intervalo entre a vazão de pico e o término do escoamento superficial direto.

16 Chuva Excedente Hex b Vesd= AD x Hex Vesd= AREA abc a c

17 Síntese do Hidrograma + b c a

18 HIDROGRAMA UNITÁRIO Muitos métodos foram desenvolvidos para calcular hidrogramas para uma determinada BH ou de drenagem e uma tempestade, mas eles se enquadram em duas categorias gerais: Hidrograma de medição direta; Hidrograma Sintético.

19 TIPOS DE HIDROGRAMA Hidrograma de medição direta são usados em grandes bacias hidrográficas. Com mais de uma estação de medição. Estes dados são analisados estatisticamente visando desenvolver hidrograma geral aplicável a qualquer chuva prevista. Hidrograma Sintético são usados em pequenas bacias hidrogáficas, sem informações de medição de escomanento.

20 HIDROGRAMA UNITÁRIO Hidrograma de medição direta e hidrograma sintético são elaborados com o uso de um conceito chamado Hidrograma Unitário. Apresentado em 1932 por L.K. Sherman, é definido como um hidrograma resultante de uma unidade de precipitação efetiva caindo sobre a BH em uma unidade de tempo. A forma exata do gráfico depende da BH considerada, mas todos possuem a área abaixo da curva representa o volume total de escoamento.

21 HIDROGRAMA UNITÁRIO Os principais elementos do HU aparecem na figura abaixo:

22 HIDROGRAMA UNITÁRIO Fatores usados incluem o tempo de concentração Tc e o tempo de retardamento da BH, L. Empiricamente temos L=0,6Tc HU feito a partir de múltiplas precipitações unitárias

23 HIDROGRAMA UNITÁRIO Suposições feitas no uso de hidrogramas unitários incluem: Precipitação é constante durante todo o tempo unitário, embora varie constantemente, vamos supô-la constante; Precipitação uniformemente distribuída na BH, embora varie, mas em bacias pequenas as variações não são extremas. Para BH grandes a BH deve ser divididas em sub-bacias; Dois ou mais HU marcados no mesmo eixo tempo podem ser combinados, formando hidrograma resultante.

24 TRABALHO PARA PRÓXIMA AULA
Resumo dos capítulos 10.5 a 10.7; Resolução dos exercícios 10.4 e dos problemas 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10 e 15. Quero as medidas convertidas para o sistema internacional. Livro Introdução à Hidráulica, Hidrologia e Gestão de Águas Pluviais. Entrega impreterivelmente na monitoria do dia 29/03 - Sábado ou na aula de hidrologia do dia 31/03.