CESET - UNICAMP - LIMEIRA
2009
PROJETO
HIDROLÓGICO
1º SEMESTRE - 2009
ST 306 B
PROF. HIROSHI YOSHIZANE
e_mail: [email protected]
TRABALHO : ESTUDO HIDROLÓGICO
PASSO A PASSO
ESTUDO HIDROLÓGICO
- DADOS JÁ DETERMINADOS :
1- Área da Bacia hidrográfica ¨A ¨;
2- Coeficiente de compacidade ¨ Kc ¨
3- Coeficiente de forma ¨ Kf ¨;
4- Densidade de drenagem ¨Dd¨;
CONCEITOS BÁSICOS
a) Período de retorno T em anos onde:
5  T  10 anos, para projetos de galerias de águas pluviais “
GAP ”.
T=25 anos, para macro drenagem urbana como canais, pontes
e bueiros.
L = extensão do curso d´água em km.
H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra
“ponto de projeto ou exutório” em metros ( m ).
ESTUDO HIDROLÓGICO
- O que está faltando ?
Pelo método racional:
MÉTODO RACIONAL
Q = C . i .A . D
Com :
Q = vazão
C = coeficiente de deflúvio “ Run–Off ”
i = intensidade da chuva
A = área da bacia
D = coeficiente de distribuição da chuva
D=1 ( pressupõe chuvas de igual intensidade em toda a bacia hidrográfica )
EQUAÇÃO BÁSICA ¨tc ¨
2
L 0,385
tc  57 ( )
I
onde:
tc = tempo de concentração em minutos ( min. ).
L = Extensão do curso d´água em ( km ).
I = Declividade do curso d´água em metro ( m )
por mil metros (º/00).
ESTUDO HIDROLÓGICO
MAS !
O ¨tc¨ pode ser determinado gráficamente
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO ATRAVÉS DO ÁBACO
L=110
1,00
Tc=27,5
C=30
ESTUDO HIDROLÓGICO
E DEPOIS ?
Determina-se a intensidade pluviométrica,
através da equação da chuva !
mas cuidado !
Procure a equação regional mais próxima
do local do projeto !
ESTUDO HIDROLÓGICO
Vamos trabalhar com a equação de chuva Limeira e região !
i 
77,56 x T
(tc  25)
0 ,1726
1, 087 xT 0 , 0056
Dr Dirceu Brasil Vieira
Cuidado com as unidades !
com :
i  mm/minuto (intensidade)
T  anos (período de retorno)
tc  minutos (tempo de concentração)
ESTUDO HIDROLÓGICO
E DEPOIS ?
Define-se o coeficiente de escoamento superficial, ¨ run-off¨ !
mas muito cuidado !
Faça uma investigação minuciosa, no local, com ajuda
também de outros recursos como foto-interpretação,
estudo do solo, e diagnósticos da sazonalidade (uso do solo) !
ESTUDO HIDROLÓGICO
MÉTODO I – PAI – WU
PARA BACIA COM ÁREA ATÉ
200 km²
COEFICIENTE DE FORMA ¨ C1 ¨
Cálculo do coeficiente de forma “ C1 ”
Tp
C1 =
tp
onde:
tp = tempo de pico “ ascensão volumétrica ”
tc = tempo de concentração
ou obtem-se C1 pela fórmula sintética:
4
C1 =
( 2 Kf )
Kf = fator de forma
onde:
PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨
C = f . C2 / C1 onde:
f = 2 . V1 / v
“ f ”, relaciona o volume escoado da parte ascendente do hidrograma “V1”, admitindo, com forma triangular e o volume total
do escoamento superficial “VT”, conforme este gráfico :
C2 = VT / Ie A , onde:
Ie = chuva efetiva
VT = Volume Total.
V1 = Volume do trecho ascendente.
tempo
PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C2 ¨
Grau
de
impermeabilidade
BAIXO
MÉDIO
ALTO
Tipo do solo e cobertura
- Vegetação rala / esparsa
- Solo seco arenoso
- Terreno cultivado
- Terreno superficial poroso
- Solos com pouca vegetação
- Gramados com declividade
média a baixa
- Áreas pavimentadas
- Solos argilosos
- Terrenos rochosos estéreis e
ondulados
- Vegetação quase inexistente
Uso do solo
Áreas verdes não urbanizadas
- Zona residencial com lotes amplos
acima de 1000 m².
- Zona residencial com ocupação
esparsa
- Zona residencial com lotes pequenos
de 100 a 1000 m²
PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C2¨
C2 = VT / Ie A , onde:
Ie = É a quantidade de chuva efetiva que passa pela seção estudada, (exutório)
descontada as perdas durante a ocorrência da chuva, e considerando-se como perdas
na chuva, as infiltrações no solo, interceptações pela cobertura vegetal e o
armazenamentos da água superficial em pontos dentro da bacia como depressões,
diferencial negativo no sentido jusante ao escoamento (variações topográficas).
Assim, para aplicar este método, de início determina-se a chuva crítica, que
é a chuva de projeto.
A parcela dessa chuva de projeto que se infiltra no solo, depende do grau
de impermeabilização, assim, consideram-se:
- o uso e ocupação do solo,
- grau de urbanização,
- cobertura vegetal,
- tipo de solo,
conforme tabela sequente.
PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨
O coeficiente “C2” é determinado pela ponderação dos
coeficientes das áreas parciais ou sub-bacias, e que são
classificados pelo grau de impermeabilidade conforme
tabela abaixo.
Valores do coeficientes volumétrico “C2” de escoamento
Grau de impermeabilidade superficial Coeficiente volumétrico de escoamento
Baixo
Médio
Alto
0,30
0,50
0,80
PARÂMETRO ¨ f ¨ - ( I-Pai-Wu) ¨ C ¨
A desigualdade da distribuição das chuvas na bacia deve ser
considerada aplicando-se de um coeficiente redutor “ K ”, de
distribuição de chuvas.
A determinação da intensidade da chuva se faz similarmente
da do método racional com base nas “ equações de chuva ”
apresentadas nos slides anteriores
”
.
VAZÃO DE CHEIA
Determinação da vazão de cheia “ Q ”.
Q = 0,278 . c . i . A0,9 . K
Onde:
C = coeficiente de escoamento, determinado no item 11
i = intensidade de chuva, determinado no item 8
A = área da bacia hidrográfica, determinada pela planta
cartográfica
K = coeficiente de distribuição espacial, determinado no item
10 através do ábaco
Fonte manual do DAEE
Entrar em x com a área em km²
Obter em y o valor de k%
Veja em zoom
ÁBACO PARA DETERMINAR ¨K
ÁBACO PARA DETERMINAR ¨K
24 hs
6 hs
3 hs
1 hora
30min
Fonte manual do DAEE
Entrar em x com a área em km²
Obtenha em y o valor de k%
COEFICIENTE DE DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL
Cálculo do coeficiente de distribuição espacial da
chuva.
Deve-se lançar no ábaco em abscissa a área da bacia
hidrográfica em função do tc em horas, rebatendo
em ordenada o valor de K%.
ADOTA-SE O VALOR 0,99
( devido à área da bacia ser pequena )
VAZÃO MÁXIMA DE PROJETO
Cálculo da vazão máxima de projeto “Q p”.
Qp=Qb+Q
Onde:
Q = vazão de cheia, determinado no item 13
Q b = vazão de base majorativa
Q b = Q . 0,10
FORMULAS Tc
NA SEQUÊNCIA
OUTRAS FÓRMULAS BÁSICAS
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
-
FÓRMULAS EMPÍRICAS
Tc (min) = 4,54
A(km²)
( para regiões planas )
Ventura
A (km²)
Tc(min) = 4,54
( para regiões com declives )
I (m/km)
Ventura
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
-
FÓRMULAS EMPÍRICAS
Tc (min) = 345,6
A(km²) . I (m/km)
( para regiões planas )
Passini
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
3
L 0,385
tc  57( )
H
onde:
Kirpch
tc = tempo de concentração em minutos.
L = extensão do curso d´água em Km.
H = Desnível entre a cabeceira do rio até o local da obra
“ponto de projeto ou exutório” em metros.
TEMPO DE CONCENTRAÇÃO
2
L 0,385
tc  57( )
I
onde:
tc = tempo de concentração em minutos.
L = extensão do curso d´água em km.
H = Declividade do curso d´água em metro por mil metros (º/00)
ESTUDO HIDROLÓGICO
É SÓ! LOGO TEM MAIS !
TCHAU!