Hidrologia Básica Capacitação Tecnológica e Transferência de Tecnologia em Drenagem Urbana FUNDAÇÃO CENTRO TECNOLÓGICO DE HIDRÁULICA Engº José Rodolfo S. Martins Engº Francisco M. Fadiga Jr. Bibliografia Hidrologia Aplicada Carlos Eduardo M. Tucci Hidrologia – Ciência e Aplicação Carlos Eduardo M. Tucci – ABRH Hidrologia Aplicada Carlos Eduardo M. Tucci Engenharia Hidrológica ABRH Hidrologia e Recursos Hídricos Antonio Marozzi Righetto Bacia de Drenagem Processo de urbanização •área impermeabilizada •tempo de concentração Tempo de Concentração (Tc) Tempo necessário para que toda a área da bacia contribua para o escoamento superficial na seção de saída. Os fatores que influenciam o Tc de uma dada bacia são: Forma da bacia. Declividade média da bacia. Tipo de cobertura vegetal. Comprimento e declividade do curso principal e afluentes. Distância horizontal entre o ponto mais afastado bacia e sua saída. Condições do solo em que a bacia se encontra no inicio da chuva. Dados Hidrometeorológicos Estações Climatológicas Estações Pluviométricas Estações Fluviométricas Radar meteorológico Sensoriamento Remoto Estações Climatológicas Actinógrafo Heliógrafo Geotermômetro ou termógrafo de solo Termômetro de máxima e mínima e termógrafos Psicrômetro Higrômetro Barômetro Anemômetro de canecas Anemógrafo Universal Pluviômetro, Pluviógrafo Evaporímetro Anemômetro de Piche Evapotranspirômetro Estações Pluviométricas Precipitações diárias (pluviômetros) Intensidade das chuvas (pluviógrafo) Área de Drenagem (ha) Número Mínimo de Estações Pluviométricas 1 12-40 2 40-80 3 80-200 1 a cada 40 ha 200-1000 1 a cada 100 ha 1000-2000 1 a cada 250 ha >2000 1 a cada 750 ha Estações Fluviométricas Níveis d´água réguas limnimétricas limnígrafos Radar Meteorológico Sensoriamento Remoto Visível Vapor d´água Infravermelho Banco de Dados - SP www.sigrh.sp.gov.br Estatísticas Aleatoriedade das variáveis hidrológicas Período de Retorno Inverso da probabilidade excedente Probabilidade de ocorrência o inverso do período de retorno (1/T) é a probabilidade de um evento ser igualado ou superado em um ano qualquer é o intervalo médio de ocorrência (em anos) entre eventos que igualam ou superam uma dada magnitude Tipo de Obra Tipo de Ocupação da Área Microdrenagem Residencial Comercial Áreas com edifícios de serviços ao público Aeroportos Áreas comerciais e artérias de tráfego Macrodrenagem Áreas residenciais e comerciais Áreas de importância específica T (anos) 2 5 5 2-5 5-10 50-100 500 Exemplo Exemplo – Intensidade de Precipitação (i) 450 260,4 222 206,1 206 197,5 192,5 177,8 174,5 167,7 164,4 163,9 162,3 158,7 157,2 155 154,5 153,5 152,6 145,6 138,1 134,8 133,7 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 260,4 222 206,1 206 197,5 192,5 177,8 174,5 167,7 164,4 163,9 162,3 158,7 157,2 155 154,5 153,5 152,6 145,6 138,1 400 350 i (mm) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 y = 36,757ln(x) + 143,21 300 250 200 150 100 1 10 Tr 100 1000 Equações IDF Fornecem a intensidade pluviométrica (mm/min) ou a altura precipitada (mm) em função da duração da chuva (t) e do período de retorno (T) Exemplos Método Racional Área < 2 km2 Q = 0,278 x C x i x A Q: (m3/s) C: coeficiente de run-off i: intensidade de precipitação em mm/h A: área em km2 Coeficiente de Escoamento Horner: C = 0,364 log t + 0,0042 p - 0,145 •t: tempo de duração da chuva •p: taxa de impermeabilização Coeficiente de Escoamento Intensidade da Chuva Relações intensidade-duração-freqüência i 27,96T t 15 0,112 0 ,86T 0 , 0144 Duração da Chuva para bacias pequenas (até 5 km2) adota-se uma chuva com duração igual ao tempo de concentração da bacia para bacias maiores usualmente adota-se uma chuva com duração igual a 24 horas Duração da Chuva Crítica 1,0 dc=tc 0,8 0,6 dc<tc 0,4 0,2 dc<tc 0,0 0 1 2 3 4 5 Tempo de Concentração Superfície Lisa e impermeável Dura e desnuda Pasto ralo (degradado) Pasto médio (bem manejado) Mata e arbustos n (Kerby) 0,02 0,1 0,2 0,4 0,6 Exemplo Equação da chuva 2000 i 0 , 67 t i em l/s.ha t em minutos Tempo de concentração: 10 minutos Área de Drenagem: 0,39 ha Taxa de impermeabilização: 80% Exemplo 1 Q =C iA C (tabela) = 0,55 A = 0,39 ha i = 2000/100,67 = 427,5 L/s.ha = 0,428 m3/s.ha Q=0,55 x 0,428 x 0,39 Q=0,092 m3/s Exemplo 2 Q=0,278 C i A i em mm/min t em minutos C (tabela) = 0,55 A = 0,0039 km2 T = 10 anos I = (29,13·100,181)/(10+15)0,89= 2,51 mm/min = 151,1 mm/h Q=0,278 x 0,55 x 151,1 x 0,0039 Q=0,090 m3/s