FT - UNICAMP - LIMEIRA
2010
PROJETO
HIDROLÓGICO
1º SEMESTRE - 2010
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
0
,
385
L
tc

57
( )
I
ond
:
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 !
0
,
1726
77
,
56
x
T
i
0
,
0056
1
,
087
xT
(
tc

25
)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 ¨
G
rau
de
im
perm
eabilidade
B
A
IX
O
M
É
D
IO
A
L
T
O
T
ipodosoloecobertura
U
sodosolo
-V
egetaçãorala/esparsa
-Solosecoarenoso
Á
reasverdesnãourbanizadas
-T
errenocultivado
-T
errenosuperficial poroso -Z
onaresidencialcomlotesam
plos
-Soloscompoucavegetação
acim
ade1000m
².
-G
ram
adoscomdeclividade -Z
onaresidencialcomocupação
m
édiaabaixa
esparsa
-Á
reaspavim
entadas
-Solosargilosos
-T
errenosrochososestéreise -Z
onaresidencialcomlotespequenos
ondulados
de100a1000m
²
-V
egetaçãoquaseinexistente
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.
V
a
l
o
r
e
s
d
o
c
o
e
f
i
c
i
e
n
t
e
s
v
o
l
u
m
é
t
r
i
c
o
“
C
2
”
d
e
e
s
c
o
a
m
e
n
t
o
G
r
a
u
d
e
i
m
p
e
r
m
e
a
b
i
l
i
d
a
d
e
s
u
p
e
r
f
i
c
i
a
lC
o
e
f
i
c
i
e
n
t
e
v
o
l
u
m
é
t
r
i
c
o
d
e
e
s
c
o
a
m
e
n
t
o
B
a
i
x
o
M
é
d
i
o
A
l
t
o
0
,
3
0
0
,
5
0
0
,
8
0
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
0
,
385
L
tc

57
()
H
on
:
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
0
,
385
L
tc

57
( )
I
on
:
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