hidrÁulica de hidrologia aplicada

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  • 7/22/2019 HIDRULICA DE HIDROLOGIA APLICADA

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    1LISTA DE EXERCCIOS - HIDRULICA DE HIDROLOGIA APLICADA

    1. Calcular o Permetro molhado Pm, a rea molhada Am, e Raio hidrulico Rh,das seguintes sees:

    a) Canal trapezoidal com base de 4 m, talude com inclinao 1V:4H e 2 maltura da lmina dgua.

    b) Canal retangular com base 2,5 e altura da lmina dgua de 1,5 m.c) Canal circular de 400 mm de dimetro, escoando a meia seo.

    2. A seo transversal, da calha de um crrego que corta a cidade de So Carlos, representada pela figura que segue:

    Para vazes em dias secos, o crrego apresenta altura da lmina dgua de 2,5

    m. J em dias chuvosos, o crrego atinge sua altura de lmina dgua mxima de4 m. Calcule o Raio hidrulico para as duas condies, dias secos e chuvosos.

    3. Com relao ao crrego mencionado no exerccio 2, o trecho estudado emprojeto tm 3,9 km de comprimento e as cotas de nvel do leito, no incio e nofinal, so 678,90 m e 673,45 m, em relao ao nvel do mar. Os taludes doreferido canal so revestidos com grama. (coeficiente de rugosidade deManning n = 0,026).

    Nestas condies, empregando a frmula de Manning, pode-se estimar que avazo mxima, que pode escoar sem transbordar, ser:

    4. Em um sistema de drenagem pluvial da cidade de So Jos do Rio Pardo, deescoamento permanente e variado, um canal retangular com base 4 mtransporta uma vazo Q de 15 m3/s entre os pontos A e B, em uma extenso de1 Km e desnvel de 10 m. Sabendo que a altura da lmina dgua a montante de 1 m e a velocidade a jusante igual a 4 m/s, pede-se para calcular a perdade carga total entre o incio e o trmino do canal (do ponto A ao ponto B).

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    5. O regime de escoamento em um conduto livre depende, basicamente, davelocidade mdia das guas. A velocidade mdia, por sua vez, depende dadeclividade e do atrito entre a gua e as paredes do conduto. Froude definiuum nmero adimensional que delimita os regimes de escoamento, fluvial,crtico ou torrencial. Em um canal de drenagem, a vazo Q = 118m/s forma

    uma lmina dgua de 2,5m de profundidade num canal retangular de 22m de

    largura. Nestas condies, qual o nmero de Froude e qual o regime deescoamento.

    6. Em um projeto de reestruturao da calha de um rio, deseja-se evitarinundaes futuras. As margens do rio so bastante irregulares, com vegetaodensa. Foi feita uma campanha hidromtrica onde se obteve uma vazo de12,1 m3/s para uma profundidade mdia de 1,2 m.

    Os levantamentos topo-batimtricos indicam que a seo mdia trapezoidal

    com 6,0 m de largura de base (no leito do ribeiro), profundidade mxima de2,5 m e taludes 1V:2H. A declividade do trecho de 0,0016 m/m. Os estudoshidrolgicos forneceram que a vazo de projeto para um perodo de retorno de25 anos deveria ser de 100 m3/s. (Dados - coeficiente de rugosidadegrama:0,026; gabio: 0,023; concreto: 0,018.)

    a) O canal natural atual atende condio de projeto ou seria necessrio arealizao do projeto de reestruturao da calha do canal para isto?

    b) Em quanto melhoraria a capacidade de descarga se fosse feita umaregularizao de margem, com revestimento em grama (n = 0,026)?

    c) Qual seria o ganho se fosse feita a regularizao e revestimento completocom gabio ou ainda com concreto, sem alterar a geometria mdia?

    7. A travessia do rio Jacar, na rodovia Ferno Dias possui as dimenses da seoesquematizada abaixo:

    Por medida de segurana de projeto, a ponte construda deve estar a 1,5 m dealtura da lmina dgua. A) Sabendo que o escoamento possui uma velocidademdia de 2,5 m/s, qual a vazo escoada sob a ponte? B)Este mesmo rio possui

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    superfcie natural e seu coeficiente de manning n: 0,028. Encontrar adeclividade do rio.

    8. Uma ponte passa sobre o Rio Pardo, com as dimenses descritas na figura abaixo. Oengenheiro responsvel pela obra projetou a ponte com 1 m de altura da lminadagua, como fator de segurana. sabendo-se que a declividade mdia neste trecho

    de 0,0026 m/m, e a calha revestida com cimento liso em estado regular, qual a

    capacidade de vazo do rio? (ver tabela coeficiente de rugosidade de manning)

    9. Determine a capacidade de vazo do canal cuja seo mostrada na figura. Os taludese as bermas so de alvenaria, em condies regulares, e o fundo de concreto, em boas

    condies. Declicidade de fundo Io: 1 m/km. (ver tabela coeficiente de rugosidade demanning)

    10.Determine a capacidade de vazo de um canal para drenagem urbana, com 2,0 m debase e 1,0 m de altura dgua, declividade de fundo igual a Io: 0,001 m/m e taludes

    1V:1,5H. O fundo corresponde a canal dragado em condies regulares e os taludes

    so de alvenaria em boas condies .

    11.A canalizao de um crrego, constituda de duas clulas retangulares de 2,50 x 2,5m (B x H), em concreto, cujo estado atual ruim. A Prefeitura da cidade deseja

    construir uma extenso desta galeria para a mesma vazo e declividade, utilizando

    uma seo igual existente.

    a) Sabendo-se que a obra foi projetada originalmente considerando uma rugosidadeManning igual a do concreto novo, qual foi a perda de capacidade da galeria pela

    deteriorao do acabamento, sabendo-se que este tipo de estrutura deve manter

    uma borda livre (altura livre acima do nvel dgua) de 50 cm?

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    Coeficiente de rugosidade de manning

    Natureza dasparedes

    Condies

    Bom Regular Ruim

    Cimento liso 0,011 0,012 0,013Alvenaria 0,014 0,015 0,016

    Concreto 0,014 0,016 0,018

    Canal de terra 0,020 0,023 0,025

    Canal dragado 0,028 0,030 0,033

    GABARITO

    1. A) Am: 24 m2 Pm: 20,5 m Rh:1,17mB) Am: 3,75 m2 Pm: 5,5 m Rh: 0,68 mC) Am: 0,06 m2 Pm: 0,63 m Rh: 0,09 m

    2. Condio Seca Rh: 1,89 mCondio Chuvosa Rh: 2,73 m

    3. Q: 191,34 m3/s4. H: 9,96 m5. Fr: 0,43 (Escoamento Fluvial, ou Escoamento Subcrtico)6. A) Q: 48,52 m3/s No atende a demanda, necessrio a obra.

    B) Q: 51,88 m3/s

    C) P/ gabio Q: 65,42 m3/s P/ concreto Q: 83,4 m3/s

    7. A) Q: 477,5 m3/sB) I: 0,026 m/m

    8. Esquema resolvido em aula9. Esquema resolvido em aula10.Q: 3,85 m3/s11.O canal perdeu 22% da sua capacidade inicial.