Hidrologia Aplicada

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<p>HIDROLOGIA APLICADARESUMO DO PROGRAMA1. Ciclo Hidrolgico;2. Bacia Hidrogrfica;3. Precipitao;4. Infiltrao;5. Evaporao e transpirao;6. Escoamento superficial;7. Medies de vazo;8. Previso de enchentes;9. Hidrograma unitrio;10. Regularizao de vazes;11. Propagao de enchentes.1 - CICLO HIDROLGICO1ATMOSFERANEVE E GELOVEGETAOSUPERFCIE DO SOLOSOLOAQFEROSCORRENTES LAGOS E RIOSOCEANOPPP PPEEEEEPINFDRENPCA.CAPILARESC.SUPERFICIALTROCASESC.SUB.Onde: P Precipitao;E Evaporao;PC Percolao;INF Infiltrao;DREN Drenagem.BALANO HDRICO Equao geral:I Inflow (entradas de gua);O Outflow (sadas de gua); S Variao no armazenamento no volume de controle (VC).Exemplo: AQFEROSI = Percolao + Escoamento subterrneo (solo) (rios e lagos)O = Ascenso capilar+Escoamento subterrneo (solo)(rios, lagos e oceanos)2 - BACIA HIDROGRFICASQA (km) a rea coletora de gua de chuva que contribui para a seo de um curso de gua, identificada atravs de mapas, fotos areas, etc.2.1 - VAZO ESPECFICARelao entre a vazo em uma seo do curso dgua e a rea da bacia hidrogrfica.2/kms lAQq 2.2 - COEFICIENTE DE FLVIO:2I O = SV.C. SIOo precipitad Volumeescoado VolumeC C adimensional2.3 - TEMPO DE CONCENTRAOtc intervalo de tempo contado a partir do incio da precipitao para que toda a bacia passe a contribuir na seo em estudo.2.4 - CLASSIFICAO DOS CURSOS DE GUA(1) PERENESSempre tem gua o lenol subterrneo mantm alimentao contnua.(2) INTERMITENTESEscoam durante a estao das chuvas, secam nas de estiagem.(3) EFMEROSS transportam escoamento superficial.EXEMPLOS:Tipo (1) Rio Tibagi, Iguau, Paran, etc.Tipo (2) Vrios rios do Nordeste do Brasil (agreste).Tipo (3) Idem, e, canais superficiais.2.5 - FORMA DA BACIAInflui diretamente no tempo de concentrao (tc)2.5.1 - COEFICIENTE DE COMPACIDADERelao entre o permetro da bacia e a circunferncia de um crculo de rea igual da bacia:rPKC 2obs.: KC prximo de 1,0 mais sujeito a enchente2.5.2 - FATOR DE FORMARelao entre a largura mdia e o comprimento da baciaLLKfL Comprimento do canal principal da cabeceira (divisor de guas) at seo de estudoLAI Kf pequeno, indica bacia pouco sujeita a enchentes32.6 - ORDEM DO CURSO DGUASegundo HORTON1a.Ordem Correntes formadoras2a.Ordem Unio de dois canais de 1a.ordem (ou mais)3a.Ordem Unio de dois canais de 2a.ordem. . . .EXEMPLO: 11111111 2 2 2 2 334Obs: Curso dgua de 4a.ordem2.7 - DENSIDADE DE DRENAGEMALDd L Comprimento dos cursos dgua da bacia hidrogrficaA rea de drenagemValores de referncia:Dd 0,5 km/km2 drenagem pobreDd 3,5 km/km2 bem drenada2.8 - DECLIVIDADE DA BACIAControla a velocidade de escoamento influindo no tempo de concentrao.4Declividade (m/m)imdioEXERCCIO 1 :Traar a curva de freqncia de declividade e determinar a declividade mdia de uma bacia hidrogrfica com as seguintes caractersticas.Declividade (m/m)Nmero de ocorrncias0,0000 0,0049 3000,0050 0,0099 800,0100 0,0149 400,0150 0,0199 100,0200 0,0249 200,0250 0,0299 20,0300 0,0349 30,0350 0,0399 80,0400 0,0449 15Distribuio de declividade(1) (2) (3) (4) (5) (6)Declivi(m/m)No.de ocorrnc%total%acumulDeclivmdiaColuna(2*5)550100EXERCCIO 2 :Traar a curva hipsomtrica de uma bacia hidrogrfica com os dados abaixo:Cotas (m) reas (km2)700 720 50,00720 740 40,00740 760 60,00760 780 100,00780 800 110,00800 820 80,00820 840 10,00840 860 40,00860 880 10,00880 90060,00CURVA HIPSOMTRICA a representao grfica do relevo de uma bacia relativamente ao nvel do mar.(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)Cotas(m)PontoMdio(m)rea(km2)reaAcumulada(km2)%%acumuladaColuna(2*3)6Altitude (m)3 - FORMAO DAS PRECIPITAES Umidade; Temperatura; Presso; Quantidade de gua precipitvel; Conceituar ndices de umidade.Relacionar referncias bibliogrficas consultadas.PRECIPITAORegime hidrolgico depende das caractersticas fsicas da regio, geologia, topografia e clima (precipitao, evaporao, temperatura, umidade e vento).TIPOS:CICLNICAS associadas com o movimento das massas de ar de regies de alta presso para regies de baixa presso (SISTEMAS FRONTAIS OU NO FRONTAIS).OROGRFICAS decorrentes de ascenso mecnica de correntes de ar mido sobre barreiras naturais (serras, cadeia de montanhas, etc.)CONVECTIVAStpicas de regies tropicais, so de grande intensidade e curta durao concentradas em pequenas reas.MEDIDAS PLUVIOMTRICASAltura pluviomtrica realizada em pluvimetros / pluvigrafos expressa em mm.7hAltitude mdia 50100 %1,50PLUVIGRAFO emlugar da proveta possui reservatriocombia conectada a sensor de nvel para transmisso do registro a grfico prprio e/ou base de coleta a distncia (telemetria).INTENSIDADE DE PRECIPITAORelao entre altura pluviomtrica e a durao da precipitao (mm/h) ou (mm/min).Observaes comradarpermitemdeterminar a intensidade diretamente, apartir dovalor de refletividade registrado.Equao geral Marshall Palmera e b parmetros do radar / sistema de calibraoR Intensidade (mm/h)Z Refletividade (mm6 m-3)PROCESSAMENTO DOS DAD OS 1a Fase deteco de erros grosseiros2a Fase preenchimento de falhasEx. (3 postos) 3a Fase homogeneidade8bR a Z </p> <p>,_</p> <p> + + ccxbbxaaxxPMMPMMPMM31PPreencher as falhas do posto A, e, verificar a homogeneidade do posto B, com os dados abaixo:Ano P.A P.B P.C P.D1975 533 825 607 7391976 940 958 704 8461977 503 757 574 7011978 625 942 714 8791979 579 884 665 8001980 429 648 488 5941981 ---- 815 622 7591982 569 798 587 7061983 587 787 605 7471984 635 848 648 7751985 704 952 716 8231986 ---- 869 653 8741987 ---- 1074 808 8821988 617 859 630 6961989 696 917 706 7651990 705 1002 805 8031a FASE Deteco de erros grosseiros2a FASE Preenchimento de falhasMa ,Mb ... = Mdias anuais3a FASEHomogeneidade (verificao)HOMOGENEIDADE DUPLAS MASS AS 9</p> <p>,_</p> <p> + + ccxbbxaaxxPMMPMMPMM31PPESQUISA BIBLIOGRFICATTULOObservaes de precipitao pluviomtrica com uso de radar meteorolgico e satlite.ASPECTOS: Tcnica de varredura e armazenamento de informaes Mapeamento representativo das alturas de chuva / intensidades observadas Fatores que podem afetar a preciso das medidas realizadasPROCESSAMENTO DOS DADOS DE PRECIP I TAO FASES (1-2-3)REDES DE OBSERVAO(1) Registros dirios compostos por postos pluviomtricos(2) Registros contnuos compostos por postos pluviogrficos, e, tambm radaresOBS:DensidadeMdia EXEMPLO:(1) Radar (2km x 2km) Dp = 4 (km2/Posto)(2) Rio Iguau Dp = 180 (km2/Posto)(3) Rio Amazonas Dp = 11500 (km2/Posto)(4) Rio Tocantins Dp = 3460 (km2/Posto)(5) Rio Paran Dp = 390 (km2/Posto)(6) Rio So Francisco Dp = 490 (km2/Posto)(7) Rio Uruguai Dp = 570 (km2/Posto)(8) Rio Dp = 170 (km2/Posto)10postos de Totalbacia da reaDp </p> <p>,_</p> <p>postokmDp2Tibagi (9) Rio Iva Dp = 242 (km2/Posto)(10) Rio Piquiri Dp = 225 (km2/Posto)(11) Mdia Frana Dp = 175 (km2/Posto)(12) Chile / Argentina Dp = 750 (km2/Posto)(13) Venezuela Dp = 660 (km2/Posto) 11POSTOS DE OBSERVAONOME DA ESTAO:LATITUDE:LONGITUDE:ALTITUDE:MUNICPIO:PREFIXO:INSTALAO:ENTIDADE:TULO: Alturas dirias de chuva (mm)ANO:DIA JAN FEV MAR ABR MAI ...01 0203 .Total mensal ..........................................Mxima diria.........................................Dias de chuva..........................................Total anual...............................................PRECIPITAO MDIA EM UMA BACIA(1) Mtodo de Thiessenpi precipitao no posto iAi rea de influncia do posto iSPcaPbPdPAAAAObs:Mtodoaplicvel aBaciasHidrogrficascujotempodeconcentraotc 1dia, e, situadaemregio homognea.12niinii iMAA pP11(2) Mtodo de Thiessen modificado1 diaP2 dias3 dias1P2P3P4P5P6P7P8Obs: Mtodo mais adequado para Bacias Hidrogrficas com tempo de concentrao tc &gt; 1 dia.Linhas que delimitam cada dia so denominadas ISCRONAS (1 dia, 2dias, 3dias, ...)(3) MTODO DAS ISOIETASConsiste no traado de curvas de igual altura de precipitao semelhante as curvas de nvel, e, uma vez traadas, mede-se as reas (Ai) entre as isoietas sucessivas (hr, hr+1) e calcula-se a altura mdia:+</p> <p>,_</p> <p> +niinir rimAih hAh1112hhhP3P41PP2hh123rr+1OBS: Mtodo adequado quando h variao na altitude entre cada posto de observao. As isoietas so obtidas por meio de interpolao entre cada posto adjacente.13 + + + n1 ii1 np1 j2 np1 jnpm1 j) 1 m ( i , j j 1 j , j j j jMAP A ... P A P APTEMPO DE CONCENTRAOFrmula prtica385 , 0357</p> <p>,_</p> <p>HLtcCalifornia Highway DepartmentOnde:L comprimento do talvegue (km)H desnvel (m)tc tempo de concentrao (min)Obs: pode ser utilizado tambm para avaliar uma iscrona.</p> <p>,_</p> <p>VLtcTempo de percursosendo RI RnV611R raio hidrulicon Coeficiente de ManningI declividadeEXEMPLO:(1) L = 50km e H = 10m385 , 03105057</p> <p>,_</p> <p> cttc = 2153,7 min tc 36 horas (1 dia e meio)L = ? 1a. Iscronatc = 1 dia = 1440 minkmtH Lc3 , 355731385 , 01111]1</p> <p>,_</p> <p>TEMPO DE CONCENTRAOFRMULA DO D.N.O.S.4 , 02 , 0 3 , 010I L AKtc tc tempo de concentrao (min)A rea da bacia (hectares)14L comprimento do talvegue (m)I declividade (%)K tabeladoK CARACTERSTICA DA BACIA2 Terreno areno-argiloso c/ vegetao intensa e elevada absoro3 Terreno c/ vegetao e aprecivel absoro 4 Terreno argiloso c/ vegetao, absoro mdia4,5 Terreno argiloso c/ vegetao mdia e pouca absoro5 Terreno c/ rocha, vegetao escassa, baixa absoro 5,5 Terreno rochoso, vegetacao quase inexistente, baixa absoroTEMPO DE CONCENTRAOFRMULA DE GEORGE RIBEIRO04 , 0) 100 )( 2 , 0 05 , 1 (16S pLtcp relao entre rea coberta por vegetao e a rea total da baciaS declividade mdia do talvegue (m/m)L comprimento do talvegue (km)EXEMPLO:Almdasinformaesdedesnveleextensodotalvegue, sernecessriainformaodacoberturavegetal, exemplo = 15%L = 50km; H1 = 10m.04 , 0)5000010100 )( 15 , 0 2 , 0 05 , 1 (50 16 ctmin 1440 min 17 , 917 &lt; ctdia tc1</p>