hidrologia aplicada -  · (sistemas telemétricos) evapotranspiração –medidor thornthwaite

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  • HIDROLOGIA APLICADA

    Professor: ALCEU GOMES DE ANDRADE FILHO

    2009

  • RESUMO DO PROGRAMA

    Ciclo Hidrolgico;

    Bacia Hidrogrfica;

    Precipitao;

    Infiltrao;

    Evaporao e transpirao;

  • RESUMO DO PROGRAMA

    Escoamento superficial;

    Medies de vazo;

    Previso de enchentes;

    Hidrograma unitrio;

    Regularizao de vazes;

    Propagao de enchentes.

  • BIBLIOGRAFIA BSICA

    FENDRICH, Roberto Chuvas Intensas para Obras de Drenagem no Estado do Paran, Editora Champagnat, Curitiba, 1998, 99 p.

    PINTO, Nelson Luiz de Souza et al, Hidrologia Bsica Editora Edgard Blcher, 1986, So Paulo.

    VILLELA, Swami Marcondes e MATTOS, Arthur Hidrologia Aplicada, Editora McGraw Hill do Brasil, So Paulo, 245 p.

  • BIBLIOGRAFIA BSICA

    TUCCI, Carlos E.M. Hidrologia: Cincia e Aplicao Editora da Universidade ABRH EDUSP, 1993.

    TUCCI, Carlos E.M., PORTO, Rubem La Laina e BARROS, Mrio T.de Drenagem Urbana ABRH / Editora UFRGS, Porto Alegre, 1995.

  • BALANO HDRICO

    Equao geral:

    I O = S

    I Inflow (entradas dgua);

    O Outflow (sadas dgua);

    S Variao de armazenamento no volume de controle (VC).

  • Exemplo: AQFEROS

    I = Percolao + Escoamento subterrneo

    (solo) (rios e lagos)

    O = Ascenso capilar + Escoamento subterrneo

    (solo) (rios, lagos e oceanos)

  • Classificao dos Cursos dgua

    PERENES sempre apresentam escoamento

    INTERMITENTES escoam durante a estao das chuvas, secam na estiagem

    EFMEROS s transportam escoamento superficial

  • Bacia Hidrogrfica:

    Caracterizao

    SQ

    A (km)

  • Coeficiente de Deflvio

    oprecipitadVolume

    escoadoVolumeC

  • Fatores Fsicos Importantes

    Coeficiente de Compacidade;

    Coeficiente de Forma;

    Ordem dos Cursos dgua(Horton);

    Densidade de Drenagem;

    Anlise de Declividades;

    Representao Hipsomtrica;

    Conceito de Tempo de Concentrao.

  • EXEMPLO

    11

    11

    11

    1

    12

    2

    2 2

    3 3

    4

  • Curva Tpica de Distribuio de

    Declividade

  • Curva Hipsomtrica

  • Tempo de Concentrao - Conceito

    tc intervalo de tempo contado a partir do incio da precipitao para que toda a bacia passe a contribuir na seo em estudo.

  • Tempo de Concentrao - Fatores

    Forma da bacia hidrogrfica

    Declividade do curso dgua

    Rugosidade do terreno

    Outros

  • Tempo de Concentrao

    L comprimento do talvegue (m)

    V velocidade mdia de percurso (m/s)

    tc tempo de concentrao (s)

    V

    Lt c

  • PRECIPITAO

    Regime hidrolgico depende das caractersticas fsicas da regio, geologia, topografia e clima (precipitao, evaporao, temperatura, umidade e vento).

  • Precipitaes Ciclnicas

    Associadas com o movimento das massas de ar de regies de alta presso para regies de baixa presso (SISTEMAS FRONTAIS OU NO FRONTAIS).

  • Precipitaes Orogrficas

    Decorrentes de ascenso mecnica de correntes de ar mido sobre barreiras naturais (serras, cadeias de montanhas, etc.)

  • Precipitaes Convectivas

    Tpicas de regies tropicais, so de grande intensidade e curta durao concentradas em pequenas reas.

  • Medidor Pluvimetro

    1,50

  • Postos de Observao

    NOME DA ESTAO:

    LATITUDE:

    LONGITUDE:

    ALTITUDE:

    MUNICPIO:

    PREFIXO:

    INSTALAO:

    ENTIDADE:

    TTULO: Alturas dirias de chuva (mm)

  • REGISTROS

    ANO:

    DIA JAN FEV MAR ABR MAI ...

    01

    02

    ......

    ......

    Total mensal ..........................................

    Mxima diria.........................................

    Dias de chuva..........................................

    Total anual...............................................

  • Medidor Pluvigrafo

    em lugar da proveta possui reservatrio com bia conectada a sensor de nvel para transmisso do registro a grfico prprio e/ou base de coleta a distncia (telemetria).

  • Medidor Radar

  • Funcionamento do Radar

  • SIMEPAR - RADAR

  • Apoio de Satlite

    O INPE disponibiliza as imagens dos satlites Landsat-1, Landsat-2, Landsat-3 e CBERS2 (Satlite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres).

  • REDES DE OBSERVAO

    (1) Registros dirios compostos por postos pluviomtricos

    (2) Registros contnuos compostos por postos pluviogrficos, e, tambm radares

  • DENSIDADE DA REDE

    Dp = (REA DA BACIA / TOTAL DE POSTOS)

    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 Tibagi Dp = 170 (km2/Posto)

  • DENSIDADE DA REDE

    (7) Rio So Francisco Dp = 490 km2/Posto

    (8) Rio Uruguai Dp = 570 km2/Posto

    (9) Rio Iva Dp =242Km2/Posto

    (10) Rio Piquiri Dp =225km2/Posto

    (11) Mdia Frana Dp = 175 km2/Posto

    (12) Chile / Argentina Dp = 750 km2/Posto

    (13) Venezuela Dp = 660 km2/Posto

    OBS: na Amaznia atualmente tem o projeto SIVAM(Sistema de Vigilncia da Amaznia)

  • PROJETO SIVAM INPE -

    ANEEL

  • Estaes Cajupiranga e Manacapuru -

    Projeto SIVAM

  • Estaes Cruzeiro do Sul e Fazenda

    Itaguau - Projeto SIVAM

  • Estaes Foz do Breu e Bacabal

    Projeto SIVAM

  • Precipitao Mdia Mtodo de

    Thiessen

    S

    Pc

    aP

    bPdP

    AA

    AA

  • Precipitao Mdia Mtodo de

    Thiessen

    pi precipitao no posto i

    Ai rea de influncia do posto i

    Mtodo aplicvel a Bacias Hidrogrficas cujo tempo de concentrao tc 1 dia, e, situada em regio homognea.

    n

    1ii

    n

    1iii

    M

    A

    ApP

  • Perodo de Retorno

    Tempo mdio em anos para que um evento deva ser igualado ou superado pelo menos uma vez

    T = ..... (anos)

    f

    1T

  • Ajuste por Regresso Linear

    0 20 40 60 80 100

    0

    200

    400

    600

    800

    1000

    a

    (P-P

    md)

    Log Tr

  • Ajuste por Regresso Linear

    y = ax + b

    sendo:

    y = (P Pmd)

    x = log Tr

  • ESTUDO DE RISCO

    Seja P f

    P probabilidade de ocorrncia de um evento determinado

    f freqncia obtida do estudo da srie histrica (amostra)

    Seja P probabilidade de no ocorrncia

    Ento: P = (1 f) no corrente ano

  • ESTUDO DE RISCO

    em dois anos: P = P P

    em trs anos: P = P P P

    .

    .

    em n anos: P = P^n

    P = (1 f)^n

    OBS: Trata-se de distribuio tipo binomial

  • RISCO

    Risco seria a probabilidade complementar, para um perodo de n anos. A vida til da obra por exemplo.

    R = 1 P = 1 (1 f)^n

    Sendo Nu = vida til de uma obra hidrulica em anos, o Risco seria:

    R = 1 (1 f)^Nu

  • TABELA: Tr X RISCO X VIDA

    TIL

  • CHUVAS INTENSAS (t 2 h)

    % Precipitado

    % Durao50 100

    50

    80

    100

  • Intensidade X Durao X Freqncia

    to, K, m, n parmetros a determinar

    t durao da chuva

    T perodo de retorno

    n

    0

    m

    )tt(

    TKi

  • INFILTRAO

    A capacidade de infiltrao de um solo depende das caractersticas de arranjo das partculas desse solo, coeso e permeabilidade, sendo varivel de acordo com o tempo de infiltrao e os fatores:

    Umidade do solo

    Permeabilidade do solo

    Temperatura do solo

    Profundidade do extrato impermevel

  • Curva Tpica de Infiltrao

    t (horas)

    f (mm/min)

  • EQUAO DE HORTON

    f = fc + (fo fc) e^(kt)

    f = capacidade atual de infiltrao (mm/h)

    fc = capacidade final de infiltrao (mm/h)

    fo = capacidade inicial de infiltrao (mm/h)

    k = coeficiente de proporcionalidade

    t = intervalo de tempo decorrido a partir do incio da recarga (h).

  • Escoamento em Meio Saturado

    Experimento de DARCY

    NA

    h

    Q

    L.P.

    A

    L

  • Escoamento em Meio Saturado

    Equao de Darcy

    k coeficiente de permeabilidade

    h rebaixamento na L.P.

    L distncia

    L

    hAkQ

  • Aplicaes da Eq. de Darcy

    Planejamento de obras de drenagem subterrnea de rodovias, campos esportivos, rebaixamento do lenol fretico....

    VALA

    Contribuies

    laterais

  • Aplicaes da Eq. de Darcy

    Solo (superfcie)

    Zona no saturada

    Zona saturada

    Plano de referncia

    NASentido deescoamento

    h H2

    H1

    r1

    r

    R

    r

    h)rh2(kQ

  • Depleo dos Aqferos

    A curva de depleo serve para caracterizar o escoamento denominado escoamento base, nos cursos dgua durante os perodos de estiagem.

    A variao de vazo no tempo em um aqfero proporcional sua vazo inicial do perodo de depleo

    Qat

    Q.

  • EVAPORAO

    Processo pelo qual a gua passa do estado liquido para o estado de vapor

    Temperatura de superfcie - altas temperaturas mais molculas so ativadas

    Temperatura e umidade condicionam a presso de vapor afetando o gradiente de vapor (concentrao)

    O vento modifica a camada de ar vizinho a superfcie, substituindo camadas saturadas por outras de menor teor dgua, alterando a condio de difuso molecular para difuso turbulenta

  • EVAPORAO

    OUTRAS