Vazão de Projeto NAG. Universidade Regional do Cariri URCA. Coordenação da Construção Civil

Transcrição

1 EM SUPE ERFIC CIAL Universidade Regional do Cariri URCA Pró Reitoriade Ensino de Graduação Coordenação da Construção Civil Vazão de Projeto DREN NAG Prof. Me. Renato de Oliveira Fernandes Professor Assistente Dep. de Construção Civil/URCA

2 Gráfico da Vazão Gerada Área de Drenagem (Bacia Hidráulica)

3 Geração de escoamento Capacidade de infiltração do solo (escoamento Hortoniano) Umidade do solo (condição inicial do solo) Areia Silte Argila

4 Divisor de Água

5 Métodos mais usados para estimativa da vazão de projeto Área (Km 2 ) Método <5 Racional simples 5 A 10 Racional modificado > 10 Hidrograma Triangular Sintético SCS Não existe um consenso entre os autores sobre o tamanho máximo da bacia para aplicação de cada método, mas em geral para bacias com áreas superiores a 10 km 2 não se aplica o método racional.

6 Seleção de metodologias para estimativa de vazões Vazões Máximas Sim Dados Observado Não Série maior 10 km 2 >10 km Área da Bacia 2 que 30 anos Ajustar a uma distribuição de probabilidade Método Racional e Racional Modificado Método do Hidrograma Triangular Sintético (SCS)

7 Método Racional 360 Onde: Q vazão de cheia (m 3 /s); C coeficiente de escoamento superficial; i intensidade da chuva de projeto (mm/hora); A área da bacia hidrográfica de contribuição (ha).

8 Valores de C de acordo com a ocupação Fonte: W. C O L L I S C H O N N

9 Valores de C para diferentes usos (Bastos, 2009)

10 Fonte: W. C O L L I S C H O N N Valores de C para diferentes superfícies

11 Propagação de vazão

12 Propagação de vazão Tp=tr/2 + tp Fonte: LabSid (

13 Propagação de Vazões L=20km 2,0

14 Determinação do tempo de Equação de Kirpich: concentração tc = tempo de concentração (min); L = comprimento do rio principal (km); D = declividade média do rio (adimensional): L = comprimento total do rio (km) L i = comprimento de um trecho do rio (km); D i = declividade de um trecho do rio (adimensional) k = número de trechos

15 Determinação do tempo de concentração Equação California Culverts Practice Observação: caso tc < 10 min, adotar 10 min

16 Resumo de tempos de conce entração Fonte: Bastos, 2009

17 Resumo de tempos de conce entração Fonte: Bastos, 2009

18 Hidrograma Triangular Sintético (USA SCS) t p =0,6.t c t b =2,67.T p T p =D/2+t c Fonte: W. C O L L I S C H O N N

19 Tipos de Solos

20 Número de deflúvio CN Curva Núm mero (CN) (Fonte: WILKEN, 1978)

21 Bacias Urbanas Curva Número (CN)

22 Bacias Rurais Curva Número (CN)

23 Hidrograma Triangular Sintético (USA SCS) Estimativa da vazão de projeto (vazão máxima) Qp 0,20836 A km 2 Tp tr / 2 0,6. tc P. Pe h tr: duração da chuva (h) Tp tc tempo de concentração (h) Em que: Q p vazão de projeto (m 3 /s); A área de drenagem (km 2 ); T p tempo de pico do hidrograma (horas); Pe precipitação efetiva acumulada (mm) Obs. Alguns autores sugerem tr=tc (bacias pequenas. A < 5 km 2 ) tr=2.tc 0.5 (bacias pequenas e grandes) tr=24 h (A > 5 km 2 )

24 Hidrograma Triangular Sintético (USA SCS) P 0,2 S 2 Pe, P 0, 2 S P 0,8 S S mm 254 CN Observe que para P< 0.2.S (abstração inicial) P e =0 mm e Q p =0 m 3 /s. Não existe escoamento! P precipitação acumulada (mm) CN valor na curva número (ver tabelas Tipos de Solos e Curva Número )

25 Umidade do solo e escoamento Fonte: FCTH/DAEE

26 Condição inicial de umidade (Os CN s especificado anteriormente são pra a condição II) Condição I Condição II solos secos: as chuvas nos últimos 5 dias não ultrapassaram 15mm situação média na época das cheias: as chuvas nos últimos 5 dias totalizaram entre 15 e 40mm solo úmido (próximo da saturação): as chuvas nos últimos 5 dias foram superiores a 40mm e as condições meteorológicas foram Condição III desfavoráveis a altas taxas de evaporação Para converte para as outras condições de umidade. 4,2 CN II CN I 10 0, CN II CN III 10 0,13 CN II CN II

27 Exemplos 1. Determinar a vazão de projeto para o dimensionamento de um bueiro que será construído em uma cidade próxima a Quixeramobim CE em uma bacia de drenagem com 11 km 2 localizada em uma área de floresta normal com solo do tipo D. O comprimento do rio principal p é de 7 km e sua declividade é de 1,7%. 2. Determinar o valor da vazão de projeto do exemplo 1 considerando a área da bacia como sendo 8 km 2.