Disciplina: HIDRÁULICA APLICADA E HIDROLOGIA (2014 1) Professora Luciene Pimentel da Silva

LISTA DE EXERCÍCIOS 1 - Apresente a definição da fase terrestre do ciclo hidrológico. 2 - Quais são os principais elementos que condicionam o ciclo hidrológico? 3 - (Concurso público INEA-RJ) A transformação da água de uma fase para a outra, bem como seu movimento de um a outro local constitui o ciclo hidrológico. Neste processo, a água que chega ao solo pode evaporar ou nele se infiltrar. A respeito da quantidade de água que se infiltra no solo, assinale a afirmativa correta.

(a) Não há possibilidade de que ela retorne à atmosfera. (b) A parcela dessa água que se estabelece na parte superior do solo constitui a

capacidade de campo. (c) A parcela dessa água que se acumula na camada do solo insaturada forma o

escoamento subterrâneo. (d) A parcela dessa água que forma o escoamento subterrâneo é denominada chuva

excedente. (e) A parcela dessa água que se acumula sobre uma camada de solo impermeável e

mantém uma superfície livre é chamada de lençol artesiano. 4 – (Concurso público INEA-RJ) Sobre o escoamento superficial, analise as afirmativas a seguir.

I. É o segmento do ciclo hidrológico que estuda o deslocamento das águas na superfície terrestre.

II. Em uma mesma área de contribuição, a variação da vazão instantânea será maior em razão da intensidade das chuvas e da menor área coberta pela vegetação.

III. Quanto menor for a declividade do terreno, maior será a variação da vazão instantânea em uma mesma área de contribuição.

Assinale:

(a) se somente a afirmativa III estiver correta. (b) se somente as afirmativas I e II estiverem corretas. (c) se somente as afirmativas I e III estiverem corretas. (d) se somente as afirmativas II e III estiverem corretas. (e) se todas as afirmativas estiverem corretas.

Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Sanitária e Meio Ambiente  

5 – (Concurso público INEA-RJ) A retenção da água da chuva, antes que esta atinja o solo, é denominada:

(a) transpiração. (b) Percolação. (c) Infiltração. (d) Evapotranspiração. (e) Interceptação.

6 – (a) Apresente a definição de bacia hidrográfica; (b) Cite 4 características morfométricas usualmente determinadas para as mesmas; (c) Como são aplicados esses índices nas análises hidrológicas ? 7 – Determine a bacia de drenagem dos pontos A, B, C e D. A partir de http://pessoal.utfpr.edu.br/mannich/arquivos/Lista_michael.pdf <acesso em 29/05/2014>.

8 - (Concurso público INEA-RJ) Considere a bacia hidrográfica delimitada pela linha em negrito na figura a seguir. Considerando que A é a área da bacia e P é o seu perímetro, calcule o coeficiente de compacidade (Kc).

OBS: Cada quadrícula da figura possui 1 ha (1ha= 10.000 m2) 9 - (Concurso público INEA-RJ) Analise o esquema de uma bacia hidrográfica apresentado a seguir. Segundo o critério de Strahler, qual seria a ordem dessa bacia?

Kc = 0,28PA

10 - Observe a seguir. Qual das bacias apresenta maior propensão a enchentes? Qual delas deve apresentar o maior tempo de concentração? Justifique suas respostas.

Índices Morfométricos de Bacias Hidrográficas Brasileiras

Índice Morfométrico

BACIAS HIDROGRÁFICAS

Cachoeira das Pombas, MG

Rio Morto, RJ Ribeirão do Lobo, SP

Ribeirão Salobra, MS

Rio Piaus, TO

A (km2) 6,981 9,41 177,25 543,91 993,83 P (km) 14,864 18,42 70,0 123,48 174,64

Kc 1,575 1,68 1,47 1,4825 1,55 Kf 0,409 0,226 0,439 0,3290 0,27 Dd 1,049 1,934 0,75 0,3076 0,60

11 - Defina evapotranspiração. Qual a importância de seu estudo? (Unesp) 12 - Quais fatores influenciam a evapotranspiração? (Unesp) 13 - Explique como é feita a medição da evaporação. 14 - (Concurso público INEA-RJ) Assinale “V” para verdadeiro e “F” para falso: ( ) Em florestas equatoriais ocorre intensa evapotranspiração. ( ) A radiação solar, a umidade relativa, a temperatura do ar e o vento são os principais fatores intervenientes da evaporação. ( ) A evaporação ocorre de modo inversamente proporcional à umidade relativa do ar. 15 - (Concurso CPRM) A leitura realizada em um tanque classe A em determinado dia foi de 22,4 mm. No dia seguinte, a leitura realizada indicou o valor de 23,6 mm. Se, nesse intervalo, ocorreu apenas uma precipitação de 6,4 mm, pode-se estimar a evaporação para o intervalo entre 6,0 e 6,5 mm. Certo ou errado? Justifique. 16 - (Concurso público INEA-RJ) Uma bacia hidrográfica de 1.000 km2 recebe anualmente 1.750 mm de chuva, tem vazão média correspondente a 25 m3/s e infiltração de 511,6 mm/ano. Qual seria a evapotranspiração total dessa bacia? 17 - Durante o mês de outubro a evaporação medida em cuba classe A sobre o terreno, junto a um reservatório foi de 263 mm. Quantos m3 de água foram evaporados durante o mês, se a superfície do reservatório diminui de 18 km2 para 15 km2. Faça as suposições que julgar necessárias e comente os resultados. 18 - Um reservatório implantado num vale, tem sua evaporação medida por cuba evaporimétrica classe A e chuva observada através de um pluviômetro, ambos instalados sobre o terreno à margem do lago formado pelo reservatório. Em um mês do período seco, a evaporação medida foi de 155 mm. No mesmo mês foi acumulada uma chuva de 154 mm. Qual será a vazão média afluente ao reservatório, se a vazão média efluente do reservatório no mesmo mês foi 55 m3/s. Abaixo é fornecida a relação cota x área x volume. Considere que os volumes do reservatório no início e fim do mês eram de 290 x 106 e 190 x 106 m3, respectivamente. Comente a solução da questão.

Relação entre cota x área x volume

Cota (m) área (km2) volume (x 106 m3)

610 10 10 620 25 50 630 55 65 640 70 90 650 110 200 660 144 250 670 198 370

19 - Complete as lacunas na Tabela a seguir, sabendo-se que as taxas evapotransporimétricas foram estimadas pelo método de Thorthwaite.

Meses Rio de Janeiro

T (°C) 1961 -1990

T5

!"#

$%&1,514

Fc ET0

(mm/mês)

janeiro 23,3 10,28 1,15 fevereiro 23,5 10,41 1,00 102,03

março 23,3 10,28 1,05 105,01 abril 21,9 9,36 0,97 83,87 maio 20,4 0,95 69,54 junho 18,7 8,41 0,89 julho 18,4 7,37 0,94 54,01

agosto 19,2 7,19 0,98 setembro 20,2 8,28 1,00 71,53 outubro 21,4 9,04 1,09 89,28

novembro 22,4 1,10 100,29 Dezembro 21,0 8,78 1,17

TOTAL XXXX (mm/ano)

(a) Quais os valores da maior e menor evapotranspiração para a estação Rio de

Janeiro? (b) Qual a evapotranspiração total anual?

20 - Um lago tem área superficial de 350,5 x 106 m2. A precipitação e evaporação média anual foram respectivamente 1850,4 mm e 1142,7 mm. Se o aumento no armazenamento do lago foi de 247,8 x 106 m3 no ano, qual a vazão líquida (entrada ou saída) do lago? A partir de http://pessoal.utfpr.edu.br/mannich/arquivos/Lista_michael.pdf <acesso em 29/05/2014>. 21 - A região da bacia hidrográfica do rio Forquilha, no Norte do Estado do Rio Grande do Sul, próxima a Lagoa Vermelha, recebe precipitações médias anuais de 1800 mm. No município de Sananduva há um local em que são medidas as vazões deste rio e uma

I  =      a  =  2,348  

análise da série de dados diários ao longo de 11 anos revelou que a vazão média do rio é de 43 m3/s. Considerando que a área da bacia neste local é de 1.604 km2, qual é a evapotranspiração média anual nesta bacia? (IPH 111 Hidráulica e Hidrologia Aplicadas – Exercícios de Hidrologia). 22 - (Concurso público INEA-RJ) Em uma região estão instalados quatro postos pluviométricos. Um desses postos (P2) está localizado no interior da bacia hidrográfica delimitada pela linha em negrito da figura a seguir. Dois postos P1 e P4 estão situados nos divisores topográficos da referida bacia e o outro posto, P3, localiza-se fora da bacia, porém próximo a ela. São fornecidas as isoietas da região e as precipitações médias nesses postos postos pluviométricos são: P1 = 39 mm, P2 = 37 mm, P3 = 29 mm e P4 = 28 mm. Calcule as precipitações médias (em mm), por meio dos métodos dos Polígonos de Thiessen e das Isoietas.

23 - A precipitação total sobre a superfície do Planeta é igual a 577.000 km3. Calcule a altura de chuva média anual (como uma lâmina de água), como se esse volume fosse uniformemente distribuído sobre a superfície do Planeta. Estabeleça o valor em milímetros, considere o Planeta como uma esfera com raio médio de 6.371 km e que a superfície da esfera é dada por

[R é o raio].

24 - Se a quantidade total de água na atmosfera fosse estimada em 12,9 x 103 km3 e todo esse volume pudesse ser convertido diretamente para chuva, qual seria a lâmina precipitada (altura de chuva em milímetros).

4.! .R2

25 - (Concurso público INEA-RJ) Acerca dos conceitos de precipitação, analise as afirmativas a seguir e assinale “V” para verdadeiro e “F” para falso. ( ) As chuvas frontais abrangem áreas de grande extensão e duraçãoo, sendo responsável por provocar grandes inundações. ( ) As três principais grandezas que caracterizam a precipitação pontual são altura, duração e intensidade. ( ) Às 8:00 horas da manhã foi instalado um pluviômetro com área do bocal de 500 cm2. Às 8:00 horas da manhã do dia seguinte foi recolhido o volume precipitado igual a 1 litro. Portanto, pode-se afirmar que a intensidade de chuva medida foi de 25 mm/dia. ( ) O tempo de retorno de uma chuva com 2% de probalibilidade de ocorrência é de 20 anos. 26 - Analise o gráfico de chuvas a seguir, registrado na estação pluviométrica do Fonseca em Niterói. (a) Calcule a duração da chuva, a altura total e a intensidade media total em mm/min; (b) Preencher a Tabela.    

   

OBS: A leitura foi iniciada exatamente às 12:00 horas e finalizada às 14:00 horas.

Duração (min)

Altura Máxima no Intervalo (mm)

Intensidade no Intervalo (mm/h)

10 20 30 60 120

27 - (Concurso público INEA-RJ) Um dos métodos de preenchimento de falhas em séries hidrológicas é o método da ponderação regional. Sabendo que a média das precipitações das séries históricas de quatro postos M, N, O e P, da mesma região hidrometeorológica, são:

M = 80 mm; N = 100 mm; O = 90 mm; P = 120 mm.

E que no momento em que se perdeu o registro do posto O, as outras estações registraram:

M = 100 mm; N = 140 mm; O = perdido; P = 160 mm. Assinale a alternativa que indica a precipitação perdida do posto O, pelo método da ponderação regional.

(a) 112,0 mm. (b) 114,5 mm. (c) 117,0 mm. (d) 119,5 mm. (e) 122,0 mm.

28 - (Concurso público INEA-RJ) Um canal de seção transversal em forma de um trapézio simétrico tem no fundo a largura de 7,0 metros. Sabe-se que o canal tem água até a altura de 4,0 metros, em que a largura do canal é de 13 metros. Com base nestes dados, calcule o raio hidráulico. 29 - (Concurso público INEA-RJ) Um canal retangular tem largura de 48 metros e água até a altura de 24 metros. Ele foi escavado em rocha (n=0,04) e tem declividade de 160 m a cada quilômetro. Com base na equação de Manning, apresentada a seguir, assinale a alternativa que indica a velocidade de escoamento das águas desse canal.

Q = 1nARh

2 3J1 2

(a) 1 m/s. (b) 2 m/s. (c) 4 m/s. (d) 16 m/s. (e) 20 m/s.

30 - Considera-se para o dimensionamento de estruturas de abastecimento de água que um habitante de uma cidade consome cerca de 200 litros de água por dia. Um telhado de uma residência com 100 m2, ligado a um reservatório, é suficiente para abastecer de água uma pessoa que mora sozinha? Suponha que o telhado é perfeitamente impermeável e que a precipitação média no local seja de 1.200 litros por ano. ? (IPH 111 Hidráulica e Hidrologia Aplicadas – Exercícios de Hidrologia). 31 - (Concurso público INEA-RJ) Em uma bacia hidrográfica, o perfil hidrogeológico da camada impermeável segue o perfil dos divisores topográficos da bacia e não existem fugas da água subterrânea para outra bacia. Se na bacia em questão o total anual precipitado é de 1988 mm e a vazão média anual no exutório foi de 20 L/s/km2, considerando que o período de tempo é longo o suficiente para que se despreze o volume armazenado na bacia, o valor da evapotranspiração total neste ano é de?

32 - (Concurso público INEA-RJ) Um engenheiro foi encarregado de medir a vazão na seção transversal a seguir.

Ele fez tomadas com o molinete fluviométrico em duas profundidades (0,2 e 0,8 da profundidade total) nos pontos 1 a 6, obtendo as velocidades indicadas na tabela a seguir. Pontos de medida 1 2 3 4 5 6 Velocidade

m/s 0,2 H 0 0,3 0,5 0,5 0,3 0 0,8 H 0 0,1 0,3 0,3 0,1 0

Qual seria a vazão na seção do curso d’água?