UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS Escola de Engenharia

Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos

DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS ADEQUADAS PARA O GERENCIAMENTO DE ÁGUAS PLUVIAIS E O

CONTROLE DA POLUIÇÃO DA ÁGUA EM ÁREAS URBANAS BACIA DO CÓRREGO D’ÁGUA FUNDA

ANÁLISE DE DADOS PLUVIOMÉTRICOS E DEFINIÇÃO DE EVENTOS DE PROJETO

MODELAGEM HIDROLÓGICA DA BACIA DE CONTRIBUIÇÃO

DIMENSIONAMENTO E MODELAGEM HIDRÁULICA DO SISTEMA DE MEDIDOR TIPO PARSHALL

ANEXO 3

Belo Horizonte, Maio de 2007

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

2 ÁREA DE PROJETO-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4

3 MODELAGEM HIDROLÓGICA DA BACIA DE CONTRIBUIÇÃO ----------------------------------------- 6

3.1 MODELAGEM CHUVA-VAZÃO POR EVENTO: O MODELO HEC-HMS---------------------------------------6 3.2 ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS DE MODELAGEM --------------------------------------------------------------7

3.2.1 DISCRETIZAÇÃO ESPACIAL DA ÁREA DE ESTUDO ------------------------------------------------------------------------- 7 3.2.2 PARÂMETRO CN – FUNÇÃO DE PRODUÇÃO DO MODELO ------------------------------------------------------------ 7

3.3 FUNÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DO MODELO-----------------------------------------------------------------------------7 3.4 PRECIPITAÇÃO DE PROJETO ------------------------------------------------------------------------------------------------------8 3.5 DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO------------------------------------------------------------------------- 10

4 MODELAGEM HIDRÁULICA DO SISTEMA DE MEDIÇÃO DE VAZÃO-----------------------------12

5 PROJETO BÁSICO DA ESTRUTURA DE MEDIÇÃO TIPO PARSCHALL---------------------------17

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1 INTRODUÇÃO

O presente projeto de pesquisa possui o objetivo de desenvolver metodologias adequadas para o gerenciamento de águas pluviais e o controle da poluição da água em áreas urbanas, como parte essencial do planejamento e desenvolvimento urbano. Para este estudo serão consideradas duas áreas, para a determinação de parâmetros hidrológicos, hidráulicos e de qualidade da água:

• bacia do córrego D’Água Funda, com monitoramento dentro da área do Zoológico de Belo Horizonte.

A Figura 1.1 indica a localização desta área de estudo.

Figura 1.1. Localização da geral da área de estudo

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2 ÁREA DE PROJETO

Belo Horizonte possui cerca de 2,5 milhões de habitantes (Censo, 2000) e foi originalmente concebida como uma cidade planejada para ser a capital do estado de Minas Gerais. A cidade fica posicionada na latitude 20o Sul e longitude 44o oeste, com uma altitude média de 850 metros. O regime pluvial gira em torno de 1500 mm por ano, com a estação chuvosa durando de outubro a março. O mês de dezembro é o que apresenta a maior média de precipitação acumulada, com uma média mensal histórica de 315 mm. A intensidade de chuva é relativamente alta, alcançando 200 mm/h para eventos com duração menor que 5 minutos e tendo um período de retorno igual a 10 anos (Nascimento et al., 2000).

A rede de drenagem natural da cidade, que inclui aproximadamente 350 km de cursos d'água perenes, tem 193 km de canais. A ocupação urbana aconteceu de maneira rápida e desordenada, de forma que áreas geologicamente instáveis e áreas sujeitas a inundação foram ocupadas na ausência de um planejamento adequado.

Os serviços técnicos municipais começaram a adotar um modelo de urbanismo centrado em avenidas sanitárias, ou seja, implantando vias principais de fundo de vale e canalizando os cursos d'água longo das mesmas. A preservação de áreas não edificáveis junto aos cursos d'água só foi observada a partir do projeto DRENURBS, da Prefeitura de Belo Horizonte, que data de meados dos anos 90, no caso de cursos d’água ainda não canalizados. Mesmo assim, a ocupação informal de planícies de inundação continuou ocorrendo (Nascimento et al, 1999b). O crescente volume de tráfego e a necessidade de mais espaço para as vias resultaram na pavimentação progressiva dos canais, originalmente implementados em seções abertas. Assim, nota-se uma redução progressiva e irreversível do papel dos cursos d'água no ambiente urbano.

A ausência de lagos naturais em Belo Horizonte condicionou a construção de lagos artificiais, tanto para propósitos estéticos e para controle de inundações, sendo os mais importantes: a bacia do Santa Lúcia, do Acaba-Mundo, e a represa da Pampulha. Como resultado da combinação de vários fatores (climático, pedológico e topográfico), processos intensos de erosão, conectados principalmente com a intensa e desorganizada ocupação da área urbana, estão presentes ao longo da cidade. Declividades altas contribuem para o carreamento de materiais erodíveis para os lagos artificiais. Estas bacias de detenção também recebem descargas de poluição orgânica, principalmente por causa de conexões ilegais de esgoto doméstico no sistema de drenagem pluvial. Outras descargas de poluição consistem em resíduos sólidos, esgoto industrial, resíduos de circulação, etc.

No presente projeto de pesquisa, propõe-se o estudo de uma área alagável na bacia do córrego D’Água Funda dentro do Zoológico de Belo Horizonte. Nesta área será realizada simulações considerando parâmetros hidrológicos, hidráulicos e de qualidade da água.

O córrego D’Água Funda nasce em canal revestido fechado. Após a entrada na área do zoológico, ele segue o seu curso em leito natural até encontrar com o córrego Bom Jesus, que drena parte do município de Contagem, para depois defluir diretamente na Lagoa da Pampulha. Essa região situa-se na área de abrangência da regional Pampulha. O córrego D’Água Funda não é contemplado nos estudos do

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DRENURBS. Este córrego uma extensão total de 1521 metros. Percebe-se que existe neste curso d’água o lançamento de lixo e de esgoto “in natura”. A área de drenagem de toda a bacia é da ordem de 1,6 km² (até a confluência com o córrego Bom Jesus). A área de drenagem até o ponto de implantação da Wetland é da ordem de 1,1 km², com um comprimento de 951 metros. A declividade média do D’Água Funda é de 0,0230 m/m. O índice de impermeabilização da bacia ribeirão Pampulha, na qual o córrego D’Água Funda está inserido, calculado na 1a etapa do PDDRMBH corresponde a 55,03 % em 1999, com projeção de 55,27 % em 2020.

No trecho em que o córrego D’Água Funda encontra-se fechado, observa-se uma faixa de urbanização, com a predominância de habitações unifamiliares. Existe um afluente na margem esquerda ao córrego Água Funda. Este curso d’água (sem nome) drena parte de um bairro que faz limite entre o município de Belo Horizonte e Contagem.

A área de projeto será localizada na bacia do córrego D’Água Funda, dentro da do Zoológico Municipal da cidade de Belo Horizonte, Minas Gerais. Como indica a Figura 2.1 a seguir:

Figura 2.1. Localização da área de monitoramento1

1 Origem Foto Satélite: Google Earth

Córrego

D’Água Funda

Local disponível para

implantação da Wetland

Local de Medição de Vazão

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3 MODELAGEM HIDROLÓGICA DA BACIA DE CONTRIBUIÇÃO

Com o objetivo de dimensionar o sistema de medição de nível para o monitoramento contínuo de vazão no córrego D’Água Funda, foram elaborados estudos hidrológicos e hidráulicos descritos a seguir. Dessa forma, o estudo hidrológico foi elaborado com o objetivo de determinar a vazão de projeto para o dimensionamento de um sistema do tipo medidor Parshall.

Em linhas gerais, o estudo hidrológico pode ser resumido na seqüência metodológica indicada:

• Delimitação da bacia hidrográfica de contribuição.

• Cálculo das características físicas e parâmetros da bacia de contribuição.

• Definição do tempo de concentração da bacia de contribuição.

• Determinação da chuva de projeto.

• Cálculo da vazão de projeto.

Em seguida, foi realizado o dimensionamento hidráulico do sistema tipo medidor Parshall, para a faixa de vazões de projetos definidos. Este dimensionamento estabelece o escoamento no sistema de medição e, dessa forma, as características físicas que este deve possuir.

As condicionantes e variáveis de projeto, assim como as etapas de cálculo estão descritas a seguir.

3.1 MODELAGEM CHUVA-VAZÃO POR EVENTO: O MODELO HEC-HMS

O modelo hidrológico empregado no estudo foi o modelo HEC-HMS, versão 2.2.2, desenvolvido pelo Hydrologic Engineering Centre, do Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA (US Army Corps of Engineers). O HEC-HMS contempla, de fato, uma solução multimodelo composta por diferentes alternativas de modelagem da precipitação de projeto, da precipitação efetiva, da concentração dos escoamentos por modelagem do escoamento superficial e da propagação de hidrogramas de cheia em cursos d’água, reservatórios e outras áreas de armazenamento. Trata-se de um modelo semi-distribuído de simulação por evento.

No caso do estudo hidrológico da bacia do córrego D’Água Funda, empregaram-se as seguintes soluções de modelagem:

• chuvas efetivas calculadas por meio do método Soil Conservation Service (método SCS), com emprego do parâmetro CN;

• modelagem da concentração de escoamentos adotando-se o modelo do hidrograma unitário sintético triangular igualmente proposto pelo SCS;

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3.2 ESTIMATIVAS DOS PARÂMETROS DE MODELAGEM

3.2.1 DISCRETIZAÇÃO ESPACIAL DA ÁREA DE ESTUDO

A bacia do córrego D’Água Funda, conforme descrito no Item 2, possui uma área de drenagem total de 1,1 km², sendo que até a entrada do trecho de medição de vazões esta área é de 0,971 km².

3.2.2 PARÂMETRO CN – FUNÇÃO DE PRODUÇÃO DO MODELO

A função de produção do modelo hidrológico, adotada em toda a bacia do córrego D’Água Funda, e destinada à geração de chuvas efetivas foi a preconizada pelo Soil Conservation Service (SCS), organismo da administração pública federal dos EUA. Essa função requer a calibração de um parâmetro, denominado CN, associado ao tipo e ao uso do solo, bem como ao estado inicial de umidade do solo.

Na ausência de outra fonte de dados, a caracterização do tipo de solo foi realizada de maneira simplificada a partir da análise de fotos de satélite. Ressalta-se que estão sendo adquiridas uma base de fotos de alta resolução que irão propiciar uma descrição mais detalhada do uso do solo na região.

Para a classificação do tipo hidrológico de solo, adotou-se o tipo B para a bacia, definido pelo método SCS como profundo, arenoso, podendo também conter a presença de silte e argila. Entre os solos descritos pelo método SCS, o solo tipo B apresenta taxas de infiltração e permeabilidade médias a ligeiramente superiores à média.

Adotaram-se condições de umidade antecedente tipo II do solo. Segundo a metodologia SCS, as condições de umidade antecedente do tipo II correspondem a estados intermediários entre solo seco (condição I), e saturado (condição III). Os valores de CN relacionados Tabela 3.1 foram ponderados segundo as percentagens de cada padrão de uso do solo, de forma a se obter um CN médio igual a 73,9.

Tabela 3.1. Valores típicos de CN-II adotados no estudo, segundo o tipo e o uso do solo

Área Área [m²] CN

Área Urbanizada 675.019 80 Área Não Urbanizada 295.911 60

Área Total 970.930

3.3 FUNÇÃO DE TRANSFERÊNCIA DO MODELO

O hidrograma unitário sintético do SCS, na versão HEC-HMS, além da área da bacia requer apenas a estimativa do tempo de resposta da bacia (“lag-time”), expresso como uma função do tempo de concentração (tc). Os tc’s foram estimados considerando-se a média dos resultados da aplicação da equação de Kirpich e da equação de G. B. Williams, para áreas de escoamento difuso e trechos não canalizados do curso d’água principal. Deve-se em uma etapa seguinte a esta, estimar os tempos de concentração considerando, para os trechos canalizados do curso d’água principal, o método cinemático.

As equações do tempo de concentração utilizadas ficam como segue:

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385,03

57

∆

=HLtc (Equação de Kirpich)

2,011,06,0 −− ⋅⋅⋅= ec SALt (Equação de G. B. Williams)

sendo:

tc = tempo de concentração da sub-bacia, expresso em (h);

L = comprimento do talvegue principal (km);

∆H = diferença de nível do trecho de curso d’água analisado (m);

A = área de drenagem (km²);

Se = declividade média equivalente (%)

Tabela 3.2. Parâmetros da função de transferência

Tempo de Concentração Equação de Kirpich [minutos] 16 Equação de G.B.Williams [minutos] 28

Média 22

3.4 PRECIPITAÇÃO DE PROJETO

Os dados de precipitação foram obtidos do trabalho “Estudo de Chuvas Intensas na Região Metropolitana de Belo Horizonte – RMBH” (Márcia Maria Guimarães Pinheiro, Dissertação de Mestrado, Escola de Engenharia da UFMG, 1997). Metodologicamente, o citado trabalho tem como finalidades básicas o estabelecimento de relações intensidade-duração-freqüência e de ietogramas típicos de distribuição temporal, para as precipitações da RMBH. O produto principal do trabalho foi o estabelecimento de uma equação de chuvas intensas para a RMBH, agregando uma componente de regionalização, dada pela seguinte expressão:

d,T5360,07059,0

i,T PD76542,0I µ⋅⋅⋅= −

sendo:

IT,i = estimativa da intensidade de chuva no local i, associada ao período de retorno T (mm/h);

D = duração da chuva (horas);

P = precipitação média anual no local i (mm) -- para Belo Horizonte P = 1500 mm;e

µT,d = fator “index-flood” associado ao período de retorno T e à duração d (tabelado).

A altura de chuva total, para uma dada duração, foi desagregada em blocos de menor duração, compondo ietogramas em conformidade com os gráficos de distribuição temporal apresentados no citado trabalho, para a probabilidade de excedência de 50%.

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A Tabela 3.3 mostra os ietogramas gerados para diversas durações variando entre 10 e 90 minutos para tempo de retorno de 25 anos.

Tabela 3.3. Ietogramas de projeto para diversas durações de chuva para tempo de retorno de 25 anos

Duração [minutos] 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Tempo [min] Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

5 29,06 19,25 15,11 12,12 10,15 8,71 6,18 5,36 4,72 10 7,59 15,70 14,36 12,60 11,10 9,81 9,06 8,05 7,20 15 7,73 10,68 10,72 10,10 9,29 9,41 8,63 7,88 20 1,63 6,70 8,33 8,60 8,32 8,90 8,42 7,88 25 3,14 5,86 6,90 7,17 7,96 7,79 7,49 30 0,64 3,50 5,20 5,94 6,70 6,92 6,88 35 1,62 3,50 4,70 5,46 5,93 6,12 40 0,33 2,10 3,51 4,20 4,90 5,29 45 1,00 2,41 3,00 3,89 4,45 50 0,20 1,44 2,00 2,94 3,62 55 0,66 1,18 2,10 2,84 60 0,12 0,57 1,38 2,13 65 0,19 0,82 1,51 70 0,02 0,39 0,99 75 0,14 0,57 80 0,02 0,28 85 0,09 90 0,01

Duração [hora] 0,17 0,33 0,50 0,67 0,83 1,00 1,17 1,33 1,50 Chuva Acumulada [mm] 36,65 44,31 50,63 55,08 58,85 62,08 64,83 67,68 69,95

Intensidade [mm/h] 219,89 132,94 101,26 82,62 70,62 62,08 55,57 50,76 46,63

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3.5 DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO

Uma pesquisa de duração crítica das precipitações de projeto foi realizada tendo por referência o tempo de retorno de 25 anos. Foram simulados os eventos de descritos na Tabela 3.3, com incrementos de 5 minutos, procurando-se identificar a duração de precipitação que resultasse na maior vazão de pico aferida no trecho do córrego D’Água Funda.

As simulações realizadas com o modelo HEC-HMS identificaram que o evento de chuva de projeto, com duração de 70 minutos, é o evento que resulta na maior vazão de pico na seção de referência para implantação do sistema de medição como mostra a Tabela 3.4. Assim, esta foi a duração da chuva crítica adotada para o desenvolvimento da etapa de dimensionamento hidráulico do sistema tipo Parshall.

Tabela 3.4. Vazões de pico produzidas para o tempo de retorno de 25 anos a partir de eventos de chuva de projeto com duração variando de 10 a 90 minutos

DURAÇÃO [min] Vazão [m³/s]

10 3,17 20 5,28 30 6,64 40 7,17 50 7,33 60 7,38 70 7,93 80 7,84 90 7,75

Fixada a duração da chuva crítica para 70 minutos, foram simulados os eventos pluviais correspondentes aos tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos. A Tabela 3.5 mostra os ietogramas gerados para estes eventos. A Tabela 3.6 indica as vazões de projeto encontradas na seção de medição.

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Tabela 3.5. Ietogramas de projeto para duração de chuva de 70 minutos para os tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos

Tempo de Retorno [TR] 1 2 5 10 25 50 100

Tempo [min] Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

Precipitação Incremental

[mm]

5 3,36 3,96 4,77 5,37 6,18 6,78 7,30 10 4,93 5,82 7,00 7,89 9,06 9,95 10,80 15 5,14 6,05 7,14 8,08 9,41 10,39 11,30 20 4,83 5,74 6,90 7,78 8,90 9,82 10,70 25 4,33 5,11 6,15 6,93 7,96 8,74 9,50 30 3,65 4,34 5,21 5,88 6,70 7,42 8,05 35 2,97 3,51 4,22 4,75 5,46 5,96 6,50 40 2,28 2,69 3,24 3,65 4,20 4,61 5,02 45 1,65 1,90 2,34 2,63 3,00 3,22 3,62 50 1,09 1,24 1,55 1,75 2,00 2,21 2,40 55 0,60 0,76 0,91 1,03 1,18 1,23 1,42 60 0,31 0,37 0,44 0,49 0,57 0,63 0,69 65 0,10 0,12 0,15 0,16 0,19 0,21 0,23 70 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,03

Duração [hora] 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 Chuva Acumulada [mm] 35,25 41,62 50,04 56,41 64,83 71,20 77,57

Intensidade [mm/h] 30,21 35,67 42,89 48,35 55,57 61,03 66,49

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Tabela 3.6. Vazões de pico produzidas na seção de medição para os tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos com duração de 70 minutos

TEMPO DE RETORNO [TR] Vazão [m³/s]

1 1,76 2 2,81 5 4,49

10 5,92 25 7,93 50 9,57

100 11,20

Para efeitos de dimensionamento hidráulico do sistema de medição tipo Parshall foram ainda utilizadas as vazões de 0,01 m³/s, 0,02 m³/s, 0,05 m³/s e 0,20 m³/s, para a verificação do funcionamento do sistema em períodos secos.

4 MODELAGEM HIDRÁULICA DO SISTEMA DE MEDIÇÃO DE

VAZÃO

A modelagem hidráulica do trecho de canal em foco foi realizada por meio do modelo HEC-RAS, do US Army Corps of Engineers. Foram adotadas as seguintes definições de modelagem, tendo em vista as características do modelo e a natureza do fenômeno simulado:

• escoamento gradualmente variado: princípios de conservação de massa e energia com solução pelo standard step method;

• escoamento bruscamento variado (degraus, ressaltos, etc.): princípios de conservação de massa e quantidade de movimento;

Para o dimensionamento do Trecho de canal onde será implantado o sistema de medição Tipo Parshall, com a definição das suas dimensões, foram adotadas as premissas de uma combinação conveniente de singularidades capaz de ocasionar o regime crítico do escoamento. Após as simulações hidráulicas, os trechos de canal simulados possuem as seguintes características:

Trecho 1 -- Canal Natural

Comprimento: 10 metros

Rugosidade: 0,03

Declividade: 0,023 m/m

Seção Transversal: 3 metros de altura e 4 metros de largura (na ausência de levantamento topográfico, preliminarmente, adotou-se a seção natural do canal como tendo a mesma seção do trecho de curso d’água retificado com estrutura em gabião)

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Trecho 2 -- Canal Retificado em Gabião [Canal de Medição]

Comprimento: 15 metros, sendo: 7 metros – trecho convergente, 1 metros – trecho garganta e 7 metros – trecho convergente Rugosidade: 0,018

Declividade: 0,023 m/m

Seção Transversal: Ver projeto básico da Estrutura do Sistema de Medição

Trecho 3 -- Canal Retificado em Gabião [Fim do Canal de Medição]

Comprimento: 5 metros

Rugosidade: 0,018

Declividade: 0,023 m/m

Seção Transversal: 3 metros de altura e 4 metros de largura

Trecho 4 -- Canal Natural

Comprimento: 20 metros

Rugosidade: 0,03

Declividade: 0,023 m/m

Seção Transversal: 3 metros de altura e 4 metros de largura (na ausência de levantamento topográfico, preliminarmente, adotou-se a seção natural do canal como tendo a mesma seção do trecho de curso d’água retificado com estrutura em gabião)

As Figuras 4.1 e 4.2 indicam o segmento de canal simulado e os diferentes trechos delimitados

Figura 4.1. Segmento de canal simulado

Sistema de Medição

Tipo Parshall

Local de Medição de Nível

Sentido Escoamento

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Figura 4.2. Delimitação dos trechos de canal simulado

A Tabela 4.1 mostra as diferentes características do escoamento para as vazões de tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos e para as vazões de período seco de 0,01 m³/s, 0,02 m³/s, 0,05 m³/s e 0,20 m³/s. As Figuras 4.2 e 4.3 ilustram as linhas d’água obtidas por simulação para os eventos de tempos de retorno 1 e 10 anos, respectivamente.

Pela Tabela 4.1 pode-se perceber que no trecho da Garganta há a ocorrência de regime crítico para toda a faixa de vazões simuladas. No trecho convergente, onde será realizado a medição de nível, a profundidade mínima do escoamento é de cerca de 0,27 m, o que satisfaz os requisitos de lâmina d’água mínima para o aparelho de medição. Ainda por esta tabela, as sobreelevações máximas do NA, para os tempos de retorno de 50 e 100 anos, podem chegar a 3,49 m e 3,85 m, respectivamente.

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Tabela 4.1. Diferentes características do escoamento para as vazões de tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos e para as vazões de período seco de 0,01

m³/s, 0,02 m³/s, 0,05 m³/s e 0,20 m³/s

Simulação Hidráulica -- HEC-RAS -- Dimensionamento Canal de Medição de Vazão (Local: córrego D'Água Funda -- Zoológico)

Tempo de

Retorno

Vazão Total

(m³/s)

Cota Fundo Seção

(m)

Cota NA (m)

Cota Profund. Crítica

(m)

Velocidade (m/s)

Número de

Froude

Profund. Lâmina D'Água

(m) TR1 1,76 98,00 99,06 98,27 0,41 0,13 1,06 TR2 2,81 98,00 99,45 98,37 0,48 0,13 1,45 TR5 4,49 98,00 99,97 98,50 0,57 0,13 1,97

TR10 5,92 98,00 100,37 98,60 0,62 0,13 2,37 TR25 7,93 98,00 100,88 98,73 0,69 0,13 2,88 TR50 9,57 98,00 101,26 98,83 0,73 0,13 3,26

TR100 11,20 98,00 101,62 98,92 0,77 0,13 3,62 0,20 98,00 98,26 98,06 0,19 0,12 0,26 0,05 98,00 98,11 98,02 0,11 0,11 0,11 0,02 98,00 98,06 98,01 0,08 0,10 0,06

TREC

HO

1

Vazões Período

Seco 0,01 98,00 98,04 98,01 0,06 0,08 0,04

TR1 1,76 97,77 99,06 0,34 0,10 1,29 TR2 2,81 97,77 99,45 0,42 0,10 1,68 TR5 4,49 97,77 99,98 0,51 0,11 2,21

TR10 5,92 97,77 100,37 0,57 0,11 2,60 TR25 7,93 97,77 100,88 0,64 0,12 3,11 TR50 9,57 97,77 101,26 0,69 0,12 3,49

TR100 11,20 97,77 101,62 0,73 0,12 3,85 0,20 97,77 98,26 0,10 0,05 0,49 0,05 97,77 98,11 0,04 0,02 0,34 0,02 97,77 98,06 0,02 0,01 0,29

TREC

HO

2

Trec

ho C

onve

rgen

te

Vazões Período

Seco 0,01 97,77 98,04 0,01 0,01 0,27

Trecho de Medição de

Nível

TR1 1,76 98,01 98,69 98,69 2,59 1,00 0,68

TR2 2,81 98,01 98,94 98,94 3,03 1,00 0,93 TR5 4,49 98,01 99,28 99,28 3,54 1,00 1,27

TR10 5,92 98,01 99,54 99,54 3,87 1,00 1,53 TR25 7,93 98,01 99,87 99,87 4,27 1,00 1,86 TR50 9,57 98,01 100,12 100,11 4,54 1,00 2,11

TR100 11,20 98,01 100,36 100,35 4,77 0,99 2,35 0,20 98,01 98,17 98,17 1,26 1,01 0,16 0,05 98,01 98,08 98,07 0,74 0,98 0,07 0,02 98,01 98,04 98,04 0,57 0,97 0,03

TREC

HO

2

Trec

ho G

arga

nta

Vazões Período

Seco 0,01 98,01 98,03 98,03 0,41 0,96 0,02

Trecho de Ocorrência do Regime

Crítico

16 de 18

Tabela 4.1. Diferentes características do escoamento para as vazões de tempos de retorno de 1, 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos e para as vazões de período seco de 0,01

m³/s, 0,02 m³/s, 0,05 m³/s e 0,20 m³/s

--continuação--

Simulação Hidráulica -- HEC-RAS -- Dimensionamento Canal de Medição de Vazão (Local: córrego D'Água Funda -- Zoológico)

Tempo de

Retorno

Vazão Total

(m³/s)

Cota Fundo Seção

(m)

Cota NA (m)

Cota Profund. Crítica

(m)

Velocidade (m/s)

Número de

Froude

Profund. Lâmina D'Água

(m) TR1 1,76 97,99 98,67 98,67 2,59 1,01 0,68 TR2 2,81 97,99 98,92 98,92 3,03 1,01 0,93

TR5 4,49 97,99 99,26 99,26 3,54 1,01 1,27 TR10 5,92 97,99 99,50 99,52 3,91 1,02 1,51 TR25 7,93 97,99 99,85 99,85 4,27 1,00 1,86 TR50 9,57 97,99 100,09 100,09 4,55 1,00 2,10

TR100 11,20 97,99 100,33 100,33 4,79 1,00 2,34 0,20 97,99 98,15 98,15 1,26 1,01 0,16 0,05 97,99 98,05 98,05 0,79 1,00 0,06 0,02 97,99 98,02 98,02 0,61 1,07 0,03

TREC

HO

2

Trec

ho D

iver

gent

e

Vazões Período

Seco 0,01 97,99 98,01 98,01 0,42 0,87 0,02

TR1 1,76 97,43 97,53 97,70 4,25 4,22 0,10 TR2 2,81 97,43 97,57 97,80 4,98 4,24 0,14 TR5 4,49 97,43 97,62 97,93 5,83 4,24 0,19

TR10 5,92 97,43 97,66 98,03 6,37 4,22 0,23 TR25 7,93 97,43 97,71 98,16 7,00 4,20 0,28 TR50 9,57 97,43 97,75 98,26 7,43 4,18 0,32

TR100 11,20 97,43 97,79 98,35 7,80 4,15 0,36 0,20 97,43 97,46 97,49 1,56 2,77 0,03 0,05 97,43 97,44 97,45 0,87 2,32 0,01 0,02 97,43 97,44 97,44 0,65 2,34 0,01

TREC

HO

3

Vazões Período

Seco 0,01 97,43 97,44 97,44 0,25 0,81 0,01

TR1 1,76 97,31 97,44 97,58 3,33 2,92 0,13 TR2 2,81 97,31 97,48 97,68 4,11 3,17 0,17 TR5 4,49 97,31 97,53 97,81 5,04 3,40 0,22

TR10 5,92 97,31 97,57 97,91 5,67 3,54 0,26

TR25 7,93 97,31 97,62 98,04 6,34 3,62 0,31 TR50 9,57 97,31 97,66 98,14 6,82 3,67 0,35

TR100 11,20 97,31 97,70 98,23 7,23 3,71 0,39 0,20 97,31 97,35 97,37 1,30 2,11 0,04 0,05 97,31 97,33 97,33 0,74 1,83 0,02 0,02 97,31 97,33 97,32 0,32 0,80 0,02

TREC

HO

4

Vazões Período

Seco 0,01 97,31 97,32 97,32 0,24 0,76 0,01

17 de 18

Figura 4.3. Perfil do canal de medição, com linha d’água para evento T = 1 ano

Figura 4.3. Perfil do canal de medição, com linha d’água para evento T = 10 anos

18 de 18

5 PROJETO BÁSICO DA ESTRUTURA DE MEDIÇÃO TIPO

PARSCHALL