EAula10-Hidrograma Unitario Triangular

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1 HIDROGRAMA UNITÁRIO Eng. Walter Corrêa Carvalho Junior, Esp. GPA CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS Conteúdo da Aula Componentes do Hidrograma. Hidrograma Unitário Sintético. Método do Hidrograma Unitário Triangular (HUT) do SCS.

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Hidrograma

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HIDROGRAMA UNITÁRIO

Eng. Walter Corrêa Carvalho Junior, Esp.

GPA – CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS

Conteúdo da Aula

Componentes do Hidrograma.

Hidrograma Unitário Sintético.

Método do Hidrograma Unitário Triangular (HUT) do SCS.

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HIDROGRAMA

• O hidrograma é o gráfico que relaciona a

vazão ao tempo e é o resultado da

interação de todos os componentes do

ciclo hidrológico.

• Utilizado para obter vazão de projeto, ou

seja, vazão máxima ou vazão de

enchente.

Escoamento

Superficial

Escoamento subterrâneo

Formação do Hidrograma

1 – Início do escoamento superficial

2 – Ascensão do hidrograma

3 – Pico do hidrograma

4 – Recessão do hidrograma

5 – Fim do escoamento superficial

6 – Recessão do escoamento subterrâneo

1

2

5

3

4

6

Fonte: Collischonn (2008) - UFRGS

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Fonte: Collischonn (2008) – Apostila Introduzindo Hidrologia - UFRGS

tl = intervalo de tempo entre

o centro de massa da

precipitação e o centro de

gravidade do hidrograma.

tp = intervalo entre o centro

de massa da precipitação e

o tempo da vazão máxima.

tc = tempo entre o fim da

precipitação e o ponto de

inflexão do hidrograma.

HIDROGRAMA SINTÉTICO!

• Portanto necessariamente deve-se

possuir dados de precipitação. E nos

casos em que não há dados históricos?

É a resposta de uma bacia com comportamento linear a um impulso

unitário instantâneo.

Métodos mais usados: SCS, Snyder, Santa Bárbara, HTA, Clarck, etc.

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Chuva unitária

• Conceitualmente o Hidrograma Unitário (HU) é o hidrograma do escoamento direto, causado por uma chuva efetiva unitária (por exemplo, uma chuva de 1mm ou 1 cm), por isso o método é chamado de Hidrograma Unitário.

Q

P 1 mm de chuva efetiva

em toda a bacia com

uma duração D gera uma resposta

no exutório da bacia

que é um hidrograma

unitário

Fonte: Collischonn (2008) - UFRGS

Proposta de Victor Mockus do Soil Conservation Service

(SCS, 1957), atual Natural Resources Consevation Service

(NRCS)

Fonte: Manual de Hidrologia (2005) - DNIT

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Fonte: Arisvaldo Méllo (2015) - USP

Segundo Carvalho

(2008 - UFLA).

É indicado para bacias

até 2.600 Km²

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FÓRMULAS MAIS APLICADAS

• Segundo Profº Zahed Filho (USP, 2013)

Fonte: Zahed Filho(2013) - USP

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Fonte: Zahed Filho(2013) - USP

Fonte: Zahed Filho(2013) - USP

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EXEMPLO • Estimar a vazão máxima esperada (TR= 50

anos), para uma bacia hidrográfica com as

seguintes características:

• Município de Cuiabá/MT

• Área = 340 ha

• Talvegue = 2050 m

• Diferença de nível = 46 m

• 47% da bacia possui pastagens, 7% culturas

permanentes, 34% culturas anuais e 12%

matas (CN = 70)

Tempo de Concentração

• Bacia rural com Area > 2,5 Km²

• Kirpich

• Então:

385,03

57

H

Ltc

min3046

05,257

385,03

ct

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Construção do Hidrograma Unitário

• DNIT recomenda consideramos tu = 0,20.tc

• Portanto: tc = 30 min; tu = 0,5 h . 0,2 = 0,1 h • tu = duração da precipitação unitária

• LAG = tempo de retardamento ou atraso da

onda

• TA = tempo de ascenção

ctLAG 6,0

hLAG 3,05,06,0 2

tuLAGTA

hTA 35,02

1,03,0

• tb = tempo de base

• qp = Vazão de pico do hidrograma unitário

Construção do Hidrograma Unitário

Ab Tt 67,2

htb 9345,035,067,2

A

pT

Aq

.208,0 mmsmqp /02,2

35,0

4,3.208,0 3

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E a vazão máxima na bacia??

TA = 0,35h

tb = 0,9345h

Intensidade da Precipitação

Obs: Na prática considera-se o tempo de

duração da chuva no IDF igual ao tempo

de concentração.

• Então:

739,0

133,0

5,7

453,1016

t

TRI

hmmI /447,117

5,730

50453,1016739,0

133,0

A chuva durou 30 minutos, portanto, i = 117,447/2 = 58,72 mm

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Precipitação Distribuída

• Transformação da chuva pontual em

distribuída por toda a bacia, utiliza-se a

equação:

• Então:

25log10,010

APP

mmP 72,58

*Utiliza-se esta equação em áreas superiores a 25 Km².

Obs: Neste caso não é necessário distribuir a chuva porque a

área é menor que 25 Km².

PRECIPITAÇÃO EFETIVA

• Pode ser feito pelo SCS ou por Horton.

• Escolhi o SCS:

• 1º Achar o CN (neste caso CN=70)

• Precipitação Efetiva (Pe)

mmCN

S

9,10810

10004,25

SP

SPPe

8,0

2,02

mmPe 36,9

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Vazão Máxima

pqPeQ

smmmsmmmQ /91,18//.02,2.36,9 33