Hidrologia - Trabalho Avaliativo sobre Ciclo Hidrológico, Infiltração e Escoamento Superficial

TRABALHO AVALIATIVO Aluno Professor Cecília Montibeller Oliveira Disciplina Hidrologia Data Questão 1 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado a seguir na ordem em que aparecem A urbanização promove alterações no ciclo hidrológico por reduzir a infiltração no solo O volume de água que deixa de infiltrar permanece na superfície o escoamento superficial As vazões máximas Com a redução da infiltração o nível do lençol freático a aumentando aumentam diminui b aumentando aumentam aumenta c diminuindo diminuem diminui d diminuindo aumentam diminui e aumentando diminuem aumenta Questão 2 Para o estudo da infiltração em um solo foi realizado um experimento em que se utilizou de um simulador de chuva em uma área retangular de 5m x 13m A duração desta chuva foi tal que gerou um escoamento superficial praticamente constante de 06ls Sabendose que a intensidade da chuva artificial era de 60mmh pedese a O escoamento superficial em mmh e a capacidade de infiltração mínima encontrada no experimento 10 pontos b O valor da constante de Horton considerando que 10 horas após o início da produção do escoamento superficial a capacidade de infiltração era de 275mmh 10 pontos Questão 3 Calcular o volume precipitado e volume escoado E obtenha o coeficiente de escoamento superficial Considerar a área da bacia igual a 20km² Questão 4 Segundo medições realizadas pelo INMET Instituto Nacional de Meteorologia no dia 13112019 no Município de Vitória choveu em 24 horas um total de 1520 mm Sendo assim qual o tempo de retorno dessa chuva considerando a equação de chuvas intensas de VitóriaES 𝑖 𝑉𝑖𝑡ó𝑟𝑖𝑎 97347 𝑇𝑟019 𝑡 20077 Questão 5 Explique como a ação da precipitação sobre o solo intensidade e presença de ar no solo interferem no processo de infiltração da água no solo Questão 6 A partir do emprego do Método da Ponderação Regional preencher as falhas dos registros anuais de precipitação indicados na tabela abaixo Ano Fazenda Jucutuquara Guarapari Iconha Anchieta 1996 130000 156810 102090 1997 121010 186280 110690 1998 96960 94720 150080 101150 1999 134570 154840 155610 115960 2000 159240 120480 146420 110740 2001 135200 111460 104860 85240 2002 110760 104620 135670 96100 2003 95080 127660 163930 113170 2004 189710 189010 197820 158460 2005 194800 170540 239700 129290 2006 144610 132490 167250 93320 2007 91930 77600 150260 126130 2008 185330 163810 214940 153010 TOTAL 1789200 1447230 2169630 1495350 Questão 7 Um rio cuja vazão média é de 43 m³s foi represado por uma barragem para geração de energia elétrica A área superficial do lago criado é de 4000 hectares Medições de evaporação de um tanque classe A correspondem a 1000 mm por ano Qual é a nova vazão média a jusante da barragem após a formação do lago Questão 8 Desejase construir um reservatório em um rio cuja bacia possui uma área de 50 km2 A área de inundação do reservatório é de 10 km2 Estime qual deve ser a redução de vazão média disponível na bacia Considere que a evaporação potencial da superfície da água é de 1400 mm por ano A evaporação estimada por balanço hídrico antes da construção do reservatório foi de 1137 mm por ano Nestas mesmas condições a vazão média era de 141 m3s Questão 9 Calcule a evapotranspiração de referência pelo método do BLANEY CRIDDLE para a cultura de banana considerando os seguintes dados Tanque circundado por grama Bordadura 10 m Umidade relativa UR 819 Velocidade do vento a 2 m de altura U2 155 ms Evaporação do tanque classe A ECA 255 mmdia Latitude de 21º S Mês de Julho T 20 ºC Questão 10 Avalie a infiltração da água no solo para a tabela que abaixo infiltrômetro de anel e responda a Qual a velocidade de infiltração para o período do ensaio 05 pontos b Qual o volume de infiltração para o período do ensaio 10 ponto c Qual a velocidade de infiltração básica VIB 05 pontos Hora Intervalo de tempo acumulado min Leituras cm Infiltração cm Infiltração acumulada cm 1404 0 1414 10 355 15 15 1424 20 325 18 33 1434 30 345 16 49 1444 40 345 16 65 1454 50 355 15 8 1504 60 345 16 96 1514 70 355 15 111 1524 80 355 15 126 Questão 11 Calcular a vazão máxima para período de retorno Tr 15 anos usando o método racional para uma bacia com 14ha A bacia superior é permeável e tem área de 6ha e C035 A bacia inferior é mais desenvolvida e tem área de 8ha e C05 O tempo de concentração até o ponto de controle considerando as duas bacias é de 43 min Considerar cidade de Vitória Questão 12 Uma medição de vazão realizada em um rio teve os resultados da tabela abaixo A largura total do rio é de 120 m a Qual a vazão total do rio 10 ponto b Qual a velocidade média 10 ponto Vertical 1 2 3 Distância da margem m 250 52 78 Profundidade m 12 13 20 Velocidade a 02xP ms 05 09 03 Velocidade a 08xP ms 03 055 015 1534 90 375 13 139 1544 100 345 16 155 1554 110 345 16 171 1604 120 345 16 187 1614 130 345 16 203 Questão 13 O município de Vitória possui uma área de 293km² no ano de 2018 recebeu uma precipitação média anual de 13186mm Visto que as perdas médias mensais por evapotranspiração nesse mesmo ano são da ordem de 150mm responda a O município teve um déficit ou superávit hídrico 025 pontos b Qual a vazão média no ano em estudo em m³s 075 pontos Questão 14 Dado o hidrograma de vazões para duas bacias hidrográficas que possuem a mesma área de drenagem e estão sofrendo as mesmas condições de precipitação analise Qual bacia hidrográfica possui maior tempo de concentração Por quê Identifiqueos no gráfico 05 pontos a Qual bacia hidrográfica possui coeficiente de compacidade mais próximo de 1 Por quê Identifiqueos no gráfico 05 pontos b Qual bacia hidrográfica está mais suscetível as enchentes na seção de desague Por quê 05 pontos Questão 15 Desejase preencher a falta de dados ocorridos no mês de janeiro no ano de 1999 no posto E548 Para tanto dispõese dos dados totais mensais dos meses de janeiro dos postos E5 46 E547 e E549 todos vizinhos ao ponto em questão no período de 19902000 Ano POSTO ES46 POSTO ES47 POSTO ES48 POSTO ES49 1990 1002 150 2703 2257 1991 2347 2416 3746 2651 1992 1385 2509 2676 2612 1993 1594 986 1218 784 1994 524 1589 854 954 1995 2056 3449 2766 2314 1996 642 393 818 213 1997 1741 2533 2854 2906 1998 1378 647 1502 2012 1999 1683 1261 1232 2000 2555 2495 3393 2851 Questão 16 Explique como a vegetação e a altitude interferem nas precipitações Questão 17 A partir da série de precipitações abaixo responda a Qual a precipitação máxima esperada para um período de retorno de 5 anos 10 pontos b Qual o grau de risco de uma obra projetada para o período de retorno acima e com vida útil de 15 anos 10 pontos c Qual o período P e tempo de retorno Tr para a precipitação observada em outubro de 1990 05 pontos Obs utilizar a série parcial de precipitações e analisar as respostas encontradas Questão 18 Uma camada de solo argiloso cuja capacidade de infiltração na condição de saturação é de 37 mmhora está saturado e recebendo chuva com intensidade de 17 mmhora Qual é o escoamento litros por segundo que está sendo gerado em uma área de 10m² deste solo considerando que está saturado Questão 19 Estime a vazão máxima de projeto para rede de drenagem superficial em uma área comercial de Vitória densamente construída cuja bacia tem área de 35 hectares comprimento de talvegue de 3 km e diferença de altitude ao longo do talvegue de 20 m Adotar C 085 Questão 20 Uma barragem irá abastecer uma cidade de 100000 habitantes e uma área irrigada de 2000 ha Verificar através de um balanço hídrico anual se o local escolhido para a construção do empreendimento tem condições de atender a demanda DADOS Área da bacia 400 km² Precipitação média anual 1100 mmano Evapotranspiração média anual 700 mmano Demanda da cidade 150 lhab x dia SÃO JOÃO DA CACHOEIRA GRANDE Série 01840020 Consistido 011981 122000 Totais Mensais Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total 1981 2391 848 3156 51 746 115 158 319 29 1725 3067 122 14284 1982 3744 907 878 1351 98 145 358 1078 22 47 1128 68 11939 1983 3088 1297 635 96 406 75 188 136 182 1134 155 1288 11713 1984 1337 1178 1006 1072 516 54 88 605 562 101 924 2248 10600 1985 4673 1362 903 288 46 156 195 532 266 2004 1366 1566 13357 1986 648 599 325 350 206 686 104 50 234 1002 906 2882 8442 1987 79 196 1007 338 24 66 12 294 471 9 2363 148 7131 1988 2794 102 2482 28 0 488 84 294 172 1092 794 1322 9904 1999 322 662 1713 30 162 1015 1083 253 1990 101 40 351 289 235 321 339 765 345 1983 637 1105 6871 1991 2214 1483 3238 433 1343 358 867 739 349 784 1737 1513 15058 1992 4973 179 1734 1666 142 1299 826 629 465 2306 2633 4425 22888 1993 909 129 612 1062 325 654 205 297 22 567 936 1786 8665 1994 1683 317 2024 434 1287 287 81 181 223 916 196 681 10074 1995 77 43 798 1664 417 133 526 132 222 513 1388 2492 8405 1996 226 367 656 519 34 89 46 159 587 61 3385 1592 827 1997 2087 1135 2215 758 374 05 54 61 331 699 694 2187 1060 1998 1339 124 614 156 981 04 78 95 25 401 1545 1105 6467 1999 431 346 2192 347 79 237 742 22 88 192 3474 1195 9345 2000 929 2236 1705 643 322 162 239 226 623 149 2161 3292 12687 Média 1738 834 1412 628 431 281 273 372 371 933 1687 1829 10879 estimado duvidoso acumulado Demanda irrigação 7000 m³há x ano TRABALHO AVALIATIVO Aluno Professor Cecília Montibeller Oliveira Disciplina Hidrologia Data Questão 1 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado a seguir na ordem em que aparecem A urbanização promove alterações no ciclo hidrológico por reduzir a infiltração no solo O volume de água que deixa de infiltrar permanece na superfície o escoamento superficial As vazões máximas Com a redução da infiltração o nível do lençol freático a aumentando aumentam diminui Questão 2 Para o estudo da infiltração em um solo foi realizado um experimento em que se utilizou de um simulador de chuva em uma área retangular de 5m x 13m A duração desta chuva foi tal que gerou um escoamento superficial praticamente constante de 06ls Sabendose que a intensidade da chuva artificial era de 60mmh pedese a O escoamento superficial em mmh e a capacidade de infiltração mínima encontrada no experimento 10 pontos i 60 36000016666667mms Escoamento superficial00166666675131083333355ls Capacidade def iltração1083333355l s06ls0483333355ls Capacidade deinfiltração04833333553600 513 2676923197mmh b O valor da constante de Horton considerando que 10 horas após o início da produção do escoamento superficial a capacidade de infiltração era de 275mmh 10 pontos k ln 267692319727 5 027 5 10 036278 Questão 3 Calcular o volume precipitado e volume escoado E obtenha o coeficiente de escoamento superficial Considerar a área da bacia igual a 20km² V606070 2 126000m 3 V806070 2 168000m 3 Vtotal126000168000294000m 3 V precipitado 20 6050360020000 1000 1200000m 3 Vescoado1200000294000906000m 3 C 906000 12000000755 Questão 4 Segundo medições realizadas pelo INMET Instituto Nacional de Meteorologia no dia 13112019 no Município de Vitória choveu em 24 horas um total de 1520 mm Sendo assim qual o tempo de retorno dessa chuva considerando a equação de chuvas intensas de VitóriaES imédia Vitória152 24 6333mmh t24601440min Tr 6333144020 077 97347 1 1 91354anos 97347 𝑇𝑟019 𝑖 𝑉𝑖𝑡ó𝑟𝑖𝑎 𝑡 20077 Questão 5 Explique como a ação da precipitação sobre o solo intensidade e presença de ar no solo interferem no processo de infiltração da água no solo Resposta A intensidade da chuva e a presença de ar no solo têm impactos significativos na infiltração da água no solo Quando a chuva é intensa e rápida o solo pode ter dificuldade em absorver a água rapidamente resultando em menor infiltração e maior escoamento superficial Por outro lado se a chuva for mais leve e prolongada o solo terá tempo suficiente para absorver a água aumentando a taxa de infiltração Além disso a presença de ar nos espaços porosos do solo facilita a infiltração permitindo que a água seja absorvida mais facilmente No entanto solos compactados ou saturados de água podem reduzir a presença de ar dificultando a infiltração e levando ao aumento do escoamento superficial Questão 6 A partir do emprego do Método da Ponderação Regional preencher as falhas dos registros anuais de precipitação indicados na tabela abaixo Ano Fazenda Jucutuquara Guarapari Iconha Anchieta 1996 130000 156810 102090 1997 121010 186280 110690 1998 96960 94720 150080 101150 1999 134570 154840 155610 115960 2000 159240 120480 146420 110740 2001 135200 111460 104860 85240 2002 110760 104620 135670 96100 2003 95080 127660 163930 113170 2004 189710 189010 197820 158460 2005 194800 170540 239700 129290 2006 144610 132490 167250 93320 2007 91930 77600 150260 126130 2008 185330 163810 214940 153010 TOTAL 1789200 1447230 2169630 1495350 MÉDIA 1376308 1315664 1668946 1150269 Px1 3 1376308 1315664130000 1668946 1315664156810 1150269 13156641020901413882837mm Px1 3 1376308 1315664121010 1668946 1315664186280 1150269 13156641106901532208749mm Questão 7 Um rio cuja vazão média é de 43 m³s foi represado por uma barragem para geração de energia elétrica A área superficial do lago criado é de 4000 hectares Medições de evaporação de um tanque classe A correspondem a 1000 mm por ano Qual é a nova vazão média a jusante da barragem após a formação do lago Area400010004000000m 2 Q 4000000m 21000mm 365dias24 h3600 s 1268391679ls Q1268391679l s1000m 3l0126839168m 3s Qmédia4301268391684287316083m 3 s Questão 8 Desejase construir um reservatório em um rio cuja bacia possui uma área de 50 km2 A área de inundação do reservatório é de 10 km2 Estime qual deve ser a redução de vazão média disponível na bacia Considere que a evaporação potencial da superfície da água é de 1400 mm por ano A evaporação estimada por balanço hídrico antes da construção do reservatório foi de 1137 mm por ano Nestas mesmas condições a vazão média era de 141 m3s Et140010113740 50 1189 6mmano Q118965010000 365243600 1886098427ls ou0018860984m 3s Qapós14100188609841391139016m 3 s Questão 9 Calcule a evapotranspiração de referência pelo método do BLANEY CRIDDLE para a cultura de banana considerando os seguintes dados Tanque circundado por grama Bordadura 10 m Umidade relativa UR 819 Velocidade do vento a 2 m de altura U2 155 ms Evaporação do tanque classe A ECA 255 mmdia Latitude de 21º S Mês de Julho T 20 ºC Etp0457208137851355695mmmês EtpCultura07813556959489865mmmês Questão 10 Avalie a infiltração da água no solo para a tabela que abaixo infiltrômetro de anel e responda a Qual a velocidade de infiltração para o período do ensaio 05 pontos b Qual o volume de infiltração para o período do ensaio 10 ponto c Qual a velocidade de infiltração básica VIB 05 pontos Hora Intervalo de tempo acumulado min Leituras cm Infiltração cm Infiltração acumulada cm 1404 0 1414 10 355 15 15 1424 20 325 18 33 1434 30 345 16 49 1444 40 345 16 65 1454 50 355 15 8 1504 60 345 16 96 1514 70 355 15 111 1524 80 355 15 126 1534 90 375 13 139 1544 100 345 16 155 1554 110 345 16 171 1604 120 345 16 187 1614 130 345 16 203 Questão 11 Calcular a vazão máxima para período de retorno Tr 15 anos usando o método racional para uma bacia com 14ha A bacia superior é permeável e tem área de 6ha e C035 A bacia inferior é mais desenvolvida e tem área de 8ha e C05 O tempo de concentração até o ponto de controle considerando as duas bacias é de 43 min Considerar cidade de Vitória i9734715 19 4320 077 68770747mmh C6035805 14 0435714286 Qmax04357142861468770747 360 1165282103 m 3s Questão 12 Uma medição de vazão realizada em um rio teve os resultados da tabela abaixo A largura total do rio é de 120 m a Qual a vazão total do rio 10 ponto Q 1213 2 52250 50 9 2 23625m 3 s Q 1213 2 52250 3055 2 1434375m 3s Q 213 2 7852015055 2 15015m 3 s Q 213 2 78520903 2 2574m 3s Q2362514343751501525747872375m 3s b Qual a velocidade média 10 ponto V0503 2 0 9055 2 03015 2 135ms Vertical 1 2 3 Distância da margem m 250 52 78 Profundidade m 12 13 20 Velocidade a 02xP ms 05 09 03 Velocidade a 08xP ms 03 055 015 Questão 13 O município de Vitória possui uma área de 293km² no ano de 2018 recebeu uma precipitação média anual de 13186mm Visto que as perdas médias mensais por evapotranspiração nesse mesmo ano são da ordem de 150mm responda a O município teve um déficit ou superávit hídrico 025 pontos P13186121504814 mm Ocorreu um déficit de 4814 mm b Qual a vazão média no ano em estudo em m³s 075 pontos Q1318629300000 365243600 1225107179Lsou1225107179m 3s Questão 14 Dado o hidrograma de vazões para duas bacias hidrográficas que possuem a mesma área de drenagem e estão sofrendo as mesmas condições de precipitação analise Qual bacia hidrográfica possui maior tempo de concentração Por quê Identifiqueos no gráfico 05 pontos A bacia com menor pico de vazão pois a sua distribuição de precipitação é mais regular a Qual bacia hidrográfica possui coeficiente de compacidade mais próximo de 1 Por quê Identifiqueos no gráfico 05 pontos A bacia com maior pico de vazão tem maior indice de compacidade b Qual bacia hidrográfica está mais suscetível as enchentes na seção de desague Por quê 05 pontos A bacia de menor pico pois sua vazão ao longo do tempo é maior Questão 15 Desejase preencher a falta de dados ocorridos no mês de janeiro no ano de 1999 no posto E548 Para tanto dispõese dos dados totais mensais dos meses de janeiro dos postos E5 46 E547 e E549 todos vizinhos ao ponto em questão no período de 19902000 Ano POST O ES46 POST O ES47 POST O ES48 POST O ES49 1990 1002 150 2703 2257 1991 2347 2416 3746 2651 1992 1385 2509 2676 2612 1993 1594 986 1218 784 1994 524 1589 854 954 1995 2056 3449 2766 2314 1996 642 393 818 213 1997 1741 2533 2854 2906 1998 1378 647 1502 2012 1999 1683 1261 1232 2000 2555 2495 3393 2851 Médi a 1537 1798 2253 188964 Px1 3 2253 15371683179 8 153 71261 1889 153712321838675065mm Questão 16 Explique como a vegetação e a altitude interferem nas precipitações Resposta A vegetação afeta as precipitações por meio da evapotranspiração vegetal que influencia a disponibilidade de umidade na atmosfera A altitude por sua vez pode afetar as precipitações devido às mudanças nas condições atmosféricas relacionadas à temperatura e à formação de nuvens Ambos os fatores são importantes para entender os padrões climáticos e a distribuição das precipitações em uma determinada região Questão 17 A partir da série de precipitações abaixo responda a Qual a precipitação máxima esperada para um período de retorno de 5 anos 10 pontos b Qual o grau de risco de uma obra projetada para o período de retorno acima e com vida útil de 15 anos 10 pontos c Qual o período P e tempo de retorno Tr para a precipitação observada em outubro de 1990 05 pontos Obs utilizar a série parcial de precipitações e analisar as respostas encontradas SÃO JOÃO DA CACHOEIRA GRANDE Série 01840020 Consistido 011981 122000 Totais Mensais Ano Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total 1981 2391 848 3156 51 746 115 158 319 29 1725 3067 122 14284 1982 3744 907 878 1351 98 145 358 1078 22 47 1128 68 11939 1983 3088 1297 635 96 406 75 188 136 182 1134 155 1288 11713 1984 1337 1178 1006 1072 516 54 88 605 562 101 924 2248 10600 1985 4673 1362 903 288 46 156 195 532 266 2004 1366 1566 13357 1986 648 599 325 350 206 686 104 50 234 1002 906 2882 8442 1987 79 196 1007 338 24 66 12 294 471 9 2363 148 7131 1988 2794 102 2482 28 0 488 84 294 172 1092 794 1322 9904 1999 322 662 1713 30 162 1015 1083 253 1990 101 40 351 289 235 321 339 765 345 1983 637 1105 6871 1991 2214 1483 3238 433 1343 358 867 739 349 784 1737 1513 15058 1992 4973 179 1734 1666 142 1299 826 629 465 2306 2633 4425 22888 1993 909 129 612 1062 325 654 205 297 22 567 936 1786 8665 1994 1683 317 2024 434 1287 287 81 181 223 916 196 681 10074 1995 77 43 798 1664 417 133 526 132 222 513 1388 2492 8405 1996 226 367 656 519 34 89 46 159 587 61 3385 1592 827 1997 2087 1135 2215 758 374 05 54 61 331 699 694 2187 1060 1998 1339 124 614 156 981 04 78 95 25 401 1545 1105 6467 1999 431 346 2192 347 79 237 742 22 88 192 3474 1195 9345 2000 929 2236 1705 643 322 162 239 226 623 149 2161 3292 12687 Média 1738 834 1412 628 431 281 273 372 371 933 1687 1829 10879 estimado duvidoso acumulado Questão 18 Uma camada de solo argiloso cuja capacidade de infiltração na condição de saturação é de 37 mmhora está saturado e recebendo chuva com intensidade de 17 mmhora Qual é o escoamento litros por segundo que está sendo gerado em uma área de 10m² deste solo considerando que está saturado Escoamento1737133mmh Q13310 3600 0036944444 Ls Questão 19 Estime a vazão máxima de projeto para rede de drenagem superficial em uma área comercial de Vitória densamente construída cuja bacia tem área de 35 hectares comprimento de talvegue de 3 km e diferença de altitude ao longo do talvegue de 20 m Adotar C 085 So20 3 6666666667mkm Tc5264 3 6666666667 064 57946min iVit oria 9734710 19 5794620 077 2701726114 mm Qmax085352701726114 360 2232676441m 3s Questão 20 Uma barragem irá abastecer uma cidade de 100000 habitantes e uma área irrigada de 2000 ha Verificar através de um balanço hídrico anual se o local escolhido para a construção do empreendimento tem condições de atender a demanda DADOS Área da bacia 400 km² Precipitação média anual 1100 mmano Evapotranspiração média anual 700 mmano Demanda da cidade 150 lhab x dia Demanda irrigação 7000 m³há x ano Cidade V100000150365547510 6m 3 Volume escoado Vprecipitado1100400100000044000010 6m 3 Vperdido700400100000028000010 6m 3 V escoado44000010 628000010 616000010 6m 3 Irrigação Demandairrigada700020001410 6m 3 Demanda Total de água Demanda1410 6m 3547510 6m 3548910 6m 3 O volume será atendido pois o valor demandado é inferior ao escorrido perdido