Hidrologia Aplicada Escoamento Superficial e Hidrogramas

DEC 2576 HIDROLOGIA APLICADA Aula 16 Escoamento Superficial II Profª Me Bruna Forestieri Bolonhez Maringá 2024 1 Bloco C67 Sala 202 Email bfbolonhez2uembr 8 Escoamento superficial Deslocamento de água na superfície terrestre 83 Hidrogramas Representação gráfica da evolução da vazão ao longo do tempo A variação das vazões é resultado da interação de todos os componentes do ciclo hidrológico Comportamento do hidrograma típico de uma bacia após a ocorrência de uma sequência de precipitações É a resposta da bacia naquele ponto ou seção considerada à precipitação que ocorreu na sua área de contribuição Para um rio o hidrograma se refere a uma seção transversal específica 83 Hidrogramas Representação gráfica da evolução da vazão ao longo do tempo A área abaixo do hidrograma representa o volume de água escoado no período analisado TEMPO DE BASE Figura 101 Hidrograma de um rio como resposta a um evento de chuva durante e imediatamente após a chuva predomina o escoamento superficial enquanto durante a estiagem predomina o escoamento subterrâneo CG tempo de retardo tempo de pico tempo entre picos tempo de concentração ASCENSÃO RECESSÃO Escoamento Subterrâneo Escoamento Superficial Vazão m³s Chuva mm Tempo h 831 Separação do escoamento superficial Separação do escoamento superficial e subsuperficial do escoamento subterrâneo Método da linha reta Método da depleção simples Método da depleção dupla Método do tempo fixo Método da curva de recessão numérico 831 Separação do escoamento superficial 831 Separação do escoamento superficial Método do tempo fixo Utilizado para determinar o ponto de inflexão C do hidrograma 𝑁 𝐾 𝐴𝑛 𝑁 08266 𝐴02 Linsley N número de dias após o pico dias A Área da bacia km² N Exercício 03 Com base nos dados da tabela abaixo trace o hidrograma e faça a separação do escoamento superficial e subterrâneo para uma bacia de 30 km² A chuva tem duração de 3 h e intensidade de 20mmh a Utilize o método da linha reta b Utilize o método da depleção simples c Utilize o método da depleção dupla Calcule o volume escoado superficialmente volume total precipitado a precipitação efetiva e o coeficiente de runoff para cada caso Tempo h Vazão m³s 1 71 2 70 3 250 4 600 5 430 6 250 7 150 8 120 9 100 00 100 200 300 400 500 600 700 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VAZÃO M³S TEMPO HORAS 831 Separação do escoamento superficial Método da curva de recessão Previsão da vazão em um rio após alguns dias da precipitação conhecendo a vazão no tempo atual k t t e Q Q 0 t t t Q Q t k ln Constante de decaimento k Valor de k depende das características físicas da bacia em especial as suas características geológicas 831 Separação do escoamento superficial Método da curva de recessão Nível Estático e Curvas de Recessão Antecedente do Poço Osório Exercício 04 Durante uma longa estiagem de um rio foram feitas duas medições de vazão com quatro dias de intervalo entre si conforme a tabela abaixo Qual seria a vazão esperada para o dia 31 de agosto do mesmo ano considerando que não ocorre nenhum evento de chuva neste período DATA VAZÃO m³s 14agosto 601 15agosto 16agosto 17agosto 18agosto 576 84 Precipitação Efetiva Parcela da precipitação que foi transformada em escoamento superficial direto O hidrograma unitário representa somente a precipitação efetiva tempo Q P tempo 841 Quantificação da precipitação efetiva Diferentes abordagens foram propostas com a intenção de quantificar a precipitação efetiva 1ª Infiltração constante Tempo h Tempo h P mm Vazão m³s Infiltração Esc de base Esc Superficial 841 Quantificação da precipitação efetiva Diferentes abordagens foram propostas com a intenção de quantificar a precipitação efetiva 2ª Infiltração proporcional à intensidade da chuva Tempo h Tempo h P mm Vazão m³s Infiltração Esc de base Esc Superficial 841 Quantificação da precipitação efetiva Diferentes abordagens foram propostas com a intenção de quantificar a precipitação efetiva 3ª Perdas Iniciais Infiltração Constante Tempo h Tempo h P mm Vazão m³s Infiltração Esc de base Esc Superficial 841 Quantificação da precipitação efetiva Diferentes abordagens foram propostas com a intenção de quantificar a precipitação efetiva 4ª Curva de Infiltração Equação de Horton Tempo h Tempo h P mm Vazão m³s Infiltração Esc de base Esc Superficial 841 Quantificação da precipitação efetiva Diferentes abordagens foram propostas com a intenção de quantificar a precipitação efetiva 5ª Perdas Iniciais Curva de Infiltração Método SCS Tempo h Tempo h P mm Vazão m³s Infiltração Esc de base Esc Superficial Considera as perdas iniciais e a diminuição da infiltração 841 Quantificação da precipitação efetiva 5ª Perdas Iniciais Curva de Infiltração Método SCS 𝐹𝑎 𝑆 𝑃𝑒 𝑃 𝐼𝑎 𝑃 𝑃𝑒 𝐼𝑎 𝐹𝑎 e 𝑃𝑒 𝑃 𝐼𝑎 2 𝑃 𝐼𝑎 𝑆 𝐼𝑎 02 𝑆 𝑆 25400 𝐶𝑁 254 Sendo 841 Quantificação da precipitação efetiva 841 Quantificação da precipitação efetiva 841 Quantificação da precipitação efetiva 841 Quantificação da precipitação efetiva Tabela 1 Valores de CN em função de cobertura e do tipo hidrológico de solo para bacias rurais condição II de umidade Descrição do uso da terra Classes Hidrológicas do Solo NRCS A B C D Culturas em fileira Linha reta Condições Ruins 72 81 88 91 Condições Boas 67 78 85 89 Curva de nível Condições Ruins 70 79 84 88 Condições Boas 65 75 82 86 Culturas em grãos Linha reta Condições Ruins 65 76 84 91 Condições Boas 63 75 83 89 Curva de nível Condições Ruins 63 74 82 88 Condições Boas 61 73 81 86 Pasto Linha reta Condições Ruins 68 79 86 89 Condições Médias 49 69 79 84 Condições Boas 39 61 74 80 Curva de nível Condições Ruins 47 67 81 88 Condições Médias 25 59 75 83 Condições Boas 06 35 70 79 Campos Condições Boas 30 58 71 78 Florestas Condições Ruins 45 66 77 83 Condições Médias 36 60 73 79 Condições Boas 25 55 70 77 Fonte São Paulo 2012b Exercício 05 Qual a lâmina escoada superficialmente durante um evento de chuva com precipitação total P de 70 mm em uma bacia do grupo B com cobertura normal e floresta T h h mm 05 5 1 8 15 2 2 423 25 25 3 3 35 105 4 5 Total 1008 Exercício 06 Calcule o hietograma da precipitação efetiva para a precipitação apresentada a seguir para uma região com CN médio de 85 Exercício 7 Calcule o valor de CN para uma bacia com 30 de área urbana densa e 70 com área rural e predomínio de campos Considere que os solos são extremamente argilosos e rasos