Lista de Exercícios Resolvidos - Solos para Irrigação e Drenagem

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 3a LISTA DE EXERCÍCIOS SOLOS PARA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM 1 Um cubo de solo mede 10 cm x 10 cm x 10 cm tem uma massa úmida de 1460 g dos quais 260 g são água Assumindo que a densidade de água Dag é igual a 10 gcm³ e que a densidade de partículas Dp é igual a 265 gcm³ determinar a umidade gravimétrica Ug b umidade volumétrica Uv c lâmina de água I mm d densidade do solo Ds gcm³ e porosidade total do solo P f macroporosidade g grau de saturação Gs 2 Um solo com 80 cm de profundidade tem uma umidade gravimétrica de 013 cm³cm³ Determinar a quantidade de água que deve ser adicionada mm para trazer a umidade volumétrica do solo a 30 3 Um solo tem uma umidade inicial de 010 cm³cm³ Que profundidade uma chuva de 10 cm umedecerá o solo a uma umidade de 030 cm³cm³ 4 No mesmo solo do problema anterior quanta água é necessária para umedecer o solo até a profundidade de 125 cm 5 O que você entende por capacidade de campo ponto de murchamento permanente capacidade de campo inferior e fator de disponibilidade 6 A umidade do solo à capacidade de campo é igual a 030 cm³cm³ Sua umidade gravimétrica inicial e sua densidade aparente variam com a profundidade e seus valores são dados pela Tabela abaixo Assumindo que a densidade da água é 10 gcm³ calcular a profundidade de penetração de uma chuva de 5 cm Incremento de profundidade cm Umidade gravimétrica gg Densidade do solo gcm³ 0 5 5 20 20 80 80 100 005 010 015 017 120 130 140 140 7 Que lâmina de água contém um solo até a profundidade de 180 cm se a umidade gravimétrica de todo o perfil é igual a 020 gg e a sua densidade nas camadas 0 90 cm e 90 180 cm 150 gcm³ e 130 gcm³ respectivamente 8 Coletouse uma amostra de solo à profundidade de 60 cm com anel volumétrico de diâmetro igual a 750 cm e altura de 750 cm A massa do solo úmido foi de 560 g e após 48 horas em estufa a 105oC sua massa permaneceu constante e igual a 458 g Qual a densidade do solo Qual sua umidade volumétrica 9 O solo do problema anterior após 48 horas em estufa a 105oC foi colocado em uma proveta contendo 100 cm³ de água Leuse então na proveta um volume de 269 cm³ a qual a densidade de partículas do solo b qual a porosidade total do solo c qual a porosidade drenável do solo UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 10 Coletouse uma amostra de solo com anel volumétrico de 200 cm³ e uma profundidade de 10 cm Obtevese massa do solo úmido de 332 g e massa do solo seco de 281 g Após a coleta fezse um teste de compactação do solo passando sobre ele em rolo compressor Nova amostra coletada com o mesmo anel e à mesma profundidade apresentou massa do solo úmido de 360 g e massa do solo seco de 305 g A densidade de partículas do solo é igual a 270 gcm³ Determine antes e depois da compactação a densidade do solo b umidade gravimétrica do solo c umidade volumétrica do solo d por que a umidade gravimétrica foi igual para os dois casos e a umidade volumétrica não e o que aconteceu com a porosidade 11 Um pesquisador necessita de exatamente 100 g de um solo seco e dispõe de uma amostra úmida com umidade volumétrica de 25 e densidade do solo igual a 120 gcm³ Quanto solo úmido deve pesar para obter a massa de solo seco desejada 12 Dada uma extensão de solo de 10 ha considerada homogênea quanto à sua densidade e à umidade até os 30 cm de profundidade qual a massa de solo seco em toneladas existente na camada de 0 30 cm de profundidade A umidade gravimétrica do solo é igual a 20 e a densidade do solo é de 170 gcm³ Quantos litros de água estão retidos pela mesma camada de solo 13 Qual o valor do potencial mátrico em centímetros de solução do ponto A no perfil de solo da Figura abaixo 14 Dois solos A e B têm a mesma porosidade total Suas curvas características estão representadas na figura ao lado Perguntase dê razões para suas respostas a que solo apresenta maior macroporosidade b que solo apresenta maior microporosidade c que solo retém mais água na capacidade de campo UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 15 Três tensiômetros são instalados num perfil de solo homogêneo conforme mostra a figura ao lado Perguntase a qual o valor do potencial matricial em A B e C b qual o valor do potencial total da solução em A B e C c onde a umidade é menor A B ou C d entre B e C a solução está se movendo para cima ou para baixo 16 O que é curva característica da água no solo Como pode ser determinada no laboratório e no campo 17 No esquema da figura ao lado não está havendo movimento de água entre os pontos A e B Qual é o valor de H se o medidor de vácuo está lendo 03 atm observação se o medidor de vácuo for desconectado sua leitura é 0 atm 18 Qual é o valor da condutividade hidráulica do solo cmmin e mmh da coluna ao lado sendo dados A área da seção transversal do solo igual a 50 cm² Vo volume de solução que passa através da coluna durante o período de tempo t igual a 10 mL intervalo de tempo t igual a 60 minutos UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 19 No esquema abaixo quanto vale o fluxo se a condutividade hidráulica é igual a 050 cmh 20 Quanto tempo min é necessário para que 15 cm³ de solução flua através da coluna de solo abaixo Dados A 100 cm² e condutividade hidráulica igual a 1 cmdia 21 Sendo a condutividade hidráulica igual a 10 cmh e a seção transversal do solo A 100 cm² pergunta se quantas horas serão necessárias para se ter 20 cm de solução passando através da coluna abaixo UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 22 A tabela abaixo apresenta os dados obtidos por meio do ensaio realizado com o extrator de Richards para uma amostra de solo coletada na área experimental do setor de hidráulica e irrigação CAVUDESC LagesSC A amostra foi coletada no dia 09012002 com anel de volume igual a 556463 cm³ e a tara do anel é 3783 g O peso do solo seco anel é igual a 11889 g Amostra Peso das amostras g Tensão cmca Saturada 10 20 40 100 300 500 1000 5000 15000 P101 14502 14291 14220 14123 14040 13980 13935 13851 13750 13664 a Determine os pares de pontos tensão bar versus umidade volumétrica e plote os dados no gráfico ao lado b Demonstre no gráfico os pontos correspondentes a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente destacando os respectivos valores de umidade c Caso desejar tentar faça o ajuste dos dados ao modelo de Van Genuchten A expressão é dada abaixo Uv Uvr Uvo Uvr 1 Pm n m em que Uv umidade volumétrica cm³cm³ Uvr umidade volumétrica residual cm³cm³ Uvo umidade volumétrica de saturação cm³cm³ Pm potencial matricial tensão bar n e m constantes empíricas a serem determinadas 23 Segundo os dados apresentados na tabela abaixo média anual determinar a evapotranspiração de referência ETo para todos os meses do ano utilizando o método do tanque evaporímetro classe A O coeficiente do tanque Kt pode ser determinado pela expressão dada abaixo para a condição do tanque na exposição com bordadura vegetada com raio de 10 m V2 velocidade do vento ms D distância da bordadura m UR umidade relativa do ar Ev evaporação do tanque mmdia Kt 0108 00286V2 00422LnD 01434LnUR 0000631LnD LnUR 2 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Ev 471 430 445 251 197 114 205 213 218 473 600 493 UR 7460 7695 7692 8486 8280 9057 8264 7611 8401 8029 7449 7942 V2 463 376 270 260 269 267 391 828 708 677 324 246 Kt ETo 24 Utilizando os dados da evapotranspiração de referência ETo obtidos no exercício 23 determine a evapotranspiração de cultivo ETc para a cultura do milho para as diferentes fases de seu desenvolvimento UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA DISCIPLINA DE IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 considerando a data de semeadura para o dia 1o de novembro e sabendo que a duração de seu ciclo é de 125 dias divididos em 20 dias para a fase inicial 35 dias para a fase de desenvolvimento 40 dias para a fase de maturação e 30 dias para a fase final A freqüência de irrigação estimada é de 4 dias Para a determinação do coeficiente de cultivo Kc utilize os dados apresentados no Quadro 35 da página 42 da apostila de irrigação 25 Considerando os dados obtidos no exercício 24 determine o volume de água necessário por hectare para a irrigação da cultura do milho durante seu ciclo 26 Considerando a curva característica da água no solo obtida no exercício 22 e a evapotranspiração da cultura de milho obtida no exercício 24 e considerando o potencial crítico de absorção de água pela cultura igual a 15 atm elabore a programação de rega para a mesma a partir dos seguintes dados levantados na área a velocidade de infiltração básica de água no solo VIB é de 0059 cmmin a vazão do aspersor a ser adotado no projeto para a pressão de 350 kPa é de 11 m³h e as combinações de espaçamento recomendadas pelo fabricante são de 12 m x 12 m 12 m x 18 m 18 m x 18 m e 18 m x 24 m a folga a ser adotada é de 1 dia a jornada de trabalho deverá ser de 8Ti a vazão disponível na fonte de captação conforme outorga é de 50 m³h e a área a ser irrigada é de 4 ha a eficiência de aplicação por aspersão para as condições locais é estimada em 70 e a eficiência de condução é igual a 80 canais Determinar a lâmina líquida de irrigação mm b lâmina bruta de irrigação mm c freqüência de irrigação dias d período de irrigação dias e tempo de irrigação min e h f espaçamento entre aspersores g jornada de trabalho diária h h vazão requerida no projeto m³s e m³h i número de aspersores j vazão ajustada m³h k se há necessidade de represamento e caso positivo qual o volume a ser armazenado considerando 20 de perdas por percolação e evaporação durante o ciclo de irrigação l caso o agricultor não desejasse fazer represamento quais opções você daria ao mesmo e quais seriam as conseqüências para a programação de rega respectivas m caso você optasse pela utilização de tensiômetros para o controle da irrigação qual seria o valor da umidade volumétrica mínima que o mesmo conseguiria indicar e qual seria a freqüência de irrigação vazão requerida no projeto para a mesma folga adotada no início do projeto n em relação ao item m seria necessário fazer represamento Explique sua resposta fazendo a argumentação com embasamento técnicocientífico o caso você adotasse o espaçamento entre aspersores imediatamente superior ao adotado no início do projeto quais seriam as conseqüências na programação de rega Demonstre toda rotina de cálculos 27 Elabore um resumo de 2 duas páginas com relação aos métodos de estimativa da evapotranspiração para o dimensionamento e manejo dos sistemas de irrigação Saliente a importância dos mesmos variáveis levadas em consideração e limitação de cada método Lages 10042023 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 1a LISTA DE EXERCÍCIOS HIDROLOGIA 1 Segundo a planta topográfica de uma bacia hidrográfica hipotética figura ao lado que apresenta as seguintes características físicas cota da seção de saída 3 m cota do ponto mais distante do thalweg principal 80 m escala 110000 Determine a área da bacia hidrográfica ha b comprimento axial m c largura média da bacia m d comprimento do thalweg principal m e declividade média simples do thalweg mm f coeficiente de compacidade e conclua 2 Considere uma bacia hidrográfica com área igual a 15 ha onde o total anual precipitado é em média 1300 mm e a vazão em sua seção de saída é de 180 Ls Nesta bacia pretendese implantar um lago que irá inundar 13 da área total da mesma Nestas circunstâncias haverá um acréscimo do total evaporado na bacia hidrográfica devido ao espelho de água e o conseqüente decréscimo da vazão média anual Supondo que a evaporação direta no reservatório é estimada em 1100 mmano calcule o decréscimo percentual na vazão média da bacia 3 Considerando uma bacia hidrográfica com área de 100 ha sobre a qual a precipitação média anual é igual a 1500 mm e a evapotranspiração real igual a 1000 mm Qual seria o escoamento médio anual na seção de saída desta bacia hidrográfica em m³ano e em Ls considerando que não houvesse variação no armazenamento de água no solo da bacia 4 Determine o déficit de escoamento mmano de uma bacia hidrográfica com área de 108 ha vazão média na seção de saída igual a 2660 Ls e a precipitação anual igual a 1460 mm 5 Segundo mapa da bacia hidrográfica em anexo escala 110000 determinar as características físicas da bacia bem como de sua rede de drenagem a Área da bacia hidrográfica km² e ha b Perímetro da bacia hidrográfica km e m c Comprimento axial da bacia hidrográfica km e m d Largura média da bacia hidrográfica km e m e Forma da bacia hidrográfica e interpretar o resultando concluindo os resultados segundo o Coeficiente de Compacidade Índice de Gravelius e o Fator de Forma Índice de Conformação a Declividade média simples do talvegue principal mm e b Declividade média racional ou ponderada do talvegue principal m e UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 Planta Planialtimétrica UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 6 A infiltração de água no solo é função de quais parâmetros 7 Represente esquematicamente por meio do uso de gráficos as curvas de infiltração acumulada I e a curva da velocidade de infiltração instantânea i para 3 teores de umidade do solo baixo médio e alto Justifique sua resposta 8 Determine o tempo necessário para infiltrar lâminas de água de 80 mm para sulcos espaçados de 80 cm para os solos das equações de infiltração abaixo Conclua a respeito dos resultados Solo 1 Solo 2 I 000577T 0129 0000288T I 000199T 0623 0000170T para I m³m e T min para I m³m e T min 8 Segundo dados de um teste de infiltração realizado com cilindros infiltrômetros obter o ajuste das equações da lâmina acumulada I e da velocidade de infiltração instantânea i pelo modelo de Kostiakov e de KostiakovLewis Hora Leitura na régua Leitura corrigida Hora Leitura na régua Leitura corrigida 0800 0801 0802 0805 0808 0811 0814 0817 0820 0825 0830 0840 1620 1720 1740 1300 1340 1510 1640 1300 1350 1410 1000 1050 1120 1180 990 1110 0847 0857 0907 0917 0927 0937 0947 1007 1037 1057 1117 1180 1000 1090 1190 1010 1070 1150 1010 1070 1150 1000 1160 990 1150 1000 1160 990 1140 9 Segundo dados de um teste de infiltração utilizando o método de entrada e saída de água no sulco obter as equações ajustadas da lâmina acumulada I e da velocidade de infiltração instantânea i pelo método de Kostiakov O comprimento do sulco foi de 60 m com espaçamento de 1 m entre sulcos As calhas WSCflume utilizadas no ensaio foram previamente calibradas e os dados da calibração apresentamse abaixo Obter as respectivas equações sabendose que a equação da calha segue o modelo potencial q ah b Dados de calibração das calhas Calha de entrada Calha de saída Tempo s Carga h cm Volume L Tempo s Carga h cm Volume L 20 180 108 30 270 212 15 240 153 20 360 302 15 290 218 15 470 443 10 350 206 10 540 403 10 420 317 5 630 307 10 480 413 5 680 363 10 560 530 5 740 445 5 630 382 5 880 695 5 700 452 Dados do ensaio de infiltração Hora Calha de entrada carga h cm Calha de saída carga h cm 1535 1540 1545 1550 1555 1600 1605 1610 1620 1630 1645 1700 720 740 740 740 740 740 740 740 720 720 710 710 440 450 520 550 570 570 600 600 630 650 660 660 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 10 Uma vez que os ensaios de infiltração dos problemas 4 e 5 foram realizados de forma simultânea no mesmo solo e local comparar as equações da lâmina acumulada I e da velocidade de infiltração instantânea i obtidas pelo modelo de Kostiakov represente graficamente e comente a respeito das possíveis causas da diferença entre as mesmas se houver 11 Segundo dados de um teste de infiltração realizado com Simulador de Chuva obter o ajuste das equações da lâmina acumulada I e da velocidade de infiltração instantânea i pelo método analítico segundo o modelo de Kostiakov A área de captação do Simulador é igual a 10 m² e a intensidade de aplicação da água foi igual à 141 mmh HORA TEMPO min VOLUME DRENADO cm3 LÂMINAmm Inst Acum Aplicada Escoada Infiltrada Acumulada 0800 0805 230 0806 680 0807 1090 0808 1500 0809 1450 0810 1720 0811 1500 0812 1815 0813 1730 0814 1860 0815 1765 0816 1780 0817 1660 0818 1830 0819 1830 0820 1890 0821 1980 0822 1920 0823 1680 0824 1710 0825 1800 0826 1925 0827 1720 0828 1975 0829 1680 0830 1945 0831 1865 0832 1890 0833 1925 0834 1740 0835 1821 0836 1810 0837 1780 0838 1930 0839 1840 0840 1895 0841 1815 0842 1925 0843 1975 0844 1980 0845 1980 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 12 Estudo estatístico das chuvas anuais em Lages SC no período de 1972 a 2002 dados obtidos do Posto de Meteorologia de Lages SC ligado ao 8 DISME em Porto Alegre RS a Calcular a distribuição por frequências e elementos estatísticos característicos b Admitida a distribuição normal efetuar o ajuste da Distribuição Normal aos dados de precipitação total anual c Calcular as alturas pluviométricas totais anuais iguais ou inferiores para os períodos de retorno de 5 10 15 20 25 30 50 100 500 e 1000 anos d Determinar a Probabilidade de ocorrência de precipitações maiores ou iguais a 1000 1500 e 2000 mm Ano Precipitação h mm h mm Nº ordem m F m 100 N 1 Tr 1 anos F z hi h Sh P Tr 1 anos P 1972 162310 1973 172591 1974 106219 1975 14827 1976 15101 1977 15699 1978 11584 1979 15948 1980 17388 1981 13661 1982 17827 1983 25022 1984 19373 1985 11537 1986 14358 1987 19258 1988 14637 1989 16589 1990 22517 1991 13248 1992 17538 1993 20279 1994 16958 1995 14796 1996 17287 1997 22132 1998 22819 1999 14455 2000 18394 2001 19133 2002 19350 13 No quadro abaixo são apresentadas precipitações chuvas máximas com 24 horas de duração obtidas num período de 30 anos de observação 1974 a 2003 para Lages SC constituindose numa série anual na qual cada precipitação com 24 horas de duração é a máxima do ano a Elaborar a distribuição por frequências e calcular os elementos estatísticos característicos média desvio padrão b Calcular a frequência observada pelo método de Kimbal e o respectivo tempo de retorno Tr anos c Fazer o ajuste da Distribuição de Gumbel aos dados observados determinando a probabilidade teórica e o respectivo tempo de retorno d Determinar o período de retorno de chuvas de 100 120 e 130 mm com duração de 24 horas e Qual a probabilidade de as chuvas de 100 120 e 130 mm serem igualadas ou superadas em pelo menos uma vez f Qual o valor das chuvas esperadas dentro de um ano correspondentes a períodos de retorno de 5 10 20 30 50 100 200 e 500 anos g qual o índice de risco de uma estrutura de proteção a ser projetada para 20 anos de uso a fim de conter uma chuva com período de retorno de 20 anos e qual é esse valor UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 h Qual o índice de risco de uma estrutura de proteção a ser projetada para 20 anos de uso a fim de conter a enchente com tempo de retorno de 50 e 100 anos e quais são esses valores i Uma chuva tem um tempo de retorno de 5 anos i qual a sua probabilidade de ocorrência em valor igual ou superior no próximo ano ii qual a sua probabilidade de ocorrência em valor igual ou superior durante os próximos 3 anos iii qual a probabilidade de ocorrência em valor igual ou superior durante os próximos 5 anos j Qual o risco assumido ao esperar que dentro de um período qualquer de 20 anos ocorrerá nenhuma chuva igual ou maior que aquela correspondente ao tempo de retorno de 20 anos k Sabese que numa área a ser drenada se pode esperar uma chuva intensa de 120 mm com 24 horas de duração em média a cada X anos Qual o risco da falha de um canal de drenagem interceptor nesta área projetado para 15 anos de uso causado por uma chuva igual ou mais intensa Ano Precipitação h mm h mm m F Tr anos y P Tr anos 1974 680 1975 668 1976 809 1977 879 1978 450 1979 1220 1980 927 1981 1272 1982 640 1983 992 1984 1214 1985 488 1986 649 1987 1213 1988 817 1989 807 1990 927 1991 1039 1992 920 1993 1049 1994 903 1995 681 1996 671 1997 1145 1998 1124 1999 876 2000 798 2001 1768 2002 719 2003 458 14 Utilizando o livro de Chuvas Intensas no Brasil do Engenheiro Otto Pfafstetter determine a altura da precipitação máxima com 30 minutos de duração e tempo de retorno de 5 10 20 50 e 100 anos para Florianópolis SC 15 Utilizando o trabalho de Isoietas para 30 minutos de duração para a região Sul e Centro do Brasil do Engenheiro Souza Pinto determine as intensidade máximas de chuva para os tempos de duração de 5 10 15 60 e 120 minutos para os tempos de retorno de 10 25 e 50 anos para Lages SC coordenadas latitude 27 49 e longitude 50 20 16 Utilizando a equação de chuvas intensas proposta por Soccol Ullmann 2006 para Lages SC determine as intensidades máximas de chuva para os tempos de duração de 5 10 15 60 e 120 minutos para os tempos de retorno de 5 10 25 e 50 anos para Lages SC 17 Compare os dados obtidos na questão 15 com os obtidos na questão 16 e discuta as diferenças se houverem UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 18 Quais os métodos de estimativa da evapotranspiração em bacias hidrográficas Dê a formulação dos mesmos com as unidades 19 O que é déficit de escoamento em bacia hidrográfica Demonstre como é calculado 20 Determine o déficit de escoamento numa bacia hidrográfica mmano para uma precipitação anual média igual a 1460 mm volume total escoado na seção de saída da bacia igual a 120000 m³ A área da bacia hidrográfica é de 13 hectares O quê representa esse déficit de escoamento 21 Construir um hidrograma observado a partir de dados de vazão medidos na Micro Bacia Experimental do CAV a partir da instalação de um vertedor triangular ângulo do vértice igual a 90º Plotar em ordenada a vazão Qm³dia e na abscissa o tempo T dias Fazer na mesma escala o hietograma correspondente ver papel para os gráficos em anexo Os dados foram tomados no mês de fevereiro de 1986 A equação do vertedor é Q 247 m³ s 132tg 2 H m para 90º Data Carga hidráulica H Vazão Q Chuva mm cm m m³s m³dia 06 850 150 07 800 08 940 800 09 750 850 10 1170 1000 11 740 12 730 050 13 730 14 660 15 700 16 690 100 17 650 100 18 590 19 570 20 530 21 460 22 500 23 650 24 1280 2600 22 Com relação a questão 10 calcule o volume de água escoado pela seção do vertedor seção de saída da bacia no período considerado Obtido o volume extrapole para o período de um mês e um ano 23 Defina coeficiente de escoamento superficial C e dê sua expressão matemática baseado num hidrograma em relação a uma chuva Ilustre a definição e a expressão 24 Quais os fatores intervenientes no escoamento superficial 25 Para projetos como pode ser estimado o valor do coeficiente de escoamento superficial 26 Determine o coeficiente de escoamento superficial médio da bacia hidrográfica em anexo utilizando a tabela do USBR onde C é estimado em função da declividade do terreno tipo de vegetação e textura do solo Os dados da área são os seguintes Mata nativa solo argiloso 65 de declividade Lavoura de soja solo argiloso 65 de declividade Campo nativo solo argiloso 65 de declividade Banhado terreno não cultivado solo franco 07 de declividade UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 Tabela para determinação do coeficiente de escoamento superficial C para bacias hidrográficas com diferentes características de solo topografia e vegetação USBR Declividade do terreno Textura do solo Tipo de vegetação Franco arenoso Franco siltoso Argiloso 0 5 10 30 40 Floresta 5 10 25 35 50 10 30 30 50 60 0 5 10 30 40 Pastagens 5 10 15 35 55 10 30 20 40 60 0 5 30 50 60 Terrenos não cultivados 5 10 40 60 70 10 30 50 70 80 27 O que é tempo de concentração de uma bacia hidrográfica Faça sua representação gráfica 28 Qual a importância da determinação do tempo de concentração de uma bacia hidrográfica 29 Quais os fatores que intervém no tempo de concentração de uma bacia hidrográfica 30 Quando que a vegetação é desprezível na contribuição do tempo de concentração de uma bacia hidrográfica 31 Quais os métodos de estimativa do tempo de concentração 32 Calcule o tempo de concentração min para a bacia hidrográfica da questão 15 em anexo utilizando as diferentes formas de determinação fórmulas de Picking Vem Te Chow Califórnia Pratice Califórnia Highways and Public Works 1940 Kirpich expressão do Serviço de Conservação de Solos do EUA e pelo Califórnia Highways Public Works 1942 O desnível do talvegue principal é de H 85 m o comprimento do talvegue principal deverá ser determinado em planta bem como a declividade 33 Quando não se possui uma bacia hidrográfica definida como uma bacia em si mas uma faixa de terreno que contribui qual o método utilizado para determinar o tempo de concentração Explique 34 Defina e dê a aplicação prática das vazões de enxurrada máxima ou de pico 35 Quais os métodos utilizados para a estimativa das vazões de enxurrada 36 Qual o critério adotado para fixar o tempo de retorno para fins de determinação da vazão de enxurrada 37 Calcular a vazão de enxurrada m³s da bacia hidrográfica em anexo para fins de dimensionamento de um canal Critérios de projeto Chuvas adote a chuva para um tempo de retorno de 10 anos obter a mesma com o uso da expressão sugerida por Soccol Ullmann 2006 para Lages SC para a determinação do tempo de concentração da bacia hidrográfica use o ábaco do U S Bureau of Reclamatin USBR o valor do coeficiente de escoamento superficial é o valor encontrado na Questão 15 use o método racional UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 38 Conforme o hidrograma obtido após uma chuva de 15 mm ocorrida em uma bacia hidrográfica com área de 10 ha determine a volume escoado superficialmente m³ b coeficiente de escoamento superficial c possíveis tipos de superfície da bacia hidrográfica comparando o coeficiente obtido com os sugeridos em tabelas 39 Obter o coeficiente de escoamento superficial utilizando a fórmula de Gregory para chuvas com tempos de duração de 30 60 90 e 120 min e interpretar os resultados justificando os mesmos 40 Obter o coeficiente de escoamento superficial utilizando a fórmula de Horner para chuvas com tempos de duração de 30 60 90 e 120 min e percentagem de impermeabilização iguais a 30 e 50 Interpretar os resultados justificando os mesmos 41 Estimar o coeficiente de escoamento superficial utilizando o ábaco do Colorado Highway Departament para superfícies impermeáveis terreno estéril montanhoso terreno estéril plano matas de coníferas com folhagens permanentes matas decíduas com folhas caduca pomares terrenos cultivados em vales 42 Estimar o coeficiente de escoamento superficial utilizando a tabela da ARMCOUSA para telhados perfeitos superfícies asfaltadas em bom estado superfícies não revestidas 43 Estimar o coeficiente de escoamento superficial utilizando a tabela da USBR para floresta com solo franco siltoso e declividade média de 6 44 Estimar o coeficiente de escoamento superficial utilizando a tabela da US Soil Conservation Service para relevo elevado com declividade média de 12 solo com cobertura de pedras vegetação pobre com menos de 10 de cobertura com acumulação na superfície negligenciável 45 Estimar o coeficiente de escoamento superficial para uma bacia hidrográfica com área de 2000 ha em dois instantes épocas 1o instante 30 da área com gramado e solo argiloso 5 40 da área não desenvolvida 20 da área com casas isoladas 5 da área com estradas de paralelepípedo e 5 com área industrial leve 2o instante 10 da área com gramado e solo argiloso 5 10 da área não desenvolvida 40 da área com casas densas 20 da área com densidade elevada de indústrias 10 com estradas asfaltadas 5 de edifícios de apartamentos e 5 com parques e jardins Discuta os resultados 46 Determinar a vazão máxima ou de enxurrada para as duas situações da Questão 45 instante 1 e 2 para a construção de obra de drenagem urbana tempo de retorno de 10 anos para uma chuva com tempo de duração de 120 min igual a 35 mm Use o método Racional e conclua a respeito do resultado 47 Estimar o tempo de concentração min de uma bacia hidrográfica que apresenta um thalweg principal com 3 km e declividade média de 2 Use o método Califórnia Public Works 48 Estimar o tempo de concentração de uma faixa de terreno com 800 m de comprimento para as UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 declividades de 2 5 10 e 13 para a cobertura do terreno com bosques pastagens e área natural UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 49 Determine o tempo de concentração min de uma bacia hidrográfica sabendose que o percurso que fornece o maior tempo é de 380 em solo encoberto com mata e declividade de 18 mais 14 km no talvegue com declividade de 04 Para determinação do tempo de concentração utilize o critério da velocidade de escoamento superficial Vms CI05 50 Estime a vazão máxima de escoamento superficial de uma bacia hidrográfica com área de com área de 46 há tempo de concentração 90 minutos coeficiente de escoamento superficial de 35 e considere o tempo de retorno igual a 5 anos Use a equação IDF sugerida para Lages SC por Soccol e Ullmann 2006 Determinar o índice de risco J de estruturas hidráulicas com vida útil de 10 15 20 e 30 anos para chuvas com tempos de retorno de 5 10 20 e 50 anos 51 Assumindose um índice de risco de 30 para uma estrutura hidráulica com vida útil de 20 anos construída em Lages SC qual seria a altura máxima da chuva com tempo de duração de 120 minutos Use as Isoietas para a Região Sul do Brasil 52 Determinar a vazão máxima ou de enxurrada para as duas situações da Questão 45 instante 1 e 2 para a construção de obra de drenagem urbana tempo de retorno de 10 anos para uma chuva com tempo de duração de 120 min igual a 35 mm Use o método Racional e conclua a respeito do resultado 53 Segundo dados de vazões máximas anuais máxima diária de 365 vazões diárias em cada ano medidas na seção de um rio localizado em uma certa bacia hidrográfica 580 550 600 510 390 630 520 430 410 260 280 400 500 510 560 370 390 420 330 310 285 298 247 465 564 619 318 544 617 522 m³s por meio do ajuste dos dados ao modelo de GumbelChow pedese a Gráfico relacionando Qmáxm³s versus Tranos para os tempos de retorno de 5 10 15 20 25 50 e 100 anos b Qual o risco de uma obra hidráulica com vida útil de 15 anos tem de falhar ao se adotar no projeto vazão máxima para tempos de retorno de 5 10 20 50 e 100 anos Justifique os resultados c Assumindose um índice de risco igual a 20 qual seria a vazão máxima a ser adotada no projeto de uma obra hidráulica com vida útil de 10 anos UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023 Z o valor é direto da tabela Z o valor é obtido do complemento a 1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS CAV DEPARTAMENTO DE AGRONOMIA IRRIGAÇÃO E DRENAGEM I2023