Hidrologia em Drenagem Urbana - Conceitos Basicos e Regulamentacao em Belo Horizonte

Drenagem Prof Rui Gabriel Modesto de Souza 1 Aula 4 Hidrologia em drenagem urbana Conceitos Básicos 2 Regulamentação Prefeitura de Belo Horizonte SUDECAP Superintendência de desenvolvimento da capital Procedimentos de Projeto 17 capítulos Cap 6 Hidrologia Cap 10 Drenagem Acesso Em atualização devido ao novo plano diretor e plano de drenagem urbana da pbh Parceria entre Fundação Christiano Ottoni UFMG 3 Processos hidrológicos Os processos hidrológicos podem ser classificados em determinísticos ou estocásticos Processos Hidrológicos Determinísticos variações espaçotemporais podem ser completamente explicadas por um número limitado de variáveis a partir de relações funcionais Física Química ou Biologia ou experimentais unívocas Em hidrologia são raríssimas as ocorrências das regularidades inerentes aos processos puramente determinísticos eg resposta hidrológica de uma superfície completamente impermeável de geometria simples e totalmente definida a um pulso conhecido uniforme e homogêneo de precipitação Processos Hidrológicos Estocásticos governados por leis de probabilidades por conterem componentes aleatórias as quais se superpõem a regularidades explicitáveis Assim em um ponto Q P ETP i QSS seção Temp x t são PHE 4 Tempo de retorno τ tempo de recorrência τ 3 anos para SQmaxQ0 Se por exemplo N50 anos e 5 sucessos ocorreram τmed 10 anos ou que em média a vazão Q0 é superada uma vez a cada 10 anos Ou seja T é uma medida de tendência central dos tempos cronológicos τ recorrências e é o tempo médio necessário em anos para que o evento recorra em um ano qualquer e é igual ao inverso da probabilidade de que tal evento de referência ocorra 5 𝑇 𝜏𝑚𝑒𝑑 𝑛 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎çõ𝑒𝑠 𝑛 𝑠𝑢𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜𝑠 𝐹 1 𝑇 Tempo de retorno Vazões máximas anuais Rio Hipotético 6 Tempo de retorno Há 9 eventos com 𝑅 200 m3s em 42 anos Considerandose esses eventos independentes a frequência de ocorrência de Q 200 m3s é 𝐹Q 200 m3s 942 021 O que é uma estimativa de P Q 200 m3s Portanto 𝑇 1 𝑃𝑄 𝑄0 Por outro lado a probabilidade de que um evento Q Q0 ocorra em um ano qualquer é dada por 𝑃𝑄 𝑄0 1 𝑇 7 Risco Hidrológico Risco Hidrológico Dado um quantil de referência XT de tempo de retorno T o risco hidrológico é definido como a probabilidade de que XT seja igualado ou superado pelo menos uma vez em um período de N anos Em geral o quantil de referência XT é a cheia de projeto da estrutura hidráulica e N anos corresponde à sua vida útil 𝑅 1 1 1 𝑇 𝑁 Aplicação Se R é previamente fixado em função da importância e das dimensões da estrutura hidráulica eou das consequências de seu eventual colapso para as populações ribeirinhas podese empregar a equação para determinar para qual tempo de retorno deve ser calculada a cheia de projeto de uma estrutura cuja vida útil é de N anos 8 Processos hidrológicos Entendendo a equação de risco hidrológico A probabilidade de que um evento Q Q0 não ocorra em um ano qualquer é dada por 1 𝑃 𝑄 𝑄0 1 1 𝑇 A probabilidade de que um evento Q Q0 NÃO ocorra em n anos qualquer é dada por 1 𝑃 𝑄 𝑄0 𝑛 1 1 𝑇 𝑛 O Risco Hidrológico pode então ser definido como 𝑅 1 1 𝑃 𝑄 𝑄0 𝑛 1 1 1 𝑇 𝑛 R mede o risco de que uma estrutura hidráulica dimensionada para um tempo de retorno T falhe em um intervalo de n anos 9 Risco Hidrológico Tempo de retorno fixado a priori 10 Risco Hidrológico Tempo de retorno fixado a priori 11 DAEE Departamento de Águas e Energia Elétrica CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo SUDECAP Superintendência de Desenvolvimento da Capital RMBH 7 edição Abril de 2017 Exercício 1 12 Com o objetivo de definir o projeto de uma intervenção em um pequeno curso de água na região de Congonhas MG foram levantadas algumas questões relativas às condições operacionais ligadas sobretudo ao risco hidrológico a Considerandose que o Tempo de Retorno adotado para a vazão de projeto foi de 25 anos qual é o risco de transbordamento do canal nos próximos 10 anos b Qual deveria ser o Tempo de Retorno admitindose um risco de 25 de um único transbordamento do canal durante sua vida útil fixada a priori em 30 anos Exercício 2 13 a A figura mostra o esquema de desvio de um rio durante a construção de uma barragem Duas ensecadeiras A e B garantem que o canteiro de obras esteja a seco durante o período de construção enquanto o rio é desviado de seu curso natural por meio de um túnel T escavado em rocha pela margem fluvial direita Suponha que o período de construção é de 5 anos e que a empresa projetista tenha fixado o risco de 10 para que o canteiro de obras seja inundado pelo menos uma vez nesse período Com base nesses elementos determine para qual período de retorno deve ser calculada a cheia de projeto a ser escoada pelo túnel b Supondo que tenha havido um atraso na construção da barragem e elevado a duração para 6 anos pedese para determinar o verdadeiro risco hidrológico assumido na construção da barragem Exercício 3 14 Considerando que a vida útil de um empreendimento de geração de energia é igual a 50 anos e que o tempo de retorno para uma barragem com risco de vidas humanas é de 10000 anos pedese para determinar o risco hidrológico assumido para operação da barragem implantada no exercício anterior PUC Minas Virtual