P1 Hidrologia Aplicada - Cálculo de Precipitação e Preenchimento de Falhas

Pontifícia Universidade Católica PUC Minas Poços de Caldas Engenharia Civil Hidrologia Aplicada Profª Simone S dos Reis P1 VALOR 25 PONTOS NOTA Nome RA Turno Noite 31032023 12 Considere a SubBacia Ribeirão Bonito delimitada conforme a representação a seguir para responder as questões de 01 a 03 1 Calcule a precipitação média da pelo método dos polígonos de Thiessen Precipitação em mmarquivo em cad ESTAÇÃO E1 E2 E3 E4 E5 PRECIPITAÇÃO mm 80RA 70RA 60RA 50RA 55RA RA Dois últimos dígitos do Registro Acadêmico Nome RA Turno 31032023 22 2 Realize o preenchimento de falhas da estação 3 Dias de análise Estação Região de referência 3 1 2 4 5 1 231 23 21 25 20 2 20 29 30 31 22 3 22 42 40 32 27 4 24 45 28 30 5 352 20 40 31 32 6 28 30 38 27 22 7 30 35 37 25 28 8 31 29 41 18 30 9 13 21 20 20 40 10 19 19 21 42 11 20 18 23 10 12 41 15 17 24 11 13 30 20 15 32 16 14 22 30 13 33 17 15 30 12 40 10 3 Calcule pelos métodos propostos a seguir a velocidade de precipitação Qual o significado desse valor e sua importância dentro da hidrologia Utilize um tempo de retorno de 25 anos a Considerando a média de precipitação e o tempo de concentração obrigatoriamente Kirpich b Considerando a equação IDF e o tempo de concentração obrigatoriamente Kirpich excel 4 Considere a bacia hipotética ao lado para responder as seguintes questões a Calcule o coeficiente de forma É um fator interveniente dentro do ciclo hidrológico Comente comparando seu resultado com um coeficiente de compacidade de 173 calculado para essa bacia b Uma grande rodovia será construída nessa região Considerando um tempo de retorno de 50 anos calcule a vazão precipitada na região Considere os valores regionais da sua cidade excel Dados Comprimentos cotados a direita não sinuosos Sinuosidade calculada 122 Comprimento sinuosoComprimento talvegue Perímetro da bacia hidrográfica 2384 km 5 Escolha três obras hidráulicasdrenagem e faça uma pequena resenha a respeito do tempo de retorno TR utilizado para essas obras mínimo 200 palavras Dados do aluno Nome Israel RA 11 1 Desenhando no CAD as linhas de Thiessen Precipitação das estações 𝐸1 91𝑚𝑚 𝐸2 81𝑚𝑚 𝐸3 71𝑚𝑚 𝐸4 61𝑚𝑚 𝐸5 66𝑚𝑚 Precipitação média 𝑃𝑚 81 0509 71 1344 61 1034 66 0702 0509 1344 1034 0702 6856𝑚𝑚 2 Precipitação média das estações 𝑃𝑚3 2685𝑚𝑚 𝑃𝑚1 2580𝑚𝑚 𝑃𝑚2 2707𝑚𝑚 𝑃𝑚4 2733𝑚𝑚 𝑃𝑚5 2380𝑚𝑚 Equação da falha 𝑃3 1 4 𝑃𝑚3 𝑃𝑚1 𝑃1 𝑃𝑚3 𝑃𝑚2 𝑃2 𝑃𝑚3 𝑃𝑚4 𝑃4 𝑃𝑚3 𝑃𝑚5 𝑃5 Preencher falha do dia 4 𝑃3 1 4 2685 2580 24 2685 2707 45 2685 2733 28 2685 2380 30 3274𝑚𝑚 Preencher falha do dia 10 𝑃10 1 4 2685 2580 19 2685 2707 19 2685 2733 21 2685 2380 42 2665𝑚𝑚 Preencher falha do dia 11 𝑃11 1 4 2685 2580 20 2685 2707 18 2685 2733 23 2685 2380 10 1813𝑚𝑚 Preencher falha do dia 15 𝑃15 1 4 2685 2580 30 2685 2707 12 2685 2733 40 2685 2380 10 2342𝑚𝑚 3 Para calcular a velocidade de precipitação existem diferentes métodos que podem ser utilizados como Método do pluviômetro consiste na medição da quantidade de chuva que cai em um determinado período de tempo através de um pluviômetro A velocidade de precipitação é obtida dividindo a quantidade de chuva pela duração do período de tempo considerado Método das imagens de radar utiliza imagens de radar para estimar a taxa de precipitação em uma determinada área A velocidade de precipitação é obtida através da integração temporal da taxa de precipitação Método da análise de séries temporais utiliza séries temporais de dados de precipitação para estimar a velocidade de precipitação Esse método envolve o uso de técnicas estatísticas para analisar a relação entre a intensidade e a duração da precipitação O valor da velocidade de precipitação é importante na hidrologia porque ele afeta diretamente o escoamento superficial e a infiltração da água no solo Uma precipitação intensa e prolongada pode resultar em enchentes e inundações enquanto uma precipitação lenta e distribuída ao longo do tempo pode ser absorvida pelo solo e recarregar o lençol freático O conhecimento da velocidade de precipitação é fundamental para o planejamento e gestão de recursos hídricos bem como para a prevenção e mitigação de desastres naturais relacionados à água a Dados da bacia 𝐴𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑜 𝐶𝐴𝐷 𝐿 21𝑘𝑚 𝐴𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑒𝑙𝑜 𝐶𝐴𝐷 𝐻 117𝑚 Tempo de concentração pela Equação de Kirpich 𝑡𝑐 57 𝐿3 𝐻 0385 57 213 117 0385 2147𝑚𝑖𝑛 b Intensidade por IDF 𝑖 29583𝑇01554 𝑡𝑐 2509175 29583 2501554 2147 2509175 14410𝑚𝑚ℎ 4 a Coeficiente de compacidade da bacia 𝐾𝑐 028 𝑃 𝐴 173 028 2384 𝐴 Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑐𝑖𝑎 𝐴 14888𝑘𝑚2 Coeficiente de forma da bacia 𝐾𝑓 𝐴 𝐿2 14888 7092 0296 Observando os valores de Kc e Kf a bacia tem baixas chances de enchentes b Tempo de concentração pela Equação de Kirpich 𝑡𝑐 57 𝐿3 𝐻 0385 57 7093 140 0385 8168𝑚𝑖𝑛 Intensidade por IDF segundo cidade Campestre 𝑖 17471𝑇01703 𝑡𝑐 15208814 17471 5001703 8168 15208814 6040𝑚𝑚ℎ Vazão precipitada 𝑄 𝑖𝐴 36 6040 1488 36 24963𝑚3𝑠 5 O valor do tempo de retorno TR para obras de microdrenagem em cidades pode variar dependendo de diversos fatores tais como tamanho da cidade topografia condições climáticas projeto custos de construção e manutenção e benefícios econômicos gerados pela obra Geralmente o TR para obras de microdrenagem é relativamente curto na ordem de 2 a 5 anos se comparado com outras obras hidráulicas de maior porte uma vez que os benefícios econômicos podem ser alcançados em um curto espaço de tempo O cálculo do TR é fundamental para avaliar a viabilidade econômica de investimentos em obras de microdrenagem em cidades pois ele permite determinar quanto tempo será necessário para que o investimento inicial seja recuperado por meio dos benefícios econômicos gerados pela obra Um TR menor indica que o investimento será recuperado mais rapidamente o que pode ser um fator decisivo na tomada de decisão sobre o investimento As obras de macrodrenagem de grandes cidades envolvem sistemas complexos de canais reservatórios comportas e outras estruturas para gerenciar grandes volumes de água de chuva e prevenir inundações em áreas urbanas O valor do tempo de retorno TR para essas obras pode variar bastante dependendo do tamanho da cidade do projeto e das condições climáticas locais Em geral as obras de macrodrenagem de grandes cidades têm um TR mais longo do que as obras de microdrenagem na ordem de 10 a 20 anos pois essas estruturas costumam ser mais complexas e demandar investimentos mais altos Além disso os benefícios econômicos das obras de macrodrenagem podem demorar mais tempo para serem percebidos uma vez que a construção e a implementação dessas estruturas podem ser mais demoradas As obras hidráulicasdrenagem de macrodrenagem de grandes bacias hidrográficas são projetos complexos que visam a gestão de grandes volumes de água de chuva em áreas extensas envolvendo diversas cidades e regiões O valor do tempo de retorno TR para essas obras costuma ser ainda mais longo do que o utilizado em obras de macrodrenagem de grandes cidades na ordem de 50 a 100 anos uma vez que esses projetos envolvem investimentos ainda maiores e seus benefícios podem ser percebidos somente a longo prazo O TR para obras de macrodrenagem de grandes bacias hidrográficas deve considerar diversos fatores como a capacidade de absorção do solo as características das áreas de captação e a previsão de eventos climáticos extremos Essas informações são utilizadas para projetar canais diques reservatórios e outras estruturas que possam gerenciar os fluxos de água e prevenir inundações em áreas de risco A avaliação da viabilidade econômica das obras de macrodrenagem de grandes bacias hidrográficas é fundamental para a realização desses projetos É importante que os investimentos sejam bem planejados e que os benefícios gerados pela obra superem os custos de construção e manutenção a longo prazo