P1-Hidrologia-Aplicada-PUC-Minas-Precipitação-Thiessen-e-Analise-de-Bacias

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 Octávio RA 73 1 Desenhando no CAD as linhas de Thiessen Precipitação das estações 𝐸1 153𝑚𝑚 𝐸2 143𝑚𝑚 𝐸3 133𝑚𝑚 𝐸4 123𝑚𝑚 𝐸5 128𝑚𝑚 Precipitação média 𝑃𝑚 143 0509 133 1344 123 1034 128 0702 0509 1344 1034 0702 13056𝑚𝑚 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 Há diversos métodos disponíveis para calcular a velocidade de precipitação tais como o método do pluviômetro o método das imagens de radar e o método da análise de séries temporais O método do pluviômetro consiste em medir a quantidade de chuva em um intervalo de tempo determinado por meio de um pluviômetro e em seguida calcular a velocidade de precipitação dividindo a quantidade de chuva pela duração do intervalo de tempo Já o método das imagens de radar utiliza imagens de radar para estimar a taxa de precipitação em uma área específica e a velocidade de precipitação é obtida integrando a taxa de precipitação ao longo do tempo Por sua vez o método da análise de séries temporais emprega técnicas estatísticas para analisar a relação entre a intensidade e a duração da precipitação utilizando dados de precipitação ao longo do tempo para estimar a velocidade de precipitação A velocidade de precipitação é um parâmetro crucial na hidrologia uma vez que influencia diretamente o escoamento superficial e a infiltração da água no solo Precipitações intensas e prolongadas podem levar a enchentes e inundações enquanto precipitações lentas e distribuídas ao longo do tempo podem ser absorvidas 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 20𝑘𝑚 𝑃𝑒𝑙𝑜 𝐶𝐴𝐷 𝐻 117𝑚 Tempo de concentração pela Equação de Kirpich 𝑡𝑐 57 𝐿3 𝐻 0385 57 203 117 0385 2029𝑚𝑖𝑛 b Intensidade por IDF 𝑖 29583𝑇01554 𝑡𝑐 2509175 29583 2501554 2029 2509175 14753𝑚𝑚ℎ 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 Extrema 𝑖 10314𝑇02292 𝑡𝑐08226 10314 5002292 816808226 6760𝑚𝑚ℎ Vazão precipitada 𝑄 𝑖𝐴 36 6760 1488 36 27940𝑚3𝑠 5 Para obras de microdrenagem em áreas urbanas como sarjetas bueiros e galerias o tempo de retorno TR é um parâmetro variável influenciado por diversos fatores tais como o tamanho da cidade topografia condições climáticas projeto custos de construção e manutenção e benefícios econômicos gerados pela obra Em comparação com outras obras hidráulicas de maior porte o TR para obras de microdrenagem costuma ser relativamente curto situandose geralmente entre 2 a 5 anos devido à possibilidade de obtenção de benefícios econômicos em um curto espaço de tempo O cálculo do TR é crucial para avaliar a viabilidade econômica de investimentos em obras de microdrenagem em cidades uma vez que permite determinar o período necessário para recuperar o investimento inicial 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 em grandes cidades são compostas por sistemas complexos de canais reservatórios comportas e outras estruturas que têm como objetivo gerenciar grandes volumes de água pluvial e evitar inundações nas áreas urbanas O tempo de retorno TR dessas obras pode variar significativamente dependendo do tamanho da cidade do projeto e das condições climáticas locais De modo geral o TR de obras de macrodrenagem é mais longo do que o de obras de microdrenagem variando de 10 a 20 anos em decorrência da complexidade dessas estruturas e dos altos investimentos requeridos Além disso os benefícios econômicos dessas obras podem levar mais tempo para serem percebidos uma vez que a construção e implementação das estruturas podem demandar mais tempo Obras grandes Drenagem de bacias hidrográficas Projetar obras hidráulicas de macrodrenagem para grandes bacias hidrográficas é uma tarefa complexa que envolve o gerenciamento de grandes volumes de água de chuva em áreas extensas incluindo várias cidades e regiões O tempo de retorno TR necessário para esses projetos costuma ser ainda maior do que o exigido em obras de macrodrenagem de grandes cidades geralmente na faixa de 50 a 100 anos devido aos altos investimentos e aos benefícios que só podem ser percebidos a longo prazo O cálculo do TR para essas obras deve considerar vários fatores como a capacidade de absorção do solo as características das áreas de captação e a previsão de eventos climáticos extremos Essas informações são usadas para projetar canais diques reservatórios e outras estruturas que possam gerenciar o fluxo de água e prevenir inundações em áreas de risco A avaliação da viabilidade econômica desses projetos é essencial para a tomada de decisão uma vez que os investimentos envolvidos são elevados e a manutenção é a longo prazo É crucial que os benefícios gerados pela obra superem os custos de construção e manutenção para garantir a sustentabilidade do projeto