Exame Especial Total - Hidrologia Aplicada 2021-1

HIDROLOGIA APLICADA – CIV 226 2021-1 Profª. Maria Luíza Teófilo Gandini Exame Especial Total Valor: 10 pontos. ➔ Se forem constatadas cópias de provas, estas serão avaliadas com nota ZERO!!!. Esta prova deverá ser feita à mão e postada no Moodle. Data de entrega: 14/01/2022 (até as 21:15) Modalidade: individual O X que deve ser acrescido aos valores fornecidos, corresponde aos dois dígitos finais do seu número de matrícula. Exemplo: 20.2.1234 logo X = 34. 1ª Questão (20%): Na planta da Figura 1 encontram-se representados o contorno topográfico de uma bacia hidrográfica e três estações pluviométricas, indicadas por P1, P2 e P3. Na Tabela 1 são fornecidas as médias anuais. a) Sabendo que o lado de cada quadradinho, da Figura 1, é igual a 4km e utilizando o Método de Thiessen, obter a precipitação anual média espacial na bacia hidrográfica, considerando os valores médios de 27 anos de registro nas estações P1, P2 e P3. b) Se do total anual precipitado (precipitação média espacial) na bacia (70+X/5)% retornam à atmosfera por evapotranspiração, qual a vazão média anual, em m3/s, na foz do curso d’água principal desta bacia? c) Qual o deflúvio anual, em mm? d) Calcular o coeficiente de compacidade e o fator de forma, sabendo-se que o curso d’água principal tem (25,0+X/70)km de extensão. Tabela 1 – Média anual precipitada em cada estação pluviométrica da Figura 1. Estações Estação P1 P (mm) Estação P2 P (mm) Estação P3 P (mm) Média dos totais anuais 1.440+2X 1.620+2X 1.570+2X Figura 1 – Bacia hidrográfica e estações pluviométricas. 2ª Questão (20%): Dado o hidrograma unitário (Tabela 2) para certa bacia hidrográfica, pede-se: determinar, o escoamento superficial resultante da chuva composta de precipitações efetivas de intensidades variando a cada 2 horas (Tabela 3). Qual deve ser a área dessa bacia hidrográfica, para que de fato, essas vazões correspondam a um hidrograma unitário? Tabela 2 – Vazões unitárias. Tempo (h) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Qu (t) (m³/s) 0,0 5,7 10,2 27,6 24,2 17,5 8,9 3,9 0,0 Tabela 3 – Chuvas efetivas. Tempo (h) 0 2 4 Precipitação efetiva (mm) (30+X/50) (12+X/50) (6+X/50) 3ª Questão (20%): Calcular, pelo método racional, a vazão de projeto com 10 anos de recorrência na seção de descarga da área da Figura 2, formada por um estacionamento [C=(0,9+X/1.000)] e um parque infantil [C=(0,3+X/1.000)]. O tempo para o escoamento superficial transversal pode ser admitido igual a 5 min no estacionamento e 40 min no parque infantil. A velocidade do escoamento da água na valeta é de (0,8+X/1.000)m/s. Na Tabela 4, são dados os valores da altura pluviométrica, em função da duração da chuva de projeto, td, em min, para um período de recorrência Tr de 10 anos. Figura 2 – Área de drenagem. Tabela 4 – Valores para a 3ª Questão. td (min) P (mm) 35 22,4 40 23,4 45 24,2 50 25,0 60 26,1 90 29,0 4ª Questão (20%): Uma usina hidrelétrica foi construída, conforme o arranjo da Figura 3. Observe que a água do rio é desviada em uma curva, sendo que a vazão turbinada segue o caminho A enquanto o restante da vazão do rio segue o caminho B, pela curva. A usina foi dimensionada para turbinar a vazão exatamente igual à Q90. Por questões ambientais o IBAMA está exigindo que seja mantida uma vazão não inferior a (40+X/10)m³/s na curva do rio que fica entre a barragem e a usina. Dessa maneira, qual é a porcentagem do tempo que a usina vai operar com essa nova exigência do IBAMA? Figura 3 – Desenho esquemático da 4ª Questão. Tabela 5 – Permanência de vazão. Classe (m³/s) Classe (m³/s) N° Obs. 1200 1085 1 1085 970 2 970 855 1 855 740 3 740 625 7 625 510 9 510 395 11 395 280 21 280 165 16 165 50 9 5ª Questão (20%): Um reservatório foi dimensionado para atender a lei de regularização de y = (0,75+X/2.000) tomando-se por base as vazões médias mensais referidas aos anos críticos de 2014 e 2015, dadas na 2ª e na 4ª coluna da Tabela 6. Estimar a capacidade mínima do reservatório. Tabela 6 – Elementos para a determinação da capacidade mínima do reservatório. 2014 2015 Mês Vazão, Q (m³/s) Mês Vazão, Q (m³/s) Jan 9 Jan 7 Fev 6 Fev 5 Mar 5 Mar 4 Abr 4 Abr 3 Mai 4 Mai 3 Jun 3 Jun 2 Jul 2 Jul 1 Ago 1 Ago 1 Set 1 Set 1 Out 3 Out 2 Nov 5 Nov 4 Dez 6 Dez 5