Download - EAula10-Hidrograma Unitario Triangular
1
HIDROGRAMA UNITÁRIO
Eng. Walter Corrêa Carvalho Junior, Esp.
GPA – CIÊNCIAS AGRÁRIAS, BIOLÓGICAS E ENGENHARIAS
Conteúdo da Aula
Componentes do Hidrograma.
Hidrograma Unitário Sintético.
Método do Hidrograma Unitário Triangular (HUT) do SCS.
2
HIDROGRAMA
• O hidrograma é o gráfico que relaciona a
vazão ao tempo e é o resultado da
interação de todos os componentes do
ciclo hidrológico.
• Utilizado para obter vazão de projeto, ou
seja, vazão máxima ou vazão de
enchente.
Escoamento
Superficial
Escoamento subterrâneo
Formação do Hidrograma
1 – Início do escoamento superficial
2 – Ascensão do hidrograma
3 – Pico do hidrograma
4 – Recessão do hidrograma
5 – Fim do escoamento superficial
6 – Recessão do escoamento subterrâneo
1
2
5
3
4
6
Fonte: Collischonn (2008) - UFRGS
3
Fonte: Collischonn (2008) – Apostila Introduzindo Hidrologia - UFRGS
tl = intervalo de tempo entre
o centro de massa da
precipitação e o centro de
gravidade do hidrograma.
tp = intervalo entre o centro
de massa da precipitação e
o tempo da vazão máxima.
tc = tempo entre o fim da
precipitação e o ponto de
inflexão do hidrograma.
HIDROGRAMA SINTÉTICO!
• Portanto necessariamente deve-se
possuir dados de precipitação. E nos
casos em que não há dados históricos?
É a resposta de uma bacia com comportamento linear a um impulso
unitário instantâneo.
Métodos mais usados: SCS, Snyder, Santa Bárbara, HTA, Clarck, etc.
4
Chuva unitária
• Conceitualmente o Hidrograma Unitário (HU) é o hidrograma do escoamento direto, causado por uma chuva efetiva unitária (por exemplo, uma chuva de 1mm ou 1 cm), por isso o método é chamado de Hidrograma Unitário.
Q
P 1 mm de chuva efetiva
em toda a bacia com
uma duração D gera uma resposta
no exutório da bacia
que é um hidrograma
unitário
Fonte: Collischonn (2008) - UFRGS
Proposta de Victor Mockus do Soil Conservation Service
(SCS, 1957), atual Natural Resources Consevation Service
(NRCS)
Fonte: Manual de Hidrologia (2005) - DNIT
5
Fonte: Arisvaldo Méllo (2015) - USP
Segundo Carvalho
(2008 - UFLA).
É indicado para bacias
até 2.600 Km²
6
FÓRMULAS MAIS APLICADAS
• Segundo Profº Zahed Filho (USP, 2013)
Fonte: Zahed Filho(2013) - USP
7
Fonte: Zahed Filho(2013) - USP
Fonte: Zahed Filho(2013) - USP
8
EXEMPLO • Estimar a vazão máxima esperada (TR= 50
anos), para uma bacia hidrográfica com as
seguintes características:
• Município de Cuiabá/MT
• Área = 340 ha
• Talvegue = 2050 m
• Diferença de nível = 46 m
• 47% da bacia possui pastagens, 7% culturas
permanentes, 34% culturas anuais e 12%
matas (CN = 70)
Tempo de Concentração
• Bacia rural com Area > 2,5 Km²
• Kirpich
• Então:
385,03
57
H
Ltc
min3046
05,257
385,03
ct
9
Construção do Hidrograma Unitário
• DNIT recomenda consideramos tu = 0,20.tc
• Portanto: tc = 30 min; tu = 0,5 h . 0,2 = 0,1 h • tu = duração da precipitação unitária
• LAG = tempo de retardamento ou atraso da
onda
• TA = tempo de ascenção
ctLAG 6,0
hLAG 3,05,06,0 2
tuLAGTA
hTA 35,02
1,03,0
• tb = tempo de base
• qp = Vazão de pico do hidrograma unitário
Construção do Hidrograma Unitário
Ab Tt 67,2
htb 9345,035,067,2
A
pT
Aq
.208,0 mmsmqp /02,2
35,0
4,3.208,0 3
10
E a vazão máxima na bacia??
TA = 0,35h
tb = 0,9345h
Intensidade da Precipitação
Obs: Na prática considera-se o tempo de
duração da chuva no IDF igual ao tempo
de concentração.
• Então:
739,0
133,0
5,7
453,1016
t
TRI
hmmI /447,117
5,730
50453,1016739,0
133,0
A chuva durou 30 minutos, portanto, i = 117,447/2 = 58,72 mm
11
Precipitação Distribuída
• Transformação da chuva pontual em
distribuída por toda a bacia, utiliza-se a
equação:
• Então:
25log10,010
APP
mmP 72,58
*Utiliza-se esta equação em áreas superiores a 25 Km².
Obs: Neste caso não é necessário distribuir a chuva porque a
área é menor que 25 Km².
PRECIPITAÇÃO EFETIVA
• Pode ser feito pelo SCS ou por Horton.
• Escolhi o SCS:
• 1º Achar o CN (neste caso CN=70)
• Precipitação Efetiva (Pe)
mmCN
S
9,10810
10004,25
SP
SPPe
8,0
2,02
mmPe 36,9
12
Vazão Máxima
pqPeQ
smmmsmmmQ /91,18//.02,2.36,9 33