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  1. 1. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 1 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga Silvana Susko Marcellini Alexandre Nunes Roberto Francisco E. Nunes Gusso Mario Kiyochi Nakashima Conceitos Teóricos – Vazão de Projeto 13 a 15 de Agosto/ 2012 SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO Contrato FEHIDRO nº 188/2011 DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP VAZÃO DE PROJETO - CONCEITOS Fonte: Adaptado do Material de Hidrologia Urbana, FCTH ASPECTOS SOCIAIS E ECONÔMICOS ESCOLHA DO PERÍODO DE RETORNO HIDROLOGIA DETERMINAÇÃO DA TORMENTA DE PROJETO HIDROLOGIA, PEDOLOGIA, USO DO SOLO DETERMINAÇÃO DO ESCOAMENTO SUPERFICIAL DIRETO HIDROLOGIA DETERMINAÇÃO DAS VAZÕES DE PROJETO HIDRÁULICA DIMENSIONAMENTO DAS ESTRUTURAS HIDRÁULICAS BACIA HIDROGRÁFICA ANÁLISE INTEGRADA - SISTEMA POLÍTICA, PROPÓSITOS, ESTRATÉGIA, PLANEJAMENTO VISÃO GERAL - DIMENSIONAMENTO
  2. 2. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 2 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Foco da Apresentação - Bacias Hidrográficas sem dados fluviométricos Vazão de Projeto - Conceitos • Métodos Indiretos – Vazões de Projeto  Para bacias pequenas até 2 km² - Método Racional (A, L, S, C,Tr, tc e IDF);  Para bacias com áreas de drenagem de 2 a 30 km² - Método I-Pai-Wu Modificado (A, L, S, C2,Tr, tc e IDF);  Para bacias com área superior a 2 km² - Método do Hidrograma Unitário Adimensional do Soil Conservation Service (A, L, S, CN,Tr, tc e IDF);
  3. 3. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 3 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Período de Retorno  é o intervalo médio de ocorrência (em anos) entre eventos que igualam ou superam uma dada magnitude;  o inverso do período de retorno (1/Tr) é a probabilidade de um evento ser igualado ou superado em um ano qualquer; Vazão de Projeto - Conceitos • Tempo de Concentração Tempo que uma gota de precipitação excedente leva para percorrer a distância do ponto mais afastado até a saída da bacia
  4. 4. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 4 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Relações Intensidade – Duração – Frequência (IDF)  Fornecem a intensidade pluviométrica (mm/min) ou a altura precipitada (mm) em função da duração da chuva (t) e do período de retorno (Tr);  São definidas a partir de dados de pluviógrafos instalados na região Vazão de Projeto - Conceitos • Duração da Chuva ou Tormenta de Projeto  Para bacias pequenas adota-se uma chuva com duração igual ao tempo de concentração da bacia;  Para bacias maiores usualmente adota-se uma chuva com duração superior ao tempo de concentração;
  5. 5. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 5 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Coeficiente de redução espacial da chuva A chuva de projeto é determinada para um local (ponto) específico da área. Desta forma, deve-se aplicar um coeficiente de redução espacial. Um dos critérios mais utilizados é utilizar o gráfico do US Weather Bureau (ASCE, 1997). Apresenta a relação entre a chuva em um ponto e a chuva na área, em função da área e da duração da chuva. Relações IDF Disponíveis no ABC-DAEE (42 Municípios) • Duração da Tormenta de Projeto
  6. 6. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 6 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Método Racional Q = vazão em (m3/s) C: coeficiente de escoamento superficial “run-off” I: intensidade da chuva em mm/h A: área da bacia hidrográfica em km2 Q = 0,278 C I A Vazão de Projeto - Conceitos • Método Racional – Coeficiente de Escoamento Superficial
  7. 7. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 7 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Método I-Pai-Wu Modificado Q = vazão em (m3/s) C = coeficiente de escoamento superficial “run-off” I = intensidade da chuva em mm/h A = área da bacia hidrográfica em km2 K = coeficiente de distribuição espacial da chuva. Q Q (Vazão) t (Tempo) tb Vazão de Projeto - Conceitos • Método I-Pai-Wu Modificado C = coeficiente de escoamento superficial C1 = coeficiente de forma da bacia (tp/tc) C2 = coef. de escoamento volumétrico, função do grau de impermeabilidade do solo, cobertura ou tipo de solo e uso do solo. F = fator de forma da bacia hidrográfica, relaciona a forma da bacia com um círculo de mesma área (mede a taxa de alongamento da bacia) A = área da bacia hidrográfica em km2 L = comprimento do talvegue, em km.
  8. 8. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 8 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Vazão de Projeto - Conceitos • Método I-Pai-Wu Modificado Cobertura ou tipo de Solo Uso do Solo ou Grau de Urbanização C2 - terreno seco e muito arenoso - zonas verdes não urbanizadas - terreno com vegetação densa - zonas de proteção de mananciais com vegetação densa 0,1 - terrenos planos - parques e áreas vazias - com vegetação rala e/ou esparsa - solo arenoso seco 0,30 - terrenos cultivados - terrenos com manto fino de material poroso - zona residencial com lotes amplos (maiores que 1000 m2 ) - solos com pouca vegetação - zona residencial rarefeita - gramados amplos, prados e campinas - declividades médias - terrenos pavimentados com declividades médias - zona residencial densa com lotes pequenos (100 a 1000 m2 ) - Solos argilosos ou pantanosos - zona de apartamentos e edifícios comerciais - terrenos rochosos estéreis ondulados - vegetação quase inexistente - terreno pavimentado com declividades fortes - terrenos de rocha viva não porosa - terreno estéril montanhoso - vegetação inexistente 0,5 Grau de Impermeabilidade do Solo Muito Baixo Baixo - zonas especiais (universidades, cemitérios, aeroportos, hipódromos) Médio Alto 0,7 Muito Alto - zona de concentração de prédios comerciais e/ou residenciais 0,9 Vazão de Projeto - Conceitos • Método do Hidrograma Unitário Adimensional do SCS A partir de um estudo com grande número de bacias e de hidrogramas unitários nos EUA, técnicos do departamento de conservação de solos do SCS verificaram que os hidrogramas unitários podem ser aproximados por relações de tempo e vazão estimadas com base no tempo de concentração e na área das bacias. Para simplificar ainda mais, o hidrograma unitário pode ser aproximado por um triângulo, definido pela vazão de pico e pelo tempo de base. O adimensional apresenta forma mais suave…
  9. 9. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 9 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Definições: • tr: duração da chuva • tp: tempo entre metade da chuva e o instante de pico • Tp: instante de pico tp2/trT p  Vazão de Projeto - Conceitos • Como calcular a chuva efetiva ou excedente?  Distribuição temporal crítica da chuva – blocos alternados;  Cálculo da chuva efetiva pelo método do SCS, distribuída no intervalo de cálculo;  Para cada chuva efetiva obtém-se um hidrograma de escoamento superficial direto;  O hidrograma de ESD resultante = soma dos hidrogramas.
  10. 10. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 10 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Distribuição Temporal da chuva  Uma das formas mais utilizadas para distribuir a chuva no tempo é o chamado Método dos Blocos Alternados  A distribuição temporal dos volumes precipitados condicionará o volume infiltrado e a forma do hidrograma de escoamento superficial direto originado pela chuva excedente Infiltração - Conceitos  Infiltração: é a penetração da água no solo;  Infiltração acumulada: é a quantidade de água total infiltrada após um determinado tempo (mm)
  11. 11. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 11 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Chuva Excedente pelo Método do SCS  P: chuva total  Pe: chuva excedente  Ia: infiltração inicial  Fa: infiltração após início do escoamento superficial direto  S: infiltração potencial máxima Hipótese do SCS: Fa Pe S P Ia   Continuidade: P Pe Ia Fa   Pe S P Pe Ia P Ia      Combinando as duas equações e isolando Pe:   2 P Ia Pe P Ia S      P Ia S P Ia Pe P Ia         
  12. 12. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 12 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA 0,2Ia S  Estudando os resultados de diversas bacias, o SCS chegou a seguinte relação: Substituindo na equação anterior:     2 0,2 , 0,2 0,8 P S Pe P S P S        Plotando os valores de P e Pe para diversas bacias, o SCS construiu as curvas mostradas na figura abaixo:
  13. 13. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 13 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Para parametrizar as curvas, o SCS criou um adimensional denominado CN (“Curve Number) • 0 < CN < 100 • para áreas impermeáveis CN = 100 • para outras superfícies CN < 100   1000 25,4 10S mm CN         O número da curva CN e a infiltração potencial S estão relacionados através da seguinte expressão: • 0 < CN < 100 • para áreas impermeáveis CN = 100 • para outras superfícies CN < 100
  14. 14. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 14 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Grupos Hidrológicos de Solos Grupo A Grupo B Grupo C Grupo D solos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem rochas, sem camada argilosa e nem mesmo densificada até a profundidade de 1,5m. O teor de húmus é muito baixo, não atingindo 1% solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teor de argila total, porém ainda inferior a 15%. No caso de terras roxas este limite pode subir a 20% graças a maior porosidade. Os dois teores de húmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. Não pode haver pedras e nem camadas argilosas até 1,5m, mas é quase sempre presente uma camada mais densificada que a camada superficial solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 1,2m. No caso de terras roxas, estes dois limites máximos podem ser de 40% e 1,5m. Nota-se, a cerca de 60cm de profundidade, camada mais densificada que no Grupo B, mas ainda longe das condições de impermeabilidade solos argilosos (30 a 40% de argila total) e com camada densificada a uns 50cm de profundidade ou solos arenosos como B, mas com camada argilosa quase impermeável ou horizonte de seixos rolados Condições de Umidade do Solo Condição I Condição II Condição III solos secos: as chuvas nos últimos 5 dias não ultrapassaram 15mm situação média na época das cheias: as chuvas nos últimos 5 dias totalizaram entre 15 e 40mm solo úmido (próximo da saturação): as chuvas nos últimos 5 dias foram superiores a 40mm e as condições meteorológicas foram desfavoráveis a altas taxas de evaporação
  15. 15. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 15 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Determinação de CN  classificar o tipo de solo existente na bacia  determinar a ocupação predominante  com a tabela do SCS para a Condição de Umidade II determinar o valor de CN  no caso de existirem na bacia diversos tipos de solo e ocupações, determinar o CN pela média ponderada Valores de CN - referem-se sempre à condição II
  16. 16. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 16 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Valores de CN - referem-se sempre à condição II – Área Urbana - Bacia Uso Do Solo Superfície Solo A Solo B Solo C Solo D Lote até 500m² (65% impermeável) 77 85 90 92 Lote até 1000m² (38% imperveável) 61 75 83 87 Lote até 1500m² (30% impermeável) 57 72 81 86 Pavimentados 98 98 98 98 Cobertos (telhados) 98 98 98 98 Pavimentadas, com guias e drenagens 98 98 98 98 Com cascalho 76 85 89 91 De terra 72 82 87 89 Áreas comerciais 85% de impermeabilização 89 92 94 95 Distritos industriais 72% de impermeabilização 81 88 91 93 Boas condições, cobertura de grama > 75% 39 61 74 80 Condições médias, cobertura de grama > 50% 49 69 79 84 Fonte: Adaptado de SCS, 1986 Urbana Residencial Estacionamentos Ruas e Estradas Espaços abertos, parques e jardins Bacia Uso Do Solo Superfície Solo A Solo B Solo C Solo D Plantio em linha reta 77 86 91 94 Em fileiras retas 70 80 87 90 Linha reta, condições ruins 72 81 88 91 Linha reta, condições boas 67 78 85 89 Curva de nível, condições ruins 70 79 84 88 Curva de nível, condições boas 65 75 82 86 Linha reta, condições ruins 65 76 84 88 Linha reta, condições boas 63 75 83 87 Curva de nível, condições ruins 63 74 82 85 Curva de nível, condições boas 61 73 81 84 Em curvas de nível 60 72 81 88 Terraceado em nível 57 70 78 89 Pobres 68 79 86 89 Normais 49 69 79 94 Boas 39 61 74 80 Linha reta, pobres 68 79 86 89 Linha reta, normais 49 69 79 84 Linha reta, densos 39 61 74 80 Curvas de nível, pobres 47 67 81 88 Curvas de nível, normais 25 59 75 83 Curvas de nível, densos 6 35 70 79 Normais 30 58 71 78 Esparsos, baixa transpiração 45 66 77 83 Densos, alta transpiração 25 55 70 77 Normais 56 75 86 91 Más 72 82 87 89 Superfície dura 74 84 90 92 Muito esparsas, baixa transpiração 56 75 86 91 Esparsas 46 68 78 84 Densas, alta transpiração 26 52 62 69 Normais 36 60 70 76 Conectada Água Lago, rio, represa 100 100 100 100 Fonte: Adaptado de SCS, 1986 Pastagens Campos Estradas de terra Florestas Rural Terreno preparado para plantio (descoberto) Cultura em fileiras Cultura de grãos Plantações de legumes Valores de CN - referem-se sempre à condição II – Área Rural -
  17. 17. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 17 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Exemplo: dado o hietograma de projeto ... 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 5 10 20 15 10 5 mmHoras 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Horas mm 20 15 10 5 Adotando-se o valor de CN (por ex. CN= 80), deve-se aplicar a fórmula do SCS da seguinte maneira: 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 5 10 20 15 10 5 ChuvaHoras 1. acumulam-se as precipitações do hietograma 5 15 35 50 60 65 Ch. Acum. 2. aplica-se a fórmula às precipitações acumuladas Ch. Exc. Acum. 0,0 0,08 5,80 13,81 20,20 23,63 3. diferencia-se para obter o hietograma excedente Hietogr. Exc. 0,0 0,08 5,72 8,01 6,39 3,43   2 0,2 0,8 P S Pe P S        1000 25,4 10S mm CN        
  18. 18. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 18 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Hietograma excedente: 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 5 10 20 15 10 5 Horas 0 0,08 5,72 8,01 6,39 3,43 Ptot Pexc mm 20 15 10 5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Horas Chuva que gera o Hidrograma de ESD Roteiro de cálculo - hidrograma unitário adimensional: • adotar um valor de tr (duração da chuva) • calcular tp (tp = 0,6 Tc), onde Tc é o tempo de concentração da bacia 2 tr Tp tp • calcular     2 0,208 A km Qp Tp h  • calcular Atenção: Qp (m3/s) é a vazão de pico para uma chuva excedente de 1mm sobre a bacia !
  19. 19. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 19 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Como transformar o hidrograma unitário adimensional no hidrograma de escoamento superficial direto da bacia? • chuva com duração tr e altura excedente de 1 mm: basta multiplicar os valores do eixo horizontal do hidrograma unitário por Tp e os valores do eixo vertical por Qp • chuva com duração tr e altura excedente de H mm: basta multiplicar os valores do eixo horizontal do hidrograma unitário por Tp e os valores do eixo vertical por (Qp x H) Hidrograma Unitário Adimensional do SCS
  20. 20. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 20 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga Silvana Susko Marcellini Alexandre Nunes Roberto Francisco E. Nunes Gusso Mario Kiyochi Nakashima Apresentação do Aplicativo ABC-DAEE 17 a 19 de Julho / 2012 SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO Contrato FEHIDRO nº 188/2011 DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP
  21. 21. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 21 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Sub-bacia A = 1,1 km2 Exercício 1 – Método Racional – Sub-bacia de 1 km² Amortecimento de Ondas de Cheia em Canais – ABC-DAEE  Amortecimento: Procedimento matemático para prever mudanças na vazão de pico, na velocidade e forma de uma onda de cheia em função do tempo, em um ou mais pontos de um curso d'água (rio, canal, reservatório, estuário, galeria de drenagem  Método de Muskingum  Modelo hidrológico: Considera dois hidrogramas ( um a montante e outro a jusante do trecho do canal) para um evento;
  22. 22. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 22 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Método de Muskingum - Conceito .P S V K Q  SEC QQxKV  ..  É um dos métodos simplificados mais conhecidos;  Foi aplicado inicialmente ao rio Muskingum, EUA na década de 1930  Combina a equação da continuidade a uma equação simplificada que relaciona o armazenamento em um trecho de rio às vazões de entrada e saída do trecho Método de Muskingum • Equação empírica :  . . (1 ).C P E S V V V K xQ x Q     • Equação da continuidade : E S V Q Q t     • Aplicando a 1ª na 2ª resulta 2 0 2 1 1 2 1 . . .S E E S Q C Q C Q C Q  
  23. 23. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 23 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Método de Muskingum Onde : )1.(2/ .2/ 0 xKt xKt C    • o parâmetro X é um ponderador adimensional, cujo valor deve estar entre 0 e 1. Para rios naturais seu valor é próximo a 0,3. •Para X igual a 0,5 não ocorre amortecimento; •Para X igual a 0, o amortecimento é máximo •O parâmetro K tem unidade de tempo, é estimado como o tempo de viagem do pico da cheia do início ao final do trecho de rio, ou seja, a distância dividida pela celeridade •Quanto maior o valor de K, mais afastados no tempo ficam os picos de vazão na entrada e saída do trecho do canal )1.(2/ .2/ 1 xKt xKt C    )1.(2/ )1.(2/ 2 xKt xKt C    (1 ) 2 t X X K     Efeito de X
  24. 24. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 24 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Efeito de K Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga Silvana Susko Marcellini Alexandre Nunes Roberto Francisco E. Nunes Gusso Mario Kiyochi Nakashima Verificações Hidráulicas 17 a 19 de Julho / 2012 SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO Contrato FEHIDRO nº 188/2011 DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP
  25. 25. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 25 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Softwares - Aplicações  ABC - DAEE: utilizado para determinação da vazão de projeto. Versão adaptada (LabSid/EPUSP/FCTH) para o DAEE, inclui:  Método racional;  Método I-Pai-Wu modificado;  Método do Hidrograma Unitário Adimensional do SCS  Hidrowin: programa para verificações hidráulicas. Desenvolvido pela UFMG – Departamento de Engenharia Hidráulica e Recursos Hídricos:  Será utilizado para verificação da capacidade de escoamento em canais regulares e bueiros Aplicações Práticas - Objetivos  Apresentação dos métodos a serem utilizados na determinação da Vazão de Projeto;  Verificação da segurança da obra (barragem);  Consideração de obras de detenção posicionadas no próprio curso d´água ou lateralmente;  Análise da vazão de projeto considerando canal com restrição de vazão a jusante;  Análise de trechos com bueiros
  26. 26. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 26 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS  Verificação do regime do escoamento através do número de Froude;  Características da seção transversal quanto à geometria (seção aberta ou fechada);  Tipos de revestimento (terra, grama, alvenaria, pedra argamassada, enrocamento, gabião, concreto);  Os limites da velocidade em função do revestimento; VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS  Verificação da borda livre (f) - considerar “folga sobre o dimensionamento” - DAEE, Instrução Técnica nº 2.  No dimensionamento de canais de drenagem, usualmente admite-se que o regime de escoamento é o movimento permanente e uniforme.  O movimento uniforme e permanente tem as seguintes características: a profundidade de escoamento, seção molhada, velocidade de escoamento e a vazão devem ser constantes ao longo do tempo (regime permanente) e ao longo do percurso (regime uniforme).
  27. 27. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 27 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS V = 1/n . i1/2 . RH 2/3 (m/s) Q = V . A (m³/s) Equação de Manning VERIFICAÇÕES HIDRÁULICAS - CANAIS Para a verificação do regime de escoamento é utilizado o número de Froude, que leva em conta a relação entre as forças de inércia e as gravitacionais, conforme equação a seguir: Onde: V = a velocidade média do escoamento, em m/s; g = a aceleração da gravidade, em m²/s; y = profundidade do escoamento, em m. Se o número de Froude, Fr, é < 1,0, o escoamento é dito subcrítico ou fluvial; Se o número de Froude, Fr, é > 1,0, o escoamento é dito supercrítico ou torrencial; Se o número de Froude, Fr, é = 1,0, o escoamento é dito crítico;
  28. 28. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 28 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Bacia A = 13,7 km2 Exercício 2 – Bacia Hidrográfica de 13,7 km² Bacia A = 13,7 km2 Objetivo: Verificar a segurança da barragem EXERCÍCIO 3 – BACIA HIDROGRÁFICA DE 13,7 KM² - BARRAGEM NA FOZ
  29. 29. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 29 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Bacia A = 13,7 km2 Objetivo: Verificar se a vazão resultante é compatível com a vazão de jusante = 29 m3/s Bacia Montante A = 6,7 km2 Bacia Jusante A = 7,0 km2 EXERCÍCIOS 7 E 8 – CONSIDERAR 2 SUB-BACIAS
  30. 30. 13 A 15 DE AGOSTO DE 2012 DAEE-DPO – FCTH – LABSID – EPUSP Contrato FEHIDRO nº 188/2011 30 CURSO OBRAS HIDRÁULICAS SUJEITAS À OUTORGA Bacia Montante A = 6,7 km2 Bacia Jusante A = 7,0 km2 EXERCÍCIOS 8 – CONSIDERAR RESERVATÓRIO LATERAL “PARALELO OU OFF-LINE” Treinamento – Obras Hidráulicas Sujeitas à Outorga Muito Obrigada SECRETARIA DE SANEAMENTO E RECURSOS HÍDRICOS Recursos do Fundo Estadual de Recursos Hídricos – FEHIDRO Contrato FEHIDRO nº 188/2011 DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DIRETORIA DE PROCEDIMENTOS DE OUTORGA E FISCALIZAÇÃO Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisão do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Escola Politécnica da USP

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