resumo hidrologia 5º período

7/25/2019 Resumo Hidrologia 5 Perodo

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CENTRO UNIVERSITRIO DO NORTEGRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

HIDROLOGIA E HIDRULICA APLICADA

MARIVALDO JOS FELIXDE MOURA JUNIOR13408739TURMA: CVN05S2

RESUMO DOS ASSUNTOS ABORDADOS

DURANTE TODO SEMESTRE

MANAUS/ AMNovembro/2015


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MARIVALDO JOS FELIXDE MOURA JUNIOR13408739

RESUMO DOS ASSUNTOS ABORDADOS

DURANTE TODO SEMESTRE

Resumo apresentado com

requisito parcial para obteno de

aprovao na disciplina de

Hidrologia e Hidrulica Aplica, no

Curso de Engenharia Civil, no

Centro universitrio do Norte,

(Turma CVN05S2).

Professor:ANTONIO OSCAR DE GOES

JUNIOR

MANAUS/ AMNovembro/2015
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RESUMO DOS ASSUNTOS ABORDADOS DURANTE TODO SEMESTREENGENHARIA CIVIL 5 PERDO TURMA CVN05S2 - UNINORTE

Antnio Oscar de Ges Junior

Marivaldo Jos Felix de Moura Junior

RESUMO

Apresentar de forma resumida o entendimento dos assuntos abordados durante todo o semestre,referente aos assuntos da disciplina de hidrologia, apresentado a turma CVN05S2 de engenharia civil,5 perodo da UNINORTE, cuja finalidade obter uma nota parcial para aprovao no semestre.

Palavras-chave: Hidrologia. Resumo. Artigo.

1 SEMINRIO APRESENTADO

Resoluo n 357, de 17 maro de 2005, do Conselho Nacional do Meio

Ambiente (CONAMA), tem o objetivo de classificar os corpos de gua,

pelas suas destinao, ou seja, onde ser utilizada, tais como: Recreao,

Pesca, Aquicultura, Preservao do Ambiente Aqutico, Navegao,

Abastecimento para consumo e etc.

Como tambm, classificar elas em guas doces, Salobras e Salinas, de

acordo com a qualidade requerida para o seus usos preponderantes,

divididas em treze classes de qualidade.

A classificao estabelecida por esta resoluo, dividi os Corpos de gua

de acordo com a sua qualidade requerida para seus usos preponderantes,

como tambm, separa eles em 13 classes de qualidade.

guas Docesguas com salinidade igual ou inferior a 0,5%
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guas Salobrasgua com salinidade superior a 0,5% e inferior a 30%

guas Salinasgua com salinidade superior a 30%

guas Doces- so classificadas em Classe Especial, Classe 1, Classe 2,

Classe 3 e Classe 4, onde foram classificadas de acordo com a sua

destinao.

guas Salinas- so classificadas em Classe Especial, Classe 1, Classe 2

e Classe 3, onde foram classificadas de acordo com a sua destinao.

guas Salobras- so classificadas em Classe Especial, Classe 1, Classe

2 e Classe 3, onde foram classificadas de acordo com a sua destinao.

Aps a apresentao do seminrio podemos observar que a resoluo

357/05 e 430/11 se complementam e juntas proporcionam um controle e

fiscalizao dos corpos de guas de todo territrio nacional, que por sua

vez, estabelecem critrios e padres que devem ser adotados para que a

qualidade das guas doces, salinas e salobras, permanea em padres

aceitveis de acordo com a sua destinao, e a cada dia se adaptando e

integrando aos princpios do desenvolvimento sustentvel.

Da a importncia que todos os proprietrios de empresas, clubes,

indstrias e todos os cidados brasileiros, tm conhecimento de tais

resolues, pois nela, podemos identificar claramente os padres

adequados para vrios tipos de necessidade, ressaltando em primeiro

lugar o padro estabelecido para o consumo por ser humano.

2 CONCEITO E HISTRIA DA HIDROLOGIA

Conceito: o ramo da Geografia Fsica que trata das guas terrestres

(rios, riachos, lagos, lenis subterrneos etc), sua distribuio,

propriedades, fenmenos e leis naturais. Estuda as leis de ocorrncia e

distribuio das guas na superfcie do solo, na atmosfera terrestre, nos

estratos geolgicos, bem como suas relaes com problemas de

engenharia sanitria, irrigao, hidroeletricidade, regularizao das ondas


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de cheia e guas de navegao, drenagem, proteo do solo contra

eroso etc.

Importncia da hidrologia na engenharia civil: Na Engenharia Civil a

hidrologia possui uma importncia vasta, tais como: Dimensionamento de

obras hidrulicas, Aproveitamento de recursos hdricos (abastecimento

urbano, irrigao, estudo de evaporao e infiltrao, navegao,

drenagem, regularizao de cursos dgua e etc), Controle de inundaes,

Controle e previso de secas, Controle de poluio entre outras.

3 CICLO HIDROLOGICO

A gua, existente em praticamente todo o planeta, na atmosfera, na

superfcie dos continentes, nos mares, oceanos e subsolo, encontra-se,

nos seus diferentes estados fsicos, em permanente circulao,

desenvolvendo um processo denominado ciclo hidrolgico, conforme

apresentado na Figura 1 (SANTOS; ET AL, 2001).

Figura 1- Ciclo HidrolgicoFonte: (Livro - Principio de Hidrologia Ambiental, 2015, p. 7)


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O processo desse ciclo se d a partir da radiao solar e do metabolismo

dos seres vivos (evapotranspirao), os quais fornecem energia para

elevar a gua da superfcie terrestre para a atmosfera (evaporao).Somando-se este processo fora da gravidade, a gua condensada nas

nuvens se precipita (precipitao). Uma vez na superfcie terrestre a gua

perpassa pelo solo e circula atravs de linhas de gua que se renem em

crregos e rios at atingir os oceanos (escoamento superficial) ou se

infiltra nos solos e nas rochas entre os poros, atravs dos seus poros,

fissuras e fraturas (escoamento subterrneo).

Em sntese, o ciclo hidrolgico envolve 5 processos:

a) a evapotranspirao;

b) a evaporao;

c) a precipitao;

d) o escoamento superficial; e

e) o escoamento subterrneo

Superfcie-atmosfera: Transpirao das vegetaes, Evaporao dagua da superfcie dos lagos, rios e oceanos, e da superfcie do solo.

Atmosfera-superfcie: Precipitao, Infiltrao no Solo, Escoamento

Superficial, Escoamento Subterrneo.

4 BACIA HIDROGRFICA

uma unidade fisiogrfica, limitada por divisores topogrficos, tal que

recolhe a precipitao, age como um reservatrio de gua e sedimentos,

drenada por um curso dgua ou um sistema conectado de cursos dgua,

e toda vazo efluente descarregada em uma seo fluvial nica,

denominada seo exutria ou exutrio (Figura 2).


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Figura 2- Bacia HidrogrficaFonte: (Livro - Principio de Hidrologia Ambiental, 2015, p. 16)

Os divisores topogrficos so condicionados pela topografia e limitam a

rea de onde provm o deflvio superficial da bacia.

Os divisores topogrficos necessariamente contornam a Bacia Hidrogrfica

e consistem na linha de separao que divide as precipitaes que caem

em bacias vizinhas e que encaminha o escoamento superficial resultante

para um ou outro sistema fluvial. O divisor de guas fretico

determinado, geralmente, pela estrutura geolgica do terreno, estabelece

os limites dos reservatrios de gua subterrnea, de onde se pode

determinar o deflvio bsico da bacia (Figura 3).

Figura 3- Corte Transversal de 3 bacias adjacentes hipotticas

Fonte: (Livro - Principio de Hidrologia Ambiental, 2015, p. 17)


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Na mesma Figura 3, apresentado esquematicamente um corte

transversal atravs de 3 bacias adjacentes hipotticas. Nela mostra-se a

posio relativa dos divisores topogrficos e freticos.

Nota-se que, quanto mais alto estiver o nvel do lenol fretico, tanto mais

prximos entre si estaro os divisores. Com o rebaixamento do lenol,

subterrneo, durante a estiagem, o divisor fretico distancia-se do

topogrfico (VILLELA; MATTOS, 1975).

O divisor topogrfico segue uma linha rgida em torno da bacia,

atravessando o curso d'gua somente no ponto de sada. Esse divisor une

os pontos de mxima cota entre bacias, o que no impede que no interior

de uma bacia existam picos isolados com cota superior a qualquer ponto

do divisor (VILLELA; MATTOS, 1975). A Figura 4 caracteriza essa

situao.

Figura 4- Bacia HidrogrficaFonte: (Livro - Principio de Hidrologia Ambiental, 2015, p. 18)


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De acordo com o escoamento global, as bacias de drenagem podem ser

classificadas em (Christofoletti, 1974 apud Lima, 2008):

a) exorreicas: quando o escoamento da gua se faz de modo

contnuo at o mar, isto , quando as bacias desguam

diretamente no mar;

b) endorreicas: quando as drenagens so internas e no possuem

escoamento at o mar, desembocando em lagos, ou dissipando-se

nas areias do deserto ou perdendo-se nas depresses crsicas;

c) arreicas: quando no h qualquer estruturao em bacias, como

nas reas desrticas;

d) criptorreicas: quando as bacias so subterrneas, como nas

reas crsicas.

Algumas Caractersticas Fsicas

rea da BaciaForma da Bacia

Uso e Tipo de Solo

Declividade dos terrenos

Declividade dos CursosDgua

Ordem dos Cursos Dgua

Densidade de Drenagem

reas da Bacia

a) rea de drenagem: Projeo horizontal da rea plana limitada

pelos seus divisores topogrficos. o elemento bsico para o

clculo de outras caractersticas.

i. Medida por planmetro;

ii. Calculada a partir de imagens digitalizadas;

iii. Aproximao por composio de figuras geomtricas


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b) Influncia nas vazes:

i. Mnimas: bacias maiores tm maior vazo especfica pois h

complementariedade hidrolgica de sub-bacias

ii. Mdias: pouco efeito

iii. Mximas: picos de enchente atenuados e tempos de base

maiores

Forma da Bacia

a) Influncias no escoamento:

i. Tempo de concentrao

ii. Vazo mxima do hidrograma de cheia

iii. Tempo de base do escoamento superficial

b) Principais Fatores:

( Fator de Forma; ndice de Compacidade e Fator de Conformao)

i. Forma da Bacia Fator de Forma : FF ou Kf = Largura Mdia /Comprimento Axial.

=

Este Fator procura relacionar a forma da bacia com um

retngulo. O fator de forma, Kf um ndice indicativo da maior

ou menor tendncia para enchentes. Por definio Kf a

relao entre a largura mdia, (L) , e o comprimento axial da

bacia, (C);

=

=

Onde: L = distncia entre a desembocadura e a cabeceira mais

afastada quando se segue o curso dgua mais longo; e A =

rea da bacia Logo temos que:


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ii. Fator de Conformao : FC = rea da Bacia / (Comprimentodo Talvegue)2

=

Se o comprimento do talvegue coincidir com o comprimento

axial da bacia os fatores de Forma e de Conformao sero

idnticos.

iii. Fator de Compacidade : Kc = Permetro da Bacia/ Permetrodo crculo de mesma rea = 0.28*P*A-0.5

Este ndice o chamado ndice de Gravelius, Kc, que relaciona

o permetro da bacia e uma circunferncia de um crculo derea igual a da bacia.

=

2=

0,28.

Figura 5- Forma da Bacia

Fonte: (Apostilha Introduo a Hidrogrfica e Hidrologia -Prof. Oscar Antnio, 2015, slide. 36)


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Uso e Tipo do Solo

Influncia:

i. na infiltrao

ii. na velocidade do escoamento

reas de Florestas:Folhas e galhos retardam o escoamento

reas Urbanas: Pouca infiltrao + grande velocidade do

escoamento = grandes picos de cheias

Declividade dos Terrenos

a) Influncia:

Na velocidade do escoamento

Tempo de concentrao

Picos das cheias

b) Determinao:

Manual - trabalhosa

Aplicativos de SIG - Sistemas

de Informao Geogrfica

Densidade de Drenagem

a) Sistema de Drenagem: constitudo pelo rio principal e seus

tributrios. O modo como uma bacia drenada indica a maior ou

menor velocidade com que a gua deixa a bacia hidrogrfica.

b) Ordem dos Cursos Dgua: uma classificao que indica o grau

de ramificao de um curso dgua. Um pequeno canal que no tem

nenhum tributrio considerado como de primeira ordem. Quando

dois canais de primeira ordem se unem, surge um de segunda

ordem e assim por diante.

c) Topografia:

i. Plana = Rios longos e escassos

ii. Acidentada = Rios pequenos e numerosos


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d) Influncia no Escoamento:

i. Maior densidade

ii. Menor tempo de concentrao

iii. Maior Vazo de pico de cheia

5 PRECIPITAO

A precipitao consiste na gua que chega superfcie terrestre,

proveniente do vapor dgua na atmosfera, sob a forma de chuva, granizo,

neve, orvalho, etc. As grandezas caractersticas das medidas

pluviomtricas so (PEDRAZZI, 2004):

a. Altura pluviomtrica medidas realizadas nos pluvimetros e

expressas em milmetros. Representa a lmina dgua que se formaria

sobre o solo como resultado de uma certa chuva, caso no houvesse

escoamento, infiltrao ou evaporao da gua precipitada;

b. Durao perodo de tempo contado desde o incio at o fim da

precipitao, expresso geralmente em horas ou minutos;

c. Intensidade da precipitao a relao entre a altura pluviomtrica

e a durao da chuva expressa em mm/h ou mm/min.

Para as condies climticas do Brasil, onde a absoluta maioria da

precipitao cai sob a forma de chuva (mais de 99%), mede-se

convencionalmente a precipitao, pontualmente, por meio de aparelhos

chamados pluvimetros e pluvigrafos (SANTOS; ET AL., 2001).

O pluvimetro um recipiente metlico, dotado de uma superfcie decaptao horizontal delimitada por um anel metlico, com volume capaz de

conter as maiores precipitaes possveis em um intervalo de 24 horas. H

vrios modelos de pluvimetros em uso no mundo, que diferem pelos

detalhes construtivos. No Brasil o mais difundido o do tipo Ville de Paris

(SANTOS; ET AL., 2001; NAGHETTINI, 1997).


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A relao apresentada na equao abaixo pode ser utilizada, quando no

se dispe de uma proveta calibrada, para calcular o total dirio da

precipitao:

= 10

Em que:

P a altura diria de chuva em mm;

V o volume recolhido no recipiente em cm3 e a rea da superfcie de

captao em cm2.

No entanto, o maior problema dos pluvimetros no ser adequado para

medir chuvas de pequena durao. Na prtica o mnimo que se consegue

so precipitaes de seis horas de durao. Para contornar essa limitao,

so utilizados os pluvigrafos. O pluvigrafo possui uma superfcie que

capta os volumes precipitados e acumula-os em um recipiente, sendo

capaz de registrar continuamente de forma analgica ou digital aprecipitao em um local.

No processo de aquisio dos dados de precipitao, especialmente

naqueles casos cujos equipamentos necessitam de operadores para

efetuar as leituras, podem ser detectados erros grosseiros tais como:

a) Quando acontecem eventos de precipitao com grande

magnitude, em que mais de uma proveta seja necessria para

quantificar, pode-se confundir o nmero de vezes em que a provetafoi cheia, ocasionando erros;

b) Registro de dados em dias inexistentes (ex.: 30 de fevereiro); e

c) Vazamento na torneira do pluvimetro.

Ressalta-se, ainda, que a ausncia de precipitao tambm um valor

observado, devendo ser registrado e no pode ser confundido com uma

falha.


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Caso ocorram problemas nos equipamentos ou por impedimento do

observador que resultem em dias sem observao ou mesmo intervalo de

tempo maiores, os dados falhos so preenchidos com os dados de 3

postos vizinhos, localizados o mais prximo possvel, da seguinte forma:

=1

3(

+

+

Em que:

Px o valor de chuva que se deseja determinar;Nx a precipitao mdia anual do posto x;

NA, NB e NC so, respectivamente, as precipitaes mdias anuais dos

postos vizinhos A, B e C;

PA, PB e PC so, respectivamente, as precipitaes observadas no

instante que o posto x falhou.

Precipitaes Mdias

Para calcular a precipitao mdia de uma superfcie qualquer,

necessrio utilizar as observaes dos postos dentro dessa superfcie e

nas suas vizinhanas.

Existem trs mtodos para o clculo da precipitao mdia:

a) mtodo da Mdia Aritmtica;b) mtodo de Thiessen; e

c) mtodo das Isoietas.

Para o clculo da precipitao mdia so utilizadas observaes dos

postos dentro da bacia e nas suas vizinhanas.


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6 EVAPORAO

o conjunto dos fenmenos da natureza fsica que transformam em vapor

a gua da superfcie do solo, a dos cursos de gua, lagos, reservatrios de

acumulao e mares.

7 TRANSPIRAO

a evaporao devida ao fisiolgica dos vegetais. As plantas, atravs

de suas razes, retiram do solo a gua para as suas atividades vitais. Parte

dessa gua cedida a atmosfera, sob a forma de vapor, na superfcie

das folhas

8 EVAPOTRANSPIRAO

Nada mais do que o conjunto das duas aes evaporao e

transpirao.

9 INFILTRAO

o fenmeno da penetrao da gua nas camadas do solo prximas a

superfcie do terreno, movendo-se para baixo, atravs dos vazios, sob a

ao da gravidade, at atingir uma camada suporte, que a retm,

formando ento a gua do solo.

10 ESCOAMENTO

o segmento do ciclo hidrolgico que estuda o deslocamento das guas

na superfcie da Terra.

Esse estudo considera o movimento da gua partir da menor poro de

chuva que, caindo sobre um solo saturado de umidade ou impermevel,

escoa pela sua superfcie, formando sucessivamente enxurradas ou

torrentes, crregos, ribeires, rios e lagos ou reservatrios de acumulao.


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Tipos de Escoamentos

a) Escoamento superficial

b) Escoamento sub-superficial

c) Escoamento subterrneo

Figura 6- Processo da parte terrestre do ciclo hidrolgicoFonte: (Apostilha Escoamento Superficial - Prof. Oscar Antnio, 2015, slide. 4)

11 HIDROGRAMA

o grfico que relaciona a vazo ao tempo e o resultado da interao de

todos os componentes do ciclo hidrolgico.

12 CALCULO DO ESCOAMENTO

Usar mtodos simplificados:

a) Capacidade de infiltrao constante.

b) Infiltrao proporcional intensidade de chuva.

c) Mtodo SCS.


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Abaixo segue algumas tabelas de referencias que serviro como base de

dados para alguns mtodos adotados.

Grupo A

Solos arenosos, com baixo teor de argila total (inferior a 8%), sem

rochas, sem camada argilosa e nem mesmo densificada at aprofundidade de 1,5m. O teor de hmus muito baixo, no atingindo1%.

Grupo B

Solos arenosos menos profundos que os do Grupo A e com menor teorde argila total, porm ainda inferior a 15%. No caso de terras roxaseste limite pode subir a 20% graas a maior porosidade. Os dois teoresde hmus podem subir, respectivamente, a 1,2% e 1,5%. No podehaver pedras e nem camadas argilosas at 1,5m, mas quase semprepresente uma camada mais densificada que a camada superficial.

Grupo C

Solos barrentos, com teor de argila de 20 a 30%, mas sem camadasargilosas impermeveis ou contendo pedras at a profundidade de1,2m. No caso de terras roxas, estes dois limites mximos podem serde 40% e 1,5m. Nota-se, a cerca de 60cm de profundidade, camadamais densificada que no Grupo B, mas ainda longe das condies deimpermeabilidade.

Grupo DSolos argilosos (30 a 40% de argila total) e com camada densificada auns 50cm de profundidade ou solos arenosos como B, mas comcamada argilosa quase impermevel ou horizonte de seixos rolados.

Quadro 1- Grupo Hidrolgico de SolosFonte: (Apostilha Escoamento Superficial - Prof. Oscar Antnio, 2015, slide. 74)

Condio I Solos secos: as chuvas nos ltimos 5 dias no ultrapassaram 15mm.

Condio IISituao mdia na poca das cheias: as chuvas nos ltimos 5 diastotalizaram entre 15 e 40mm.

Condio IIISolo mido (prximo da saturao): as chuvas nos ltimos 5 diasforam superiores a 40mm e as condies meteorolgicas foramdesfavorveis a altas taxas de evaporao.

Quadro 2- Condies de umidade do SoloFonte: (Apostilha Escoamento Superficial - Prof. Oscar Antnio, 2015, slide. 75)

13 BIBLIOGRAFIARESOLUO N 357; de 17 de maro de 2005 do CONAMA.

RESOLUO N 430; de 13 de maio de 2011 do CONAMA.

Livro -Principio de Hidrologia Ambiental

Apostilha Introduo a Hidrogrfica e Hidrologia(Prof. Oscar Antnio - 2015)

Apostilha Escoamento Superficial(Prof. Oscar Antnio - 2015)

resumo hidrologia 5º período

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