Separa

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Separação dos EscoamentosPrecipitação
EfetivaCoeficiente de Escoamento
Universidade Federal de Campina Grande
UFCGDEC/CCT/UFCG Pós-GraduaçãoÁrea de
concentração Recursos Hídricos
ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina Hidrologia Aplicada

• Aluna de mestrado Myrla de Souza Batista

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Separação do Escoamento
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1ª Separação do Escoamento
Qs escoamento mais rápido Qss escoamento mais
lento que Qs Qb escoamento muito lento A
início do escoamento C fim do escoamento rápico
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1ª Separação do Escoamento

• A separação do escoamento de base Qb do
  escoamento superficial sub-superficial (QsQss)
  é realizada a partir da ligação dos pontos A e C
  do hidrograma por uma linha reta.
• Qs Qss encontra-se acima da reta AC
• Qb encontra-se abaixo da reta AC

Q
Escoamento Superficial Sub-superficial
C
A
Escoamento de Base
t
ti
tf
tb
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1ª Separação do Escoamento

• A ? O ponto A é caracterizado pelo início da
  ascensão do hidrograma
• C ? O ponto C é caracterizado pelo término do
  escoamento superficial sub-superficial e pelo
  início da recessão, ou pela mudança de
  declividade no hidrograma.

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1ª Separação do Escoamento

• Q(t) ? Vazão total do escoamento para o tempo t
• (QsQss) (t) ? Vazão do escoamento superficial
  sub-superficial para o tempo t
• Qb(t) ? Vazão do escoamento de base para o tempo
  t.

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2ª Separação do Escoamento

• Determina qual o hidrograma do escoamento
  superficial sub-superfícial a partir da
  variação da vazão Qs Qss ao longo do tempo.
• A separação do escoamento superficial do
  escoamento sub-superficial é realizada a partir
  da ligação dos pontos A e D por uma linha reta,
  semelhante a 1ª separação.

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2ª Separação do Escoamento
Escoamento Superficial (Qs)
Qs Qss
Escoamento Sub-superficial (Qss)
C
t
ti
tf

• A ? O ponto A é caracterizado pelo início da
  ascensão do hidrograma
• D ? O ponto D é caracterizado pelo término do
  escoamento superficial e pelo início da recessão,
  ou pela mudança de declividade no hidrograma.

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2ª Separação do Escoamento
Q(t) ? Vazão total do escoamento para o tempo
t Qs(t) ? Vazão do escoamento superficial para
o tempo t Qss(t) ? Vazão do escoamento
sub-superficial para o tempo t.
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Precipitação Efetiva
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Precipitação Efetiva (Pe)

• Parcela da chuva que se transforma em escoamento
  superficial devida ao excesso de chuva sobre a
  capacidade de infiltração do solo
• Separando o hidrograma superficial, a
  precipitação efetiva deve ser igual ao volume do
  escoamento superficial dividido pela área da
  bacia.
• Pe Ves / Abacia

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Precipitação Efetiva (Pe)
Método de Horton
Onde f é a capacidade de infiltração no tempo t
(mm/h) f0 é a capacidade de infiltração inicial
para t 0 (mm/h) fc é a capacidade de
infiltração final (mm/h) k é uma constante para
cada curva (h-1) t é o tempo (h)

• A área sob o gráfico é igual a Lamina infiltrada
  em mm

• A área sobre o gráfico é igual a precipitação
  efetiva em mm

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Precipitação Efetiva (Pe)
Método CN para cálculo da Chuva Efetiva

• Para este método a precipitação efetiva é
  calculada pela equação seguinte

? Para P ? Ia
Onde Pe ? Precipitação Efetiva (mm) P ?
Precipitação (mm) S ? Capacidade de
Armazenamento (mm) Ia 0,2 . S ? Abstração
Inicial.
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Precipitação Efetiva (Pe)
Método CN para cálculo da Chuva Efetiva

• Este método permite determinar a capacidade de
  armazenamento do solo (S) em função do grupo de
  solo (A, B, C ou D), da umidade antecedente e do
  uso do solo pela equação

Onde S ? Capacidade de Armazenamento do solo
(mm) CN ? Valor da curva número e é função do
grupo de solo, umidade antecedente e uso do solo.
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GRUPOS HIDROLÓGICOS DE SOLOS

• Grupo A Solos arenosos profundos tem alta
  capacidade de infiltração e geram pequenos
  escoamentos
• Grupo B Solos franco arenosos pouco profundos
  tem menor capacidade de infiltração e geram
  maiores escoamentos do que o solo A
• Grupo C Solos franco argilosos tem menor
  capacidade de infiltração e geram maiores
  escoamento do que A e B.
• Grupo D Solos argilosos expansivos tem baixa
  capacidade de infiltração e geram grandes
  escoamentos.

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Método da Curva Número (CN)

• Valores CN (condição II 13 mm ltP5dias lt 53mm)

Uso do solo Superfície A B C D
Solo lavrado Com sulcos retilíneos 77 86 91 94
Solo lavrado Em fileiras retas 70 80 87 90
Plantações regulares Em curva de nível 67 77 83 87
Plantações regulares Terraceado em nível 64 76 84 88
Plantações regulares Em fileiras retas 64 76 84 88
Plantações de cereais Em curva de nível 62 74 82 85
Plantações de cereais Terraceado em nível 60 71 79 82
Plantações de cereais Em fileiras retas 62 75 83 87
Plantações de legumes ou cultivados Em curva de nível 60 72 81 84
Plantações de legumes ou cultivados Terraceado em nível 57 70 78 89
Plantações de legumes ou cultivados Pobres 68 79 86 89
Plantações de legumes ou cultivados Normais 49 69 79 94
Plantações de legumes ou cultivados Boas 39 61 74 80
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Método da Curva Número (CN)

• Valores CN (condição II 13mm ltP5dias lt 53mm)

Uso do solo Superfície A B C D
Pastagens Pobres, em curva de nível 47 67 81 88
Pastagens Normais, em curva de nível 25 59 75 83
Pastagens Boas, em curva de nível 6 35 70 79
Esparsas, de baixa transpiração 45 66 77 83
Normais 36 60 73 79
Densas, de alta transpiração 25 55 70 77
Chácaras Estradas de Terra Normais 56 75 86 91
Chácaras Estradas de Terra Más 72 82 87 89
Chácaras Estradas de Terra De superfície dura 74 84 90 92
Florestas Muito esparsas, baixa transpiração 56 75 86 91
Florestas Esparsas 46 68 78 84
Florestas Densas, alta transpiração 26 52 62 69
Florestas Normais 36 60 70 76
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Método da Curva Número (CN)

• Umidade antecedente do solo
• Condição I (seca P5dias lt 13 mm)
• Condição II (normal 13 lt P5dias lt 53 mm)
• Condição III (úmida P5dias gt 53 mm)

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Coeficiente de EscoamentoSuperficial
20
Coeficiente de Escoamento Superficial

• Coeficiente de escoamento superficial (ou
  coeficiente de deflúvio ou coeficiente de run
  off)
• É a razão entre o volume de água escoado
  superficialmente e o volume de água precipitado.
• C Vs / V (A . Pe) / (A . P)
• C Pe / P
• Varia com as características da bacia (bacias
  impermeáveis geram maior escoamento superficial
  relativamente áreas urbanas 0,7ltClt0,9 e áreas
  rurais 0,1ltClt0,3.

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Obrigada pela Atenção!

• Vamos exercitar?

Exercício
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Exercício

• Com base nos dados do evento de chuva e cheia na
  bacia de Umburana (10,7 km2)
• Construir o hietograma da chuva
• Construir o hidrograma da cheia
• Construir o hidrograma superficial
  sub-superficial
• Construir o hidrograma superficial
• Determinar o volume do escoamento superficial
• Determinar a lâmina do escoamento superficial
  (precipitação efetiva) pelo hidrograma
  superficial
• Determinar a lâmina e o volume infiltrados pelo
  hietograma utilizando a curva de capacidade de
  infiltração de Horton ajustada

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Horário i (mm/h) f (mm/h)
700 0,00 120,00
720 0,25 52,36
740 0,45 27,48
800 38,17 18,33
820 35,33 14,96
840 23,51 13,72
900 4,70 13,27
920 0,60 13,10
940 5,60 13,04
1000 2,35 13,01
1020 1,18 13,00
1040 10,00 13,00
1100 12,90 13,00
1120 6,60 13,00
1140 1,18 13,00
1200 12,90 13,00
1220 12,40 13,00
1240 9,10 13,00
1300 1,18 13,00
1320 0,00 13,00
Horário Q (m³/s)
700 5,00
736 3,00
756 2,00
830 0,69
936 2,02
1040 17,97
1100 21,30
1200 12,89
1300 4,92
1400 3,36
1500 2,58
1600 2,19
1700 2,11
1800 1,91
1900 1,91
1915 1,76
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Exercício

• A partir dos dados da questão anterior,
  determinar
• A precipitação Efetiva pelo método CN,
  considerando que a bacia de Umburana tem CN igual
  a 98
• Calcule o coeficiente de escoamento superficial
  coma precipitação efetiva encontrada a partir do
• Hidrograma superficial
• Método de Horton
• Metodo CN
• Compare a precipitação efetiva encontrada pelos
  três métodos.

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Exercício

• Um pequena sub-bacia com apenas de 380 m², tem
  uma variação de armazenamento infiltração de 2
  mm e uma evapotranspiração intercepção de 3 mm.
  Para uma chuva de 10 mm que tenha durado um dia,
  determine
• A lâmina média escoada para esta chuva
• A vazão Q (m3/s)
• A vazão específica q (l/s/m2)
• O coeficiente de escoamento superficial(C).
• Obs. Usem a equação do balanço hídrico.