Perodo de retornoPerodo de retorno (Tr) o perodo de tempo mdio que um determinado evento hidrolgico igualado ou superado pelo menos uma vez. Na prtica em microdrenagem operodo de retorno maior ou igual a25 anos. Na Inglaterra est sendo usado para microdrenagem perodo de retorno de30anos. Em bueiros e rios adotarTr=100anos.

Intensidade da chuva

Intensidade(I ou i) a precipitao por unidade de tempo, obtida como a relao I= P / t, se expressa normalmente em mm/hora ou mm/minuto.Equao geral

in=intensidade de precipitao (mm/h);t=durao do evento (h)TR=perodo de retorno (anos);K, a, b, c = parmetros relativos localidade.

Tempo deconcentraoO tempo de concentrao o tempo que leva uma gota de gua mais distante at o trecho considerado na bacia.Existem trs maneiras em que a gua transportada em uma bacia: a primeira oescoamento superficial, a segunda oescoamento em tubose a terceira oescoamento em canais, incluso sarjetas.Existem vrias frmulas empricas para determinar o valor do tempo de concentrao, mas sem dvida o melhor usar aEquao de Kirpich

em que:tc = tempo de concentrao, em h;L = comprimento do talvegue principal, em km; eH = desnvel entre a parte mais elevada e a seo de controle, em m.

A obteno do tempo de concentrao uma informao importante, porm difcil de ser obtida. Enfim como diz (McCuen,1993), o projetista deve saber que no possvel obter o valor do tempo de concentrao por um simples mtodo.

Coeficiente C da frmula RacionalO coeficiente C de escoamento superficial e tambem conhecido como coeficiente de runoff ou coeficiente de deflvio.Por definio coeficiente de runoff a razo entre o volume total de escoamento superficial no evento e o volume total precipitado (Tucci, RBRH,2000).Para a determinao de C recomendamos no usar tabelas em sim a equao de Schueler, 1987.

Rv= 0,05+ 0,009 x AI

Sendo:Rv=coeficiente volumtricoAI= area impermeavel (%)

Fazemos C = Rv e temos:C= 0,05+ 0,009 x AI

Deve-se ter o cuidado em adotar a area impermeavel AI (%). Quando em uma rea no pr-desenvolvimento temos somente terra temos que pensar que h o pisoteio deanimais, uma estrada de terra, uma pequena casa, enfim pode se adotar cerca de 5% a 10% de area impermeavel.

Exemplo 2.1

Dada rea da bacia A= 5ha, com rea impermeavel de 60% no ps-desenvolvimento e intensidade da chuva I= 200mm/h. Calcular a vazo depico Q no pr-desenvolvimento e ps-desenvolvimento.

Para o pr-desenvolvimentoAdotamos AI= 10%

C= 0,05+ 0,009 x AIC= 0,05+ 0,009 x 10= 0,14

Qpr= C . I . A /360 = 0,14 x 200mm/h x 5ha/360= 0,39 m3/s

Para o ps-desenvolvimentoAI=60%

C= 0,05+ 0,009x AIC= 0,05+ 0,009 x 60= 0,59

Qps= C . I . A /360 = 0,59 x 200mm/h x 5ha/360= 16,39 m3/s

Quando a bacia apresenta ocupao muito variada deve ser usada a mdia ponderada:

C1 .A1+C2. A2+ C3 .A3+...+ Ci . AiC= --------------------------------------------------------A1+A2+ A3+...+ Ai

Sendo:C1 ,C2 ,C3,...Ci = coeficientes de escoamento superficial para as reas A1+A2+ A3+...+ Ai, respectivamente; A1,A2, A3,...Ai = reas que possuem coeficientes C1 ,C2 ,C3,....Ci.

C=coeficiente deescoamento superficial obtido pela mdia ponderada efetuada.

Quando se tratar de rea impermevel e rea permevel necessrio muito cuidado na aplicao da mdia ponderada, podendo a mesma nos levar a erros, pois muitas vezes somente a rea impermevelfornece um valor bem superior a rea permevel e a mdia enganar os resultados.

O Exemplo (2.2) esclarecer melhor.

Area impermevel diretamente conectada:

Dizemos que uma rea impermevel diretamente conectada quando o lanamento das guas pluviaisse d diretamente em galerias de guas pluviais.Akan e Bedient, 2008 ressaltam que quando a area impermeavel for diretamente conectada necessario fazer um clculo com ela separada da area a montante. O Exemplo (2.2) mostrar o que pode acontecer.

Exemplo 2.2- O objetivo deste exerccio esclarecer como funciona o mtodo racional.

Calcular a vazo mxima para perodo de retorno Tr=10anos, usando o mtodo racional para uma bacia com 12ha. A bacia superior permevel e tem rea de 5ha e C=0,2. A bacia inferior mais desenvolvida e tem rea de 7ha e C=0,6. O tempo de concentrao at o ponto de controle considerando as duas bacias de 30min. Considerando a existncia de somente a bacia inferior com 7ha, C=0,6 e tempo de concentrao de 10min.

Vamos calcular o coeficiente de escoamento superficial composto que ser:C1 .A1+C2. A2C= ---------------------------A1+A2Sendo: C1=0,20 C2=0,6 A1=5ha A2=7ha

0,20 . 5 + 0,6. 7C= -------------------------- = 0,435+7

Q= C . I . A/ 360

A=12ha

Supondo para tc=30min, Tr=10anos obtemos I= 92,0mm/h

Q= 0,43x 92,0x 12 /360 = 1,31 m3/s

Obtemos ento a vazo de pico da bacia de 12ha, que de 1,31 m3/s

Akan,1995 recomenda que quando a bacia inferior desenvolvida, isto , quando a mesma mais impermevel que a superior, tem que ser feita verificao.

Assim usando somente a bacia inferior com 6ha, C=0,6, tc=10min, Tr=10anos obtemos:

I=146,4mm/h e A=6ha

Q= C . I . A/360 = 0,6 x 146,4 x6 /360 = 1,45 m3/s

Portanto, usando somente a bacia inferiormais desenvolvida achamos uma vazo de pico de 1,45m3/s que maior que a vazo achada da bacia toda usando o coeficiente C ponderado que resultou em vazo de 1,31m3/s.

A interpretao segundo Akan, que o pico de vazo se d a 10min com vazo de 1,45m3/s e o tempo em que toda a bacia contribuir na seo de controle de 30min.

Obs.: Limitaes e premissas da frmula racional.

1) No considera o tempo para as perdas iniciais.2) No considera a distribuio espacial da chuva.3) No considera a distribuio temporal da chuva.4) No considera o efeito da intensidade da chuva no coeficiente C.5) No considera o efeito da variao do armazenamento da chuva.6) No considera a umidade antecedente no solo.7) No considera que as chuvas mais curtaseventualmente podem dar maior pico.8) A frmula racional s pode ser aplicada para reas at 80 ha.

Mtodo Racional Modificado

Este mtodo deve ser utilizado para reas maiores que 80 ha at 200 ha.

Mtodo de I - Pai Wu

Mtododesenvolvido em 1963 sendo aplicado a reas maiores que 200 ha at 20.000 ha.

em que :

F = fator de ajuste relacionado com a forma da bacia;L = comprimento axial da bacia, em km;A = rea da bacia, em ha; eK =coeficiente de distribuio espacial da chuva

Exerccios

1) Calcular o tempo de concentrao pela Equao de Kirpich:

- rea da bacia: 38,8 km2;- Comprimento do talvegue: 15 km;- Altitude mdia: 1133 m;- Altitude da seo de controle: 809 m;-Declividade mdia da bacia: 0,022 m/m;- Elevao mxima: 1480 m.

2) Estimar a vazo de um extravasor para uma barragem de terra, sobre um crrego cuja reade drenagem 0,7 km2, sabendo-se que, o talvegue principal possui 4,5 km de extenso e o desnvel entre a cabeceira e a seo da barragem de 60 m. A rea est ocupada da seguinte forma: 50% com pastagem, 30% com culturas anuais e 20% com florestas. A declividade mdia da bacia de 9,5% e o solo de textura mdia.A barragem ter uma vida tilestimada em 30 anos e admite-se um risco de colapso de 10%. A equao da chuva intensa para a regio :

3) (Questo 19 do Concurso Pblico da ANA 2002) Considerando a cobertura vegetal em uma bacia hidrogrfica, indique a afirmativa INCORRETA:

a) O reflorestamento das encostas de uma bacia hidrogrfica tende a aumentar o tempo de concentrao da bacia.b) O reflorestamento dos terrenos tende a diminuir o coeficiente de runoff das chuvas.c) O reflorestamento dos terrenos tende a diminuir a capacidade de infiltrao das bacias e aumentar o potencial erosivo das chuvas.d) A urbanizao dos vales fluviais tende a aumentar a produo de escoamento superficial das chuvas intensas e o tempo de concentrao das bacias.e) A urbanizao de uma baciahidrogrfica tende a reduzir as taxas naturais de recarga subterrnea por infiltrao de chuva.

4) (Questo 07 do Provo de 1996 de Engenharia Civil) Voc foi chamado para analisar e atualizar um projeto de canalizao de um rio, a jusante de uma regio que se desenvolveu muito nos ltimos 20 anos, em funo da extrao de madeira de suas florestas e da implantao de uma agropecuria intensiva. 0 projeto foi elaborado nos anos 70 e utilizou os dados pluviomtricos e fluviomtricos do perodo de 1950 a 1970. Atualmente, os dados abrangem desde 1950 a 1995. Aps ter analisado estatisticamente os dados pluviomtricos e fluviomtricos disponveis a respeito da bacia, voc observou que:

* tanto os valores pluviomtricos do perodo de 1950 a 1970 (projeto original) como os valores pluviomtricos da atualizao do projeto (1950 a 1995) possuem uma mesma tendncia, ou seja, a probabilidade de ocorrncia de um certo valor continua praticamente a mesma, independente do tamanho da amostra.

* os valores fluviomtricos no tocante s vazes apresentam uma tendncia diferente. Os valores obtidos para um mesmo tempo de recorrncia para o perodo de 1950 a 1970 (projeto original) so inferiores aos obtidos para o perodo de 1950 a 1995 (atualizao do projeto).

a) Quandovoc for redigir o relatrio, quais sero os seus argumentos para explicar a diferena de vazo encontrada entre o projeto original e a atualizao do projeto?