HIDROGRAMARevisão e Exercícios

Hidrologia

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HIDROGRAMA

O hidrograma é a denominação dada ao gráfico que relaciona a vazão no tempo. A distribuição da vazão no tempo é resultado da interação de todos os componente do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica.

Volume Infiltrado

i, f

t

f iExcesso que se

converte em lâmina do

escoamento ou chuva efetiva Pe

Ia = Abstração iniciais (infiltra na taxa da chuva)

Infiltração na Taxa Potencial

Ia

+

Pe

=

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CARACTERÍSTICAS DO HIDROGRAMA

Após o início da chuva há um intervalo de tempo (retardo da resposta) até que as vazões comecem a se elevar, devido às perdas iniciais (interceptação vegetal e depressões do solo) e ao tempo de deslocamento da água na própria bacia;

As vazões, então, elevam-se rapidamente (gradiente maior que na fase de recessão) até atingir o pico do hidrograma, sendo predominante neste período o escoamento superficial;

• Após atingir o pico do hidrograma (vazão máxima) inicia-se um período de recessão, no qual é possível observar um ponto de inflexão que caracteriza o fim do escoamento superficial e a conseqüente predominância do escoamento subterrâneo;

• E após o ponto de inflexão, as vazões decorrem basicamente do escoamento subterrâneo.

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COMPONENTES DO HIDROGRAMA

i = intensidade da chuva

f = capacidade de infiltração

Gi = centro de massa da chuva efetivai, f

Q B

ti tf

tl

A C

tp

tc

Qpico

Gh

Gi

tr

tm

tb

A – início do escoamento

B – momento do pico do escoamento

C – final do escoamento rápido

Gh = centro de massa do hidrograma

tl = tempo de retardo (lag time)

tp = tempo do pico

tc = tempo de concentração

tm = tempo de ascensão

tb = tempo de base = tf - ti

tr = tempo de descida (recessão)

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COMPONENTES DO HIDROGRAMA

Tempo de retardo (tl) – intervalo entre os centros de gravidade da precipitação e do hidrograma.

Tempo de pico (tp) – intervalo entre o centro de gravidade da precipitação e o pico do hidrograma.

Tempo de concentração (tc) – intervalo para que a precipitação no ponto mais distante atinja a seção principal, também é definido como o intervalo entre o fim da precipitação e o ponto de inflexão do hidrograma (final do escoamento superficial).

Tempo de ascensão ™ – intervalo entre o início da chuva e o pico do hidrograma.

Tempo de base (tb) – intervalo entre o início da precipitação e o momento em que o rio volta à situação original.

Tempo de recessão (te) – tempo necessário até atingir o ponto de inflexão.

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FATORES

Os principais fatores que influenciam a forma do hidrograma são:

relevo (densidade de drenagem, declividade do rio ou da bacia, capacidade de armazenamento e forma da bacia);

cobertura da bacia (vegetação e áreas impermeabilizadas);

modificações artificiais no rio (regularização e canalização);

distribuição, duração e intensidade da precipitação (em bacias pequenas, precipitações convectivas podem provocar maiores enchentes, enquanto em bacias maiores as chuvas frontais resultam em maiores vazões);

e solo (condições iniciais de umidade).

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EXERCÍCIOS

01. Em uma pequena bacia hidrográfica, com dada curva de

capacidade de infiltração, se forem observados dois eventos

de precipitação, com mesma lâmina total precipitada e

mesma duração, mas com distribuições temporais distintas,

deve-se também esperar hidrogramas com formas e

dimensões distintas. Dê um exemplo desta afirmação,

desenhando uma curva de capacidade de infiltração para a

bacia, dois hietogramas distintos e os correspondentes

hidrogramas.

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EXERCÍCIOS

02. Construa o hietograma e o hidrograma para os eventos de precipitação 1 e 2 dados abaixo, observando seus componentes.

evento1 (15min)

P (mm) Q (m³/s)

1 0 02 3,2 1,03 6,3 4,04 11,7 43,25 0,7 48,06 0,3 32,07 0,5 21,08 0,5 15,09 0,5 8,8

10 0,2 6,211 0,1 5,012 4,213 4,014 3,715 3,316 3,017 2,6

evento2 (15min)

P (mm) Q (m³/s)

1 0 02 0 0,93 3,3 0,94 6,4 3,95 11,8 14,16 0,8 35,67 0,2 56,08 0,5 60,69 0,3 50,0

10 0,4 32,211 0,2 19,412 12,713 8,814 6,115 4,216 2,917 2,2

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EXERCÍCIOS

Evento 1 Evento 2

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EXERCÍCIOS

03. As Figuras 1A e 1B mostram três tipos de solos representados por tanques que podem armazenar certa quantidade de água e em seguida escoar. Considerando os três tipos de solos e as taxas de precipitação diferentes para a Figura 1A e Figura 1B, explique:(a) Como ocorrem os dois processos de geração de escoamento superficial mostrados nas Figuras 1 A e 1B. (b) Por que, mesmo sob uma mesma taxa de precipitação para os solos areia, silte e argila, na Figura 1B, não ocorre escoamento superficial na areia.

Solo saturado Solo não-saturado

Figura 1A Figura 1B