Slide - Hidrograma Unitário Sintético - 2023-2

Hidrologia Hidrograma Unitário Sintético Aula 12 1 Bacias sem dados de vazão • Como fazer para estimar HU em bacias sem dados de vazão? • São a imensa maioria! • Para que queremos o HU afinal? • Calcular vazões (especialmente as vazões máximas) a partir de dados de chuva. 2 HU em bacias sem dados de vazão Os métodos de determinação do HU baseiam-se na determinação do valor de algumas características do hidrograma, como o tempo de concentração, o tempo de pico, o tempo de base e a vazão de pico. 3 HU em bacias sem dados de vazão É através da regionalização destas variáveis com base em características físicas que se pode estimar o HU para regiões sem dados observados e este recebe, portanto, a denominação de Hidrograma Sintético. 4 HU em bacias sem dados de vazão • HU sintético – SCS – Snyder (baseiam-se em observações de rios na região montanhosa dos Apalaches, EUA. Utiliza curvas para as larguras de 75% e 50% do pico e facilitar a construção do HU); – Clark (pecisa de pelo menos um hidrograma da área e consiste em dividir a bacia em subáreas) • HU geomorfológico (através da análise do relevo com o uso do SIG) 5 HU Sintético Triangular do SCS A partir de um estudo com um grande número de bacias e de hidrogramas unitários nos EUA, técnicos do Soil Conservation Service (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. E que o HU poderia ser aproximado por um triângulo! 6 HUT SCS tp = tempo de pico tb = tempo de base Tp = tempo de ascenção D = duração da chuva 7 D c p 0 6 t t  = , 2 D t T p p + = p p b 167 T T t  + = , p p T 0 208 A q . , = tp = tempo de pico tb = tempo de base Tp = tempo de ascenção qp = vazão de pico do hidrograma 8 D Exemplo: HUT – SCS Construa um hidrograma unitário para a chuva de duração de 10 minutos em uma bacia de 3,0 Km2 de área de drenagem, comprimento do talvegue de 3100 m, ao longo do qual existe uma diferença de altitude de 93 m. 9 Poderia usar Kirpich? A teoria foi desenvolvida por Chow et al. As relações identificadas, que permitem calcular o hidrograma triangular são descritas de acordo com o texto de Chow et al. (1988). Construa um hidrograma unitário para a chuva de duração de 10 minutos em uma bacia de 3,0 Km2 de área de drenagem, comprimento do talvegue de 3.100 m, ao longo do qual existe uma diferença de altitude de 93 m. 10 11 Construa um hidrograma unitário para a chuva de duração de 10 minutos em uma bacia de 3,0 Km2 de área de drenagem, comprimento do talvegue de 3.100 m, ao longo do qual existe uma diferença de altitude de 93 m. 12 Construa um hidrograma unitário para a chuva de duração de 10 minutos em uma bacia de 3,0 Km2 de área de drenagem, comprimento do talvegue de 3.100 m, ao longo do qual existe uma diferença de altitude de 93 m. Vazao (m3/s por mm) Tempo (minutos) Tempo\n(minutos)\nVazão\n(m3/s por mm)\n0\n0.00\n10\n0.15\n20\n0.30\n30\n0.45\n40\n0.60\n50\n0.75\n60\n0.66\n70\n0.57\n80\n0.48\n90\n0.39\n100\n0.30\n110\n0.21\n120\n0.12\n130\n0.03 Para obter a curva S a partir de um HU conhecido, basta acumular progressivamente as ordenadas do HU original para se obter as respectivas ordenadas da curva S. 0.00 10000.00 20000.00 30000.00 40000.00 50000.00 60000.00 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 Time (hrs.) Flow (cfs) A Curva S 16 A Curva S\nhidrog.\ngerado\npela\n1ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n2ºchu-\nva\nHidrog.\nGerado\npela\n3ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n4ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n5ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n6ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n7ºchu-\nva\nhidrog.\ngerado\npela\n8ºchu-\nva\nHidro-\ngrama\nResultante\n0 0 \n1 0\n1 1\n0 \n5 3 1 0 \n4 5 3 1 0 \n3 4 5 3 \n2 3 4 5 3\n1 2 3 4 5 3 \n0 1 2 3 4 5\n0 0 1 2 3 4\n0 0 1 2 3 \n0 0 1 \n0 0 1 0 0\nQ0 = 0 Q1 = 1 Q2 = 4 Q3 = 9 Q4 = 13 Q5 = 16 Q6 = 18 Q7 = 19 Q8 = 19 Q9 = 19 Q10 = 19 Q11 = 19 Q12 = 19 Q13 = 19 Q14= 19 Q15=19 • A grande utilidade da curva S é que ela permite o cálculo de HUs de qualquer duração; para isso se desloca a curva S um intervalo de tempo t, igual à duração do HU desejado; • As ordenadas desse HU procurado são calculadas pela diferença entre as duas curvas S, corrigidas pela relação D1/D2 (onde D1 é a duração da chuva que originou a curva S e D2 é a duração da chuva do novo HU). A Curva S 18