Exercício - Vazão - 2024-1

Estimar a vazão um extravasor para uma barragem de terra, sobre um córrego cuja área de drenagem é 12,0 ha, sabendo-se que, o talvegue principal possui 8,2 km. A área está ocupada da seguinte forma: 25% (C=0,25) com pastagem, 25% (C=0,530) com culturas anuais e 50% (C=0,63) com florestas. O desnível entre a cabeceira e a seção da barragem é de 30m e a declividade média da bacia é de 0,01875 m/m. Com base nas precipitações de totais anuais de 54 anos com precipitação média de P = 1468 mm e o desvio padrão de S = 265 mm, o período de retorno foi calculado sobre uma precipitação de 1400mm, um com duração de 2 horas e intensidade de 20mm/h. Foi adotado um valor para o coeficiente de manning, n = médio de 0,015. O solo da região é argiloarenoso com saturação inicial de 25%, porosidade efetiva de 0,321 o potencial mátrico de 239mm e a condutividade hidráulica de 0,6mm/h. A vida útil estimada em 90 anos e admite-se um risco de colapso de 8%, determine a probabilidade de colapso. A equação da chuva intensa/IDF/precipitação máxima para a região é: 𝑖 = 234,34𝑇0,518 (𝑡𝑐 + 211)0,321 Para i= mm/h T em anos e tc= em minutos Roteiro de cálculo 1) Cálculo do período de retorno a. 𝑋 = 𝑋̅ + 𝑆𝑥 ∗ 𝐾 b. 𝐾 = Υ−Υ𝑛 𝑆𝑛 c. Υ = 𝑙𝑛[ln⁡(1 − 1 𝑇 d. 𝑇 = 1 1−𝑒−𝑒𝛾 2) Tempo de empoçamento 𝑇𝑝 = 𝐾 ∗ Ψ ∗ ΔΘ 𝑖(𝑖 − 𝐾) 3) Cálculo do Déficit de umidade ∆𝜃 = (1 − 𝑆𝑒⁡) ∗ 𝜃𝑒 4) Cálculo da Lâmina de empoçamento 𝑭𝒑 = 𝒊 ∗ 𝑻𝒕 5) Cálculo da lâmina infiltrada 𝐹𝑡 − 𝐹𝑝−Ψ − ΔΘ ∗ ln(Ψ ∗ ΔΘ + 𝐹𝑡|Ψ ∗ ΔΘ + 𝐹𝑝)⁡=⁡ 𝐾(𝑇 − 𝑇𝑝 Assumindo que a. 𝐹𝑡 ′ = 𝐾 ∗ 𝑇𝑝 e b. 𝐹𝑡 " = 𝐹𝑡 ′ + 0,1 Calcula-se G’p igualando a equação da lâmina infiltrada a zero para F’ e F’’ c. GFt ′=Fp−Ψ ∗ ΔΘ ∗ ln(Ψ ∗ ΔΘ + F′t|Ψ ∗ ΔΘ + Fp) −⁡ K(T − Tp⁡) d. G′′Ft = F′′t−Fp−Ψ ∗ ΔΘ ∗ ln(Ψ ∗ ΔΘ + F′′t|Ψ ∗ ΔΘ + Fp) −⁡ K(T − Tp) Calcula-se a variação de G em função F e. dG dFt ≞ ΔG ΔFt = G"−G′ Ft"−Ft′ Calcula-se a variação de G em função F Calcula-se um novo F f. F′+1 = GFt′ dG dFt REPETE-SE A INTERAÇÃO ATÉ O VALOR DE F SE REPETIR 1 X Após encontrar p valor de F 6) Cálculo da chuva efetiva Chuva efetiva a. im = i ∗ T − Ft 7) Cálculo do tempo de concentração por Onda cinemática a. 𝑡𝑐 = 6,92 𝐿.𝑛0,6 𝑖𝑚𝐼0,3 8) Cálculo da chuva máxima a. 𝑖 = 234,34𝑇0,518 (𝑡𝑐+211)0,321 9) Cálculo do coeficiente de escoamento a. 𝐶 = ∑ 𝐶1∗𝐴1+𝐶2∗𝐴12+⋯+𝐶𝑛∗𝐴𝑛 𝐴𝑇 Considerando 25% (C=0,25) com pastagem, 25% (C=0,530) com culturas anuais e 50% (C=0,63) com florestas. 𝐶 = ∑ 0,25 ∗ 𝐴𝑡 ∗ 𝐶1 + 0,25 ∗ 𝐴𝑡 ∗ 𝐶2 + 0,50 ∗ 𝐴𝑡 ∗ 𝐶3 𝐴𝑇 10) Calcular a Vazão maxima de projeto pelo método racional Q = CIA 3,6 11) Calcular a probabilidade de colapso a. 𝑃 = 1 − (1 − 𝐽)𝑁