Universidade Federal De São João Del Rei – Campus Alto Paraopeba Curso Engenharia Civil Disciplina Hidrologia

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – REI – CAMPUS CAMPUS ALTO PARAOPEBA CURSO ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA HIDROLOGIA

CURSO DE HIDROLOGIA, CADERNO DE EXERCÍCIOS – 1ª PROVA (Introdução, Bacia Hidrográfica e Precipitação).

Eliane Prado Cunha dos Santos Revisão e edição Michelle Nascimento [email protected]

Ouro Branco – Branco – MG, MG, 2016.

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – REI – CAMPUS CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:________________________ Nome:__________________________________ _________________ _______ Matrícula: __________________ __________________

2

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – REI – CAMPUS CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:________________________ Nome:__________________________________ _________________ _______ Matrícula: __________________ __________________

Estudo Dirigido – Introdução à Hidrologia 1. Conceitue hidrologia. 2. Qual a importância da hidrologia na Engenharia Civil? 3. Comente as seguintes situações em relação ao Brasil: 4. (Prova de Hidrologia Concurso ANA 2002) Em uma bacia hidrográfica, o uso não-consuntivo da água é realizado por: a) Navegação fluvial, irrigação, pesca. b) Recreação, dessedentação dos animais, geração de energia. energia. c) Abastecimento urbano, irrigação, recreação. d) Navegação fluvial, geração de energia, pesca. e) Abastecimento industrial, controle de cheia, preservação. 5. Explique o ciclo hidrológico, sinteticamente, enfatizando cada um dos seus componentes. 6. Qual a função da engenharia com relação dos extremos do ciclo hidrológico? 7. (Prova de Hidrologia Concurso CPRM 2002 – 2002 – Certo Certo ou errado) a) O ciclo hidrológico hidrológico é o fenômeno global de circulação fechada de água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionada exclusivamente pela energia solar. b) Os principais componentes associados ao ciclo hidrológico são precipitação (P), infiltração (I), evapotranspiração (ET) e o escoamento superficial (S). A equação do balanço hídrico para uma bacia hidrográfica qualquer pode ser expressa por P + I = ET + S. 8. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia Hidrologia UFSJ 2014) O conceito de ciclo hidrológico está ligado ao movimento e à troca de água nos seus diferentes estados físicos, que ocorrem na Hidrosfera, entre os oceanos, as calotas de gelo, as águas superficiais, as águas subterrâneas e a atmosfera. Assinale a opção que contém apenas exemplos de processos hidrológicos. a) Percolação, aeração e precipitação. b) Evaporação, precipitação e escoamento superficial. c) Escoamento subterrâneo, sedimentação e evaporação. d) Evapotranspiração, sedimentação e escoamento superficial.

3

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ 9. Como se pode explicar o fato de que uma região que não houve aumento populacional, os recursos hídricos se tornaram escassos, mesmo havendo a renovação de água por meio do ciclo hidrológico?

4

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________

Questões – Introdução à Hidrologia 1. Qual a vazão de saída de uma bacia completamente impermeável com área de 17 km² sob uma chuva constante a uma taxa de 5 mm/h? 2. A região da bacia hidrográfica do rio Forquilha, no Norte do RS próxima a Lagoa Vermelha, recebe precipitações médias anuais de 1800 mm. No município de Sananduva há um local em que são medidas as vazões deste rio e uma análise de uma série de dados diários ao longo de 11 anos revela que a vazão média do rio é de 43,1 m 3.s-1. Considerando que a área da bacia neste local é de 1604 Km2, qual é a evapotranspiração média anual nesta bacia? Qual é o coeficiente de escoamento de longo prazo? 3. Se a vazão média anual de uma bacia hidrográfica de 100 km² é de 1,52 m³/s, qual o deflúvio correspondente em mm? 4. Se ocorrer uma chuva de 30 mm durante 90 min sobre uma superfície impermeável de 3 km², qual será a vazão média no período em m³/s?

5


Lista de Exercícios – Introdução (Apostila Elementos de Hidrologia Aplicada - Prof. Antenor Rodrigues Barbosa Júnior)

1. Estima-se que 60% da precipitação anual numa bacia hidrográfica de 24,67km² sejam evapotranspirados. Se a vazão média anual na desembocadura do rio principal é de 70,8 m/s, qual a precipitação anual na bacia? 2. Num trecho de rio, a vazão de entrada num dado instante é de 9,91m3/s e a vazão de saída é de 8,07m 3/s. Decorridos 90min, as vazões de entrada e saída no trecho são de 7,08m 3/s e 5,66m 3/s, respectivamente. Calcular a variação do armazenamento em 90min. 3. As perdas por evaporação de um reservatório são de 185 mil metros cúbicos de água por dia. Se o reservatório tem superfície de área constante de 2,02km 2 e se a diferença entre as vazões de saída e entrada do reservatório é de 1,41m 3/s, qual a variação do nível d’água do reservatório em um dia? 4. No problema anterior, se, devido a uma chuva, 76 mm de água são admitidos no reservatório em um dia, qual a variação na profundidade do reservatório? 5. O reservatório da figura foi construído em uma região onde a precipitação anual média é de 610 mm e a evaporação normal anual é de 1.524mm. A área média da superfície de água no reservatório é de 12km 2 e a área da bacia hidrográfica é de 242km 2. Como informação adicional tem-se que apenas 20% do total precipitado escoam-se superficialmente. Pede-se: a) calcular a vazão média de saída do reservatório, em m 3/s; b) quantificar o aumento ou redução da vazão, em consequência da construção do reservatório.

6. O sistema de abastecimento de água de uma cidade deve utilizar como manancial um curso d’água natural cuja área de drenagem, relativa à seção de 6

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ captação, é igual a 100km2. A precipitação média anual na região é de 1.200mm e as perdas por evapotranspiração são estimadas em 800 mm. Sabendo-se que o consumo médio previsto é de 50.000m3/dia, verifique se esse manancial tem capacidade para abastecer a cidade. 7. A evaporação anual de um lago com superfície (área do espelho d’água) de 15km2 é de 1500 mm. Determinar a variação do nível do lago durante um ano se, nesse período, a precipitação foi de 950 mm e a contribuição dos tributários foi de 10m3/s. Sabe-se, também, que naquele ano foi retirada do lago uma descarga média de 5m 3/s para a irrigação de culturas e a manutenção da vazão ecológica, além de uma captação de 165x106m 3 para refrigeração de uma unidade industrial. (Desprezar a variação da área do es pelho d’água). 8. O total anual precipitado em uma bacia hidrográfica de 1.010km 2 de área de drenagem é de 1.725 mm, em média. Sabendo-se que a evapotranspiração média anual é de 600 mm, qual a vazão média anual, em m 3/s, na foz do curso d’água principal desta bacia? E qual o deflúvio anual, em mm? 9. Uma barragem é construída na parte média da bacia hidrográfica da questão anterior, formando um espelho d’água de aproximadamente 60km 2. Sabendo-se que a área de drenagem relativa à seção da barragem é de 600km 2 e que a evaporação média direta no lago é de 5 mm/dia, qual a redução percentual esperada da vazão na foz do curso d’água principal? 10. Numa bacia hidrográfica de área A= 360 km 2 o total anual precipitado é 1.420mm e a vazão média anual na seção exutória é de 11,35m 3/s. a) Com base nas informações disponíveis e fazendo claramente as considerações que julgar necessárias, estimar a evapotranspiração anual na bacia. b) Se for construído um reservatório no curso d’água principal da bacia e se este inundar 10% da área total da bacia, qual será a variação percentual da vazão média na seção exutória, sabendo-se que a evaporação da superfície da água no local é de 1.240 mm/ano?

7


Estudo Dirigido - Bacia hidrográfica 1. Conceitue bacia hidrográfica. 2. Defina exutório de uma bacia hidrográfica. 3. O que são divisores de água? 4. Quanto às características de relevo de uma bacia, defina tempo de concentração. 5. Têm-se duas bacias A e B, a bacia (A) apresenta os seguintes dados: menor declividade que a bacia (B), menor velocidade de escoamento superficial que a (B), maior tempo de concentração que a (B). Relacionado a essas afirmativas quais das duas bacias teria maior perspectiva para pico de enchentes? Explique por quê? 6. Sabe-se que a Gerdau necessita de uma vazão diária de 1 m³/s para execução de suas atividades internas, e que 95% dessa vazão é recirculada. Além disso, a Gerdau conta com uma barragem localizada na bacia do Rio Paraopeba. Justifique com base em seus conhecimentos hidrológicos, o motivo da vazão obtida pela barragem não ser suficiente para as atividades da Gerdau e ser necessário o emprego de recirculação de vazão. 7. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Nos estudos das Bacias Hidrográficas, o conhecimento do sistema de drenagem, ou seja, que tipo de curso d’água está drenando a região é de grande importância. Para a classificação dos cursos d’água, pode -se utilizar como base a constância do escoamento. Assim, analise a tabela a seguir e faça a correlação entre as colunas. 1ª coluna 1. Perenes 2. Intermitentes

3. Efêmeros

2ª coluna (

)Existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação e só transportam escoamento superficial. ( )Em geral, escoam durante as estações de chuvas e secam nas de estiagem. ( )Contêm água durante todo o tempo. O lençol freático mantém uma alimentação contínua e não desce nunca abaixo do leito do curso d’água, mesmo durante as secas mais severas.

A sequência CORRETA da 2ª coluna é: 8

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ a) 1, 3 e 2. b) 2, 3 e 1. c) 3, 1 e 2. d) 3, 2 e 1. 8. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) O relevo e a altitude de uma Bacia Hidrográfica têm grandes influências em diversos fatores. Assinale a opção na qual há somente fatores influenciados pela altitude. a) Declividade, temperatura e infiltração. b) Temperatura, precipitação e evaporação. c) Evaporação, escoamento superficial e declividade. d) Temperatura, velocidade de escoamento e evaporação. 9. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) A Forma da Bacia é uma das características mais difíceis de serem expressas em termos quantitativos. Ela tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia. Existem vários índices utilizados para se determinar a forma das bacias, procurando relacioná-las com formas geométricas conhecidas. Um deles é o Coeficiente de Compacidade (Kc). Analise a figura a seguir.

Considere: • a Bacia Hidrográfica está delimitada pela linha em negrito da figura; • cada quadrícula da figura possui 1,0 ha (1,0 ha = 10.000 m 2); 

• Kc = Coeficiente de Compacidade:  = 0,28 × √, em que A é a área da bacia e P é o seu perímetro. Portanto, o Coeficiente de Compacidade (Kc) da Bacia Hidrográfica é de, aproximadamente: a) 1,14. 9

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ b) 1,21. c) 1,28. d) 1,35. 10. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) O sistema de drenagem de uma Bacia Hidrográfica é constituído pelo rio principal e seus tributários. A ordem dos cursos d´água, ou seja, o estudo das ramificações e do desenvolvimento do sistema é importante, pois ele indica a maior ou menor velocidade com que a água deixa a bacia. Analise o esquema de uma Bacia Hidrográfica apresentado a seguir.

A partir do esquema acima, essa Bacia Hidrográfica é de a) 3ª ordem. b) 4ª ordem. c) 5ª ordem. d) 6ª ordem. 11. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Em uma determinada região monitorada, detectou-se em um período de 1,5 horas uma precipitação de 180 mm. A intensidade média de precipitação nesse período na região avaliada é de a) 2 mm/min. b) 3 mm/min. c) 9 mm/min. d) 120 mm/min.

10

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ 12. Complete a lacuna. Quanto mais irregular for a bacia, tanto maior será o ___________. Um coeficiente mínimo igual a unidade corresponderia a uma bacia circular. a) Coeficiente de conformação b) Coeficiente de forma; c) Coeficiente de compacidade; d) Coeficiente de drenagem. 13. Com relação ao fator de forma (kf) de uma bacia é correto afirmar: a) Relaciona o perímetro da bacia em estudo com o perímetro de uma bacia hipotética circular de igual área. b) É um número adimensional que ao se aproximar da unidade indica maior tendência a cheias. c) Quanto menor esse fator (Kf), mais comprida a bacia, e menos sujeita a picos de enchente. 14. Das alternativas abaixo, indique os fatores que contribuem para que uma bacia apresente uma maior tendência a picos de enchentes: a) Menor área, menor coeficiente de compacidade (Kc), maior fator de forma (Kf), menor tempo de concentração (Tc), menor densidade de drenagem (Dd); b) Maior área, maior coeficiente de compacidade (Kc), menor fator de forma (Kf), menor tempo de concentração (Tc), maior densidade de drenagem (Dd); c) Menor área, menor coeficiente de compacidade (Kc), menor fator de forma (Kf), menor tempo de concentração (Tc), maior densidade de drenagem (Dd);

11


Delimitação de uma bacia hidrográfica 1. De acordo com seus conhecimentos hidrológicos e utilizando-se das curvas de níveis apresentadas na figura abaixo delimite a bacia hidrográfica em questão.

12


Questões - Bacia Hidrográfica 1. Construir a curva de declividades da bacia do rio Capivari, afluente da margem direita do rio Araçuaí, com base no conjunto de 417 declividades pontuais obtidas pelo método das quadrículas associadas a um vetor, conforme a Tabela a seguir. Observar que, nesta Tabela, os dados já se apresentam classificados em ordem decrescente. Obter, ainda, a declividade média e a declividade mediana nesta bacia.

2. Na tabela abaixo são fornecidas as áreas compreendidas entre as curvas de níveis consecutivas da bacia do Rio Capivari, afluente do Rio Araçuaí, no Vale 13

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ do Jequitinhonha, estado de Minas Gerais. Estas áreas foram determinadas por planimetria, a partir do mapa topográfico fornecido pelo IBGE, em escala 1:10000, com as curvas de nível espaçadas de 50 em 50 metros. Tabela – Elementos para a representação do relevo da bacia do rio Capivari Área Área Cota Cota média X Cotas (m) Ai (km²) relativa acumulada média área (%) (%) (m) 1150 - 1100 9,07 1100 – 1050 11,20 1050 – 1000 36,70 1000 – 950 69,83 950 – 900 124,66 900 – 850 162,34 850 – 800 96,74 800 - 750 100,07 750 – 700 72,35 700 – 650 60,32 650 – 600 51,22 600 – 550 31,50 550 – 500 17,80 500 – 450 12,05 450 – 400 5,27 400 – 350 0,44 Total Complete as colunas da tabela acima e com base nos dados da mesma, pedese: a) Construir a curva hipsométrica da bacia do Rio Capivari. b) Obter as cotas representativas da altura mediana e da altura média nesta bacia.

14


Lista de Exercícios – Balanço hídrico e características físicas de uma bacia hidrográfica. (Apostila Elementos de Hidrologia Aplicada - Prof. Antenor Rodrigues Barbosa Júnior)

1. Discorrer brevemente sobre o ciclo hidrológico na natureza, enunciando suas fases básicas, a fonte de energia e a principal força atuante. 2. Definir bacia hidrográfica. Como se demarcam os seus limites e se determina a sua área? 3. O desmatamento em uma bacia hidrográfica pode ser causa de assoreamento dos rios? Pode ser causa de inundações. Justifique. 4. O sistema de abastecimento de água de uma cidade de 250.000 habitantes deverá utilizar como manancial um curso d’água natural cuja área de drenagem, relativa à seção de captação, é de 100km2. A precipitação média anual na região é de 1.200mm e as perdas anuais por evapotranspiração são estimadas em 800 mm. Sabendo-se que o consumo médio é de 200L/(hab.dia) e que a vazão residual (vazão ecológica) estipulada pelo órgão ambiental é de 0,5m3/s, verifique se esse manancial tem capacidade para abastecer a cidade. 5. Na tabela abaixo se encontram representadas as áreas entre curvas de nível consecutivas referidas a uma determinada bacia hidrográfica. Estas áreas foram obtidas por planimetria, tomando-se um mapa topográfica em escala 1:50.000 (curvas de nível de 20 em 20 metros). Cotas (m) 1000 – 980 980 – 960 960 – 940 940 – 920 920 – 900 900 – 880 880 – 860 860 – 840 840 – 820 820 – 800

Área (km²) 3,0 3,5 4,2 5,0 10,0 58,8 53,5 30,0 20,0 12,0

Sabendo-se que a bacia tem 76 km de perímetro e que o curso d’água principal tem 25 km de extensão, pede-se: a) calcular a altitude média da bacia hidrográfica;

15

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ b) fazer a representação gráfica do relevo médio da bacia hidrográfica (i.e., construir a curva hipsométrica) e representar nesta as altitudes média e mediana; c) calcular o coeficiente de compacidade e o fator de forma; 6. Para o estudo das características fisiográficas de duas bacias foram efetuados levantamentos topográficos que produziram os resultados dados na tabela abaixo. Com base nestes elementos, calcular a densidade de drenagem, o coeficiente de compacidade e o fator de forma da bacia hidrográfica. Interpretar os resultados. Parâmetro Área de drenagem (km²) Perímetro da bacia hidrográfica (km) Comprimento do rio principal (km) Comprimento total dos cursos d’água na bacia (km)

Bacia A 320 71

Bacia B 450 120

22 112

63 315

7. Utilizando o critério de Horton-Strahler, estabelecer a ordem do curso d’água principal da bacia representada na figura abaixo:

8. A partir de um mapa topográfico e utilizando o “método das quadrículas associadas a um vetor”, obteve-se, para uma dada bacia hidrográfica, a

16

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ amostragem estatística de declividades normais às curvas de nível, conforme mostrado na tabela abaixo. Declividade (m/m) (intervalo de classe) ]0,0100 – 0,0090] ]0,0090 – 0,0080] ]0,0080 – 0,0070] ]0,0070 – 0,0060] ]0,0060 – 0,0050] ]0,0050 – 0,0040] ]0,0040 – 0,0030] ]0,0030 – 0,0020] ]0,0020 – 0,0010] ]0,0010 – 0,0000] Com base nestes dados, pede-se:

Número de ocorrências (frequência absoluta) 15 12 17 10 33 58 85 120 98 123

a) Construir uma curva de distribuição das declividades na bacia; b) Determinar as declividades média e mediana da bacia.

17


Estudo dirigido – Precipitação 1. Qual a importância do estudo da precipitação? 2. Quais são os métodos usados para calcular a precipitação média em uma região (bacia)? a) Métodos de Pfafstetter e Aritmético. b) Métodos das Isoietas, Thiessen e Aritmético. c) Métodos Pfafstetter e Thiessen. d) Métodos combinados. 3. As linhas que representam a distribuição pluviométrica de uma região (bacia), através de curvas de igual precipitação são chamadas de: a) Isotermas b) Isoietas c) Isócronas d) Isóbaras 4. Como se pode definir precipitação anual total? 5. O que diferencia um pluviográfo de um pluviômetro? O que da origem os dados de um pluviográfo? 6. As chuvas ciclônicas são de: a) Baixa intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. b) Grande intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. c) Média intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. d) Baixa intensidade, grandes áreas de atuação, pequena duração. 7. Podem provocar grandes enchentes em pequenas bacias hidrográficas: a) As chuvas orográficas; b) As chuvas convectivas de grande intensidade e distribuição uniforme; c) As chuvas ciclônicas; d) As chuvas orográficas e ciclônicas. 8. Ao se classificar a precipitação como (1) convectivas, (2) orográficas e (3) frontais (ou ciclônicas), dizemos que as chuvas são formadas, respectivamente, de: a) (1) massas de ar vindas do oceano, (2) ar quente da superfície do solo e (3) choque de massas de ar quentes / úmidas com frias. 18

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ b) (1) ar quente da superfície do solo, (2) massas de ar vindas do oceano e (3) choque de massas de ar quentes / úmidas com frias. c) (1) ar frio do solo, (2) massas de ar vindas do oceano e (3) choque de massas de ar quentes / úmidas com frias. d) (1) ar quente da superfície do solo, (2) massas de ar vindas do oceano e (3) choque de massas de ar quentes / densas com frias / esparsas. 9. As grandezas que caracterizam uma chuva são: a) Altura pluviométrica, duração, intensidade e frequência de probabilidade. b) Altura pluviométrica, intensidade de drenagem, duração e tempo de recorrência. c) Altura pluviométrica, altura pluviométrica, tempo de recorrência, intensidade e duração. d) Altura pluviométrica, tempo de recorrência, intensidade de drenagem. 10. As chuvas convectivas são de: a) Grandes intensidades, curtas durações, pequena abrangência espacial e de impactos em drenagem urbana. b) Baixa intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. c) Grande intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. d) Média intensidade, grandes áreas de atuação, longa duração. 11. A precipitação mensal total pode ser obtida por: a) Acúmulo do volume diário em um mês, dada por adição da precipitação diária; b) Acúmulo do volume anual, dada por adição da precipitação diária; c) Acúmulo do volume diário, dada por adição da precipitação mensal; 12. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) São necessários alguns parâmetros básicos para definir uma precipitação. Com relação a esses parâmetros, assinale a opção INCORRETA. a) Altura Pluviométrica corresponde à espessura média da lâmina da água que se formaria no solo como resultado de uma chuva, considerando que tenha escoamento, infiltração ou evaporação de água precipitada. As medidas realizadas nos pluviômetros são expressas em milímetros de chuva.

19

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ b) Intensidade de Precipitação é a relação entre a Altura Pluviométrica e a Duração da chuva. Expressa-se em milímetros por hora (mm/h) ou milímetros por minuto (mm/min). c) Frequência de Ocorrência é a quantidade de ocorrências de eventos iguais ou superiores ao evento de chuva considerado. d) Duração é o período de tempo contado desde o início até o fim da chuva, expresso geralmente em horas ou minutos. 13. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Em uma determinada região monitorada, detectou-se em um período de 1,5 horas uma precipitação de 180 mm. A intensidade média de precipitação nesse período na região avaliada é de a) 2 mm/min. b) 3 mm/min. c) 9 mm/min. d) 120 mm/min.

14. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Em uma estação pluviométrica, detectou-se uma precipitação de 200 cm 3 de água. Sabendo-se que o pluviômetro tem uma área de abertura exposta à chuva de 400 cm 2, a leitura de precipitação será de a) 5 mm. b) 10 mm. c) 20 mm. d) 40 mm. 15. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Precipitação é a água proveniente do vapor de água da atmosfera depositada na superfície terrestre sob qualquer forma, como, por exemplo: chuva, granizo, neblina, neve, orvalho ou geada. Analise os tipos de precipitações a seguir. I. Precipitações Ciclônicas: estão associadas com o movimento de massas de ar de regiões de alta pressão para regiões de baixa pressão. II. Precipitações Convectivas: são típicas das regiões tropicais. O aquecimento desigual da superfície terrestre provoca o aparecimento de camadas de ar com

20

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ densidades diferentes, o que gera uma estratificação térmica da atmosfera em equilíbrio instável. III. Precipitações Orográficas: resultam da ascensão mecânica de correntes de ar úmido horizontal sobre barreiras naturais, tais como as montanhas. As precipitações da Serra do Mar são exemplos típicos. Assinale a opção em que as afirmações estão CORRETAS . a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) I, II e III. 16. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Para calcular a precipitação média sobre uma região é necessário utilizar as observações dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Aceita-se a precipitação média como sendo a lâmina de água de altura uniforme sobre toda a área considerada, associada a um período de tempo dado. Os métodos mais usuais para se determinar a precipitação média em uma região são o Método da Média Aritmética, o Método de Thiessen e o Método das Isoietas. Considere a Bacia Hidrográfica e as precipitações a seguir.

21

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ Utilizando o Método da Média Aritmética, a precipitação média na Bacia Hidrográfica será de a) 31 mm. b) 40 mm. c) 43 mm. d) 56 mm. 17. (Concurso Técnico em Laboratório de Hidrologia UFSJ 2014) Entre os métodos para o cálculo da precipitação média em uma Bacia Hidrográfica, o Método do Polígono de Thiessen, conhecido também como método do vizinho mais próximo, é um dos mais utilizados. Nesse método, define-se a área de influência de cada posto pluviométrico dentro da bacia. Considerando uma Bacia Hidrográfica com uma área total de 100 km 2, detectaram-se as seguintes precipitações em cada área de influência dos postos pluviométricos: • Área 1 = 30 km2; Precipitação = 100 mm; • Área 2 = 10 km2; Precipitação = 40 mm; • Área 3 = 25 km2; Precipitação = 50 mm; • Área 4 = 20 km2; Precipitação = 60 mm; • Área 5 = 15 km2; Precipitação = 70 mm. Utilizando o Método de Thiessen, a precipitação média na Bacia Hidrográfica é de a) 55 mm. b) 60 mm. c) 64 mm. d) 69 mm.

22


Questões – Precipitação 1. Preenchimento de falhas – Método de Ponderação Regional: Em uma estação

pluviométrica cujo nome é D ocorreu um problema durante um mês. Neste mesmo mês ocorreu uma chuva e não foi possível realizar a sua quantificação. No entanto essa chuva foi quantificada em outras três estações sendo obtidos os seguintes valores: para as estações A,B e C as precipitações medidas foram: 8.5, 6.7 e 9 cm, respectivamente. Os valores das médias anuais de chuva das estações A,B,C e D foram 75,84,70 e 90 cm, nesta ordem. Estime a chuva da estação D. 2. Série anual e parcial - Considere os dados de altura máxima precipitada em 1

dia para a estação pluviométrica localizada na cidade de Maranguape – CE. Estabeleça as séries anual e parcial. Considere para série parcial todos os eventos acima de 69,3. Ano 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

67,4 58,4 77,3 44,6 109,3 73 41,6 92,2 76,2 61,4 87,4

Precipitação máxima (mm) 39,4 38 74,8 49,4 55,9 55,3 47,2 62,4 66 58,1 69,5 58,3 50,6 46,4 69,7 59,5 104,4 53,3 69,3 73,3 53,9 53,5

36 48 55,2 44,5 51,6 48,9 54,6 57,8 51,2 59,2 44,9

3. Método de Kimbal – Considere a série de precipitações máximas anuais (mm)

representadas a seguir, calcule as frequências de ocorrência e os períodos de retorno. Ano 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969

Precipitação 103,4 88,9 91,4 132,2 76,4 91,2 23

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993

123,5 82,3 100,3 112,1 94,5 97,8 108 78,1 99,1 105 73,2 120,4 89,4 82,5 108,6 83,4 76 67,4 107,5 94,3 79 94,3 87,5 107,4

4. Considerando os dados apresentados no exercício 2 anterior de altura máxima

precipitada em um dia para a estação pluviométrica localizada na cidade de Maranguape – CE. Estabeleça as séries anual e parcial e, determine a frequência de ocorrência de uma precipitação maior ou igual a 73 mm assim como o período de retorno associado a este evento.

24


Exercício Proposto em sala 01 – Precipitação (método aritmético, método de Thissen e método das isoietas) 1. O mapa ao lado, na escala 1:50.000, apresenta as precipitações médias anuais

observadas em 10 estações pluviométricas da região. Utilize os métodos da média aritmética, de Thiessen e das isoietas para estimar a precipitação média anual sobre a bacia hidrográfica correspondente à seção exutória A. Compare os resultados.

520

510 520

580

540

540

950

A 560

1110 600 600

1050

640 560 660

620 580

1290 1100 620

640

600 640 620

1280 660

1410

1320 640

640 660

640

620

640 620

25


520

510 520

580

540

540

950

A 560

1110 600 600

1050

640 560 660

620 580

1290 1100 620

640

600 640 620

1280 660

1410

1320 640

640 660

640

620

640 620

26

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ Exercício Proposto em sala 02 – Precipitação

1. Encontre a precipitação na bacia pelo método das isoietas.

2. Uma precipitação elevada tem um tempo de recorrência de 5 anos. Qual a sua probabilidade de ocorrência no próximo ano? 3. Qual a sua probabilidade de ocorrência nos próximos três anos? 4. No projeto de uma estrutura de proteção contra enchentes deseja-se correr um risco de ruptura de 22% para uma vida útil de 50 anos. Qual o período de retorno para o valor de enchente em média esperado? 5. Uma estação pluviométrica X ficou inoperante durante um mês na qual uma tempestade ocorreu. As medições da tempestade em três estações vizinhas A, B e C foram, respectivamente, 47 mm; 43 mm e 51 mm. As precipitações médias normais anuais nas estações X, A, B e C são, respectivamente, 694 mm; 826 mm; 752 mm e 840 mm. Ache a precipitação X. 6. Complete a tabela abaixo, a qual apresenta dados de um posto de observação durante uma tempestade. Construa os gráficos do hietograma e da massa de precipitação acumulada. Tempo (min) 5 10 15

Precipitação acumulada (cm) 0,1 0,2 0,8

∆ Precipitação p/∆t = 5 min

I = cm/hora

27

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI – CAMPUS ALTO PARAOPEBA Curso: Engenharia Civil Disciplina: Hidrologia Professor (a): Eliane Prado Cunha dos Santos Data: ___/____/____ Nome:_________________________________________ Matrícula: __________________ 20 25 30 35 40 45 50

1,5 1,8 2,0 2,5 2,7 2,9 3,1

28


Exercício Proposto em sala 03 – Precipitação 1. O mapa abaixo, na escala 1 : 50.000, apresenta as isoietas de uma região.

Estime a precipitação média anual sobre a bacia hidrográfica correspondente. A precipitação anual em um lugar por um período de 21 anos é dado abaixo. Desenhe o curva de frequência e determine: a) a precipitação de 5 anos e 20 anos de recorrência, intervalo; b) a precipitação que ocorre 50% dos tempos; c) a precipitação de probabilidade de 0,75; d) a probabilidade de ocorrência de chuvas de 75 cm e seu intervalo de recorrência. Ano Precipitação (cm) Ano Precipitação (cm) 1950 50 1961 56 1951 60 192 52 1952 40 1963 42 1953 27 1964 38 1954 30 1965 27 1955 38 1966 40 1956 70 1967 100 1957 60 1968 90 1958 35 1969 44 1959 55 1970 33 1960 40

29

Universidade Federal De São João Del Rei – Campus Alto Paraopeba Curso Engenharia Civil Disciplina Hidrologia

Recommend Documents