2015 ATPS Hidrologia

Engenharia Civil 7 Srie

Hidrologia

A Atividade Prtica Supervisionada (ATPS) um procedimento metodolgico de ensino-

aprendizagem desenvolvido por meio de etapas, acompanhadas pelo professor, e que tem

por objetivos:

Favorecer a autoaprendizagem do aluno.

Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo seu aprendizado.

Promover o estudo, a convivncia e o trabalho em grupo.

Auxiliar no desenvolvimento das competncias requeridas para o exerccio

profissional.

Promover a aplicao da teoria na soluo de situaes que simulam a

realidade.

Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem

Para atingir estes objetivos, a ATPS prope um desafio e indica os passos a serem

percorridos ao longo do semestre para a sua soluo.

Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional.

AUTORIA:

Evaldo Miranda Coiado

Faculdade Anhanguera de Jundia

Hidrologia

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Competncias e Habilidades

Ao concluir as etapas propostas neste desafio, voc ter desenvolvido as competncias e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, descritas a seguir.

Aplicar conhecimentos matemticos, cientficos, tecnolgicos e instrumentais Engenharia.

Identificar, formular e resolver problemas de Engenharia. Desenvolver e/ou utilizar novas ferramentas e tcnicas. Avaliar o impacto das atividades da Engenharia no contexto social e ambiental

Participao

Esta atividade ser, em parte, desenvolvida individualmente pelo aluno e, em parte,

pelo grupo. Para tanto, os alunos devero: organizar-se, previamente, em equipes de 4 a 6 participantes; entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina e observar, no decorrer das etapas, as indicaes: Individual e Equipe.

Desafio

A rede de drenagem urbana de guas pluviais constituda por um conjunto de

componentes, (rua-sarjeta, bocas de lobo, tubos de ligao, caixa de ligao, galerias),

destinados a coletar e conduzir as guas de chuva para locais adequados, de modo a

preservar os patrimnios urbano pblico e privado, e principalmente, garantir a segurana

dos cidados.

Para se projetar e dimensionar uma rede de drenagem urbana de guas pluviais

necessrio conhecer como so formadas e distribudas as chuvas numa bacia hidrogrfica,

estar capacitado para calcular as precipitaes mdias sobre a bacia hidrogrfica, e calcular

a intensidade mdia das chuvas. Alm desses contedos, o estudante deve estar preparado

para quantificar as vazes referentes s guas de chuvas que chegam a determinada

seco do canal de drenagem pelo escoamento superficial, assim como saber computar as

vazes de projeto.

Portanto, o desafio para o estudante de hidrologia : primeiro, aprender os contedos

pr-requisitos, e a seguir, desenvolver o projeto de drenagem urbana.

O aluno ao final do desafio dever apresentar um projeto de drenagem urbana em

escala e em formato de papel compatvel, contemplando as seguintes exigncias:

a) Indicao dos trechos que tero bocas de lobo e galerias.

b) Posies das bocas de lobo, dos poos de visita, e das caixas de ligao.

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c) Representao grfica dos perfis das galerias.

d) Detalhes dos poos de visita, das bocas de lobo, e das caixas de ligao.

e) Memrias de clculos.

f) No desenho, dever conter uma legenda padronizada contendo o nome da

faculdade, o nome do empreendimento, nomes dos alunos, registros acadmicos.

Objetivo do desafio

Entrega de um projeto completo de uma rede de drenagem de guas pluviais.

Livro-texto da disciplina

A produo desta ATPS fundamentada no livro-texto da disciplina, que dever ser utilizado para soluo do desafio: COIADO, Evaldo Miranda. Hidrologia & Rede de Drenagem de guas Pluviais. 1 ed. Jundia: FPJ, 2008.

ETAPA 1 (tempo para realizao: 2 horas)

Aula-tema: Tipos de chuvas naturais.

Esta atividade importante para que vocs possam:

a) Distinguir os tipos de chuvas que ocorrem com mais frequncia na regio.

b) Associar os tipos de chuvas com a durao, intensidade, e abrangncia.

c) Associar os tipos de chuvas com as seguintes catstrofes: enchentes e deslizes de

encostas, e eroses em geral.

d) Associar os tipos de chuvas com as suas importncias para as obras hidrulicas.

Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler o item (1.4) captulo 1 do Livro-texto (Apostila).

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COIAD0, Evaldo Miranda. Hidrologia & Rede de Drenagem de guas Pluviais. Apostila do Curso Hidrologia. Biblioteca da Faculdade Politcnica de Jundia e disponibilizado na Sala Virtual. 2010.

Passo 2 (Equipe)

Consultar os seguintes sites, disponveis em:

. Acesso em: 10 maio 2011.



Entrar com as palavras: tipos de chuva.

Passo 3 (Equipe)

Apresentar um texto contendo os tipos de chuvas associando-os intensidade, durao,

abrangncias quanto rea e grau de importncias para as obras hidrulicas. Destacar o

tipo de chuva que mais influencia nas enchentes e deslize de encostas.


Aula-tema: Medio das chuvas e processamento de dados pluviomtricos.


a) Fazer a distino entre pluvimetro e pluvigrafo.

b) Instalar os equipamentos de medies de chuva.

c) Proceder as medies de chuva.

d) Compreender os significados dos termos: altura pluviomtrica, intensidade da

chuva, tempo de recorrncia ou perodo de retorno.

e) Aplicar a lei de repartio de frequncia a partir de sries extensas de alturas

pluviomtricas anuais.

Para realiz-la, devem ser seguidos os passos:

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler os itens (1.4.4), (1.5), e (1.6) do captulo 1 do Livro-texto (Apostila).

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Passo 2 (Equipe)

Obter papel de probabilidade consultado item (1.7) do Livro Texto (Apostila), ou entrar na

ferramenta de pesquisa: . Acesso em: 17 maio 2011.

Entrar com as palavras Papel de Probabilidade.

Passo 3 (Equipe)

Obter uma srie anual consistida de precipitaes, (Observao: srie consistida: valores

de precipitaes medidas em postos pluviomtricos oficiais com trinta ou mais anos de

dados). Consultar o site disponvel em:

. Acesso em: 17 maio 2011. (Acesse hidrometeorologia:

bancos de dados pluvimetricos do Estado de So Paulo).

Passo 4 (Equipe)

A partir da srie anual de precipitaes obtida no passo 3, ocorridas num dado posto

pluviomtrico, determinar:

a) Valores extremos;

b) Mdia aritmtica;

c) Desvio padro;

d) Alturas pluviomtricas anuais mximas provveis para os perodos de retorno de 10,50,

100, 1000, e 10000 anos.


Aula-tema: Precipitao mdia sobre uma rea.


a) Determinar a precipitao mdia sobre uma rea.

b) Aplicar os mtodos da mdia aritmtica, de Thiessen, e das isoietas.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler o item (1.9) do captulo 1 do Livro-texto (Apostila).

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Passo 2 (Equipe)

Consultar a ferramenta de pesquisa, disponvel em: . Acesso em: 17

maio 2011.

Entrar com as palavras Precipitao mdia sobre uma bacia hidrogrfica.

Passo 3 (Equipe)

A partir das isoietas da precipitao pluvial, mostradas na figura 1, calcular a precipitao

mdia pelos mtodos, aritmtico e das Isoietas referente ao polgono indicado. Dados:

A1=1,598km2; A2=1,183km2; A3=1,681km2; A4=2,241km2; A5=2,179km2; A6=1,971km2;

A7=2,158km2; A8=1,598km2; A9=1,577km2; A10=1,701km2; A11=1,058km2; A12=1,017km2;

A13=0,872km2; A14=0,560km2; A15=0,415km2; A16=0,270km2; A17=0,145km2.

Passo 4 (Equipe)

No clculo da precipitao mdia utilizando o mtodo de Thiessen, hachurar a rea de

influncia referente ao posto pluviomtrico (P1), figura 2.

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Figura 1 Bacia hidrogrfica, mtodos das isoietas

Fonte: Coiado (2010).

Figura 2 Bacia hidrogrfica, mtodos das isoietas



Aula-tema: Escoamento superficial.

Esta atividade importante para que vocs estejam capacitados a fazer a separao

entre o escoamento superficial e escoamento subterrneo.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler item (3.3.1), captulo 3, do Livro-texto (Apostila).

Passo 2 (Equipe)

Consultar o site disponvel em: . Acesso

em: 17 maio 2011.

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Passo 3 (Equipe)

Dado o hidrograma observado, figura 3, de uma seo de um curso de gua, por ocasio de

uma chuva de 30 mm. Pede-se:

a) Determinar, utilizando o procedimento [Qt/Q(t+t)]; a posio do ponto C de inflexo das

curvas de depleo, e hachurear a regio do grfico que representa o volume de gua

escoado superficialmente.

b) Considere, rea da bacia hidrogrfica contribuinte de 20 Km2, e que a rea hachureada,

determinada no item a contenha 100 clulas (2 m3/s por 15 minutos) e determinar o

coeficiente de escoamento superficial, de deflvio, ou de runoff.

t (hs) Q(m3/s) 1:00 13,6 1:15 12,2 1:30 15,3 1:45 24,1 2:00 35,9 2:15 48,9 2:30 61,2 2:45 74,1 3:00 82,2 3:15 87,6 3:30 89,9 3:45 87,8 4:00 80,3 4:15 72,6 4:30 64,2 4:45 55,4 5:00 46,0 5:15 36,4 5:30 29,8 5:45 25,4 6:00 21,9 6:15 19,3 6:30 17,4 6:45 16,0 7:00 15,1 7:15 14,5 7:30 13,9 7:45 13,5

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

110,0

120,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tempo (horas)

Vaz

o e

m m

3/s)

Observao: Os valores que geraram o grfico da figura acima so os apresentados ao lado.

Figura 3 Hidrograma observado


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Aula-tema: Transformao chuva- vazo.

Esta atividade importante para que vocs estejam capacitados para:

a) A partir do conhecimento de uma precipitao isolada, da rea da bacia

hidrogrfica, da ocupao do solo, e do tipo de solo, calcular a vazo numa seo de um

canal de drenagem.

b) Aplicar o mtodo racional.

c) Aplicar o mtodo do soil conservation service, SCS.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler o item (3.4), captulo 3, do Livro-texto (Apostila). Consultar o item (6.5.2) e quadro 6.4,

do Livro-texto (Apostila).

Passo 2 (Equipe)

Escolher o mtodo a ser aplicado com base nas suas limitaes. Consulte a ferramenta de

pesquisa disponvel em: . Acesso em: 17 maio 2011.

Entrar com a frase: mtodos para transformao de chuva em vazo.

Passo 3 (Equipe)

A rea de uma bacia hidrogrfica, contribuinte de uma seo S do rio principal, vale 40 km2.

O solo barrento com teor de argila entre 20 a 30%, e cultivado sem tcnicas de

conservao, e o solo mido. Para uma chuva de 50 mm e 2 horas de durao, e para o

tempo de concentrao da bacia hidrogrfica de 3 horas, determinar a vazo de pico

referente a seo S utilizando o mtodo do Soil Conservation Service.

Passo 4 (Equipe)

Uma bacia hidrogrfica rural, localizada no municpio de So Carlos/SP (utilize a equao

de chuva do municpio de So Carlos), constituda por duas reas ocupadas por

coberturas distintas, figura 4. A rea (A1) com 1,8 km2 ocupada por pasto ou grama baixa,

com plano de escoamento da rea com comprimento mximo de 200 m, declividade mdia

de 2,5%, e coeficiente de deflvio C1=0,20. A rea (A2) com 1,2 km2 ocupada por solo

quase nu, sem cultivo, com plano de escoamento da rea com comprimento mximo de

150 m, declividade mdia de 2%, e coeficiente de deflvio C2=0,30. Sabendo-se que o

talvegue da bacia hidrogrfica de caminhos de escoamento em grama, pasto com um

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comprimento total de 10 km, e inclinao mdia de 1,5%, determinar as vazes de pico nas

seoes (S1) e (S2) para um perodo de retorno TR = 10 anos. Utilizar o mtodo racional.

Figura 4 Bacia hidrogrfica rural



Aula-tema: Previso de enchentes .

Esta atividade importante para que vocs estejam aptos a aplicar o mtodo de

previso de enchentes a partir de uma srie de vazes medidas ou geradas para perodos

de retorno desejados.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Ler item (4.3) do Livro-texto (Apostila).

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Passo 2 (Equipe)

Para a aplicao do mtodo de curva normal de Gauss, utilizar o papel de probabilidade de

Gauss existente no item (4.3.3) do Livro-texto (Apostila), ou consultar os sites disponveis

em:

. Acesso em: 18 maio

2011.

. Acesso em: 18 maio 2011. Entrar com as palavras Papel de

Probabilidade.

Para a aplicao do mtodo de Fuller utilizar os procedimentos apresentados no item (4.3.2)

do Livro-texto (Apostila).

Passo 3 (Equipe)

Obtenha uma srie anual consistida de vazes, (obs: srie consistida: valores de vazes

medidas em postos fluviomtricos oficiais com trinta ou mais anos de dados). Consultar o

site disponvel em:

. (Acesse hidrometeorologia: bancos de dados fluvimetricos

do Estado de So Paulo). Acesso em: 17 maio 2011.

Passo 4 (Equipe)

Selecionar uma srie, de valores de vazes mximas dirias anuais, consistida no site

citado no passo 3, e calcular as vazes provveis de enchentes para os seguintes tempos

de recorrncia: 50, 100, e 1000 anos. Utilizar os mtodos de Fuller, de Gumbel-Chow, e de

curva normal de Gauss.


Aula-tema: Projeto de rede de drenagem de guas pluviais.

Esta atividade importante para que vocs estejam aptos a desenvolver o projeto

de drenagem de guas pluviais de qualquer projeto urbanstico de loteamento residencial

e/ou comercial.


PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Do projeto urbanstico escolhido pelo estudante ou fornecido pelo professor, determinar a

rea contribuinte referente a cada trecho de ruas adjacentes. Para isso, consulte o item

(6.4.2) do Livro-texto (Apostila).

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Passo 2 (Equipe)

Determinar, para cada trecho de rua, a rea mxima drenada pela sarjeta-rua sem

necessidade de boca de lobo. Para isso, consultar o item (6.7.9) do Livro-texto (Apostila).

Comentrios: 1) O professor dever definir para cada grupo de estudantes um valor de profundidade junto sarjeta. 2) Para o clculo da intensidade da chuva, utilize a equao de chuva da cidade a que se refere o loteamento.

Passo 3 (Equipe)

Definir os trechos que necessitam de coletores e de bocas de lobo. Definir as posies dos

poos de visita e das caixas de ligao na planta do projeto urbanstico. Dimensionar as

galerias de guas pluviais, e os tubos de ligao. Determinar o nmero de bocas de lobo

para cada trecho de rua. Consultar item (6.7.10) do Livro-texto (Apostila). Desenhar o perfil

longitudinal das galerias. Consultar item (6.8) do Livro-texto (Apostila).

Passo 4 (Equipe)

A partir do projeto urbanstico escolhido, na extenso (dwg), projetar a rede de drenagem de

guas pluviais com todos os componentes necessrios (bocas de lobo, poos de visita,

caixas de ligao, tubos de ligao, e galerias).

No caso de dificuldade para se escolher um projeto urbanstico, sugere-se apresentar as

solues para o seguinte caso prtico:

O arruamento, apresentado na figura 5, constitudo de ruas com inclinao transversal de

2% (Zr=50). Considere sarjeta de concreto e rua de asfalto (n=0,016), e que se trata de um

bairro residencial, o qual, ao final da ocupao total com construo, ser assim constitudo:

50% da rea total de rea construda (C=0,80); 30% de reas ajardinadas (C=0,15); 10% de

ruas asfaltadas (C=0,70); e 10% de passeios de concreto (C=0,60). Para uma profundidade

mxima na sarjeta, prxima do meio fio, de 10 cm, e que o referido bairro est localizado na

cidade de Limeira (utilize a equao de chuva da cidade de Limeira), pede-se:

a) Calcule a rea de contribuio do trecho (1-2). b) Considere a rea de contribuio do trecho (1-2), e verifique se o referido trecho

dever ser constitudo de bocas de lobo. c) Atendendo fase inicial do projeto, considerar que o trecho (1-2) ser constitudo de

bocas de lobo, e determinar qual dever ser o dimetro da galeria, tal que a velocidade mdia atenda os limites, inferior e superior.

d) Considerar que o trecho (1-2) ser constitudo de bocas de lobo, e determinar a vazo esgotada pela boca de lobo. (A boca de lobo estar localizada em ponto intermedirio da sarjeta, e ser combinada: simples com grelha com depresso de 5 cm e rua com Zr=50; Zs=12, largura de 60cm e comprimento de 90 cm).

e) Considerar que o trecho (1-2) ser constitudo de bocas de lobo, e determinar o nmero de par de bocas de lobo que dever ter o referido trecho para esgotar 80% da vazo total de contribuio.

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Figura 5 Bairro residencial com arruamento em xadrez


Padronizao

O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas

da ABNT, com o seguinte padro (exceto para produes finais no textuais):

em papel branco, formato A4;

com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;

fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;

espaamento de 1,5 entre linhas;

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se houver citaes com mais de trs linhas, devem ser em fonte tamanho

10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples

entre linhas;

com capa, contendo:

nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;

nome e RA de cada participante;

ttulo da atividade;

nome do professor da disciplina;

cidade e data da entrega, apresentao ou publicao.

Para consulta completa das normas ABNT, acesse a Normalizao de Trabalhos

Acadmicos Anhanguera. Disponvel em:

. Acesso em: 22 ago.

2014.

Vale lembrar: constitui plgio a apropriao de ideias alheias sem a indicao do autor e da fonte de onde foi retirada a informao referenciada. Para saber mais, assista ao vdeo de

orientao sobre plgio.

Documents

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