IP2908- Hidrologia e Hidraúlica- trabalho

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 IP2908 - HIDROLOGIA E HIDRÁULICA 
 
Aluno: Leonardo Evangelista Ribeiro 
 
Disciplina: IP2908 - HIDROLOGIA E HIDRÁULICA 
Nome do mestrado ou especialização: Mestrado de infraestrutura e Engenharia Civil 
Data: 27/10/2024 
 
 ATIVIDADE PRÁTICA 
1. Situação: 
Com o objetivo de aplicar de forma prática os conhecimentos adquiridos no curso, 
propomos que você calcule e faça um gráfico do hietograma médio de uma tempestade 
que ocorreu na bacia do rio Champotón, Campeche. As curvas de massa apresentadas na 
tabela 1- foram registradas nos pluviómetros 1, 2, 3 e 4, que têm as seguintes áreas de 
influência: 150, 175, 210 e 115 km2 respectivamente. 
Além disso, está prevista a construção de um canal de seção retangular de 4 m de base 
por 2 m de altura, para irrigação de culturas, para transportar um fluxo de 12 m3/s, para o 
qual é solicitada a determinação da velocidade do fluxo da água. Da mesma forma, é 
necessário conhecer o regime que o fluxo terá no canal, portanto é solicitado calcular o 
número de Reynolds e indicar se será um fluxo laminar, de transição ou turbulento. A 
viscosidade cinemática da água é suposta ser de 0,01 cm2/s. 
 
Figura 1. Mapa isohyet da bacia. 
 
 
 
2 
Tabela 1. Registros de curvas de 
massa. 
 
 
t (h) Cm1 (mm) Cm2 (mm) Cm3 (mm) Cm4 (mm) 
0 0 0 0 0 
6 23 15 14 10 
12 49 40 32 22 
18 97 57 63 40 
24 114 102 63 52 
2.Estrutura do trabalho: 
2.1 Conceito de hidrologia 
A hidrologia é a ciência que estuda as águas da Terra, incluindo sua distribuição, 
circulação e propriedades físicas. Ela está relacionada ao ciclo da água, análise de 
bacias hidrográficas, estudos de precipitação, evaporação, escoamento superficial e 
subterrâneo, entre outros aspectos: 
 
Ilustração 1- significado Hidrologia 
 
 
 Fonte: (Próprio autor, 2024) 
 O ciclo hidrológico consiste em – como o próprio nome diz – um ciclo, logo não há 
começo e nem fim. É importante destacar a ação solar, a água ao receber a energia dos 
raios ultravioleta, parte dela evapora, ou seja, sobe para a atmosfera contribuindo para a 
formação dos ventos além de umidificar e diminuir a densidade do ar. O sol é um agente 
fundamental no ciclo hidrológico. 
Através da energia solar, a água presente nos oceanos aquece e acontece a 
evaporação de parte desse líquido, assim, o ar adquire umidade se tornando menos 
denso do que um ar seco, esse, sobe para a atmosfera com moléculas de água e a 
velocidade de ascensão varia conforme a presença dos ventos. O mesmo acontece no 
continente. A água presente nos rios, lagos, reservatório, na transpiração das 
vegetações e etc, sob influência da energia solar, evapora para a atmosfera sob auxilio 
da ação dos ventos que agem como catalisadores do processo, conforme a ilustração 2 – 
do ciclo Hidrólogico. 
Hydor 
(Água) 
Logos 
(ciência) 
3 
 
Ilustração 2- Ciclo Hidrólogico 
 
Fonte: ( USGS, adaptado pelo Próprios autor,2024) 
2.1.1 Precipitação 
 Em estudos de precipitação deve-se analisar os tipos d chuvas, conforme a ilustração 3, 
demostra-se os tipos de precipitação. 
Ilustração 3- Precipitação 
 
Fonte: (Próprio autor, 2024) 
4 
Abaixo é demostrado os conceitos importantes que a Altura Pluviométrica, duração e 
Intensidade ,na ilustração 4- Parâmetros de precipitação é demostrado tais conceitos. 
 
Ilustração 4- Parâmentos Precipitação 
 
Fonte: (Próprio autor, 2024) 
 
2.1.1.2 Método Aritmético 
 Para o cálculo das precipitações em diferentes pontos, existem os seguintes 
métodos: 
• O método aritmético 
 Calcula a precipitação média através do somatório dos registros de chuva de cada 
pluviômetro dividido pela quantidade de postos, conforme a equação 1. 
𝑃𝑚 = (𝑃1 + 𝑃2 + 𝑃3 + 𝑃4)/4 
 
 É um método utilizado para calcular a precipitação média de uma superfície, 
considerando a localização dos pluviômetros e a área da bacia. Ele é indicado quando a 
distribuição dos postos pluviométricos não é uniforme. 
2.1.1.3 Método de Thiessen 
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Ilustração 5 - Método Thiessen 
 
𝑃𝑚= (𝐴1 𝑥 𝑃1+ 𝐴2 𝑥 𝑃2 + 𝐴3 𝑥 𝑃3 + 𝐴4 𝑥 𝑃4)/ 𝐴𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 
 
2.2 Conceito de Hidraúlica 
Hidráulica é a ciência que estuda o comportamento dos fluidos, em especial da 
água, em movimento ou em repouso. A palavra hidráulica vem do grego hydro, que 
significa água, e aulos, que significa condução ou tubo. 
De acordo com Azevedo Netto et al. (1998), as áreas de atuação da Hidráulica 
Aplicada ou Hidrotécnica são: 
 I) Urbana: 
a. Sistemas de abastecimento de água; 
 b. Sistema de esgotamento sanitário; 
c. Sistemas de drenagem pluvial; 
d. Canais; 
 
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II) Agrícola: 
a. Sistemas de drenagem; 
b. Sistema de irrigação; 
 c. Sistemas de água potável e esgotos; 
III) Instalações prediais: 
a. Industriais; 
b. Comerciais; 
c. Residenciais; 
d. Públicas; 
 IV) Lazer e paisagismo 
V) Estradas (drenagem) 
VI) Controle de Enchentes e Inundações; 
 VII) Geração de energia 
VIII) Navegação e obras marítimas e fluviais 
Os elementos hidraúlicos são: 
a) Área molhada (AM): Área da seção transversal do líquido que toca as paredes do 
conduto dentro do conduto; 
b) Perímetro molhado (PM): perímetro da seção transversal do líquido que toca as 
paredes do conduto; 
c) Raio hidráulico (RH ):. razão entre a área molhada e o perímetro molhado. 
2.2.1 Canais 
Canais são condutos nos quais a água escoa apresentando superfície sujeita à 
pressão atmosférica, podem ser abertos ou fechados, apresentando uma grande 
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variedade de seções: 
I. retangular, triangular, trapezoidal, circular, semi-circular 
A importância em canais dentro da bacia hidrográfica são: 
I. Redes de drenagem subterrânea; 
II. Galerias de águas pluviais; 
III. Redes de esgoto; 
IV. Canais de irrigação; 
V. Arroios ou cursos d’água 
2.3 Reynolds: 
Os escoamentos em canal aberto, dependendo das várias condições envolvidas, podem 
ser laminares, de transição ou turbulentos. O tipo de escoamento no canal é função do 
número de Reynolds, Re = ρ VRh /µ , onde V é a velocidade média do escoamento e 
Rh é o raio hidráulico do canal. 
Uma regra geral é: o escoamento no canal aberto é laminar se Re 12500 e de transição se 500B) Após encontrar a precipitação média, encontra-se a curva massa, de cada 
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precipitação levantado no local, conforme a Tabela 2 - Precipitação do 
Pluviômetro e a Tabela 3 – Área de influência de cada do pluviômetro 
 
Tabela 2 - Precipitação do Pluviômetro 
2º Passo - Curva massa 
t (h) Cm1 (mm) 
Cm2 
(mm) 
Cm3 (mm) Cm4 (mm) 
0 0 0 0 0 
6 23 15 14 10 
12 49 40 32 22 
18 97 57 63 40 
24 114 102 63 52 
Tabela 3 - Área de influência do pluviômetro 
Pluviômetro Área 
1 150 
 
2 175 
3 210 
 
4 115 
 
Soma 650 Km² 
 
Após a tabela 2 - Precipitação do Pluviômetro, soma-se os valores de CM 
dos quatro pluviômetros, em cada hora nos diferentes pontos dentro da bacia, 
determinando-se a tabela 4. 
Tabela 4 - Precipitação CMt 
2º Passo - Curva massa 
t (h) Cm1 (mm) Cm2 (mm) Cm3 (mm) Cm4 (mm) CMt 
0 0 0 0 0 0 
6 5,31 4,04 4,52 1,77 15,64 
12 11,31 10,77 10,34 3,89 36,31 
18 22,38 15,35 20,35 7,08 65,16 
24 26,31 27,46 20,35 9,20 83,32 
 
 
Encontra-se o fator de ajuste correção, ou seja, o fator é a razão da 
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precipitação média na bacia, em milímetros (mm) por precipitação total no registro 
pluviométrico médio, de milímetros (mm), sendo que o valor é descrito abaixo: 
 
Fa 0,93 
 
Tabela 5- Correção do Hietograma 
3º Passo - Fator de Correção - Hietograma 
t (h) Cmt (mm) 
Cmt 
corrigido 
pp(mm) 
0 0,00000 0,00000 0,00000 
6 15,64 14,55 14,55 
12 36,31 33,79 19,23 
18 65,16 60,64 26,85 
24 83,32 77,54 16,90 
 
 
Com a tabela 5, elabora-se um gráfico, de Precipitação mm e tempo em horas 
 
Ilustração 7 – Precipitação 
 
Fonte: ( Próprio autor,2024) 
 Do hietograma acima é possível determinar que a precipitação mínima foi às 6 
horas com 14,55 mm e a máxima foi às 18 horas com 26,85 mm. 
 
 
• A velocidade do fluxo de água 
 
Tabela 6- Dados de vazão da estrutura 
Dados Unidades 
Q 12 m³/s 
Seção (retangular) 4m da base X 2m da 
base 
Fonte: ( Próprio autor,2024) 
 
 
Q= A.V 
 
Onde: 
Q= vazão ( m³/s) 
0,00000
14,55
19,23
26,85
16,90
0,00
10,00
20,00
30,00
0 6 12 18 24
P
P
(m
m
)
Tempo ( horas)
Precipitação (mm) 
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A= área (m²) 
 
V= velocidade (m²/s) 
 
• A seção do canal é retangular de base 4 m e altura de 2 metros. 
 
A= 4X2= 8 m² 
 
Portanto a velocidade será: 
 
12= 8*v 
 
V= 12/8 = 1,50 m/s 
 
 
• Cálculo de número de Reynolds para determinar o regime de escoamento: 
 
 
Re = (Rh . V) / υ 
 
Rh= Am/Pm 
 
Am= 2*4= 8 m² 
 
Pm=2+2+4=8 m 
 
Rh= 8/8 = 1 m 
 
Re = (1 . 1,50) / 1*106 = 1500000 
 
 Como o valor cálculado deu 1500000, sendo maior que 12500, o regime da região é do 
tipo turbulento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências 
 
FUNIBER(2024), Apostila da disciplina IP2908 - Hidrologia e Hidraúlica 
 
Alexandre, H., & Guedes, S. (n.d.). UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE 
ENGENHARIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL HIDRÁULICA. 
https://wp.ufpel.edu.br/hugoguedes/files/2018/08/Apostila-Hidr%C3%A1ulica-versao-
2018_2.pdf