11- Explique como se obtém as vazões de projeto do HAfl e Hefl para as bacias Rural (tipo II) / Rural- Urbana (tipo III) e Urbano- Industrial (tipo IV).

Passo 1

O enunciado pede para mostrar como se obtêm, em função da chuva de projeto, as vazões de projeto associadas ao hidrograma de chuva afluente (HAfl) e ao hidrograma de chuva efetiva (HEfl) em três tipologias de bacia: Rural (tipo II), Rural-Urbana (tipo III) e Urbano-Industrial (tipo IV). Vamos usar a metodologia do método racional para obter a vazão de pico em cada caso.

Passo 2

Primeiro, determinamos a altura de chuva de projeto para a bacia, que chamamos de HAfl. Para isso é necessário conhecer:
  1. o período de retorno T (por exemplo, 10, 25, 50 anos),
  2. o tempo de concentração da bacia t_c,
  3. a curva Intensidade-Duração-Frequência (IDF) da região.
    A partir da curva IDF, extraímos a intensidade média de chuva i correspondente a t_c e T. Em seguida
\text{HAfl} \;=\; i\;\frac{t_c}{60}\quad[\text{mm}].

Passo 3

Para obter a altura de chuva efetiva HEfl (a parcela da chuva que gera escoamento superficial), usamos o método SCS-CN. Procedimento:
  1. escolhe-se o número de curva CN próprio de cada tipologia de uso do solo;
  2. calcula-se o potencial de retenção \displaystyle S=\frac{25400}{CN}-254 (em mm);
  3. calcula-se a abstração inicial \displaystyle I_a=0{,}2\,S;
  4. aplica-se a equação
\text{HEfl} =\frac{\bigl(\text{HAfl}-I_a\bigr)^2}{\text{HAfl}+0{,}8\,S} \quad\text{se }\text{HAfl}>I_a,
caso contrário \text{HEfl}=0.

Passo 4

O passo seguinte é escolher o coeficiente de escoamento C (runoff coefficient) que traduz a imper­mea­bi­lidade da bacia. Tipicamente:
– tipo II (Rural): C\approx0{,}3\text{ a }0{,}5,
– tipo III (Rural-Urbana): C\approx0{,}5\text{ a }0{,}7,
– tipo IV (Urbano-Industrial): C\approx0{,}7\text{ a }0{,}95.

Passo 5

Finalmente, aplica-se a fórmula racional para obter as vazões de pico associadas a HAfl e HEfl:
Q_{HAfl} =0{,}278\;C\;A\;\Bigl(\tfrac{\text{HAfl}}{t_c}\times60\Bigr) \quad\bigl[\text{m}^3/\text{s}\bigr],
Q_{HEfl} =0{,}278\;C\;A\;\Bigl(\tfrac{\text{HEfl}}{t_c}\times60\Bigr) \quad\bigl[\text{m}^3/\text{s}\bigr],
onde A é a área da bacia em hectares, t_c em minutos, e o fator 0,278 converte \text{mm\cdotha/min} em \text{m}^3/\text{s}.

Resposta

Os Q_{HAfl} e Q_{HEfl} são obtidos pelo método racional, em que
  1. se determina \text{HAfl} pela curva IDF para T e t_c;
  2. se calcula \text{HEfl} pelo método SCS-CN com CN apropriado ao tipo II, III ou IV;
  3. se escolhe o coeficiente C típico de cada tipologia de uso do solo;
  4. finalmente,
Q_{HAfl} =0{,}278\,C\,A\,(HAfl/t_c\times60), \quad Q_{HEfl} =0{,}278\,C\,A\,(HEfl/t_c\times60).

Exercícios relacionados