Para uma seção trapezoidal composta simétrica, o canal principal apresenta altura normal de 3,0 m, largura de fundo de 15,0 m, coeficiente de rugosidade n1=0,03 s / m^1 / 3 e inclinação dos taludes de 1,5 H: 1 V. O leito secundário apresenta largura de 75,0 m, rugosidade n2=0,05 s / m^1 / 3 e inclinação dos taludes de 1,5 H: 1 V. A declividade longitudinal do canal é de I0=0,0009 m / m.
Determine a vazão em escoamento permanente uniforme para uma altura dágua total de 4,2 m por meio da metodologia mais adequada.

Passo 1

Beleza, bora lá! A questão é de escoamento uniforme em canal trapezoidal composto simétrico (ou seja, um canal principal central e um leito secundário nas bordas). A profundidade total de água é 4,2 m, mas o canal principal “cabe” 3,0 m antes de derramar no leito secundário. A inclinação do canal é Q = l(K1 + K2r),raizI0, Ki = Ai,Ri^2/3ni e os coeficientes de Manning são no canal principal e no leito secundário.
O que vamos usar:
  • Fórmulas de área e perímetro molhado de trapézio
  • Raio hidráulico
  • Equação de Manning composita:

Passo 2

Definindo as profundidades de cada parte:
canal principal:
leito secundário (floodplain):

Passo 3

Calcular área , perímetro molhado e raio hidráulico do canal principal (base , taludes )
  • largura do topo:
  • comprimento do talude:

Passo 4

Calcular , e do leito secundário (base , taludes iguais)
  • largura do topo:
  • comprimento do talude:

Passo 5

Agora o “conveyance” de cada trecho:
K1 = A1,R1^2/3n1 = 58,5,(2,267)^2/30,03approx3371, K2 = 92,16,(1,162)^2/30,05approx2036
Somando Q = Kt,raizI0 = 5407cdot0,03 approx162,2,m^3/s . Como ,

Resposta

A vazão em escoamento uniforme é aproximadamente
boxedQ approx 162,2 m^3/s

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