Hidrologia trabalho prático

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

Campus Alto Paraopeba

TRABALHO PRÁTICO DE HIDROLOGIA

Ana Carolina Martins de Oliveira

Bárbara

Bianca

Jéssica Lima Coimbra de Jesus

Wimara Rúbia Sá Gomes

Ouro Branco

Julho de 2017

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Ana Carolina Martins de Oliveira

Bárbara

Bianca

Jéssica Lima Coimbra de Jesus

Wimara Rúbia Sá Gomes

TRABALHO PRÁTICO DE HIDROLOGIA

Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de São João Del-Rei, como parte das exigências da disciplina Hidrologia Aplicada, sob responsabilidade da professora Eliane Prado Cunha Costa dos Santos.

Ouro Branco – MG

Julho de 2017

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Sumário

1        Introdução        1

2        OBJETIVOS        3

3        MEMORIAL DESCRITIVO        4

3.1        Vazão mínima        4

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1. Introdução

O Ciclo hidrológico é influenciado por diversos processos, os quais são descritos por eventos completamente aleatórios, sendo a precipitação um dos processos mais relevantes neste ciclo.

Para que se possa descrever o desempenho hidrológico de um curso d’água é necessário dispor de uma série de medições de vazões durante um longo intervalo de tempo entre as medições de modo que elas acompanhem os principais processos que ocorrem na bacia, como as cheias e estiagens.

A medição de vazão é um processo complexo, que exige uma equipe de técnicos qualificados e aparelhagem específica. Dessa forma, as medições de vazão são efetuadas com o propósito de determinar a relação entre o nível da água do rio em uma seção e sua vazão. Essa relação entre a cota do nível d’agua e a vazão é designada curva chave e através desta é possível transformar medidas diárias de cota em vazão.

Com advento do crescimento econômico e populacional tem ocorrido um aumento na demanda pela água, concomitantemente à diversificação do seu uso, passando a ser usada não só para consumo humano como também para geração de energia elétrica, irrigação, abastecimento doméstico e industrial, controle de cheias dentre outros, sendo estas parcelas muito mais significativas que a quantidade destinada ao uso humano.

Em razão da disponibilidade hídrica ser limitada, sua gestão constitui um setor estratégico no desenvolvimento econômico de qualquer país e, consequentemente, pode se tornar um recurso capaz de gerar conflitos e influenciar a geopolítica de toda uma região. Assim sendo, é de extrema importância estimar a frequência em que determinada vazão é superada ou igualada para um determinado período de tempo, para que assim seja possível estimar a porcentagem do tempo em que um rio apresenta vazão suficiente para atender determinada demanda. Essa relação entre a vazão e a frequência com que esta vazão é superada ou igualada é determinada curva de permanência, podendo ser elaborada a partir de dados de vazões diárias ou mensais.

Com posse da curva de permanência é necessário compreender o significado de algumas vazões que são importantes para a administração dos recursos hídricos como a Q50 (a vazão que é igualada ou superada em 50% do tempo, vazão mediana), a Q90 (vazão igualada ou superada em 90% do tempo) e a Q95 (similarmente, vazão para 95% da curva). A vazão Q90, por exemplo, é utilizada na legislação ambiental de muitos estados do Brasil, enquanto a Q95 é empregada na determinação de vazão necessária para assegurar o correto funcionamento de uma usina hidrelétrica.

Uma das melhores práticas para garantir a demanda necessária para realizar todas as funções dependentes da água é a manutenção das vazões em níveis mínimos. As vazões mínimas são obtidas analisando e processando registros feitos na estação fluviométrica através dos quais é possível confeccionar as curvas de frequência das vazões mínimas anuais.

Em processos de outorga do direito da água a vazão mínima de interesse é a Q7,10, que é a vazão mínima de sete dias sucessivos de estiagem e 10 anos de recorrência, suficiente para suportar o ecossistema aquático. A análise de frequência é o processo mais comum para a determinação de vazões mínimas de dada recorrência. Essa análise é feita mediante a construção da série anual de vazões mínimas, tomando-se por base os registros das vazões diárias em uma estação fluviométrica.

Enquanto o estudo da vazão mínima constitui importante ferramenta na liberação de recursos hídricos para os mais variados usos, a vazão máxima, por sua vez, é o parâmetro decisivo na análise de enchentes e inundações. Trata-se de uma análise especificamente probabilística onde, dispondo das vazões máximas de cada ano, é obtida a série de vazões máximas possibilitando a determinação da frequência de determinadas vazões de pico.

Os processos de determinação tanto das curvas chave e de permanência, como a análise dos dados das vazões mínimas e máximas são explanados na seção 3 – Memorial Descritivo.

1. OBJETIVOS

A partir de dados de medição de vazão referentes a determinado rio, feitos em uma estação fluviométrica determinar:

1. Q7,10 por análise de frequência utilizando o software Excel;
2. Q7,10 por análise probabilística utilizando o software SisCAH;
3. Q90 por análise de frequência utilizando o software Excel;
4. Q95 por análise de frequência utilizando o software Excel;
5. Curvas de permanência para a Q90e Q95utilizando o software Excel;
6. Curva chave para um ano qualquer utilizando o software Excel;
7. Vazão máxima por análise probabilística para os períodos de retorno de 5, 10, 20, 50 e 100 anos utilizando o software SisCAH;

A Tabela 1 apresenta os dados da estação escolhida no site HidroWeb.

1. Dados da Estação Fluviométrica

Dados da Estação Fluviométrica
Código	44300000
Nome	JANUÁRIA
Código Adicional	-
Bacia	RIO SÃO FRANCISCO (4)
Sub-bacia	RIOS SÃO FRANCISCO,VERDE GRANDE (44)
Rio	RIO SÃO FRANCISCO
Estado	MINAS GERAIS
Município	JANUÁRIA
Responsável	ANA
Operadora	ANA
Latitude	-15:29:0
Longitude	-44:22:0
Altitude (m)	442
Área de Drenagem (km2)	195000

1. MEMORIAL DESCRITIVO

Para a realização deste trabalho, escolheu-se uma estação fluviométrica que apresentasse mais de 20 anos de dados tanto de vazão quanto de cota no site HidroWeb. Para análise e manipulação dos dados utilizou-se os programas Excel e o SisCAH.