ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
CLIQUE AQUI! PARA VISUALIZAR O MANUAL
NOME DA DISCIPLINA: HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
Unidade: U2_HIDROLOGIA_QUANTITATIVA
Aula: A3_MEDICOES_APLICADAS
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Nesta aula prática, o estudante irá aprender a realizar uma das medições mais importantes da
Hidrologia aplicada: a determinação da vazão de um curso d’água. Ao final da prática, espera-se
que o aluno seja capaz de:
- Determinar a velocidade média de escoamento da água utilizando o método do
flutuador.
- Calcular a área média da seção transversal de um rio ou canal.
- Obter a vazão média (Q) de um manancial através da relação entre velocidade e
área.
- Compreender a importância da medição de vazões em estudos de abastecimento,
drenagem, irrigação e gestão hídrica.
SOLUÇÃO DIGITAL:
MICROSOFT OFFICE (EXCEL E WORD)
O Microsoft Office é um conjunto de softwares de produtividade utilizado para organização,
tratamento e análise de dados. Nesta aula prática, o Excel será utilizado para realizar os cálculos
de velocidade média, área da seção transversal e vazão do manancial, enquanto o Word será
utilizado para a elaboração do relatório final da atividade prática.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: MEDIÇÃO DE VAZÃO PELO MÉTODO DO FLUTUADOR
Atividade proposta: Nesta aula prática, você irá aprender a realizar uma das medições mais
importantes da Hidrologia aplicada: a determinação da vazão de um curso d’água.
Público3
Procedimentos para a realização da atividade:
A vazão representa o volume de água que escoa em um rio ou canal ao longo do tempo, sendo
uma variável essencial em projetos de engenharia, como:
- Abastecimento público de água,
- Dimensionamento de canais e galerias de drenagem,
- Estudos de cheias e enchentes,
- Irrigação agrícola,
- Gestão de recursos hídricos.
De forma geral, a vazão pode ser definida como:
𝑄 =
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜
No entanto, em medições de campo, é mais comum utilizar a relação entre a velocidade do
escoamento e a área da seção transversal do rio, dada por:
𝑄 = 𝐴 ⋅ 𝑉
Onde:
- Q = vazão média do manancial (m³/s)
- A = área transversal média da seção do rio (m²)
- V = velocidade média da água (m/s)
Ou seja, para determinar a vazão, é necessário conhecer:
- A velocidade da água;
- A área da seção transversal do curso d’água.
Nesta prática, utilizaremos o método do flutuador, que é uma técnica simples e bastante
utilizada quando não se dispõe de equipamentos sofisticados (como molinetes hidrométricos ou
ADCP).
O método consiste em:
- Lançar um objeto flutuante na superfície do rio,
- Medir o tempo que ele leva para percorrer uma distância conhecida,
- Calcular a velocidade média do escoamento.
A velocidade é obtida pela equação:
𝑉 =
𝐿
𝑡
Público4
Onde:
- L = distância entre dois pontos do rio (m)
- t = tempo medido para o flutuador percorrer essa distância (s)
Como essa velocidade corresponde apenas à superfície (mais rápida que o interior do fluxo),
aplica-se uma correção padrão de segurança, reduzindo o valor em 20%:
𝑉𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎 = 0,8 ⋅ 𝑉
Além da velocidade, também é necessário calcular a área transversal do rio.
A área é determinada multiplicando:
𝐴 = 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 ⋅ 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑎
Como o rio pode variar ao longo do trecho, a área será medida em duas seções:
- Seção X (início)
- Seção Y (fim)
Depois, calcula-se a média:
𝐴𝑚𝑒ˊ𝑑𝑖𝑎 =
𝐴𝑋 + 𝐴𝑌
2
Por fim, a vazão média do rio será obtida pela equação fundamental da Hidrologia Quantitativa:
𝑄 = 𝐴𝑚𝑒ˊ𝑑𝑖𝑎 ⋅ 𝑉𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎
Para a realização desta aula prática, inicialmente deve-se selecionar um trecho adequado do
curso d’água onde será feita a medição da vazão. Esse trecho deve ser, preferencialmente, o
mais retilíneo possível, com escoamento uniforme e sem grandes obstáculos, de modo a garantir
maior confiabilidade nos resultados. Após a escolha do local, devem ser marcados dois pontos
ao longo do rio: o ponto inicial, denominado X, e o ponto final, denominado Y. A distância entre
esses dois pontos deve ser medida com auxílio de uma trena, sendo adotado, neste experimento,
o comprimento de 11 metros, conforme ilustrado na Figura 01.
Público5
Figura 01 – Trecho X–Y para medição de vazão pelo método do flutuador
Em seguida, deve-se escolher um objeto que possa flutuar e seja facilmente visualizado, como
uma boia de isopor. Esse flutuador será utilizado para estimar a velocidade da água na superfície.
O objeto deve ser posicionado no ponto X, aproximadamente no centro do canal, e então liberado
para que seja transportado pela correnteza. No exato momento em que o flutuador é solto, devese iniciar a contagem do tempo com um cronômetro. O deslocamento do objeto deve ser
acompanhado até que ele alcance o ponto Y, momento em que o cronômetro deve ser
interrompido e o tempo registrado.
Esse procedimento deve ser repetido dez vezes, a fim de reduzir erros e aumentar a precisão da
medição. Os tempos obtidos em cada repetição devem ser anotados conforme apresentado na
Tabela 01.
Tabela 01 – Tempos medidos para o cálculo da velocidade média superficial
Medição Tempo – t (s) Distância – L (m) Velocidade (m/s)
1 42 11 —
2 41 11 —
3 36 11 —
4 40 11 —
5 39 11 —
6 42 11 —
7 41,5 11 —
8 40,6 11 —
9 39,8 11 —
10 42,1 11 —
Com os valores registrados, deve-se calcular a velocidade de escoamento correspondente a cada
medição, utilizando a relação entre a distância percorrida e o tempo medido:
𝑉 =
𝐿
𝑡
Público6
Posteriormente, calcula-se a velocidade média das repetições. Como o método do flutuador
fornece uma velocidade superficial, é necessário aplicar um fator de correção, reduzindo esse
valor em 20%, conforme recomendado em medições hidrológicas simplificadas:
𝑉𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎 = 0,8 ⋅ 𝑉
Após a determinação da velocidade, é necessário calcular a área da seção transversal do rio,
uma vez que a vazão depende diretamente do produto entre área e velocidade. Para isso, devese medir a largura do rio nas seções X e Y, esticando-se a trena de uma margem à outra. Em
seguida, cada seção deve ser dividida em intervalos iguais ao longo da largura, e em cada
intervalo deve-se medir a profundidade da água com uma régua ou fita graduada, conforme
demonstrado na Figura 02.
Figura 02 – Método da profundidade média por intervalos para cálculo da seção transversal
As profundidades medidas em cada intervalo devem ser organizadas em tabela para posterior
cálculo da profundidade média. Os dados obtidos para as seções X e Y são apresentados na
Tabela 02.
Tabela 02 – Largura e profundidades medidas para cálculo da área das seções X e Y
Medidas (m) Seção X (m) Seção Y (m)
Largura entre as margens 2,44 3,1
Profundidade Intervalo A–B 0,305 0,335
Profundidade Intervalo B–C 0,244 0,305
Profundidade Intervalo C–D 0,1525 0,122
Profundidade Intervalo D–E 0 0,023
Público7
Com base nesses valores, calcula-se a profundidade média de cada seção somando-se as
profundidades e dividindo-se pelo número de intervalos acrescido de um, considerando a
profundidade nula nas margens. Em seguida, determina-se a área transversal de cada seção
multiplicando a largura pela profundidade média:
𝐴 = 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 ⋅ 𝑝𝑟𝑜𝑓𝑢𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚é𝑑𝑖𝑎
Como o canal pode apresentar variações entre os pontos X e Y, determina-se a área média do
trecho calculando-se a média aritmética entre as áreas das duas seções:
𝐴𝑚𝑒ˊ𝑑𝑖𝑎 =
𝐴𝑋 + 𝐴𝑌
2
Finalmente, com a velocidade média corrigida e a área transversal média determinadas, calculase a vazão média do curso d’água por meio da equação fundamental da hidrologia quantitativa:
𝑄 = 𝐴𝑚𝑒ˊ𝑑𝑖𝑎 ⋅ 𝑉𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑔𝑖𝑑𝑎
Todos os resultados devem ser organizados em planilha eletrônica e posteriormente descritos no
relatório final da aula prática, que deverá conter a contextualização do método, os cálculos
realizados e uma análise conclusiva sobre a vazão estimada para o manancial estudado.
Avaliando os resultados:
Com base nos cálculos realizados, responda:
- Qual foi a velocidade média superficial obtida a partir dos tempos medidos?
- Qual foi a velocidade média corrigida após a redução de 20%?
- Calcule a profundidade média das seções X e Y.
- Determine as áreas transversais 𝐴𝑋 e 𝐴𝑌.
- Qual foi a área transversal média do trecho?
- Qual foi a vazão média final estimada para o manancial?
- Explique por que o método do flutuador exige correção da velocidade medida.
Checklist:
✓ Selecionar um trecho retilíneo do rio;
✓ Marcar os pontos X e Y e medir a distância;
✓ Lançar o flutuador e registrar os tempos (10 repetições);
✓ Calcular as velocidades individuais e a média;
✓ Aplicar o fator de correção de 20%;
Público8
✓ Medir larguras e profundidades das seções;
✓ Calcular áreas transversais e área média;
✓ Calcular a vazão média do rio;
✓ Organizar os dados em planilha e salvar os resultados;
✓ Elaborar o relatório final da prática.
✓ Avaliar os resultados.
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
- Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem:
Como resultados desta prática, será possível compreender e aplicar o método do flutuador para
estimativa de vazão em cursos d’água, calculando corretamente velocidade média, área
transversal e vazão. Além disso, o estudante desenvolverá habilidades essenciais em medições
hidrológicas aplicadas a projetos de engenharia e gestão de recursos hídricos.
Público
HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS
HIDROGRÁFICAS
Roteiro
Aula Prática
Público2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
Unidade: U2_HIDROLOGIA_QUANTITATIVA
Aula: A3_MEDICOES_APLICADAS
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Nesta aula prática, o estudante deverá:
- Compreender o que é uma curva-chave (relação entre cota e vazão);
- Utilizar uma equação fornecida para estimar vazões em um rio;
- Determinar a vazão máxima permitida para que a água não alcance o tabuleiro de
uma ponte;
- Aplicar corretamente uma equação do tipo potência em um problema real de
segurança hidráulica.
SOLUÇÃO DIGITAL:
MICROSOFT OFFICE (EXCEL E WORD)
O Microsoft Office é um conjunto de softwares de produtividade utilizado para organização,
tratamento e análise de dados. Nesta aula prática, o Excel será utilizado para realizar os cálculos
de velocidade média, área da seção transversal e vazão do manancial, enquanto o Word será
utilizado para a elaboração do relatório final da atividade prática.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: CÁLCULO DA VAZÃO MÁXIMA USANDO CURVA-CHAVE
Atividade proposta: Nesta aula prática, você irá trabalhar com um conceito muito importante da
Hidrologia: a curva-chave.
Procedimentos para a realização da atividade:
Para a realização desta aula prática, o estudante deverá compreender inicialmente que, em
Hidrologia, uma das informações mais importantes sobre um rio é a sua vazão, ou seja, a
Público3
quantidade de água que passa pelo canal em um determinado intervalo de tempo. A vazão é
fundamental para diversas aplicações de engenharia, pois permite avaliar o comportamento de
cursos d’água em situações normais e durante eventos extremos, como enchentes. Em obras
hidráulicas, como pontes, bueiros e barragens, conhecer a vazão máxima que um rio pode atingir
é essencial para garantir a segurança da estrutura e evitar que o nível da água ultrapasse limites
críticos.
Uma forma prática e muito utilizada para relacionar o nível da água com a vazão é por meio da
chamada curva-chave. A curva-chave é uma representação matemática e gráfica que mostra
como a vazão do rio varia conforme a altura da lâmina d’água. Em outras palavras, ela funciona
como uma “regra” que transforma a medida do nível do rio, chamada de cota (H), em um valor
estimado de vazão (Q). Assim, quando se mede a altura da água em um ponto do rio, é possível
utilizar a curva-chave para descobrir quanta água está escoando naquele momento.
Nesta atividade, o estudante não precisará construir a curva-chave, pois ela já foi previamente
ajustada e fornecida pelo professor. Os dados históricos que originaram essa curva são
apresentados na Tabela 01, apenas como referência para mostrar que a relação entre cota e
vazão foi obtida a partir de medições reais realizadas no manancial. Esses dados indicam que,
conforme o nível da água aumenta, a vazão também cresce rapidamente, caracterizando um
comportamento típico de rios em períodos de cheia.
Tabela 01 – Série histórica de cotas e vazões do manancial
Cota H (m) Vazão Q (m³/s)
0,80 5
1,20 14
1,60 28
2,00 48
2,50 85
3,00 130
4,00 230
5,00 360
6,00 520
A curva-chave ajustada para este rio encontra-se representada na Figura 01, na qual é possível
observar graficamente a tendência de aumento da vazão à medida que o nível do rio se eleva.
Público4
Figura 01 – Curva-chave do manancial com equação ajustada
A partir do ajuste matemático realizado, obteve-se uma equação do tipo potência, que permite
calcular diretamente a vazão correspondente a qualquer valor de cota dentro do intervalo
analisado. A equação fornecida é:
𝑄 = 9,2893 ⋅ 𝐻
2,3067
Nesta expressão, Q representa a vazão do rio em metros cúbicos por segundo (m³/s), enquanto
H representa a cota, ou seja, a altura da água em metros. Dessa forma, basta substituir o valor da
cota desejada na equação para obter a vazão estimada.
O objetivo principal desta prática é determinar a vazão máxima permitida para que o nível da água
não atinja o tabuleiro de uma ponte existente sobre o rio. Sabe-se que o tabuleiro da ponte se
encontra a uma altura crítica de 7 metros, ou seja, a cota limite é:
𝐻 = 7 𝑚
Assim, para calcular a vazão máxima associada a esse nível, o estudante deverá substituir esse
valor diretamente na equação da curva-chave, realizar o cálculo da potência indicada e obter o
valor final de vazão correspondente. Esse resultado representará a vazão crítica máxima que o
rio pode atingir antes que o nível da água alcance o tabuleiro da ponte.
Todos os cálculos realizados devem ser apresentados no relatório final, juntamente com a
interpretação do resultado obtido e sua importância para o controle de cheias e para o
dimensionamento seguro de obras sobre cursos d’água.
Público5
Avaliando os resultados:
Responda no relatório:
- O que é uma curva-chave e qual sua utilidade?
- O que representa a cota H em um rio?
- Qual foi a vazão encontrada para H = 7 m?
- A ponte estaria segura se a vazão fosse 600 m³/s? Explique.
- Por que esse tipo de cálculo é importante em obras hidráulicas?
Checklist:
✓ Ler os dados fornecidos (Tabela 01);
✓ Observar a curva-chave fornecida (Figura 01);
✓ Identificar a equação ajustada;
✓ Substituir H = 7 m na fórmula;
✓ Calcular a vazão máxima 𝑄𝑚𝑎ˊ 𝑥;
✓ Interpretar o resultado em termos de segurança;
✓ Elaborar o relatório final.
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
- Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem:
Ao final desta prática, o estudante será capaz de interpretar uma curva-chave fornecida e aplicar
sua equação para estimar a vazão correspondente a uma cota crítica. Também deverá
compreender a importância desse cálculo na avaliação da segurança hidráulica de estruturas
como pontes. Dessa forma, desenvolverá habilidades básicas de análise quantitativa em estudos
hidrológicos.
Público
HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS
HIDROGRÁFICAS
Roteiro
Aula Prática
Público2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
Unidade: U3_ANÁLISE_DE_SISTEMAS_HIDROLÓGICOS
Aula: A2_MODELAGEM_DE_VAZÃO
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Nesta aula prática, o estudante deverá:
- Determinar o tempo de concentração de uma bacia hidrográfica;
- Calcular a intensidade máxima de precipitação usando equação IDF fornecida;
- Estimar a vazão de projeto por meio do Método Racional;
- Compreender a aplicação desses cálculos no dimensionamento de obras de
drenagem urbana.
SOLUÇÃO DIGITAL:
MICROSOFT OFFICE (EXCEL E WORD)
O Microsoft Office é um conjunto de softwares de produtividade utilizado para organização,
tratamento e análise de dados. Nesta aula prática, o Excel será utilizado para realizar os cálculos
de velocidade média, área da seção transversal e vazão do manancial, enquanto o Word será
utilizado para a elaboração do relatório final da atividade prática.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: CÁLCULO DA VAZÃO DE PROJETO PELO MÉTODO
RACIONAL
Atividade proposta: Nesta atividade prática, você irá determinar a vazão máxima de projeto
gerada por um evento extremo de chuva em uma bacia hidrográfica urbana.
Procedimentos para a realização da atividade:
A vazão de projeto é um valor fundamental para a Hidrologia, pois representa a maior vazão
esperada durante uma chuva intensa, sendo utilizada no dimensionamento de estruturas como:
Público3
- Tubulações de drenagem pluvial;
- Galerias de águas pluviais;
- Pontes e bueiros;
- Canais urbanos.
ara bacias pequenas (área menor que 5 km²), utiliza-se frequentemente o Método Racional, dado
por:
𝑄 = 0,278 ⋅ 𝐶 ⋅ 𝑖 ⋅ 𝐴
Onde:
- 𝑄= vazão de projeto (m³/s)
- 𝐶= coeficiente de deflúvio (adimensional)
- 𝑖= intensidade máxima de precipitação (mm/h)
- 𝐴= área da bacia (km²)
A situação de projeto refere-se a uma bacia hidrográfica urbana delimitada no município de
Araçatuba – SP, cujo ponto exutório corresponde ao local de implantação de uma tubulação de
drenagem pluvial, conforme ilustrado na Figura 01.
Figura 01 – Bacia hidrográfica delimitada com ponto exutório correspondente ao local de
implantação da tubulação de drenagem pluvial em Araçatuba – SP
Público4
A bacia hidrográfica possui área total:
𝐴 = 3,63 𝑘𝑚2
O coeficiente de deflúvio ponderado já calculado é:
𝐶 = 0,62
O evento extremo considerado possui tempo de recorrência:
𝑇𝑅 = 50 𝑎𝑛𝑜𝑠
Os parâmetros da equação IDF para Araçatuba – SP já foram determinados previamente e devem
ser utilizados diretamente nos cálculos:
- 𝐾 = 1539,561
- 𝑎 = 0,142
- 𝑏 = 24,999
- 𝑐 = 0,755
A equação IDF utilizada é:
𝑖 =
𝐾 ⋅ 𝑇𝑅
𝑎
(tc+𝑏)
𝑐
Onde:
- 𝑖= intensidade máxima de precipitação (mm/h)
- tc= duração da chuva (min), considerada igual ao tempo de concentração
- 𝑇𝑅= tempo de recorrência (anos)
Para realizar esta atividade prática, o estudante deve compreender que, durante uma chuva
intensa, parte da água precipitada infiltra no solo, enquanto outra parte escoa superficialmente até
o ponto de saída da bacia, chamado exutório. Esse escoamento superficial é responsável por
gerar vazões elevadas que precisam ser consideradas em projetos de drenagem urbana, como
tubulações e obras hidráulicas.
O Método Racional é uma forma simplificada e amplamente utilizada para estimar a vazão
máxima em bacias pequenas. Ele relaciona diretamente três fatores principais: o coeficiente de
deflúvio, que representa a fração da chuva que realmente escoa; a intensidade máxima de
precipitação, que depende da duração da chuva e do tempo de recorrência; e a área total da bacia.
Nesta prática, o coeficiente de deflúvio ponderado C já foi determinado previamente e fornecido
como C = 0,62. Assim, o primeiro passo do aluno será calcular o tempo de concentração da bacia,
que representa o tempo necessário para que uma gota de água precipitada no ponto mais distante
consiga chegar ao exutório. Para isso, utiliza-se a equação de Kirpich:
Público5
tc = 57 ⋅ (
L
3
H
)
0,385
Onde:
- tc= tempo de concentração (min)
- L= comprimento do talvegue principal (km)
- H= desnível altimétrico (m)
Para Araçatuba, considere:
- Comprimento do talvegue: L = 1,85 km
- Cota máxima: 336 m
- Cota no exutório: 312 m
Logo:
H = 336 − 312 = 24 m
Após obter o tempo de concentração tc
, o estudante deverá utilizá-lo como duração da chuva na
equação IDF fornecida, substituindo diretamente os parâmetros de Araçatuba. Dessa forma, será
possível calcular a intensidade máxima de precipitação iassociada a um evento extremo com
tempo de recorrência de 50 anos.
Finalmente, com os valores de C, i e A conhecidos, o aluno deverá aplicar o Método Racional para
determinar a vazão de projeto no exutório da bacia:
Q = 0,278 ⋅ C ⋅ i ⋅ A
O resultado obtido representará a vazão máxima esperada durante a chuva de projeto e deverá
ser interpretado como referência para o dimensionamento seguro da tubulação de drenagem
urbana.
Todos os cálculos deverão ser apresentados no relatório final, com as substituições numéricas e
a análise do resultado encontrado.
Avaliando os resultados:
Responda no relatório:
- Qual foi o tempo de concentração 𝑡𝑐 calculado para a bacia?
- Qual foi a intensidade máxima de precipitação 𝑖 obtida pela equação IDF?
- Qual foi a vazão de projeto 𝑄 calculada pelo Método Racional?
- Explique por que o Método Racional é recomendado apenas para bacias pequenas.
Público6
Checklist:
✓ Calcular o desnível 𝐻 da bacia;
✓ Determinar o tempo de concentração 𝑡𝑐 pela equação de Kirpich;
✓ Calcular a intensidade máxima 𝑖usando a equação IDF fornecida;
✓ Aplicar o Método Racional para obter a vazão de projeto;
✓ Organizar os resultados em relatório final.
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
- Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem:
Ao final desta prática, o estudante será capaz de calcular o tempo de concentração, estimar a
intensidade máxima de precipitação e determinar a vazão de projeto pelo Método Racional,
aplicando esses conceitos no dimensionamento de obras de drenagem urbana.
Público
HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS
HIDROGRÁFICAS
Roteiro
Aula Prática
Público2
ROTEIRO DE AULA PRÁTICA
NOME DA DISCIPLINA: HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS
Unidade: U3_ANÁLISE_DE_SISTEMAS_HIDROLÓGICOS
Aula: A3_REGIMES_HIDROLÓGICOS
OBJETIVOS
Definição dos objetivos da aula prática:
Nesta aula prática, o estudante deverá:
- Compreender o que é um fluviograma e sua aplicação na Hidrologia;
- Identificar vazões mínima, máxima e média de um manancial a partir de uma série
histórica;
- Aplicar o conceito de vazão de permanência Q95 para avaliação de estiagem;
- Calcular a disponibilidade hídrica outorgável de um curso d’água;
- Avaliar se um ribeirão é capaz de atender uma demanda de abastecimento.
SOLUÇÃO DIGITAL:
MICROSOFT OFFICE (EXCEL E WORD)
O Microsoft Office é um conjunto de softwares de produtividade utilizado para organização,
tratamento e análise de dados. Nesta aula prática, o Excel será utilizado para realizar os cálculos
de velocidade média, área da seção transversal e vazão do manancial, enquanto o Word será
utilizado para a elaboração do relatório final da atividade prática.
PROCEDIMENTOS PRÁTICOS E APLICAÇÕES
Procedimento/Atividade nº 1
Inserir o nome do experimento: ANÁLISE DE VAZÕES E DISPONIBILIDADE HÍDRICA
Atividade proposta: Nesta atividade prática, você irá analisar as vazões e a disponibilidade
hídrica de um ribeirão.
Procedimentos para a realização da atividade:
Imagine que você foi contratado como responsável técnico(a) para avaliar a capacidade de um
ribeirão localizado próximo a um distrito, com o objetivo de verificar se ele possui vazão suficiente
Público3
para abastecer a população local. Sabe-se que a demanda necessária para o distrito é de
aproximadamente:
𝑄𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 = 5 𝐿/𝑠
Para realizar essa avaliação, utiliza-se uma série histórica de vazões observadas no manancial
ao longo dos últimos 10 anos. Esses dados são importantes porque os rios não possuem vazão
constante: durante períodos chuvosos, a vazão aumenta; durante períodos secos, a vazão
diminui. Assim, conhecer essa variação temporal é fundamental para determinar a disponibilidade
hídrica do curso d’água.
A variação das vazões ao longo do tempo pode ser visualizada por meio de um fluviograma, que
é um gráfico que mostra como a vazão do rio muda mês a mês e ano a ano. Nesta prática, o
fluviograma já foi elaborado e fornecido pelo docente, permitindo ao aluno concentrar-se na
interpretação e nos cálculos hidrológicos básicos.
Os dados utilizados estão apresentados na Tabela 01, e o fluviograma correspondente encontrase ilustrado na Figura 01.
Público4
Tabela 01 – Série histórica de vazões do manancial (últimos 10 anos)
Data Vazão (L/s) Data Vazão (L/s) Data Vazão (L/s) Data Vazão (L/s)
jan/15 14 jan/18 14 jan/21 16 jan/24 17
fev/15 13 fev/18 13 fev/21 15 fev/24 16
mar/15 12 mar/18 12 mar/21 14 mar/24 15
abr/15 10 abr/18 11 abr/21 12 abr/24 13
mai/15 9 mai/18 9 mai/21 11 mai/24 12
jun/15 8 jun/18 8 jun/21 9 jun/24 10
jul/15 7 jul/18 7 jul/21 8 jul/24 9
ago/15 7 ago/18 6 ago/21 7 ago/24 8
set/15 8 set/18 7 set/21 8 set/24 9
out/15 9 out/18 9 out/21 10 out/24 11
nov/15 11 nov/18 11 nov/21 12 nov/24 13
dez/15 13 dez/18 13 dez/21 14 dez/24 15
jan/16 15 jan/19 15 jan/22 15
fev/16 14 fev/19 14 fev/22 14
mar/16 13 mar/19 13 mar/22 13
abr/16 11 abr/19 11 abr/22 11
mai/16 9 mai/19 10 mai/22 10
jun/16 8 jun/19 9 jun/22 9
jul/16 7 jul/19 8 jul/22 8
ago/16 6 ago/19 7 ago/22 7
set/16 7 set/19 8 set/22 8
out/16 9 out/19 9 out/22 9
nov/16 10 nov/19 11 nov/22 11
dez/16 12 dez/19 13 dez/22 13
jan/17 16 jan/20 17 jan/23 18
fev/17 15 fev/20 16 fev/23 17
mar/17 14 mar/20 15 mar/23 16
abr/17 12 abr/20 13 abr/23 14
mai/17 10 mai/20 11 mai/23 12
jun/17 9 jun/20 10 jun/23 11
jul/17 8 jul/20 9 jul/23 10
ago/17 7 ago/20 8 ago/23 9
set/17 8 set/20 9 set/23 10
out/17 10 out/20 11 out/23 12
nov/17 12 nov/20 13 nov/23 14
dez/17 14 dez/20 15 dez/23 16
Público5
Figura 01 – Fluviograma do manancial estudado (2015–2024)
Para realizar esta atividade, o estudante deverá inicialmente observar os valores de vazão
apresentados na Tabela 01 e analisar o fluviograma fornecido na Figura 01. O fluviograma permite
identificar, de forma visual, os períodos em que o rio apresentou maiores vazões, normalmente
associados a épocas chuvosas, e os períodos em que ocorreram menores vazões, característicos
da estiagem.
A primeira etapa consiste em determinar a vazão máxima registrada na série histórica. Esse valor
representa o maior escoamento observado no período estudado e pode indicar momentos de
cheia no curso d’água. Em seguida, deve-se identificar a vazão mínima, que corresponde ao
menor valor observado e está diretamente relacionada às condições críticas de seca, sendo
especialmente importante em projetos de abastecimento.
Além disso, o estudante deverá calcular a vazão média, que representa um valor típico do
comportamento do manancial ao longo dos anos. A vazão média pode ser obtida somando-se
todos os valores registrados e dividindo-se pelo número total de observações, ou utilizando
diretamente a função de média em uma planilha eletrônica. Como referência, considera-se que a
vazão média do manancial se situa em torno de:
𝑄𝑚𝑒ˊ𝑑𝑖𝑎 ≈ 11 𝐿/𝑠
Entretanto, para avaliar corretamente a disponibilidade hídrica, não se utiliza apenas a vazão
mínima pontual, mas sim uma vazão característica de estiagem obtida por critérios estatísticos.
Um dos indicadores mais utilizados na gestão de recursos hídricos é a Q95, definida como a vazão
que é igualada ou superada em 95% do tempo, sendo representativa de condições de baixa vazão.
Nesta prática, a curva de permanência já foi analisada previamente e o valor fornecido para o
manancial é:
𝑄95 = 7 𝐿/𝑠
Público6
Em muitos estados brasileiros, a vazão máxima outorgável corresponde a uma fração da Q95. Um
critério amplamente utilizado é considerar como disponível para captação até 50% desse valor:
𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 0,5 ⋅ 𝑄95
Assim, o estudante deverá calcular a disponibilidade hídrica outorgável e compará-la com a
demanda do distrito, que é de 5 L/s. Caso a demanda seja inferior ou igual à vazão disponível, o
manancial poderá atender o abastecimento com segurança. Caso contrário, a captação pode
comprometer o rio durante períodos secos, sendo necessário buscar alternativas como reservação
ou captação complementar.
Todos os cálculos e interpretações deverão ser apresentados no relatório final, destacando a
importância da Q95 como parâmetro de gestão e regularização de vazões.
Avaliando os resultados:
Responda no relatório:
- Qual foi a vazão máxima observada na série histórica?
- Qual foi a vazão mínima observada na série histórica?
- Qual foi a vazão média do manancial?
- Considerando que: 𝑄95 = 7 𝐿/𝑠, calcule a disponibilidade hídrica outorgável: 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝟎, 𝟓 ⋅
𝑸𝟗𝟓.
- Compare o valor encontrado com a demanda do distrito (5 𝐿/𝑠).
- O ribeirão é capaz de atender a demanda de abastecimento sem comprometer o
manancial? Justifique.
Checklist:
✓ Analisar a Tabela 01 de vazões históricas
✓ Observar o fluviograma fornecido (Figura 01)
✓ Identificar a vazão máxima
✓ Identificar a vazão mínima
✓ Utilizar o valor fornecido de Q95
✓ Calcular a disponibilidade hídrica outorgável
✓ Comparar com a demanda de 5 L/s
✓ Elaborar o relatório final com interpretação hidrológica
Público7
RESULTADOS
Resultados do experimento:
Ao final dessa aula prática, você deverá enviar um arquivo em word contendo as informações
obtidas no experimento, os cálculos realizados, em conjunto com um texto conclusivo a respeito
das informações obtidas. O arquivo não pode exceder o tamanho de 2Mb.
- Referências bibliográficas ABNT (quando houver).
Resultados de Aprendizagem:
Ao final desta prática, o estudante será capaz de interpretar um fluviograma fornecido, determinar
estatísticas básicas de vazão e calcular a disponibilidade hídrica utilizando o parâmetro Q95,
avaliando a capacidade de abastecimento de um manancial.
Avaliações
Não há avaliações ainda.