MMC44 - Modelagem e Simulação Computacional em Recursos Hídricos Curvas IDF e Chuva de Projeto...
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MMC44 - Modelagem e Simulação Computacional em Recursos Hídricos
Curvas IDF e Chuva de Projeto
Benedito C. SilvaIRN UNIFEI
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Precipitações intensas
Precipitação intensa é entendida como a ocorrência extrema, com duração, distribuição espacial e temporal crítica para uma área ou bacia hidrográfica
As durações podem variar de alguns minutos até algumas dezenas de horas (24 horas, por exemplo)
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Chuvas intensas
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Relação Intensidade, duração, frequência (i-d-f)
Correlacionando intensidades e durações das chuvas, verifica-se que quanto mais intensa a precipitação, menor será sua duração
Da mesma forma, quanto menor for a frequência (ou probabilidade) de ocorrência, maior será a intensidade
Dessa forma, as precipitações máximas são retratadas pontualmente pelas curvas intensidade, duração e frequência (i-d-f)
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Probabilidade e Tempo de Retorno
EXEMPLOA chuva com tempo de retorno de 10 é a chuva que ocorre, em média, uma vez a cada 10 anos.A probabilidade de ocorrer essa chuva em um ano qualquer é de 1/10 (ou 10 %).
TR = 1/Prob
Probabilidade de excedência é a chance de um dado valor de precipitação ser igualado ou superado em um ano qualquer
Tempo de retorno é o número de anos que, EM MÉDIA, um dado valor de precipitação irá ocorrer
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Tempos de retorno usualmente adotados em projetos
Microdrenagem urbana: 2 a 5 anos Drenagem urbana: 5 a 25 anos Pontes com pouco trânsito: 10 a 100
anos. Pontes com muito trânsito: 100 a 1000
anos Grandes obras hidráulicas: 10.000 anos
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Curva IDFA curva IDF
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Equações de curvas i-d-f
dbr
ctTai
.
Equação Genérica
i = intensidade (mm/h)
Tr = Tempo de retorno (ano)
t = duração da chuva (min)
a, b, c e d são parâmetros locais
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Equações de curvas i-d-fExemplos
15,1
217,0
26.5950
t
Ti r
84,0
1,0
20.9,1447
t
Ti r
74,0
15,0
20.1239
t
Ti r
São Paulo
Belo Horizonte
Rio de Janeiro
Banco de dados: Programa Plúvio (UFV)
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Curvas idf - ExemploDetermine a precipitação máxima em Itajubá para o tempo de retorno de 20 anos e durações de 10min, 30min e 60min
85,0
171,0
3,11.1193
t
Ti r (PLÚVIO)
hmmi /9,147
3,111020.1193
85,0
171,0
P/ 10min
mmP 6,2460/10*9,147
P/ 30minhmmi /2,84 mmP 1,4260/30*2,84
P/ 60minhmmi /0,53 mmP 0,5360/60*0,53
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Chuva de Projeto
Hietograma de projeto
No dimensionamento de uma estrutura hidráulica, estima-se uma chuva com duração t e tempo de retorno Tr, que fornece a altura pluviométrica máxima para essa duração (através de uma curva idf)
Essa precipitação terá intensidade constante durante toda a duração t
Entretanto, isso é razoável de ser assumido para áreas muito pequenas
Para áreas maiores, a duração da chuva de projeto é relativamente longa, necessitando que se defina um hietograma de projeto
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Hietograma de projeto
É uma sequência de precipitações capaz de provocar a cheia de projeto, ou seja, a maior enchente para qual a obra deve estar projetada
Método do Bureau of Reclamation, ou dos blocos alternados
1. Define-se a duração total da chuva, normalmente relacionada com o tempo de concentração da bacia
2. Define-se o tempo de retorno a ser utilizado3. Divide-se a duração total em ao menos 6 valores de duração4. Na curva idf, determine a intensidade de chuva para cada duração
5. Multiplica-se cada valor de intensidade pela respectiva duração6. A diferença entre altura de lâminas sucessivas resulta no incremento de chuva em cada intervalo7. Rearranjam-se os valores colocando o maior valor no centro do hietograma e os demais alternadamente ao seu lado, em ordem decrescente
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ExercícioUtilizando o método dos blocos alternados, determine um hietograma de projeto com tempo de retorno de 10 anos, para uma bacia com tempo de concentração de 1 hora, na cidade de Itajubá