HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. Os exames da disciplina de Hidrologia e Recursos Hídricos (LECivil) realizam-se nas seguintes datas e locais:

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1 HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS Exames Os exames da disciplina de Hidrologia e Recursos Hídricos (LECivil) realizam-se nas seguintes datas e locais: 4 de Janeiro de 2007, quinta-feira, às 17:00 no Pavilão Central (C01,C9,C10,C11,C12,C22) 23 de Janeiro de 2007, terça-feira, 17:00 no Pavilhão Central (C01,C9,C10,C11,C22) Inscrições Os alunos têm que se inscrever para os exames para organização e distribuição pelas diversas salas. A inscrição é feita no Fénix. Exemplos de exames Apresentam-se nas páginas seguintes exemplos de exames. Os exames têm a duração de 2 h e constam de duas partes sem consulta bibliográfica. Na primeira parte, os alunos podem utilizar máquinas de calcular para resolver as questões práticas que lhes são postas. Na segunda parte, não podem utilizar máquinas de calcular.

2 No.: Nome: INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA SECÇÃO DE HIDRÁULICA E DOS RECURSOS HÍDRICOS E AMBIENTAIS HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 1º EXAME 17/01/2006 Parte prática 1. Em três postos udométricos com áreas de influência de 10, 20 e 30 km 2 sobre determinada bacia hidrográfica registaram-se em dado período de tempo precipitações de 12, 18 e 23 mm, respectivamente. Estime pelo método de Thiessen a precipitação sobre a bacia nesse período de tempo. 2. Em determinada bacia hidrográfica, com 290 km 2, em períodos prolongados sem precipitação, o caudal na secção de referência segue com bastante aproximação uma lei de esgotamento do tipo k(t t 0 Q = Q e 0 Sabendo que nessa bacia hidrográfica, às 9 horas de 4 de Março e de 13 de Março o caudal era respectivamente de 10,9 e 7,3 m 3 /s e admitindo que não ocorreu precipitação, estime o volume de água que passou na secção de referência desde a última data até ao total esgotamento da bacia. Exprima esse volume em altura de água uniformemente distribuída sobre a bacia. ) 3. Numa bacia hidrográfica o hidrograma em S do escoamento directo, que se obtém da consideração de uma precipitação útil de duração indefinida e com intensidade constante de 1 mm em cada 15 min, é t (h) Q d (m 3 /s) 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,

3 Sabendo que sobre a referida bacia hidrográfica a linha de possibilidade udométrica para o período de retorno de 100 a é 0,358 P = 10 t com P em mm e t em min, estime pela fórmula racional, com C=0,8, o caudal de ponta de cheia na secção de referência para esse período de retorno. No.: Nome: HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 1º EXAME 17/01/2006 (cont.) Parte teórica 4. Explique a influência que a altura média de uma bacia hidrográfica pode ter no respectivo tempo de concentração. 5. A equação do balanço hidrológico de uma bacia hidrográfica em determinado intervalo de tempo traduz-se por P = H + E + Sp + S + Su + Ex R Explique o significado das variáveis intervenientes e refira a condição de aplicabilidade. 6. Explique como procederia para obter a curva de vazão em determinada secção transversal de um curso de água, dispondo para o efeito dos pares altura hidrométrica e caudal medido. 7. Descreva sucintamente dois instrumentos para medir a evaporação. 8. Defina capacidade de campo, ponto de emurchecimento permanente e água utilizável num solo.

4 9. Refira a que se destinam e de que parâmetros dependem as relações regionais de Quintela. 10. Mostre que, para determinado hidrograma de projecto do caudal afluente a uma dada albufeira, o amortecimento (Q-q) do caudal da cheia afluente diminui quando o desenvolvimento da crista do descarregador de superfície com vazão livre aumenta.

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15 No.: Nome: INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA SECÇÃO DE HIDRÁULICA E DOS RECURSOS HÍDRICOS E AMBIENTAIS HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 1º EXAME 04/01/2005 Parte prática 1. Em determinada obra dimensionaram-se os órgãos de descarga para um caudal máximo anual de 1280 m 3 s -1. Na secção onde a obra foi implantada a série dos caudais máximos anuais apresenta uma média e um desvio-padrão de 500 m 3 s -1 e 250 m 3 s -1, respectivamente. Nessas condições e admitindo a aplicabilidade da lei de Gumbel, determine: a) a probabilidade do caudal de dimensionamento não ser excedido num determinado ano; b) a probabilidade do caudal de dimensionamento ser excedido em pelo menos um dos quarenta anos que se sigam à conclusão da obra. K G = 6 T 0, ln ln π T 1

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17 2. A linha de possibilidade udométrica para o período de retorno de 100 a, determinada para dada bacia hidrográfica é 0,358 P = 10 t com P em mm e t em min. Sabendo que a área da bacia hidrográfica é 32,4 km 2, o tempo de concentração é 1,5 h e que a bacia é praticamente impermeável, determine o caudal de ponta de cheia para esse período de retorno. 3. Em determinada bacia hidrográfica, em resultado de precipitações úteis de 10 mm e 20 mm, em intervalos de tempo consecutivos de 0,25 h, obteve-se o seguinte hidrograma do escoamento directo: t (h) Q d (m3/s) 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2, Nessas condições determine: a) o tempo de concentração da bacia hidrográfica; b) a área da bacia hidrográfica; c) o caudal de ponta do hidrograma do escoamento directo que se obteria se a precipitação útil fosse de 20 mm e 40 mm, respectivamente. Justifique.

18 No.: Nome: HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 1º EXAME 04/01/2005 (cont.) Parte teórica 4. Defina densidade de drenagem de uma bacia hidrográfica e refira a sua dependência da escala da carta que se utiliza para a sua determinação. 5. Refira três factores geométricos do escoamento na secção de referência de uma bacia hidrográfica e indique de que modo o condicionam. 6. Três postos udométricos têm sobre uma bacia hidrográfica áreas de influência A 1, A 2 e A 3, que somadas perfazem a área da bacia. Sabendo que a precipitação medida nos postos em determinado período foi respectivamente P 1, P 2 e P 3, escreva a expressão que pelo método de Thiessen permite a determinação da precipitação sobre a bacia.

19 7. Numa determinada bacia hidrográfica a relação entre o escoamento anual (H i ) e a precipitação anual (P i ) é expressa exactamente por H = a P b i i onde a e b são parâmetros positivos. Nessas condições mostre que, para um período de N anos, o coeficiente de variação do escoamento anual (CV H ) é maior que o coeficiente de variação da precipitação anual (CV P ). 8. Descreva um evaporímetro Piche e indique como se comparam os valores que mede com os de uma tina da classe A. 9. A lei de Horton é expressa do seguinte modo f = f c + (f 0 f ) e Represente graficamente a função f(t), indicando no gráfico os parâmetros f c e f 0, e refira o significado físico destes dois parâmetros. c k t 10. Explique como procederia para estimar a curva de duração média anual do caudal médio diário na secção de referência de uma bacia hidrográfica onde não houvesse registos de medição de caudal.

20 No.: Nome: INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E ARQUITECTURA SECÇÃO DE HIDRÁULICA E DOS RECURSOS HÍDRICOS E AMBIENTAIS HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 2º EXAME 18/01/2005 Parte prática 1. Para o traçado do perfil longitudinal de determinado curso de água determinaram-se os seguintes pontos x (km) z (m) onde x representa a distância à secção de referência e z, a cota. Determine o declive equivalente do curso de água.

21 2. Para determinada bacia hidrográfica com 40 km 2 de área estimou-se um escoamento médio anual de 200 mm. Sabendo que o coeficiente de variação do escoamento anual é e que para a lei normal se tem CV H = 2,74 H 0,27 F(x) 0,5 0,9 0,99 0,995 0,999 K N 0,00 1,28 2,33 2,56 3,09 determine o escoamento anual que, segundo tal lei, não é excedido em média uma vez em cada 10 anos e o caudal médio, em m 3 /s, que lhe corresponde. 3. Em determinada bacia hidrográfica, em resultado de uma precipitação útil com intensidade constante de 4 mm/h e muito longa duração, obteve-se o seguinte hidrograma do escoamento directo: t (h) Q d (m3/s) 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1, Nessas condições determine: d) o tempo de concentração da bacia hidrográfica; e) a área da bacia hidrográfica; f) o hidrograma unitário para a precipitação de 1 mm em 0,25 h.

22 No.: Nome: HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS LICENCIATURA EM ENGENHARIA CIVIL 2º EXAME 18/01/2005 (cont.) Parte teórica 4. Defina retenção superficial e detenção superficial de modo a deixar claras as diferenças entre cada um dos referidos conceitos. 5. Refira três características da precipitação sobre uma bacia hidrográfica que condicionem o escoamento resultante na secção de referência da referida bacia. Refira também o modo como o condicionam. 6. Indique as condições para assegurar, na medida do possível, a invariabilidade no tempo da curva de vazão de determinada estação hidrométrica.

23 7. Explique como se calcula o volume de escoamento anual numa secção transversal de um curso de água equipada com um limnígrafo e dispondo de curva de vazão. 8. A fórmula de Penman é E + γ = m E E a + γ Indique o significado físico das variáveis nela intervenientes. 9. Defina teor volúmico de humidade de um solo e refira a que grandeza é igual o seu valor máximo. 10. Indique os tipos em que se podem classificar os métodos de avaliação de caudais de cheia.