Capítulo 66 Método de I PAI WU

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1 Capítulo 66 Método de I PAI WU 66-1

2 Capítulo 66- Método I PAI WU 66.1 Introdução Vamos comentar o Método I PAI WU usando os ensinamentos do prof. Hiroshi Yoshizane da Unicamp de Limeira. Para os engenheiros que gostam do método Racional, o Método de I PAI Wu é o método Racional que sofre algumas modificações, permitindo cálculos de bacias hidrográficas 2 km 2 até 200km 2. Existem órgãos do Estado den São Paulo que recomendam a adoção deste método, embora não aceito por todos. O método de I PAI WU modificado elaborado pelo prof. dr. Kokei Uehara pode ser usado até área de 500km 2, entretando não vamos apresentá-lo neste capítulo Equação básica A equação básica do Método I PAI Wu é: Q= (0,278.C. I. A 0,9 ). K Qpico= Qb + Q Q= vazão de pico (m 3 /s) Qb= vazão base (m 3 /s). Se não tiver informação adotar 0,1xQ. I= intensidade de chuva (mm/h) C= coeficiente de escoamento superficial (adimensional) A= área da bacia (km 2 ) 200km 2 K= coeficiente de distribuição espacial da chuva (adimensional) Para achar o coeficiente K precisamos de um ábaco especial feito pelo DAEE no Estado de São Paulo Cálculo do coeficiente C de escoamento superficial O coeficiente C é calculado pela seguinte equação: C= (C 2 / C 1 ). 2/(1+F) C= coeficiente de escoamento superficial C 2 = coeficiente volumétrico de escoamento C 1 = coeficiente de forma F= fator de forma da bacia Coeficiente de forma C 1 Conforme Kather, 2006 em bacias alongadas, o tempo de concentração é superior ao tempo de pico, pois a chuva que cai no ponto mais distante da bacia chegará tarde o suficiente para não contribuir para a vazão máxima Assim em bacias alongadas, deve-se esperar um valor de C 1 <1 de acordo com a equação: C 1 = tp/ tc = 4 / (2 + F) tp= tempo de pico de ascensão (h) tc= tempo de concentração (h) Pelo SCS tp= 0,6 x tc, ou seja, tp/tc= 0,60=C

3 Fator de forma da bacia Curso de Manejo de águas pluviais F= L / [2 (A/π) 0,5 ] L= comprimento do talvegue (km) A= área da bacia (km 2 ) F= fator de forma da bacia Conforme Morano, 2006 quando: F=1 a bacia tem formato circular perfeito F<1 a bacia tem forma circular para a eliptica e o seu dreno principal está na transversal da área. F>1 a bacia foge da forma circular para eliptica e o seu dreno principal está na longitudinal da área. Coeficiente C 2 O coeficiente volumétrico de escoamento ocorre em função do grau de impermeabilidade da superfície conforme DAEE, São Paulo, Podemos adotar C 2 =0,30 para grau baixo de impermeabilização; C 2 =0,50 para grau médio e C 2 =0,80 para grau alto conforme Tabela (66.1). Para estimar o coeficiente C 2 consultar a Tabela (66.1). Tabela Grau de impermeabilização do solo em função do uso. Grau de impermeabilidade Coeficiente volumétrico da superfície de escoamento C 2 Baixo 0,30 Médio 0,50 Alto 0,80 Fonte: DAEE, 1994 Tabela 66.1 A- Valores de C 2 conforme Morano, 2006 Coeficiente volumetrico de escoamento C 2 Zona rural 0,25 Zona Suburbana 0,40 Zona Urbana 0,60 Zona Urbana Central 0,

4 66.4 Ábaco para determinar o coeficiente K Figura Ábaco para achar o valor de K. Entrar com área da bacia em Km 2 e com tc achar K Gráfico de Ven Te Chow 66-4

5 Figura Ábaco para achar o valor de K. Entrar com área da bacia em Km 2 e com tc achar K 66-5

6 Figura Tempo de concentração Usamos normalmente a equação de Kirpich que foi recomendada pelo prof. dr. Kokei Uehara em 1969 para uso no método de I Pai Wu.. tc= 57 x (L 2 / S) 0,385 tc= tempo de concentração (min) L= comprimento do talvegue (km) S= declividade equivalente do talvegue (m/km) 66.6 Volume do hidrograma O volume do hidrograma conforme prof Hiroshi Yoshizane da UNICAMP, pode ser calculado pela equação: V= (0,278 x C 2 x I x tc x 3600 x A 0,9 x K) x 1,5 V= volume do escoamento (m 3 ) C 2 = coeficiente volumétrico do escoamento (adimensional) I= intensidade da chuva crítica (mm/h) tc= tempo de concentração (h) A= área da bacia (km 2 ) K= coeficiente de distribuição espacial (adimensional) 66-6

7 Exemplo 66.1 Dimensionar a vazão do rio Baquirivu Guaçu junto a ponte da Via Dutra. A área tem 149,80km 2, declividade média S=0,002825m/m, L= 22,3km (talvegue), tc= 6,95h. Tabela Cálculos do I PAI WU Tr (anos) 100 K 1747,9 A 0,181 B 15 C 0,89 tc (min) 417,28 I (m/h) 18,14 Qb (m 3 /s) 35,34 Talvegue(km) 22,30 Decl (m/m) 0, Decl (m/km) 2,8250 Kirpich tc 417,28 (min) tc (h) 6,95 A (km 2 ) 149,8 F 1,61 C 1 0,60 C 2 0,80 C 0,81 Ábaco K 0,95 Q (m 3 /s) 353,4 Qp (m 3 /s) 388,79 tc calculado pelo método de Kirpich Qb= vazão base considerada 0,1Q Qp= Qb + Q C 1 = 0,6 C 2 = 0,80 Hidrograma curvilíneo Apesar do método de I PAI WU ser baseado no método Racional, adotamos o hidrograma curvilíneo do SCS. Tabela Hidrograma curvilíneo do SCS t/tp Q/Qp t (min) Q (m 3 /s) 0,00 0,000 0,00 0,00 0,10 0,030 0,42 11,66 0,20 0,100 0,83 38,88 0,30 0,190 1,25 73,87 0,40 0,310 1,67 120,53 0,50 0,470 2,09 182,73 0,60 0,660 2,50 256,60 0,70 0,820 2,92 318,

8 0,80 0,930 3,34 361,58 0,90 0,990 3,76 384,91 1,00 1,000 4,17 388,79 1,10 0,990 4,59 384,91 1,20 0,930 5,01 361,58 1,30 0,860 5,42 334,36 1,40 0,780 5,84 303,26 1,50 0,680 6,26 264,38 1,60 0,560 6,68 217,72 1,70 0,460 7,09 178,85 1,80 0,390 7,51 151,63 1,90 0,330 7,93 128,30 2,00 0,280 8,35 108,86 2,20 0,207 9,18 80,48 2,40 0,147 10,01 57,15 2,60 0,107 10,85 41,60 2,80 0,077 11,68 29,94 3,00 0,055 12,52 21,38 3,20 0,040 13,35 15,55 3,40 0,029 14,19 11,28 3,60 0,021 15,02 8,16 3,80 0,015 15,86 5,83 4,00 0,011 16,69 4,28 4,50 0,005 18,78 1,94 5,00 0,000 20,86 0,00 Figura Hidrograma 66-8

9 66.5 Bibliografia e livros consultados -GENOVEZ, ABEL MAIA. Avaliação dos métodos de estimação de vazões de enchente para pequenas bacias rurais do Estado de São Paulo. Unicamp, Campinas, Dissertação de Mestrado, outubro de 1991, 245 páginas. -KATHER, CHRISTIAN. Uso do solo e da água na bacia do ribeirão Serragem, Vale do Paraiba, janeiro de MORANO, JOSÉ ROBERTO. Pequenas barragens de terra. Metodologia para projetos e obras. Edição Codasp, 2006, 103 páginas. -YOSHIZANE, HIROSHI. Hidrologia e Drenagem. CESET. Unicamp, Limeira,