O calculo dos caudais máximos que poderão ser atingidos em certas situações pré- definidas é efectuado com um fim de planeamento e possível prevenção, variando assim a sua precisão de acordo com o seu fim. Estes caudais podem ser obtidos através de vários métodos entre os quais as formulas empíricas, formulas cinemáticas e o método do hidrograma unitário.
Fórmula racional Esta formula apenas deve ser utilizada para bacias pequenas como é o caso(<= 25km²). em que : Qmáx. - Caudal máximo de cheia em m³/s C- Coeficiente de escoamento adimensional (ver anexo) i- Intensidade da chuva em m/s A- Área da bacia em m² A = 5,823 Km² = 5,823 C=0,3 t = 1,08 h = 65 min (Este valor de t , corresponde ao Tc da formula de Kirpich) para: Tr = 5 anos - I = 259,26 * t -0,562 Tr = 10 anos - I = 290,68 * t -0,549 Tr = 100 anos - I = 365,62 * t -0,508 Logo: |
Tr (anos) |
I (mm/h) |
I (m/s) |
Qmáx (m3/s) |
5 | 24,824 | 6,896x10-06 | 12,046 |
10 | 33,630 | 9,342x10-06 | 16,319 |
100 | 43,860 | 1,218x10-05 | 21,283 |
Em que : Qp- Caudal de ponta de cheia em m³/l Z - Parâmetro regional A - Área da bacia em Km² C - Parâmetro relacionado com o tempo de retorno (Tr) Z= 0,784 Para : Tr = 5 anos - C = 3,45 Tr = 10 anos - C = 4,40 Tr = 100 anos - C = 7,09 Logo : |
Tr (anos ) |
Qp (m³/s) |
5 | 13,731 |
10 | 17,512 |
100 | 28,218 |
Fórmula de Giandotti Em que: Qmáx - caudal máximo em m³ /s l - parâmetro tabelado (depende da área ) A - área em Km² h - altura da precipitação máxima em mm ( depende de Tc e de Tr ) Tc - tempo de concentração em horas Tc(Giandotti) = 2,12h l = 0,346 A = 5,823 km2 L = 5,911 Km Para: Tr = 5 anos Tr = 10 anos Tr = 100 anos Então: |
Tr (anos) |
h (mm) |
Qmáx (m³/s) |
5 | 36,133 | 34,340 |
10 | 43,084 | 40,945 |
100 | 66,141 | 62,858 |
Fórmula de Mockus Para o tempo de chuva efectiva estabelece-se um tempo crítico sendo Tc o tempo de concentração. Tc=1,08h=65min O tempo de chuva será
sendo CN o número de escoamento ou curva número (CN=86,70). Tr=5 anos Tr=10 anos Tr=100 anos I(Tcr) é a intensidade da chuva, correspondente ao tempo crítico Tcr e obtém-se a partir da respectiva equação de chuvas com I em mm/h e Tcr em horas. A altura P calcula-se recorrendo à equação de chuvas do Algarve Tr=5 anos Tr=10 anos Tr=100 anos A chuva efectiva calcula-se através da fórmula do SCS: P em mm Pe em cm. O caudal máximo foi calculado pela fórmula: Qmáx em m3/s Tc em horas A tabela seguinte resume os cálculos efectuados: |
Tr (anos) |
t (horas) |
P (mm) |
Pe (cm) |
Qmáx (m3/s) |
5 | 0,653 | 26,890 | 0,628 | 4,509 |
10 | 0,551 | 31,780 | 0,914 | 6,561 |
100 | 0,369 | 47,460 | 2,001 | 14,365 |
Hidrograma Unitário Triangular em que : Qp - caudal em m³/s A - área da bacia em Km² Tp - tempo de ascensão em horas em que: D - tempo unitário Tc - tempo de concentração em horas(Kirpich) TC=1,08h Tempo unitário : Tempo de precipitação: Tempo de retorno: Assim A = 5,823 km² Tc = 1,08 h Caudal pique: Para o cálculo do Hidrograma Unitário Triangular: Precipitação efectiva: Volume escoado: Hidrograma Unitário Triangular Tabelas e Hidrogramas Unitários Depois de uma análise das Tabelas referentes ao Hidrograma Unitário Triangular, obtivemos os seguintes caudais máximos: Tr=5 anos Tr=10 anos Tr=100 anos |