Vazao de canais

Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Engenharia Civil

Professora: Mayara Moraes

Escoamento em Canais
• Fenômeno complexo, fortemente variável no espaço e no tempo.
• Variáveis fundamentais:
– Velocidade
– Vazão
– Nível da água

• Constância ao longo do tempo em um determinado trecho do canal: Escoamento permanente. • Constância ao longo do espaço: Escoamento uniforme. Velocidade de Escoamento
• Velocidade média de escoamento permanente uniforme em um canal aberto com declividade constante do fundo e da linha da água.
• Estimativa a partir de equações relativamente simples. – Exemplo: Equação de Manning

Equação de Manning

u = velocidade média da água (m/s);
Rh = raio hidráulico da seção transversal
(descrito a seguir);
S = declividade (m/m, ou adimensional); n = coeficiente empírico, denominado coeficiente de Manning.

Raio Hidráulico
Regime
permanente e uniforme

Corte Longitudinal

Raio Hidráulico
Regime
permanente e uniforme

Corte Longitudinal
Corte Transversal
(seção retangular)

Raio Hidráulico
Perímetro molhado: Soma dos segmentos da seção transversal em que a água tem contato com as paredes:
Seção retangular: = +
Raio hidráulico: Relação entre a área de escoamento e o perímetro molhado:

∙ =
=
+

Quanto maior o nível da água, maior a velocidade do escoamento!

Coeficiente de Manning
• Varia de acordo com o revestimento do canal.
– Canais com paredes muito rugosas, como os revestidos por pedras irregulares e os rios naturais com leito rochoso tem valores altos de n.
– Canais de laboratório, revestidos de vidro , por exemplo, apresentam valores mais baixos de n.

Coeficiente de Manning

Indian Fork, Ohio n = 0,026

Coeficiente de Manning

Rio de Alene, EUA n = 0,032

Coeficiente de Manning

Rio Moyui, EUA n = 0,038

Coeficiente de Manning

Rio Clear Creek,
Colorado
n = 0,050

Coeficiente de Manning

Rio Ausable, NY n = 0,055