Segundo o “Bureau of Reclamation of U.S.A ”, tempo de concentração (Tc) é o tempo necessário para que toda a área da bacia contribua para o escoamento superficial na secção de saída. Ou seja, o tempo de concentração é o tempo que leva para que a água que choveu no ponto da bacia hidrográfica mais distante da foz possa chegar lá.
O tempo de concentração (Tc) é tempo que leva para que a água que choveu no ponto da bacia hidrográfica mais distante da foz posso chegar lá.
Para saber calcular o Tc é preciso entender que ele pode ser considerado como a soma de duas parcelas:
- tempo de equilíbrio – é o tempo necessário para a estabilização da produção de escoamento superficial e o fluxo sobre superfícies (overland flow)
- tempo de viagem – é o tempo que o escoamento leva para se deslocar na calha fluvial (desde o ponto em que o escoamento passa a ocorrer em canais bem definidos até o exutório)
Também é preciso entender que várias características da bacia hidrográfica influenciam o Tc de uma desta bacia, tais como:
- Forma da bacia;
- Declividade média da bacia;
- Comprimento e declividade do curso principal e afluentes;
- Tipo de cobertura vegetal;
- Distância em planta entre o ponto mais afastado bacia e o exutório;
- Condições do solo em que a bacia se encontra no início da chuva.
Diversas formulações empíricas podem ser empregadas para estimar o tempo de concentração. Na tabela a seguir são citadas estas equações empíricas :
onde:
- L – comprimento do rio principal da bacia (km ou m, dependendo da formula);
- H – desnível entre o ponto mais elevado da bacia e o exutório (m).
- A – área de drenagem da bacia (km2);
- S – declividade média da bacia (m/m).
- v – velocidade média do rio principal da bacia no estirão (m/s).
- p – percentagem da bacia com cobertura vegetal (entre 0 e 1);
- CN – Numero da curva SCS
- Runoff – Coeficiente de escoamento superficial
O valor do Tc pode variar muito de acordo com a fórmula utilizada, portanto, é preciso ter muito critério e conhecer bem os limites de aplicabilidade de cada metodologia. Abaixo uma tabela resumo das características das formulas citadas extraída do livro elaborado pelo Engenheiro Plínio Tomaz:
Para bacias de médio e grande porte, o tc tende a se aproximar do tempo de viagem, e, nessas condições, a maioria dos autores (Chow, Linsley, etc) recomenda este valor seja estimado através do uso da fórmula de Manning.
Aproximando para o regime permanente e uniforme, e substituindo a velocidade pela razão entre o comprimento do trecho do rio e tempo necessário para este deslocamento, tem-se que:
No caso de um rio onde existam trechos com características distintas (declividade, material de fundo, etc) pode-se calcular os tempos de viagem para cada um dos trechos.
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Que legal seu artigo.
Tenho algumas observações para o cálculo do TC. Tudo muito teórico e nada experimental.
Particularmente, gostaria de ver um estudos de Doutorado ou Mestrado na compatibilização dessas fórmulas teóricas e de laboratório frente às condições reais de uma bacia onde sua forma e ocupação e de interferências ” “antropização” influenciam no TC de sobre maneira.
Ex: Imagina umas 1.000.000 bolinhas coloridas com peso específico 0,98 a 1,02 lançadas no início do talvegue nas condições de uma bacia completa sendo inicial de SERRA, parte RURAL, parte SUBURBANA parte URBANA parte URBANA CONSOLIDADA onde seu trecho será estudado. Ex. Rio Alcântara, Rios da Baixada, Saracuruna, Piabanha, Paquequer como exemplos,
Na minha visão, esse tal TC, empírico e de laboratório, será muito diferente, e, acredito que bem menor do que quaisquer um outro calculado por formulário já apresentado pelos estudos.
Um caso de análise de cada profissional.
Alexandre Bernacchi
Prezado Alexandre,
Realmente essas equações são apenas para estimar o tempo de concentração. Infelizmente não é viável usar traçadores para cada bacia estudada, por isso usamos essas equações empíricas que foram elaboradas com informações de bacias já estudadas.
A grande dificuldade é saber qual equação foi elaborada para uma bacia parecida com a sua e o intuito desse post é tentar esclarecer um pouco esse desafio. Claro que que não esgotamos as informações sobre o tema, apenas arranhamos a superfície para estimular o debate.
Abraços!
Muito legal seu artigo. De fato, há muitas equações para estimar o tempo de concentração. Eu escrevi um artigo sobre o mesmo tema em hidromundo.com.br. Lá mostro algumas outras equações e gostaria de sua opinião sobre ele. Valeu. Parabéns.
Obrigado Flávio! Vou dar uma olhada no seu site!
Abraços