Calculadora de escoamento em canais abertos

O escoamento em canais abertos tem superfície livre exposta à pressão atmosférica, como em rios, canais, valas de estrada, bueiros parcialmente cheios e canais de esgoto. A gravidade fornece a força motriz. A equação de Manning é uma das relações empíricas mais usadas para estimar escoamento permanente uniforme. Em SI, a velocidade média é o inverso do coeficiente de rugosidade multiplicado pelo raio hidráulico elevado a dois terços e pela raiz quadrada da declividade de energia. A vazão é a velocidade média multiplicada pela área de escoamento. Esta calculadora modela um canal retangular. A área transversal é a largura do fundo vezes a profundidade. O perímetro molhado é a largura mais duas vezes a profundidade, pois essas bordas estão em contato com a água. O raio hidráulico é a área dividida pelo perímetro molhado; não é simplesmente metade da profundidade nem um raio geométrico real. A declividade é inserida como razão adimensional entre desnível e distância horizontal; uma queda de um por cento corresponde a 0.01. Sob escoamento uniforme, a declividade da linha de energia é aproximada pela do fundo. O coeficiente de Manning representa a resistência causada por material superficial, vegetação, irregularidades, alinhamento, obstruções e outras condições. Concreto liso pode ter coeficiente baixo, enquanto cursos naturais com pedras e arbustos têm valores maiores. Como a velocidade é inversamente proporcional ao coeficiente, escolher um valor irrealisticamente pequeno pode superestimar muito a capacidade. Faixas publicadas ajudam no trabalho preliminar, mas calibração em campo e julgamento de engenharia são importantes. Vegetação sazonal, sedimentos, danos e mudanças de profundidade podem alterar a rugosidade efetiva. A fórmula pressupõe escoamento permanente, uniforme, por gravidade e um trecho prismático suficientemente longo. Não representa escoamento rapidamente variado perto de comportas, vertedores, quedas, curvas, transições ou ressaltos hidráulicos. Também não verifica se a profundidade adotada é normal ou se o regime é subcrítico ou supercrítico. Use-a em estimativas transparentes, exercícios, avaliações iniciais de drenagem e comparações de projetos retangulares. Projetos finais de controle de cheias, rodovias e segurança pública devem incluir geometria levantada, chuvas de projeto e condições de contorno adequadas, borda livre, sedimentos e revisão pelas normas hidráulicas aplicáveis.