benedito c. silva irn-unifei 1 hidrometria. rede fluviométrica 2 banco de dados: hidroweb, daee /...

BENEDITO C. SILVAIRN-UNIFEI

1

Hidrometria

Rede Fluviométrica2

Banco de Dados: Hidroweb, DAEE / SP A maioria dos postos é da ANA Os postos podem medir somente nível, gerar vazões, amostras de sedimentos

e de qualidade da água O intervalo de medição dos postos pode ser com duas leituras diárias 7 e

17h ou com linígrafo com medição contínua de níveis Os postos estão classificados de acordo com as bacias hidrográficas

brasileiras com numeração que início com 1 a 8 (oito bacias) A caracterização é realizada pelo rio com o nome da seção, (p. ex Rio Paraná

em Guaíra). São informadas a área da bacia, município, latitude e longitude, período da série, disponibilidade das informações citadas acima

Hidroweb / ANA3

Fluviometria4

O objetivo é obter os níveis e vazões ao longo do tempo num rio;

A série de níveis pode ser obtida ao longo do tempo, pela leitura de uma régua através de observador ou aparelho, mas a vazão somente é obtida através de método indireto

Para obtenção da vazão é necessário construir uma curva que relaciona nível e vazão, chamada curva-chave.

A curva-chave é obtida através de medidas amostrais de vazão ao longo do tempo no local de observação de níveis.

Com estas medidas é possível determinar a curva-chave e, a partir desta, obter a série de vazões

Hidroweb / ANA5

6

Localização da seção medição e leitura da régua

7

Trecho com seção aproximadamente uniforme do rio

Trecho em reta, sem curvas

Leito fixo, com baixa mobilidade

Sem obstrução ou controle de jusante como pontes, estreitamento, lagos e oceano

Próximo da residência do observador

Seção de fácil medição de vazão

Seção de leitura

Seção de medição

Lance de régua

Posto de medição8

Características9

A seção de medição deve ficar referenciada a um datum para permitir avaliar a evolução do leito com o tempo ou entre medições

A cota mínima da régua deve ser colocada em cota que se espera que nunca deverá ser menor

A cota máxima deve ser escolhida até um valor que não será ultrapassado e o observador tenha acesso durante os eventos de cheia

A seção de medição deve ser escolhida a montante ou a jusante da seção de leitura em local que facilite a medida

O histórico do posto deve registrar qualquer alteração de posição, nível, mudança de observador, etc, que de alguma forma possa ser de informação para melhor definição dos dados

Medição da vazão

A quantidade das medidas não é o mais importante, mas a amostragem das mesmas

Geralmente é possível obter medidas para as vazões mais freqüêntes, mas para as vazões raras superiores ou inferiores as medidas dependem de estar preparado para fazê-las;

Métodos: molinete; barco móvel, ADCP

O método com o molinete é utilizado para rios pequenos e médios o do barco móvel para grandes rios e o ADCP é a evolução recente da hidrometria que permite com aparelhos adaptados a profundidade do rio medir nas diferentes condições, mas o aparelho tem custo alto.

viAiQ

10

Velocidade média em cada seção

vi

Ai

Método do molinete

Molinete

11

ADCP

12

Curva - chave13

A curva-chave é uma função não – linear unívoca entre nível e vazão.

Esta função pode se alterar se houver

efeito de jusante no escoamento. Neste caso, resulta um feixe de curvas que depende da declividade da linha d’água

A curva – chave pode ser determinada de acordo com o número de pontos e sua representividade.

O métodos de determinação são principalmente: logaritmico e Stevens

Método logaritmico14

Utiliza a equação seguinte:

Q = a(h-ho)b

onde Q é a vazão, h é o nível, ho o nível do zero da régua; a e b são parâmetros ligados a vazão local

A estimativa dos parâmetros a e b pode ser realizada com base nos mínimos quadrados, transformando a equação numa reta por logarítmicos

lnQ = lna+ bln(h-ho)

Ou

Y = Ax + B onde A = b; y = lnQ; x = ln(h-h0); B= lna

O valor de ho é determinado por tentativas.

Curva-Chave15

Método logarítimico16

Escalas logs lnQ

Ln(h-ho)

•Pode apresentar tendências diferentes ao longo da curva•Resultados tendenciosos na extrapolação da curva-chave devido ao peso excessivo dos valores de medição para níveis menores•Existem poucos pontos no ramos superior•Melhor ajuste por grupo de pontos em faixas dos valores de profundidade

Métodos de Stevens

Utilizado principalmente para extarpolação da curva-chave

Considera que

Q= vazão, h= nível, S declividade do fundo, A é a área da seção, C o coeficiente de rugosidade

A combinação de duas funções, uma conhecida e outra extrapolada pela tendência.

O método admite que a rugosidade e a declividade são constantes, o que pode não ocorrer;

Limitações para leitos com grande quantidade de vegetação e mudança de forma

2/12/1 CS

R.AQ

17

Qh

AR1/2

Extrapolação da curva para valores acima das medições

Consistência18

Baseada em índices como: coeficiente de escoamento= Q/P, valores médios anuais. Permite retirar erros de tendenciosidade

Vazão específica regional: na região é possível conhecer para a maioria dos postos os valores médios de vazão específica em l/(s.km2)

Regiões úmidas pode variar de 15 a 25 l/(s.km2); regiões semi-áridas pode cair para 1 a 4 l/(skm2)

Uso da continuidade de volumes: vazões médias, mínimas e máximas.

Curvas regionais da relação das variáveis como Q= F(A), área da bacia, entre outras, ver capítulo de regionalização

Continuidade19

Vazões médias e mínimas a continuidade de volume deve ser mantida na maioria das bacias;

Para vazões máximas é necessário identificar a continuidade de volume de hidrogramas. Valores isolados de vazão não têm significado numa inundaço

3

21

Q3 > Q1+Q2

3

21

V3 = V2 + V1Volumes dos hidrogramas

t

Q

ExercícioExercício

A partir dos dados abaixo determine a curva chave do rio.

Data h(m) Q(m³/s)20/3/1985 0,38 0,457/7/1988 3,01 20,90

30/6/1989 4,01 35,825/4/1991 0,49 0,69

14/2/1992 1,21 4,259/5/1994 2,31 12,72

17/2/1997 0,95 2,1822/2/1998 0,66 1,153/1/2004 2,75 17,64

ExercícioExercício

Com a curva chave da obtida na questão anterior, determine o hidrograma deste evento de cheia.

Horário H (m)07:00 1,40

07:36 1,07

07:56 0,86

08:30 0,49

09:36 0,87

10:40 2,75

11:00 3,01

12:00 2,31

13:00 1,39

14:00 1,13

15:00 0,99

16:00 0,90

17:00 0,89

18:00 0,84

19:00 0,84

19:15 0,81