cap11_ hidrometria
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Hidrometriacapítulo 11
Carlos E. M. TucciIPH-UFRGS
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tópicos
Rede hidrológica Pluviometria Fluviometria Análise de consistência
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Rede de Postos
As redes hidrológicas são geralmente públicas, com exceção das algumas redes telemétricas de empresas de energia
Redes Federais: ANA= pluviometria e fluviometria, INEMET= climatologia
Redes regionais: DNOCS e antiga SUDENE Redes estaduais: entidades de recursos
hídricos e de agricultura dos Estados Poucos Estados possuem gestão de dados
hidrológicos
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Rede Pluviométrica
Catálogo dos postos brasileiros: publicado pelo DNAEE/ANEEL com o catálogo de todos os postos até uma determinada data;
Banco de dados Hidroweb Postos com características climáticas: precipitação
(com pluviógrafo), Evaporação (tanque classe A ou evaporímetro), umidade, velocidade do vento, radiação do solar e insolação, temperatura;
Postos pluviométricos: pluviômetro ou pluviógrafo Rede extensa com séries longas. As séries mais longas
são dos postos INEMET geralmente do início do século 20.
Estes postos estão localizados por latitude e longitude, geralmente possuem informações de altitude, município de localização, período da série e tipo de dado
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Rede Fluviométrica
Catálogo de postos fluviométricos publicado pelo DNAEE/ANEEL
Banco de Dados Hidroweb 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
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Fluviometria
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
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Localização da seção medição e leitura da régua
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
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Características
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.
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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.
Velocidade média em cada seção
vi
Ai
viAiQ
Método do molinete
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Curva - chave
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
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Método logaritmico
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.
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Método logarítimico
Escalas logslnQ
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
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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
CSR.A
Q
Qh
AR1/2
Extrapolação da curva para valores acima das medições
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Consistência
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
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Continuidade
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
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Q3 > Q1+Q2
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2
1
V3 = V2 + V1
Volumes dos hidrogramas
t
Q