hidrologia e curva de duração ( anual ou média anual ) do...

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS (3ª ano, 2º semestre – 2018/2019) ----- 1

Escoamento

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS

Escoamento. Regionalização das curvas de duração. Importância da altura do escoamento anual

médio

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS

Escoamento. Regionalização das curvas de duração. Importância da altura do escoamento anual

médio


Escoamento

Curva de duração (anual ou média anual) do caudal médio diário

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

Caudal médio diário (m3/s)

Caudal médio

diário, Q

Caudal médio

diário, Q

Duração de QDuração de Q

Escoamento diário


Escoamento

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

0

2

4

6

8

10

Caudal médio diário (m3/s) Q/Qmod

Q mod1

Curva de duração com e sem unidades


Escoamento

Apesar de as curvas de duração não fornecerem qualquer indicação sobre asucessão cronológica dos caudais médios diários, possibilitam umacaracterização sintética do regime hidrológico diário.

Até há algum tempo atrás eram diretamente utilizadas como critério dedimensionamento de aproveitamento hidroelétricos sem capacidade deregularização – os ditos aproveitamento a fio-de-água (run-of-river hydropower

schemes).

Curva de duração com e sem unidades


Escoamento

Descarregador

lateral

Açude


EscoamentoAplicação das curvas de duração – aproveitamentos a fio-de-água


Escoamento


Escoamento

Conduta forçada e central hidroelétrcia


EscoamentoAplicação das curvas de duração –dimensionamento de aproveitamentos a

fio-de-água


Escoamento

Fratel (Tejo)

Belver (Tejo)

Picote (Douro) Miranda (Douro)

Aplicação das curvas de duração – dimensionamento de aproveitamentos a fio-de-água


Escoamento

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

0

5

10

15

Q/Qmod Q (m3/s)

Comparação de soluções definidas por diferentes valores de Qmax por recurso a critérios de análise económica ...

Receita ...

Volume anual médio turbinado ...)

Custos ...

Qmax (arbítrio ...)

Aplicação das curvas de duração – dimensionamento de aproveitamentos a fio-de-água


Escoamento

Curvas (adimensionais) de duração média anual do caudal

médio diário em cursos de água de Portugal Continental.

Altura do escoamento anual médio decrescente

(cursos de água com regime hidrológico mais irregular)

Altura do escoamento anual médio decrescente

(cursos de água com regime hidrológico mais irregular)

O facto predominante na forma das curvas de

duração média anual é a altura do escoamento

anual médio.

Regionalização das curvas de duração


Escoamento

Escoamento anual médio (mm)

0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350Duração (dias)

Q/Qmod

Monte da Ponte: 138 mmMonforte: 212 mmQuinta Laranjeiras: 265 mmCastanheira: 366 mmRebordelo: 582 mmPonte Canavezes: 699 mmCastro Daire: 733 mmVinhais-Quinta Ranca: 783 mmCunhas: 860 mmSanta Marta Alvão: 954 mmFragas Torre: 997 mm


0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350Duração (dias)

Q/Qmod


138 mm 212 mm265 mm

997 mm



Escoamento


0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350Duração (dias)

Q/Qmod



0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350Duração (dias)

Q/Qmod


A forma das curvas de duração depende

intrinsecamente da altura do escoamento anual

médio sendo o regime fluvial tanto mais

irregular (curva de duração muito mais

próxima do eixo vertível) quanto menor é H,

ou seja, quanto mais seca é a região.

Bacias hidrográficas com alturas do

escoamento anual médio próximas exibem

curvas de duração média anual dos caudais

médios diários com formas próximas

138 mm 212 mm265 mm

997 mm



Escoamento

Q/Q mod

Duração (dias)

MED. 1

MOD 1 e MOD 2

MED. 2

180

O módulo é sempre superior ao

caudal mediano e é tanto maior

quanto mais irregular for a

distribuição do caudal médio diário.

Cursos de água com regime

hidrológico mais irregularapresentam curvas de duração

“mais próximas” do eixo das

ordenadas (Q/Q mod).



Escoamento

0

1

2

3

4

5

6

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dias)

Q/Qmod

a)

Dependência entre a altura do escoamento

anual médio e a forma das curvas de

duração – curvas relativas a 54

estações hidrométricas

Sentido dos valores

decrescentes da altura do

escoamento anual médio,

H (mm)



Escoamento

A comparação das curvas de duração média anual do caudal médio diárioem secções de diferentes cursos de água portugueses e a consideraçãosimultânea das características das respetivas bacias hidrográficaspermitem o traçado aproximado daquelas curvas para secções de cursosde água não dispondo de observações hidrométricas.

A influência predominante na forma das curvas de duração média anual

do caudal médio diário é a que decorre da altura do escoamento anual

médio e, logo a seguir, das características geológicas das baciashidrográficas.

As curvas de duração traduzem uma regularidade hidrológica tanto

maior quanto maior é a altura do escoamento anual médio.

Mediante a consideração da similitude das alturas do escoamento

anual médio é possível adotar a curva adimensional de duração demédia anual do caudal médio estabelecida para uma secção que disponhade registos hidrométricos para outra secção em que tais registos nãoestejam disponíveis.

Escoamento diário – regionalização das curvas de duração


Escoamento

Pretende-se determinar a curva de duraçãomédia anual do caudal médio diário na

bacia hidrográfica, B1, com área A1 e onde, apesar

de não existirem registos, se estima que a altura do

escoamento anual médio seja de cerca de H1?

1) Identificação de uma bacia hidrográfica,

B2, dispondo de registos hidrométricos e com a

altura do escoamento anual médiopróxima de H1 .

2) Com base nos anteriores registos, obtenção da

curva adimensional de duração médiaanual do caudal médio diário relativaà bacia hidrográfica, B2.

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

Q/Qmod



Escoamento

4) Atendendo ao valores de H1 (altura, doescoamento anual média na bacia hidrográficaB1) e de A1 (área da mesma bacia hidrográfica),cálculo do valor correspondente de Qmod1 eatribuição de valores ao eixo dasordenadas das curva adimensional demodo a transformar essa curva numacurva com dimensões e específica dabacia hidrográfica B1.

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

0

2

4

6

8

10

Caudal médio diário (m3/s) Q/Qmod

1H1A""1V ××××==== )360024365/(1V""1modQ ××××××××====

3) Atendendo à proximidade esperada entre curvas de

duração média anual do caudal médio diário relativas a baciashidrográficas com alturas do escoamento anual médio

próximas, adoção na bacia hidrográfica B1 da curvaadimensional obtida com base nos registosreferentes à bacia hidrográfica B2.

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

Q/Qmod



Escoamento

Pretende-se determinar a curva de duração média anual do caudalmédio diário na bacia hidrográfica, B1, com área A1 e onde, apesar

de não existirem registos, se estima que a altura doescoamento anual médio seja de cerca de H1?

MAS, SEM REGISTOS, COMO DETRMINAR H1?




Escoamento

Pretende-se determinar a curva de duração média anual do caudalmédio diário na bacia hidrográfica, B1, com área A1 e onde, apesar

de não existirem registos, se estima que a altura doescoamento anual médio seja de cerca de H1?



Por recurso a mapas de isolinhas

do escoamento anual médio e a

fórmulas e relações que

permitem avaliar o escoamento

a partir de elementos climáticos … .



Escoamento

A variabilidade do escoamento anual, mensal ou diário em rios

portugueses é tanto maior quanto mais árida for a região ou

seja quanto menor for a altura do escoamento anual

médio.

Deste modo, a altura do escoamento anual médio constitui um

parâmetro que permite inferir sobre dadas características das

séries de escoamento.

Em Portugal este facto foi posto em evidência pela primeira vez

por Quintela, 1967.

Resultados posteriores baseados em 24 e mais recentemente em

54 estações hidrométricas (períodos de registos superiores a 30

anos).

Importância da altura do escoamento anual médio


Escoamento

0

200

400

600

800

0 500 1000 1500 2000Altura do escoamento anual médio, H (mm)

Desvio-padrão do escoamento anual , s' (mm)

54 EHs(2): s' = 4.285 H 0.676

24 EHs(2): s' = 4.895 H 0.646

Quintela, 1967(1): s'= 2.74 H 0.73

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

0 500 1000 1500 2000Altura do escoamento anual médio, H (mm)

54 EHs(2): Cv = 4.285 H -0.324

24 EHs(2): Cv = 4.895 H -0.354Quintela, 1967(1): Cv = 2.74 H -0.27

Coeficiente de variação do escoamento anual, Cv (-)

(1) Quintela, A.C., 1967, Recursos de águas superficiais em Portugal Continental. Tese de Doutoramento, Instituto Superior Técnico, Lisboa

(2) Portela, M.M. & Quintela, A.C., 2006, Estimação em Portugal Continental de escoamentos e de capacidades úteis de albufeiras de regularização na ausência de informação, Recursos Hídricos, Vol 27(2),, ISSN 0870-1741, Lisboa.

Equação de regressão entre o desvio-padrão do escoamento anual, s’, e o escoamento

anual médio, H.

Equação de regressão entre o desvio-padrão do escoamento anual, s’, e o escoamento

anual médio, H.

Equação de regressão entre o coeficiente de variação do escoamento anual, cv, e o

escoamento anual médio, H.

Equação de regressão entre o coeficiente de variação do escoamento anual, cv, e o

escoamento anual médio, H.


Escoamento

EXERCÍCIO

24

Exercícios


Escoamento

24. Utilizando as curvas de duração média anual de Quintela, estime o caudal médiodiário (m3/s) que em média é igualado ou excedido em 40 dias por ano, numa baciahidrográfica com 410 mm de escoamento anual médio e 320 km2 de área.(R: 9.6 m3/s).

__________________________________

Escoamento – curvas de duração


Escoamento


Escoamento

hidrologia e curva de duração ( anual ou média anual ) do...

Documents