nivelamento para a Área de recursos hídricos – pec/ coppe hidrologia aula 03

Nivelamento para a Área de Nivelamento para a Área de Recursos Hídricos – PEC/ Recursos Hídricos – PEC/

COPPECOPPE

HidrologiaHidrologiaAula 03Aula 03

Medições de VazãoMedições de Vazão

Estação Hidrométrica: Seção do Rio onde Estação Hidrométrica: Seção do Rio onde se medem vazões;se medem vazões;

De modo geral: vazão obtida a partir no De modo geral: vazão obtida a partir no nível das águas (régua linimétrica ou nível das águas (régua linimétrica ou linígrafo);linígrafo);

A relação nível-vazão deve ser A relação nível-vazão deve ser estabelecida por medições diretas em estabelecida por medições diretas em diversas situações de descarga, para que diversas situações de descarga, para que se estabeleça a Curva Chave do Curso se estabeleça a Curva Chave do Curso d’água (Cota x Vazão);d’água (Cota x Vazão);


Condições favoráveis à medição de Condições favoráveis à medição de descarga:descarga:• Localização em trecho Localização em trecho

aproximadamente retilíneo, com aproximadamente retilíneo, com margens bem definidas e livres de margens bem definidas e livres de perturbações no escoamento;perturbações no escoamento;

• Seção transversal tanto quanto possível Seção transversal tanto quanto possível simétrica e com taludes acentuados;simétrica e com taludes acentuados;

• Velocidades regularmente distribuídas;Velocidades regularmente distribuídas;• Velocidade média superior a 0,3 m/s;Velocidade média superior a 0,3 m/s;


Características físicas naturais Características físicas naturais (configuração, recobrimento vegetal, (configuração, recobrimento vegetal, zonas inundáveis e natureza do leito) zonas inundáveis e natureza do leito) podem sofrer alterações, o que provocaria podem sofrer alterações, o que provocaria variação na relação cota descarga.variação na relação cota descarga.

Sensibilidade de uma estação Sensibilidade de uma estação Hidrométrica: maior ou menos variação de Hidrométrica: maior ou menos variação de nível para uma dada alteração de vazão – nível para uma dada alteração de vazão – recomendável que seja alta.recomendável que seja alta.


Medição de vazão a barco com guincho e molinete, Ribeirão do Pinhal.

Régua linimétrica instalada, Ribeirão Tabajara.

Ajustando a altura do molinete para ficar a 40% de profundidade.

Medições de VazãoMedições de Vazão Estudo de viabilidade técnica x econômica para Estudo de viabilidade técnica x econômica para

estabelecimento de uma estação hidrométrica;estabelecimento de uma estação hidrométrica; Aspectos levados em consideração:Aspectos levados em consideração:

• Natureza do Leito – leitos rochosos são mais estáveis;Natureza do Leito – leitos rochosos são mais estáveis;• Vegetação – vegetação em zonas baixas do leito e Vegetação – vegetação em zonas baixas do leito e

margens pode causar instabilidade.margens pode causar instabilidade.• Variação do nível das águas – conhecimento das Variação do nível das águas – conhecimento das

condições de escoamento do local, principalmente para condições de escoamento do local, principalmente para águas altaságuas altas

• Obras Hidráulicas Existentes – Barragens a montante Obras Hidráulicas Existentes – Barragens a montante podem provocar mudanças de vazões abruptas; obras a podem provocar mudanças de vazões abruptas; obras a jusante / afluentes importantes podem provocar jusante / afluentes importantes podem provocar remanso;remanso;


Local tem que permitir acesso Local tem que permitir acesso permanente, mesmo em enchentes. permanente, mesmo em enchentes. Leitura de Régua Linimétrica deve ser feita Leitura de Régua Linimétrica deve ser feita duas vezes por dia, por pessoal local duas vezes por dia, por pessoal local treinado.treinado.

Método VolumétricoMétodo Volumétrico

Para pequenos cursos d’água, consiste Para pequenos cursos d’água, consiste em derivar as águas para recipientes em derivar as águas para recipientes volumetricamente calibrados. volumetricamente calibrados. Cronometra-se o tempo de Enchimento.Cronometra-se o tempo de Enchimento.

Tempo

VolumeQ

Método dos TraçadoresMétodo dos Traçadores

Utilizado para seções de muito difícil Utilizado para seções de muito difícil acesso ou rios perigosos;acesso ou rios perigosos;

01

1

CC

CCqQ

Onde:Onde:• Q – vazãoQ – vazão• q – vazão de injeçãoq – vazão de injeção• C - Concentração de sal injetado;C - Concentração de sal injetado;• C1 – ConcentraçÃo de sal em C1 – ConcentraçÃo de sal em

regime permanente;regime permanente;• C0 – Concentração natural de sal C0 – Concentração natural de sal

no rio.no rio.

Método das Áreas x VelocidadesMétodo das Áreas x Velocidades

Método dos Flutuadores: Empregado mais Método dos Flutuadores: Empregado mais freqüentemente para obter estimativas de freqüentemente para obter estimativas de vazões ou para medir vazões de enchente;vazões ou para medir vazões de enchente;

Método das Áreas x VelocidadesMétodo das Áreas x Velocidades Método de Pitot:Método de Pitot:


Método do Método do Molinete:Molinete:


Método do Molinete:Método do Molinete:• Mede-se a velocidade em vários pontos da Mede-se a velocidade em vários pontos da

seção transversal. Em cada ponto, pode-se seção transversal. Em cada ponto, pode-se fazer a medida em diversas profundidades, fazer a medida em diversas profundidades, fazendo depois a média ponderada da fazendo depois a média ponderada da velocidade pra cada ponto.velocidade pra cada ponto.

• Calcula-se a área da seção entre os pontos Calcula-se a área da seção entre os pontos de medição.de medição.

• Calcula-se a Vazão entre esses pontos, que Calcula-se a Vazão entre esses pontos, que somadas representam a vazão na seção.somadas representam a vazão na seção.

Curva ChaveCurva Chave

É a relação que se procura estabelecer entre É a relação que se procura estabelecer entre as grandezas Nível d’água e vazões;as grandezas Nível d’água e vazões;

Têm que ser retificadas periodicamente, se o Têm que ser retificadas periodicamente, se o rio apresentar mudança nas suas rio apresentar mudança nas suas características físicas;características físicas;

Escolhe-se equação de acordo com as Escolhe-se equação de acordo com as condições do controle hidráulico.condições do controle hidráulico.


Podem ser usadas equações do tipo:Podem ser usadas equações do tipo:

meHKQ )(

Onde:Onde:• Q – VazãoQ – Vazão• H – cota (do nível d’água)H – cota (do nível d’água)• K, m, e – Parâmetros próprios a cada estaçãoK, m, e – Parâmetros próprios a cada estação

Curva ChaveCurva Chave Podem ser usadas Podem ser usadas

equações do tipo:equações do tipo:

Faz se uma anamorfose Faz se uma anamorfose em escala logarítmica:em escala logarítmica:

Caso 1: Caso 1: Concavidade para Concavidade para cima -> aumento do cima -> aumento do valor de evalor de e

Caso 2: Uma reta só, Caso 2: Uma reta só, então e=oentão e=o

Caso 3: Caso 3: Concavidade para Concavidade para baixo -> Diminuo o baixo -> Diminuo o valor de e.valor de e.

e – ok, m = e – ok, m = coeficiente angular coeficiente angular da retada reta

)]log([log10 eHmQk

meHKQ )(

)log(loglog eHmKQ

AxBy


22

2

0XXN

XYXXYm

)log(loglog eHmKQ

AxBy

. Método dos Mínimos . Método dos Mínimos Quadrados:Quadrados:

A = mA = mB = m0B = m0

22 XXN

YXXYNm

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