Philippe Vauchel Hidrólogo IRD HYBAM Júlio 2014

Transcrição

1 Um método de calculo das descargas baseado na fórmula de Manning Strickler Aplicação a zona da Baixa Amazônia Philippe Vauchel Hidrólogo IRD HYBAM Júlio 214

2 Área de estúdio

3 Exemplos de medições de descarga Fazenda Vista Alegre (Rio Madeira) Estação : 1586 = Fazenda Vista Alegre (Amazonas) Mediçoes de descarga Moura (Rio Negro) Estação : 1484 = Moura (?) mediçoes de descarga Descarga (m3/s) Descarga (m3/s) Cota na régua (cm) Cota na régua (cm) 18 Manacapuru (Rio Solimões) Estação : 141 = Manacapuru (Amazonas) Mediçoes de descarga 3 Ôbidos (Rio Amazonas) Estação : 1751 = Obidos (Amazonas) Mediçoes de descarga Descarga (m3/s) Descarga (m3/s) Cota na régua (cm) Cota na régua (cm)

4 Variação das declividades e cotas Óbidos Santarem (Rio Amazonas) Moura - Manaus (Rio Negro) Declividades Declividades Cotas Médias Diárias (cm) Cotas Médias Diárias (cm) Estação : 1751 = Obidos (Amazonas) Sensor : J-Pent = Pendiente en mm/km Cotas Médias Diárias 1/1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/ Cotas Estação : 1751 = Obidos (Amazonas) Sensor : J-1 = Cotas criticadas Vauchel Cotas Médias Diárias -1 1/1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/ Cotas Médias Diárias (cm) Cotas Médias Diárias (cm) Estação : 1484 = Moura (?) Sensor : J-Pent = Pendiente Moura - Manaus en mm/km Cotas Médias Diárias -5 1/1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/1 Cotas Estação : 1484 = Moura (?) Sensor : J-1 = Cotas HYBAM criticadas y rellenadas Vauchel Cotas Médias Diárias 1/1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/

5 Variação das declividades e cotas 4 Manacapuru Jatuarana (Rio Solimões) Declividades Estação : 141 = Manacapuru (Amazonas) Sensor : J-Pent = Pendiente Manacapuru - Jatuarana en mm/km Cotas Médias Diárias Cotas Médias Diárias (cm) Cotas Médias Diárias (cm) /1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/ Cotas Estação : 141 = Manacapuru (Amazonas) Sensor : J-1 = Cotas criticadas Vauchel Cotas Médias Diárias 1/1 31/1 2/3 1/4 2/5 1/6 2/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/

6 Formula de Manning - Strickler Com: D = Descarga (m 3 /s) D = 1/n i 1/2 S Rh 2/3 n = Coeficiente de rugosidade de Manning (adimensional,.2 a.6 para rios) i = Declividade da superfície da agua (m/m) S = Seção molhada (m²/s) Rh = Raio hidráulico (m) = S / Perímetro molhado

7 Exemplo do método Manning Strickler Fazenda Vista Alegre (Madeira) 8 Método MS,8 MS - Gráfico dos coeficientes de rugosidade 7 6 Q Medidos Q Calculados (MS),7,6 n ajustado n calculado Descarga (m3/s) Rugosidade,5,4,3,2 1, Cota na régua (cm) Cota na régua (cm) O método funciona melhor com uma diferencia de nível de 211 cm entre os zeros das réguas. Se tomamos 157 cm (valor medido EGM8), começamos ter declividades negativas nas cotas

8 35 Aplicação de Manning Strickler com Aruma Jusante Paricatuba do Purus Descargas observadas - calculadas 3 25 Q medidos (m3/s) Q Calculados MS (m3/s) Descarga (m3/s) Cota regua (cm)

9 ,7,6 ajustado calculado Aplicação de Manning Strickler com Aruma Jusante -Paricatuba Coeficientes de rugosidade ajustados Coeficiente de rugosidade,5,4,3,2, Cota en regua (cm)

10 25 Aplicação de Manning Strickler com Aruma Jusante -Paricatuba Niveis comparados en Aruma Jusante, Paricatuba, Beruri 2 15 H (cm) 1 5 Aruma Jusante Paricatuba (Purus) Beruri H mediçao descarga 1/3/21 1/3/22 1/3/23 9/3/24 9/3/25 9/3/26

11 Critica das medições de cotas nas estações da área O programa CORMUL do pacote Hydraccess permite fazer estimativas das cotas diárias duma estação a partir de outras estações: Hidroweb Estimativa das cotas de Itacoatiara Jatuarana, Borba, Parintins) 22 Valores Diários /1/23 15/5/24 27/9/25 9/2/27 23/6/28 5/11/29

12 Descargal (m3/s) Exemplo de Jatuarana Jatuarana 25 Q Aforados 25 2 Q Calculados (MS) y =,978x ,941 2 R² =, Cota na régua (cm) Descargas Medidas (m3/s) Caudales Calculados (m3/s) Medido - calculado Coeficiente n Gráfico de los coeficientes de rugosidade n,45,4,35,3,25,2,15,1, Cota na régua (cm) O método MS também e eficiente em estações que não tem efeito de remanso evidente, como Manacapuru, Jatuarana, Itacoatiara, etc.

13 Resultados das descargas, Rio Negro

14 Aplicação de Manning Strickler com Moura Manaus (Rio negro) Descargas observadas - calculadas Q Medidos Q Calculados (MS) Descarga (m3/s) y = 1,19x - 27,651 R² =, Cota na régua (cm)

15 Resultados das descargas Estimativa das descargas do Rio Negro 9 Estimativa das descargas do Rio Negro Moura con mediçoes em Paricatuba Jatuarana + Careiro - Manacapurú 8 7 Descarga (m3/s) /3/2 23/7/21 5/12/22 18/4/24 31/8/25 13/1/27 27/5/28 9/1/29

16 Medições de descarga em Óbidos com ADCP 3 25 Q Medidos Tabela de curva-chave 2 Descarga (m3/s) Cota na régua (cm)

17 ,6 Coeficientes de rugosidade em Óbidos, com medições ADCP RDI (HYBAM),5 Coeficiente de rugosidade,4,3,2,1 n calculado n ajustado n calculado n ajustado , Cota na régua (cm)

18 Descargas medidas y calculadas em Óbidos, com medições ADCP y GPS Ajustando rugosidades com período Descarga (m3/s) Q Medidos Q Calculados (MS) Cota na régua (cm) 3 25 Período 27, com ajuste Q Medidos Q Calculados (MS) Descarga (m3/s) Cota na régua (cm)

19 Óbidos com método MS, Descargas Medidas Descargas calculadas Descargas no Hidro Descargas (m3/s) /1/ /9/ /6/2 2/3/23 14/12/25 9/9/28 6/6/211

20 Óbidos com método MS, Q no Hidro Descargas calculadas Descargas Medidas Descargas (m3/s) /1/ /9/ /6/1976 2/3/ /12/1981 9/9/1984 6/6/1987 2/3/199 26/11/1992

21 Óbidos método MS, efeito retardador do máximo de descarga Nivel (cm) Descarga (m3/s) Nivel Descarga MS Descarga Uni 5-2 5/11/27 13/2/28 23/5/28 31/8/28 9/12/28 19/3/29 27/6/29 5/1/29

22 Efeito das marés sobre as descargas em Óbidos Em Óbidos em estiagem, as marés tem um efeito sobre os níveis e as descargas. É preciso ter linígrafos em Óbidos e Santarém, e fazer medições durante 12 horas 78 Relação entre cotas y descargas em Ôbidos 3, ,9 74 3,85 Q jmedido (m3/s) ,8 3,75 3,7 Cota (metros) Q medido (m3/s) Cota Obidos (m) 3,65 3, /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ /11/ ,55

23 Estimar a declividade em Óbidos em forma correta E provável que a linha da agua entre Óbidos e Santarem não seja uma linha reta, por isso é preciso uma nova estação 5 Nivel en m.s.n.m 4,8 4,6 4,4 4,2 4 3,8 3,6 Obidos Nova estação Santarem 3,4 3, Distança (km) Amplitud da maré

24 Conclusão y recomendações O método Manning Strickler permite um calculo quase exato das descargas em estações com efeito de remanso hidráulico. E um método robusto si se tienen niveles correctos en ambas estaciones. E preciso ter series de níveis com uma excelente precisão. E necessário fazer uma critica das series de níveis, por métodos correlativos. No caso de Óbidos, podemos recomendar: Instalar uma nova estação a uns 5 quilômetros a jusante de Óbidos, para conseguir uma melhor medição da declividade. Instalar linígrafos em Óbidos, Santarem y na nova estação, que tem efeito de maré em aguas baixas. Em Obidos e estações a jusante, fazer sempre as medições de descarga durante 12 horas consecutivas e calcular a media para evitar o erro devido a maré.

25 GRACIAS

26 Porque o método Dn não funciona em Óbidos? 14 Declividades entre Óbidos, Santarém e o mar 12 Desnivel Cheia Nivel da agua (m.s.n.m.) Óbidos Santarém Cheia Estiagem 2 Desnivel estiagem Mar Distancia ao mar (km)

27 Resultados das descargas Depois da crítica das cotas, se calcularam as descargas com o pacote Hydraccess, usando o método MS Exemplo de Itacoatiara 3 25 Comparaçao das descargas Jatuarana + Careiro + Fazenda con Itacoatiara Jat-Car+FVA Itacoatiara Fazenda Diferença 2 Descarga (m3/s) /3/23 27/7/24 9/12/25 23/4/27 4/9/28 17/1/21