Stream flow characterization for. Assessment of water supply capability Water quality studies Ecological flow requirements Flood studies

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1 Stream flow characterization for Assessment of water supply capability Water quality studies Ecological flow requirements Flood studies

2 Discharge, flow volume and runoff Rating curves

3 Discharge, flow and runoff Discharge (or flow): Volume of water that passes through a given crosssection per unit of time: Q (m3/s) Common symbol: Q Units: m 3 /s; l/s Flow volume: Volume of water that passes through a given cross-section in a given time period: Q (m3/s) Common symbol: no standard, Units: hm3, dam3 Flow volume from t1 to t2 = න Runoff / Altura do escoamento: Flow volume per unit of area generating it: Common symbol; H Unit: mm Specific discharge / Caudal específico t2 t1 Q t dt The volume of water that flows through a cross-section per unit of time and unit of area which generated it. / Volume de água que atravessa uma secção de um curso de água por unidade de tempo e por unidade de área geradora do escoamento; Units: m 3 /s/km 2 Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, t t

4 Rating curve or stage-discharge curve Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, h(m) medição de caudal Q = a(h-h o ) b h o zero de referência a altura hidrométrica a, b parametros a estimar b ~ 1,5 a 3 h o Q(m/s) Hydrometric station should be located at cross-sections with a stable geometry and where the water level is not affected by backwater from downstream infra-structures; Deve-se procurar secções estáveis não afectadas por regolfos; Em secções de fundo móvel é necessário recalcular a curva de vazão com frequência, ou construir descarregadores que tornar invariável a curva de vazão.

5 Caudal (m3/s) Problems when estimating the rating curve Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, EH de Ponte de Cabouco CV ,5 1 1,5 2 2,5 Nível (m)

6 Caudal (m3/s) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Problems when estimating the rating curve EH de Gois Nivel (m) 81/ /89 PBH VML INAG?? INAG 89/90

7 Stream flow characterization

8 Comparação da magnitude WAD Proença de Oliveira 2013/ Estação hidrométrica Área da bacia hidrográfica (km2) CASTRO DAIRE (08J/01H) CUNHAS (04J/04H) PONTE MUCELA (12H/03H) QUINTA DAS LARANJEIRAS (06O/03H) VIDIGAL (30F/02H) Escoamento anual médio (dam3) Escoamento anual médio (mm)

9 Sazonalidade e variabilidade do escoamento mensal WAD Proença de Oliveira 2013/ Gráfico do escoamento mensal médio mostra a magnitude do escoamento mensal e a sazonalidade Box-Whiskers do escoamento mensal mostra a variabilidade em torno da média ou mediana Estes gráficos não apresentam qualquer informação sobre a variação intra-mensal

10 Variabilidade do escoamento anual WAD Proença de Oliveira 2013/ Gráfico de evolução temporal do escoamento anual nada diz sobre a sazonalidade ou variabilidade intra-anual Gráfico de distribuição empírica uma maneira simples de apresentar a variabilidade interanual

11 Curvas de distribuição empírica WAD Proença de Oliveira 2013/ Ordenar valores do mais baixo para o mais alto: v (1) < v (2) < v (3) <. < v (n) Associar a cada valor uma probabilidade de não excedência em função da sua ordem, i; pode-se utilizar uma das seguintes fórmulas (plotting position) Weibull: p = i/(n+1) Gringorten: p = (i )/(N ) Fazer o gráfico de valores versus plotting position. 1947/48, v /49, v /40, v /51, v /52, v /53, v /54, v /55, v /56, v /57, v /58, v /90, v N 1, v (1), 1/(n+1) 2, v (2), 2/(n+1) 3, v (3), 3/(n+1) 4, v (4), 4/(n+1) 5, v (5), 5/(n+1) 6, v (6), 6/(n+1) 7, v (7), 7/(n+1) 8, v (8), 8/(n+1) 9, v (9), 9/(n+1) 10, v (10), 10/(n+1) 11, v (11), 11/(n+1). n, v (n), N/(N+1)

12 Variáveis tipicamente utilizadas em curvas de distribuição empírica WAD Proença de Oliveira 2013/ Avaliação da capacidade de satisfação de necessidade de abastecimento: Escoamento anual Escoamento mínimo mensal Estudos de qualidade de água, incluindo qualidade ecológica: Caudal médio diário (QMD) Mínimo anual do QMD Alternativa à curva de duração do caudal médio diário Q7 Mínimo anual do caudal médio num período de 7 dias consecutivos >> Q 90, Q 95 >> Q 7,10 Estudos de cheias: Q instantâneo máximo anual Com ajuste de uma função de distribuição de probabalidade Valores típicos de referência para efeitos de emissão de títulos ou (de outorgas) obtidos de curvas de distribuição: Q 90, Q 95, Q 7,10

13 Variabilidade do escoamento mensal WAD Proença de Oliveira 2013/ Gráfico de evolução temporal do escoamento mensal Algo confuso de ler Gráfico de distribuição empírica do escoamento mensal mínimo

14 Variabilidade do caudal médio diário Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Gráfico de evolução temporal do caudal médio diário ainda mais confuso de ler Gráfico de distribuição empírica do mínimo anual do caudal médio diário

15 Q7,10 Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Q 7,10 - Mínimo anual do caudal médio de um período de 7 dias consecutivo associado a um período de retorno de 10 anos. Modo de cálculo: Obter os registos do caudal médio diário; Calcular o mínimo anual do caudal médio de 7 dias consecutivos (Q7); Calcular a curva de distribuição empírica do Q7; Estimar o valor associado ao período de retorno de 10 anos (Q 7,10 ). Q 7,10 = 0,05 m 3 /s

16 Variabilidade do caudal médio diário Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Gráfico de evolução temporal do caudal médio diário ainda mais confuso de ler Gráfico de distribuição empírica do caudal médio diário Atenção: O gráfico mostra a probabilidade de não excedência

17 Variabilidade do caudal médio diário Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Gráfico de distribuição empírica do caudal médio diário Atenção: O gráfico mostra a probabilidade de não excedência Curva de duração (ou de permanência) do caudal médio diário Q 95 = 0,18 m 3 /s Q 90 = 0,26 m 3 /s

18 Flow average duration curve Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Get daily flow data; Sort dataset from all water years: from max to min; Assign a frequency value to each value: i th value >> Average duration (days) = i / N * 365, where N is the number of years in the dataset QMD Ano vals de QMD Ano vals de QMD.. Ano N 365 vals de QMD N x 365 valores + nº anos bissextos Ordem xN QMD Max Min Duração média 1/N i/n xN/N= Duração média

19 Flow average duration curve QMD (m 3 /s) The average duration of a discharge value is the average number of days per year when the discharge exceeds that value For a given water year: flow duration curve Q Discharge that is exceeded, on averge, D days per year O QMD Q é em média excedido D dias por ano For a set of water years: flow average duration curve D Duração (dias) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

20 Average annual flow and semi-permanent flow QMD (m 3 /s) Due to the positive statistical assymetry of discharge: The average annual discharge is higher than median flow. The duration of average annual discharge is lower than 180 days. Average flow volume Average annual discharge Módulo Q mediano O módulo excede o caudal mediano Median discharge / Semi-permanent discharge Average flow volume Duração (dias) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

21 WARNING THIS IS NOT THE WAY TO ESTIMATE THE FLOW AVERAGE DURATION CURVE Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Ano vals de QMD Ano vals de QMD.. Ano N 365 vals de QMD Ordenar 365 vals de QMD QMD Ordenar 365 vals de QMD QMD.. Ordenar 365 vals de QMD QMD Média de QMD Média dos valores de QMD que são excedidos em mais de x dias por anos Duração Duração Duração x days Duração The flow average duration curve is different than the average of annual flow duration curves; A primeira indica o valor médio da duração (em dias) que um valor de QMD é excedido por ano; a segunda indica a média dos valores de QMD que são excedidos em mais de um dado número de dias

22 Qmx Caudal máximo anual (máximo anual do caudal instantaneo) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Como os quantis que interessam estão associados a valores de probabilidade extremos é preferível ajustar uma função de distribuição de probabilidade.

23 Ajustamento de funções de distribuição de probabilidades Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

24 Funções de distribuição de probabilidade T = 1 1 F(x) = 1 1 p x p = തX + K p S X X Variável aleatória Y = Ln(X) തX Média; S X Desvio padrão; G X Coef. assimetria p Probabilidade de não excedência T Período de retorno x p = Valor de X associado a p K(p) Factor de probabilidade associado a p Z p Valor da normal reduzida associado a p Normal Log-normal x p = തX + K p S X x p = e ത Y+K p S Y K p = z p Gumbel x p = തX + K p S X K p = 6 π ln ln p Pearson III Log-Pearson III x p = തX + K p S X x p = e ത Y+K p S Y Aprox: de Wilson-Hilferty; valid for 0.01<p<0.99 and 2 < γ < 2. K p = 2 G X 1 + z p G X 6 G X G X GEV: Não existe fórmula de fator de probabilidade; aplicar método dos momentos Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

25 Indicators of hydrological alteration Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

26 Caracterização do regime do escoamento WAD Proença de Oliveira 2013/ Factores que importa caracterizar: Magnitude, i.e. quantidade disponível (varia com no tempo e espaço); Sazonalidade (Timing), i.e. data em que certas condições tendem a ocorrer; Variabilidade ou frequência com que certas condições ocorrem; Duração em que certas condições perduram; Taxa de variação, i.e. rapidez de alteração das condições. (Richter et al., 1996) (Bunn e Arthington, 2002)

27 Hydrological parameters Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Comp. Code Hydrological parameter Unit M1 Média do escoamento anual hm³ M1_h Média do escoamento anual dos anos húmidos hm³ M1_m Média do escoamento anual dos anos médios hm³ M1_s Média do escoamento anual dos anos secos hm³ M M13 Caudal médio diário mínimo anual caudal de limpeza (Qs) m3/s M14 Caudal estival (Q95%) m3/s M5 Média dos máximos anuais do caudal médio diário (Qc) m3/s M6 Caudal efetivo Caudal de cheia para manutenção da morfologia do leito (QGL) m3/s M7 Caudal de conetividade (Qconec) m3/s M8 Caudal de cheia rápida (Q5%) m3/s S11 Número médio de dias por mês em que Q5% é excedido # days/month S17 Número médio de dias por mês em que Q95% não é excedido # days/month S S3_h Meses onde ocorrem os valores caudal máximo e mínimo nos anos húmidos Months S3_m Meses onde ocorrem os valores de caudal máximo e mínimo nos anos médios Months S3_s Meses onde ocorrem os valores de caudal máximo e mínimo nos anos secos Months (Richter et al., 1996; Poff et al., 1997; Olden e Poff, 2003)

28 Hydrological parameters Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Comp. Code Hydrological parameter Unit V10 Coeficiente de variação do caudal de cheia rápida (CV(Q5%)) - V15 Coeficiente de variação do caudal médio diário mínimo anual (CV(Qs)) - V16 Coeficiente de variação do caudal estival (CV(Q95%)) - V2 Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo anual hm³ V D F V2_h Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos húmidos hm³ V2_m Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos médios hm³ V2_s Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos secos hm³ V4_10 Caudal médio diário associado ao percentil 10% m 3 /s V4_90 Caudal médio diário associado ao percentil 90% m 3 /s V9 Coeficiente de variação do máximo anual do caudal médio diário (CV(Qc)) - D12 Número máximo de dias consecutivos no ano em que Q5% é excedido # days D18 Número máximo de dias consecutivos no ano em que Q95% não é excedido # days D19 Número médio de dias por mês em que Q igual a zero # days/month F6 Período de retorno associado ao caudal efetivo # years F7 Período de retorno associado ao caudal de conetividade # years (Richter et al., 1996; Poff et al., 1997; Olden e Poff, 2003)

29 Hydrological parameters Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Comp. Caudais habituais Situações de cheia Situações de seca M Média do escoamento anual Média do escoamento anual dos anos médios Média dos máximos anuais do caudal médio diário (Qc) Caudal efetivo caudal de cheia para manutenção da morfologia do leito (Q GL ) Média do escoamento anual dos anos húmidos Caudal de conetividade (Q conec ) Caudal de cheia rápida (Q5%) Caudal médio diário mínimo anual caudal de limpeza (Qs) Caudal estival (Q95%) Média do escoamento anual dos anos secos Meses onde ocorrem os valores caudal máximo e mínimo nos anos húmidos Número médio de dias por mês em que Q5% é excedido Número médio de dias por mês em que Q95% não é excedido S Meses onde ocorrem os valores de caudal máximo e mínimo nos anos médios Meses onde ocorrem os valores de caudal máximo e mínimo nos anos secos Coeficiente de variação do caudal médio diário mínimo anual (CV(Qs)) Coeficiente de variação do caudal de cheia rápida (CV(Q5%)) V Coeficiente de variação do caudal estival (CV(Q95%)) Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo anual Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos húmidos Caudal médio diário associado ao percentil 10% Caudal médio diário associado ao percentil 90% Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos médios Diferença entre o escoamento mensal máximo e mínimo dos anos secos Coeficiente de variação do máximo anual do caudal médio diário (CV(Qc)) D F Número máximo de dias consecutivos no ano em que Q5% é excedido Período de retorno associado ao caudal efetivo Período de retorno associado ao caudal de conetividade Número máximo de dias consecutivos no ano em que Q95% não é excedido Número médio de dias por mês em que Q igual a zero

30 How to evaluate hydrological alteration Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Flow duration curves Q Produção de energia Q Usos consumptivos - Regime natural - Regime modificado - Regime natural - Regime modificado Eco-deficits and eco-surplus Q Duração Q Duração Ecodeficit Ecosurplus Ecodeficit Indicators of hydrological alteration (IHA) IHA = Pmod P nat IHA = Pnat P mod Duração 1 no change <<1 significant change

31 Ecological flow requirements Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

32 Regime de caudal ecológico Objectivo: Satisfazer as necessidades dos ecossistemas aquáti cos e ribeirinhos; para isso deve assegurar: Muitas definições e métodos apenas se preocupam com esta componente. Valores óptimos asseguram a recuperação da população piscícola As necessidades das espécies piscolas; Valores mínimos induzem uma redução pouco significativa da população Valores de sobrevivência - induzem uma redução significativa da população em anos secos, mas asseguram manutenção da diversidade de espécies A remoção de materiais finos depositados (caudais de limpeza, flushing flows) A prevenção de crescimento de vegetação no leito A manutenção da estrutura do leito e da sua capacidade de transporte A manutenção da vegetação ripária A manutenção do leito de cheia A manutenção das características do vale O regime deve definir valores de caudal que variam ao longo do ano em função das condições hidrológicas naturais. WAD Proença de Oliveira 2013/

33 Tipos de métodos WAD Proença de Oliveira 2013/ Baseados em registos históricos: Utilizam apenas o registo histórico de caudal, assumindo que este assegura a manutenção das comunidades a níveis aceitáveis; não avaliam o impacto nas comunidade da alteração do regime de caudal, quer no que respeita à disponibilidade de água quer no que respeita à geomorfologia do canal. As recomendações são percentagens das características estatísticas dos valores históricos. Fáceis e rápidos de aplicar. Baseados na relação entre parâmetros hidráulicos e o caudal Recorrem a relações entre o caudal e as características físicas do curso de água, i.e. altura de escoamento, velocidade de escoamento e perímetro molhado. A recomendação resulta tentativa de manutenção das características físicas do habitat ou da identificação de pontos de inflexão das relações entre os parâmetros hidráulicos e o caudal. Não permitem a recomendação de valores variáveis com a estação do ano Baseados na relação entre o habitat e do caudal Analisam a relação entre o caudal e a aptidão do habitat para uma dada espécie num determinado fase do ciclo de vida Outros

34 Métodos de determinação do regime ecológico Métodos baseados em registos históricos: Tennant ou de Montana Caudal básico ou da Nova Inglaterra Northern Great Plains Resources Program Hope Q 7,10 Arkansas Texas Caudal de base Métodos baseados na relação entre parâmetros hidráulicos e o caudal Colorado Idaho Região 4 do USFWS Perimetro molhado Métodos baseados na relação entre o habitat e do caudal WRRI Cover Área preferida (Washington e Califórnia) Largura utilizada (Oregon) Metodologia incremental (IFIM Instream Flow Incremental Methodology) WAD 2013: Proença molhado de Oliveira 2013/

35 Problems Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

36 Problem Assume that the domestic uses of persons are to be satisfied from a given water course with the following flow record of annual values. Is it possible? Escoamento anual (dam3) Assuming a net capitation of 150 l/hab/day and an efficiency of 80%, the gross water requirements:: Gross capitation = 150/0,8 = 187,5 l/hab/day Daily water needs = 187,5 x = 7,5 dam 3 Monthly water needs = 7,5 x 30 = 225 dam 3 Annual water needs = 7,5 x 365 = 2738 dam 3 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira,

37 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, 2012 Annual flow Escoamento anual (dam3)

38 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, 2012 Monthly fow Escoamento anual (dam3) ,7 hm3/ano

39 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, 2012 Empirical distribution of annual flow 39 v (1) < v (2) < v (3) <. < v (n) Plotting position: Weibull = i/(n+1) 1917/18, v /19, v /20, v /21, v /22, v /23, v /24, v /25, v /26, v /27, v /28, v /90, v n 1, v (1), 1/(n+1) 2, v (2), 2/(n+1) 3, v (3), 3/(n+1) 4, v (4), 4/(n+1) 5, v (5), 5/(n+1) 6, v (6), 6/(n+1) 7, v (7), 7/(n+1) 8, v (8), 8/(n+1) 9, v (9), 9/(n+1) 10, v (10), 10/(n+1) 11, v (11), 11/(n+1). n, v (n), n/(n+1) Prob não excedência Escoamento anual (dam3) 2,7 hm 3 /ano

40 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, 2012 Monthly flow Out-17 Out-21 Out-25 Out-29 Out-33 Out-37 Out-41 Out-45 Out-49 Out-53 Out-57 Out-61 Out-65 Out-69 Out-73 Out-77 Out-81 Out-85 Out-89 Escoamento mensal (dam3)

41 Empirical distribution of annual minimum monthly flow IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, /18, Esc. Mensal Mínimo v /19, Esc. Mensal Mínimo v /20, Esc. Mensal Mínimo v /21, Esc. Mensal Mínimo v /22, Esc. Mensal Mínimo v /23, Esc. Mensal Mínimo v /24, Esc. Mensal Mínimo v /25, Esc. Mensal Mínimo v /26, Esc. Mensal Mínimo v /27, Esc. Mensal Mínimo v /28, Esc. Mensal Mínimo v /90, Esc. Mensal Mínimo v n 1, v (1), 1/(n+1) 2, v (2), 2/(n+1) 3, v (3), 3/(n+1) 4, v (4), 4/(n+1) 5, v (5), 5/(n+1) 6, v (6), 6/(n+1) 7, v (7), 7/(n+1) 8, v (8), 8/(n+1) 9, v (9), 9/(n+1) 10, v (10), 10/(n+1) 11, v (11), 11/(n+1). n, v (n), n/(n+1) v (1) < v (2) < v (3) <. < v (n) Plotting position: Weibull i/(n+1)

42 Empirical distribution of annual minimum monthly flow IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, /18, Esc. Mensal Mínimo v /19, Esc. Mensal Mínimo v /20, Esc. Mensal Mínimo v /21, Esc. Mensal Mínimo v /22, Esc. Mensal Mínimo v /90, Esc. Mensal Mínimo v n 1, v (1), 1/(n+1) 2, v (2), 2/(n+1) 3, v (3), 3/(n+1) 4, v (4), 4/(n+1) 5, v (5), 5/(n+1). n, v (n), n/(n+1) Prob não excedencia dam3/mês Escoamento mensal minimo (dam3)

43 IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, 2012 Average daily discharge QMD (m3/s)

44 Empirical distribution of annual minimum average daily discharge IST: Gestão Integrada de Bacias Hidrográficas 2012/13 Rodrigo Proença de Oliveira, ,0 QMD mínimo (m3/s) Probablidade de não excedência 0, QMD mínimo (m3/s) 7500 m 3 /dia = 0,1 m 3 /s

45 Application of flow duration curves Water supply Q (m 3 /s) Consider the flow average duration curve on the left. Is it possible to satisfy the domestic needs of 50,000 people, if the ecological requirements are 0.7 m 3 /s? Cap = 150 l/hab Q dom = x 150 / 3600 / 24 = 90 l/s Q ecol = 0.7 m 3 /s Q = Q dom + Q ecol = 0.79 m 3 /s Duration = 265 days There are 100 days when it is not possible to satisfy the water needs Duration (days) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

46 Application of flow duration curves Energy production Ecological requirement Q ecol = 0.8 m 3 /s Mini hydropower station Q max = 1.3 m 3 /s Consider a water derivation for energy production at a minipower plant where the design flow is 1.3 m 3 /s. Assuming an ecological requirement of 0.8 m 3 /s, what is the volume available for energy production? Q (m 3 /s) Available volume for energy production Q (m3/s) Duration (days) Qturb (m3/s) Vol (dam3) Vtotal dam3 Volume for ecological requirements Duration (days) Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira,

47 Dimensionless flow average duration curve Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Dimensionless flow curves are useful when one wants to transfer information from a gaged watershed to ungaged watershed. One computes the dimensionless flow average duration curve from one watershed and assumes it holds in another watershed where data is missing

48 Flow duration curve transposition Fonte: Quintela Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, The daily flow variability is greater for low annual average flow; The dimensionless flow duration curve is mainly depended on the average annual flow. One can use the dimensionless curve to transpose the flow duration curve. Procedure: Compute H(mm) (avg annual runoff) from the ungauged watershed Select a dimensionless flow duration curve from a nearby watershed which has a similar H value; Use that selected dimensionless flow duration curve to determine the flow duration curve of the ungaged watershed.

49 Exercise Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, Using the flow duration curves proposed by Quintela, estimate the average daily flow (m3/s) that is equaled or exceeded on average 40 days per year, in a watershed with a runoff of 410 mm and an area of 320 km2.

50 Exercise Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, QMD/Q mod Consider a watershed with 400 km 2 that generates an annual average stream flow of 4 m 3 /s. Assuming the flow duration curves on the left, determine the semi-permanent flow and the flow value that is exceeded on average 20 days per year. 2 H=600 mm 1 H=300 mm Duração média (dias)

51 Exercise Dinamica de bacias hidrográficas e águas subterrâneas Rodrigo Proença de Oliveira, QMD/Q mod Consider a watershed with 2100 km 2 that generates an average annual flow equal to 40 m 3 /s. Knowing that the semi permanent flow is 25 m 3 /s and using the flow duration curves on the left, determine the average number of days that is not possible to satisfy a water abstraction of 5 m 3 /s. 2 1 H=600 mm H=400 mm H=200 mm Duração média (dias)