PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS CEATEC / FEAM / FEC DISCIPLINA HIDROLOGIA (parte 4) Professora Sueli Bettine

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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS CEATEC / FEAM / FEC DISCIPLINA HIDROLOGIA (parte 4) Professora Sueli Bettine MÉTODOS PARA MEDIR VAZÕES EM CURSOS D ÁGUA Denomina-se hidrometria (medição direta de vazão) todo processo de determinação de vazão de um curso de água independentemente do nível de água. Entre os métodos tecnicamente viáveis têm-se: 1. Método volumétrico 2.Método área x velocidade 3.Método químico 4.Método direto (através das equações da hidrodinâmica) 1. MÉTODO VOLUMÉTRICO Consiste em determinar a vazão, medindo-se o tempo necessário para encher um reservatório de volume conhecido. Esse reservatório pode ser um pequeno tanque ou um balde (no caso de pequenos riachos) ou o reservatório de uma usina hidrelétrica. O emprego deste método é limitado. 2. MÉTODO ÁREA X VELOCIDADE O método de integração do diagrama de velocidades, que se baseia na igualdade cinética dos fluidos (Q = V.dA). Para emprego desse método é necessária a determinação da velocidade em um número significativo de pontos da seção transversal (várias verticais e vários pontos em cada vertical). Número de verticais para tomadas de velocidade numa seção Largura do rio Espaçamento entre verticais < 3m 0,3 m 3-6 m 0,5 m 6-15 m 1,0 m m 2,0 m m 3,0 m m 4,0 m m 6,0 m m 8,0 m > 250 m 12,0 m SUELI DO CARMO BETTINE 1

2 Profundidade para tomada de velocidades em cada vertical (Método DNAEE ) Profundidade Posição rel. superf. Velocidade média da vertical Vertical (m) 0,15-0,60 0,6 h Vm =V0,6 0,60-1,20 0,2 e 0,8 Vm=(V0,2+V0,8).1/2 1,20-2,00 0,2 /0,6 /0,8 Vm=(V0,2+2V0,6+V0,8).1/4 2,00-4,00 0,2/0,4/0,6/0,8 Vm=(V0,2+2V0,4+2V0,6+V0,8)1/6 >4,00 (superf. 0,2 / 0,4 / Vm=(Vs + 2V0,2 + 2V0,4 + 0,6 / 0,8 / fundo) + 2V0,6 + 2V0,8 + Vf ).1/10 Velocidade na superfície (Vs) é medida com 10 cm de profundidade. Velocidade no fundo (Vf) é medida a 15 ou 25 cm do fundo. A medição das velocidades nos pontos é realizada por meio de aparelhos denominados molinetes hidrométricos.os molinetes são aparelhos constituídos de palhetas, hélices ou conchas imóveis, as quais impulsionadas pelo líquido, dão um número de rotações proporcional a velocidade da corrente. O molinete é suspenso por um cabo de aço com um lastro para manter o cabo de suspensão esticado e o mais próximo possível da vertical. Para realização da medição de velocidades usam-se passarelas (pontes) ou barcos guiados por cabos de aço ou ainda com barco ancorado quando a largura do rio torna impraticável a instalação do cabo de aço ( L > 300 m ). Levantamentos de campo que antecedem as medições: largura da seção para estabelecimento do no. de verticais e batimetria (levantamento da geometria da seção) para tomada de velocidades. 3. MÉTODO QUÍMICO Em rios de montanha de grande turbulência, com pouca profundidade, leito irregular com blocos de pedra o uso do molinete fica prejudicado.no método químico, injeta-se no rio SUELI DO CARMO BETTINE 2

3 uma certa quantidade de uma solução de produto químico (bicromato de sódio) ou de radioisótopo de concentração conhecida e determina-se a concentração do produto na água do rio a uma certa distância a jusante, o suficiente para que a turbulência do rio tenha tornado homogênea a mistura solução-água, a diferença de concentração à jusante fornece a Vazão. a) Injeção contínua Q = q Cs ( m3/s) q = vazão da sol.salina (l/s) Cr Cs = concentr. da sol. (g/l) Cr = concentr. de sal na água(mg/l) b) Integração (veter no rio volume conhecido da solução) Q = V. Cs ( m3/s) V = vol. Solução ( L) Cr. dt Cs = concentração da solução ( g/l ) Cr = f(t) concentr. do sal rio (mg/l) 4. MÉTODO DIRETO Emprego de dispositivos de geometria simples e bem definida, onde a relação cota x vazão é conhecida por via teórica : (para vazões pequenas 1 a 2 m3/s ) a) Vertedores Instalação de um vertedor retangular SUELI DO CARMO BETTINE 3

4 b) Calha Parshall POSTO FLUVIOMÉTRICO Qualquer seção de um curso de água convenientemente instalada de modo a permitir a obtenção sistemática e contínua dos níveis de água ao longo do tempo. Alguns fatores devem ser considerados para a escolha do local tais como: * seção onde a relação nível de água x vazão seja bem definida e não se altere ao longo do tempo (corredeiras, estrangulamentos, vãos de pontes, orifícios, vertedores,etc). * trecho retilíneo do rio, * margens íngremes, * seção simétrica, * margens estáveis, * facilidade de acesso, * disponibilidade de observador, * distante de foz e de trechos de remansos. POSTO COM RÉGUAS LIMNIMÉTRICAS (madeira dentada, ferro esmaltado ou escala pintada em pilar de concreto). As leituras de régua são feitas às 7 e 17 horas; com o leitura do N.A. entra-se na curva chave e obtém-se a vazão instantânea. SUELI DO CARMO BETTINE 4

5 Vazão média diária = ( Q7 + Q 17 ). 1/2 Lances de réguas em uma seção de medição POSTO COM LIMNÍGRAFOS (de bóia ou de pressão) registra continuamente a variação do nível d água, importante para bacias com usinas hidrelétricas e bacias pequenas, pois variação do N.A. é bastante rápida. Limnígrafo de bóia : escavação de poço e construção de condutos de ligação; troca de papel de registro é semanal. Limnígrafo de pressão : tubulação de 10 mm ligada diretamente ao rio; instrumentação complexa e cara. SUELI DO CARMO BETTINE 5

6 Posto fluviométrico Entre Rios Bacia do Rio Sorocaba LIMNÍGRAFO DE BÓIA LIMNÍGRAFO DE PRESSÃO BIBLIOGRAFIA TUCCI, Carlos E. M. Hidrologia: Ciência e Aplicação, Porto Alegre: Ed. da Universidade: ABRH: EDUSP, p. SUELI DO CARMO BETTINE 6