Escoamento superficial

ESCOAMENTO

SUPERFICIAL

Disciplina: Hidrologia

Prof. Josué Souza de Gois

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

1.

Conceitos gerais

2.

Postos fluviométricos e fluviográficos

3.

Medições de vazão

Escoamento superficial ou runoff

 A rigor, definido como a porção de água de chuva, derretimento de neve e/ou água de irrigação que, ao invés de se infiltrar no solo, corre sobre a superfície do terreno em direção ao corpo hídrico mais próximo –

escoamento superficial ou surface runoff

 Parcela de água de chuva que, assim como o fluxo de superfície, chega relativamente rápido ao corpo hídrico – escoamento subsuperficial ou

interflow

 O escoamento superficial e subsuperficial formam, juntos, o volume de água que os hidrólogos costumam chamar de runoff

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

•

A figura abaixo mostra as quatro formas pelas quais os

cursos d’água recebem água:

•

1. Precipitação direta sobre o curso d’água (P);

•

2. Escoamento superficial (ES);

•

3. Escoamento sub-superficial ou hipodérmico (ESS);

•

4. Escoamento subterrâneo ou básico.

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

Fatores que influenciam o escoamento superficial

A quantidade e a velocidade da água que atinge um curso

d’água dependem de alguns fatores, tais como:

a)

Área e forma da bacia;

b)

Conformação topográfica da bacia: declividade, depressão,

relevo;

c)

Condições de superfície do solo e constituição geológica do

sub-solo: vegetação,impermeabilização, capacidade de

infiltração no solo, tipos de rochas presentes;

d)

Obras de controle e utilização da água: irrigação, canalização,

derivação da água para outra bacia, retificação.

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

•

Grandezas características

•

A seguir, são citadas algumas grandezas relacionadas

com oescoamento superficial.

•

Bacia hidrográfica: área geográfica coletora de água de

chuva, que, escoando pela superfície, atinge a seção

considerada.

•

Vazão (Q): volume de água escoado na unidade de

tempo em uma determinada seção do rio.

Normalmente, expressa-se a vazão em m

_{/s ou l/s.}

•

Velocidade (V): relação entre o espaço percorrido pela

água e o tempo gasto. É geralmente expressa em m/s.

•

Grandezas características

•

Vazão específica (q): relação entre a vazão e a área de

drenagem da bacia.

•

(expressa em l/s.km

₎

•

Altura linimétrica (h) ou altura na régua: leitura do nível d’água

do rio, em determinado momento, em um posto fluviométrico.

•

Coeficiente de escoamento superficial ou coeficiente de “run

off” (C): relação entre o volume de água que atinge uma seção

do curso d’água e o volume precipitado

.

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

A

Q

q



Escoamento superficial

 Fatores que interferem no escoamento:

• Características da precipitação: intensidade

• Características do terreno: declividade, tipo de solo, cobertura vegetal –

 Telhados

 Ruas

 Passeios

• Geração de escoamento superficial é quase imediata • Infiltração é quase nula

• Capacidade de infiltração é baixa

 Gramados

 Solos Compactados

 Solos muito argilosos

Áreas de capacidade de

infiltração limitadas

Infiltração Escoamento Precipitação tempo Infiltração

Intensidade da chuva

x

capacidade de infiltração

• Considere chuva com

intensidade constante

• Infiltra completamente no

início

• Gera escoamento no fim

tempo Infi lt ra çã o Pr ec ipit aç ão início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração

• Considere chuva com

intensidade constante

• Infiltra completamente no

início

• Gera escoamento no fim

tempo In filt ra çã o Pr ec ipit aç ão início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração

volume infiltrado

• Considere chuva com

intensidade constante

• Infiltra completamente no

início

• Gera escoamento no fim

tempo In filt ra çã o Pr ec ipit aç ão início do escoamento intensidade da chuva capacidade de infiltração

volume infiltrado

volume escoado

Precipitação

Infiltração

Escoamento em áreas

de solo saturado

Precipitação

Solo saturado

Escoamento em áreas

de solo saturado

Precipitação

Solo saturado

Escoamento

Escoamento em áreas

de solo saturado

I (mm/h) F (mm/h) Q (mm/h)

Q = I – F

Geração de Escoamento

• Intensidade da precipitação é

maior do que a capacidade de

infiltração do solo

• Processo hortoniano

(Horton, 1934)

Q (mm/h)

Geração de Escoamento

• Precipitação atinge áreas saturadas

• Processo duniano (Dunne)

Mecanismos de geração de escoamento ou

trajetórias de fluxo

a) Escoamento direto (stormflow)

a.1) Fluxo por excesso de infiltração (Mecanismo do Horton): a.2) Fluxo por excesso de saturação (Mecanismo do Dunne): a.3) Fluxo sub-superficial

Fluxo por excesso de infiltração-

Mecanismo de Horton

 Taxa de precipitação excede a capacidade de infiltração, podendo ocorrer mesmo com o solo seco

 Eventos intensos de curta duração

 Áreas impermeáveis: solos com elevado teor de argila (ou declividade acentuada), solo compactado (ou pisoteado), áreas urbanas, solos sob ocorrência de fogo, cobertura vegetal

 Intimamente associado ao fenômeno de erosão e transporte de sedimentos

 Ocorre raramente nas áreas de floresta.

Pr Pr

Lf In

Es B. Fluxo em Área de Contribuição Parcial

A. Fluxo por Infiltração em Excesso

In

Fluxo por excesso de saturação-

Mecanismo de Dunne

 Solo na condição saturada – importância da umidade do solo

 Chuva moderada e de longa duração ou após sucessivos eventos de chuva

 Ocorrência:

 Clima úmido, áreas planas e taludes pouco inclinados (áreas de várzea)

• Entorno do curso d´água, onde o lençol freático está próximo à superfície e é rapidamente saturado

• Depressões das vertentes, onde o fluxo subsuperficial ou subterrâneo converge e retorna à superfície (fluxo de retorno) • Solos rasos (rochosos) ou com queda acentuada da condutividade

hidráulica no subsolo

• Pé das declividades, onde o fluxo diminui a sua velocidade e a profundidade do fluxo subsuperficial diminui e emerge à superfície • Principal mecanismo de escoamento em bacias de florestas tropicais

In Pr

Es Fr

C. Fluxo por Saturação em Excesso

Fluxo sub-superficial

 fluxo relativamente rápido que ocorre abaixo da superfície, em direção ao canal (gradiente hidráulico)

 mais rápido que o fluxo de base, porém mais lento que o fluxo de superfície

 pode ser tão importante quanto o fluxo de superfície, para efeito de previsão de cheias  regiões com elevadas taxas de infiltração e terreno inclinado – processo dominante pelo

qual os rios reagem rapidamente à chuva

 áreas úmidas com solos profundos ou solos finos com ocorrência de camada impermeável

 principal mecanismo de transporte de solutos (transporte de contaminantes, lixiviação de nutrientes) dentro do solo e do escorregamento de encostas

Fluxo de base

 Suprimento de longo prazo da água, que mantém o nível de base dos rios durante longos períodos de seca. É proveniente da água que percola para as camadas mais profundas

Hidrograma

• “O hidrograma pode ser entendido como a resposta da

bacia hidrográfica a uma dada precipitação e a

contribuição de um aqüífero (Porto et al.,2001)”;

• A distribuição da vazão no tempo é resultado da

interação de todos os componentes do ciclo

hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a

vazão na bacia hidrográfica;

Escoamentos

• O escoamento direto é um escoamento rápido em

relação ao sub-superficial e ao de base, devido ser um

escoamento livre;

• O escoamento sub-superficial é um pouco mais lento

do que o superficial porém mais rápido do que o de

base, devido ser afetado pelo solo;

• O escoamento de base é lento em relação ao outros

devido a irregularidade no meio poroso onde ocorre o

escoamento do lençol.

Razões para a variação de Q x t

• Nas bacias hidrográficas o escoamento varia

ao longo do tempo devido a variação da precipitação

e das características físicas da bacia;

• As chuvas próximas à saída da bacia alcançam a saída

mais cedo enquanto as chuvas no ponto mais distante

levam um certo tempo para alcançarem a saída da bacia;

• O escoamento numa bacia é gerado principalmente pelo

excesso de chuva sobre a capacidade de infiltração e pela

contribuição do lençol subterrâneo.

Hidrograma

• O hidrograma pode representar um evento isolado

(hidrograma de cheias) ou uma série de eventos

(fluviograma);

• Varia em função das características climáticas

(altura da chuva, intensidade, evapotranspiração) e

fisiográficas da bacia (relevo, solos, cobertura).

Hidrograma

Tempo (h)

Hietograma da chuva

Tempo (h)

Q (m

_/s)

Hidrograma da cheia

Q(t) = Q

+ Q

+ Q

Q

= vazão de pico

Q(t)

Características do Hidrograma

Principais Características:

• Volume do escoamento:

– Área sob o hidrograma

• Vazão de pico:

– Vazão máxima observada no hidrograma

• Tempo do escoamento:

Características do Hidrograma

i = intensidade da chuva f = capacidade de infiltração

G_i = centro de massa da chuva efetiva

i, f

Q

B

t

_t

t

A

C

t

t

Q

G

G

t

t

t

B – momento do pico do escoamento C – final do escoamento rápido

G_h = centro de massa do hidrograma t_l = tempo de retardo (lag time)

t_p = tempo do pico

t_c = tempo de concentração t_m = tempo de ascensão t_b = tempo de base = t_f - t_i

Características do Hidrograma

• Tempo de retardo (t

):

tempo entre os centros de

massa da chuva e do hidrograma (Tucci,1993).

• Tempo de pico (t

):

tempo entre o centro de massa

da chuva e o pico do hidrograma.” (Tucci,1993).

• Tempo de ascensão (t

):

tempo do início da chuva

ao pico do hidrograma (Tucci, 1993).

• Tempo de base (t

):

duração do escoamento

superficial direto (Porto et al.,2001).

• Tempo de concentração (t

):

é o tempo necessário

para a água precipitada no ponto mais distante na

bacia, deslocar-se até a seção principal. (Tucci,

1993); nesse tempo a bacia está contribuindo

plenamente e a vazão é máxima.

Características do Hidrograma

• Os tempos do hidrograma estão diretamente

relacionados com as características físicas da bacia:

– Bacias mais íngremes tem tempo de concentração t

e

tempo de base t

menores relativamente e maiores

picos do escoamento;

– Bacias mais vegetadas tem tempo de retardamento t

maiores relativamente, maior infiltração e menores

picos;

– Bacias com solos mais profundos (arenosos)

apresentam tempo de ascensão t

e concentração t

maiores, relativamente, e baixo volume do

escoamento superficial direto.

Fatores que Influenciam o Escoamento

• Relevo

(maior declive gera maior velocidade, menor

tempo de concentração e maior pico);

• Cobertura da Bacia

(a vegetação retarda o

escoamento, aumenta a infiltração e reduz o pico);

• Altura e intensidade da chuva

(maior altura gera

maior volume, intensidade e vazão de pico);

• Solo

(solo permeável e profundo tem maior

capacidade de infiltração e o escoamento diminui);

• Uso do Solo

(a urbanização e o desmatamento

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

•

Postos fluviográficos, fluviógrafos ou limnígrafos

•

Chama-se de posto fluviográfico o posto que registra

continuamente a variação do nível d´água.

•

O aparelho utilizado para registrar o N.A. chama-se

limnígrafo ou fluviógrafo e o gráfico resultante é

denominado limnigrama ou fluviograma

Hidrometria

Hidrometria

•Ramo da Hidrologia – base experimental

•Responsável pela coleta e fornecimento dos dados -

monitoramento hidrológico

•Hidrometrista - deve entender e optar pelos métodos

apropriados para medida do fenômeno em questão

•Hidrologia aplicada à engenharia – depende principalmente da

precipitação e da vazão, foi nessa área que a Hidrometria mais

se desenvolveu – padronização e consolidação dos métodos de

medição

•A água de chuva não cai somente no rio – necessidade de

conhecer o processo de geração de vazão como um todo

Vazão ou descarga

através de uma determinada seção em um dado intervalo de tempo

As unidades mais comuns são:

•Litros por segundos (l.s -1_),

•Metros cúbicos por segundo (m3_.s-1_).

A

v

Medição de vazões

 Importância para projetos de engenharia, previsões de seca e

cheia, sistemas de abastecimento, navegação, irrigação, sistemas de alerta

 Feitas periodicamente em postos fluviométricos (determinadas seções dos cursos d´água,)

 Métodos de medição

 Métodos velocidade x área  Flutuadores

 Molinetes hidrométricos  ADCP

 Por processos químicos – traçadores  Estruturas pré-dimensionadas

Métodos velocidade - área

 É necessário, portanto, medir a velocidade de escoamento e a

área do perfil transversal

 Problemas:

• A velocidade do rio é a mesma ao longo de toda a seção transversal?

• Em que ponto da seção transversal deveremos medir? • Como determinar a área da seção transversal?

A

v

Velocidade do escoamento

É o resultado de

• Forças da gravidade

• Força de resistência: fricção nas paredes do canal (rugosidade) e

turbulência

A velocidade varia:

• Com a distância ao leito

• Com a distância às beiras

• No tempo e espaço

Medida da velocidade

Como medir a velocidade?

 Flutuadores

• Idéia central – jogar um objeto leve e bem visível, na corrente

• Medir distância percorrida e tempo • Medir área da seção transversal • Simples e rápido, porém fornece

resultados incertos  Escolha do trecho

• Reto, com, no mínimo 15cm de profundidade

• Não ser uma área de águas paradas

Medida da velocidade

 Molinetes (ou correntômetros)

• Pequena hélice (ou concha) que, acoplada a um eixo que gira sob ação da corrente e manda sinais elétricos a um contador de rotações • Aparelhos que permitem, desde que bem aferidos, a determinação da

velocidade mediante correlação entre os giros da hélice e a velocidade da corrente

• Método mais difundido de medida de velocidade para rios e canais, por ser relativamente barato e confiável

 A velocidade de fluxo é calculada com uma equação

própria do aparelho:

Onde:

V – velocidade (m.s

₎

N – número de rotações do aparelho

a e b - características do aparelho

Molinetes

b

an

V





Medição a vau

 Cursos d´água de pouca profundidade (< 1,20m)  O correntômetro é fixado a

uma barra

 Mantém-se uma distância mínima do leito (> 20 cm)

Sobre ponte

da velocidade

 Pilares apoiados no leito podem interferir na velocidade de

escoamento

 Determinação da geometria da seção é complicada

 Escolher uma seção menos influenciada

Peso ou lastro: mantém o cabo na vertical e na direção da

Com teleférico

muito largos

 Necessidade de fixação dos cabos nas margens

Aonde medir a velocidade se ela varia

na horizontal e a vertical?

•Grandeza extremamente variável

• Idealmente, deve-se medir em um número suficiente de pontos verticais e horizontais de maneira a permitir uma boa representação da distribuição de velocidades da seção

• é necessário medir em várias verticais e em vários pontos na vertical

Medida da velocidade

Número de verticais de medição

Procura pela representatividade do perfil de velocidades

Fonte : Anuário Fluviométrico n. 2 Ministério da Agricultura - DNPM - 1941 Largura do Rio (m) Espaçamento Max (m)

Até 3 0.30 3 a 6 0.50 6 a 15 1.00 15 a 30 2.00 30 a 50 3.00 50 a 80 4.00 80 a 150 6.00 150 a 250 8.00 250 a 400 12.00

USGS (United States Geological Survey) • desenvolveu uma técnica padrão

para determinar a velocidade “média” em uma vertical:

• Profundidade menor que 0,75m:  velocidade média a 6/10 da

profundidade total

• Profundidade maior que 0,75 m:  a velocidade medida a 2/10 e

8/10 da profundidade total  a média dos dois pontos é

considerada a velocidade média da vertical.

Portanto, em uma seção, a distribuição de medições do correntômetro ficaria:

Medida da velocidade

Baseado em experiências, são sugeridas profundidades e número ideal de verticais.

Medida da velocidade

Medida da vazão

h

L

a

a

v

q

q

Q









Q_t – vazão total da seção (m3_/s)

q_i – vazão parcial, em cada vertical

a_i – área da seção vertical (m2₎

L_i – largura da vertical (m) h_i – altura da vertical (m)

Medida da área

Sendo:

v_i = a velocidade média na vertical i













_







(

)

₂

d

v

d

v

b

b

Q

Medida da profundidade

 A profundidade numa vertical é medida através do próprio elemento sustentador do molinete – haste (“peixe”) ou cabo

 em rios muito profundos e/ou com altas velocidades de escoamento, onde a medição com hastes e cabos torná-se impraticável, pode-se usar

 Método direto

 Mede a velocidade de fluxo a partir da velocidade das partículas em suspensão  Transmite ondas de som na água e

recebe o reflexo (eco) proveniente do fundo e das partículas suspensas na água (ecobatímetro)

 Mede a velocidade da vertical de uma só vez (não é pontual como os molinetes)  Efeito Doppler: mudança na freqüência

de uma onda sonora causada pelo movimento relativo entre o aparelho transmissor de som (transdutor) e o material em suspensão na água

O ADCP permite fazer medições em locais remotos e de difícil acesso, pode ser

instalado em barcos e voadeiras.

Acoustic Doppler Current Profiler

(ADCP)

Traçadores (corantes)

Determinam a velocidade baseados no deslocamento do traçador.

É um método aproximado

Método da diluição de um volume

conhecido usando sal

50L água + sal

Tambor 50 L

1. Adiciona-se um traçador a uma massa conhecida de água

Método da diluição de um volume

conhecido usando sal

Tambor 50 L

Igarapé

condutivímetro

Método da diluição de um volume

conhecido usando sal

Igarapé Tambor 50

L

condutivímetro

Método da diluição de um volume

conhecido usando sal

Igarapé Ta m b o r 5 0 L 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 00:00 07:12 14:24 21:36 28:48 C E (μ S/ cm 2 ) Tempo (minutos) Seção Colosso

4. Registra-se a passagem do traçador na seção de controle

Método da diluição de um volume

conhecido usando sal







C

t

C



dt

V

C

C

Q









)

(

C_i = Concentração do sal na solução adicionada;

C_b = Concentração na água do Igarapé antes de adicionar a solução;

C(t)= Concentração no tempo (t) após adicionada a solução; V_i = Volume adicionado (m3_).

5. Calcula-se a vazão pelo princípio de conservação da massa

condutivímetro

Estruturas pré-dimensionadas

pequenos cursos d´água não utilizados para navegação

 Obrigam a água a passar por uma “situação” na qual o equacionamento matemáticos das variáveis hidráulicas (vazão, velocidade, altura de água, regime, etc.) fique mais confiável

 A partir da construção dessas obras, tem-se uma seção transversal de área conhecida e, a partir da calibração da estrutura (construção da

curva-chave), a velocidade pode ser determinada simplesmente com a medição da altura

• Possuem dimensões padronizadas • A vazão é determinada diretamente

pelo nível registrado

• Princípio – a vazão que passa pela calha é a mesma que passa em outra seção do rio

• Pode-se determinar a curva chave em outros pontos do rio medindo-se a vazão na calha e as cotas na seção transversal selecionada

• Não alteram a vazão do rio, mas são aplicadas somente em pequenos cursos d´água

Calha Parshall

 Equação definida para estimativa de vazão, do tipo

• C e n coeficientes que dependem da

dimensão da calha, • W a largura da calha e

• H_a a carga hidráulica no meio do estreitamento n a

CWH

Q



Calhas

Vertedores

• Usam o mesmo princípio de medição que as calhas – determinação da vazão a partir do nível da água

• Servem para pequenos cursos de água e apresentam grande precisão. • Soleira espessa e soleira delgada

 Soleira espessa – elevação plana do fundo do canal ou leito do rio

 Soleira delgada - placa fina que intercepta transversalmente o curso d´água (triangular, retangular, trapezoidal, etc.)

Vertedores de soleira delgada

Seção retangular

Vertedores

 A descarga através dos vertedores depende fundamentalmente da diferença de carga H medida no curso de água a montante, onde a

profundidade não está influenciada pelo vertedor, e o ponto mais baixo da crista, quando o fluído passa acima do vertedor.

 Triangular (tipo Thompson)

 Retangular (tipo Francis)

2 5 . 42 , 1 H Q          2 3 2 , 0 . 84 , 1 L H Q

Medir vazão em alguns rios

não é simples

A medida do nível do rio pode ser feita usando:

•Escalas graduadas, instaladas em estruturas como pontes, beiras de

rio, etc.

•Sensores, instalados em estações hidrológicas automáticas.

Medição do nível do rio

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

•

Postos fluviométricos, fluviômetros ou limnímetros

•

Posto fluviométrico ou fluviômetro consiste em vários lances

de réguas (escalas) instaladas em uma seção de um curso

d´água, que permite a leitura dos seus níveis d´água.

Normalmente, dá-se ao posto o nome do município ou cidade

onde ele é instalado e identifica-se por um prefixo.

•

A leitura do nível d´água é feita duas vezes ao dia, às 7 h e 17

h (ou 18 h), e seus valores são anotados em uma caderneta.

Completada a leitura de 1 mês, essa caderneta é enviada ao

escritório central, onde os dados são analisados, processados

e disponibilizados na internet (www.sigrh.sp.gov.br).

Limnígrafo

 grava as variações de nível continuamente no tempo

Permite registrar eventos significativos, de curta duração, ocorrendo

essencialmente em pequenas bacias

Limnígrafo de bóia

ESCOAMENTO SUPERFICIAL

Postos

fluviográficos

Eixo do registrador com Rosca sem-fim

Limnígrafo com registro em papel

Escalas graduadas

 Escalas graduadas, réguas ou limnímetros

 Elementos verticais de 1m graduados em cm

Aço inoxidável ou madeira

O observador faz leitura das cotas diariamente

Caderneta

de campo

 A determinação de vazões é um processo demorado e oneroso, principalmente em grandes rios

 Toda medida de vazão é referida a um nível, altura ou uma cota de referência. A vazão medida é função dessa cota.

 Experimentalmente, determina-se a relação entre a altura e a vazão. Essa relação denomina-se curva chave, que é específica de cada seção do rio.  A curva chave se justifica porque é muito mais fácil medir o nível do rio do

que sua vazão

Curva chave

Stage-discharge curves for Cabo Frio (secondary forest)

Se conhecermos a variação de nível do rio ao logo do tempo, a curva chave nos

permite obter a série de vazões.

40 45 50 55 60 65 70

ago-06 ago-06 ago-06 set-06 set-06 set-06 set-06 set-06 set-06 out-06 out-06

A lt u r a ( c m )

Igarapé Ponta Verde - Seção Cabo Frio

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18

ago-06 ago-06 ago-06 set-06 set-06 set-06 set-06 set-06 set-06 out-06 out-06

V a z ã o (m 3 / s e g )

Igarapé Ponta Verde - Seção Cabo Frio

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 A lt u r a ( c m ) Vazão (m3_s-1₎

Stage-discharge curves for Cabo Frio (secondary forest)

Variação da curva-chave com o tempo

 Curva-chave: intimamente ligada às características hidráulicas da seção de controle

 Variação da expressão matemática quando há variação nestas constantes

 Alterações na geometria da seção: erosões ou assoreamento causam mudanças na velocidade do escoamento, relações entre área, raio hidráulico e profundidade, afetando a relação cota-descarga

Extrapolação da curva-chave

Seção para controle

 Lugar de fácil acesso

 Seção com forma regular – a regularidade da seção facilita a

operação de levantamento dos pares cota-vazão, diminuindo a

possibilidade de erros na determinação da curva-chave

 Trecho retilíneo e com declividade constante – o escoamento

possui um comportamento relativamente uniforme nas suas

imediações. Isso facilita as medições a serem realizadas, não

havendo perturbações no escoamento devido a meandros ou

ressaltos decorrentes da variação da declividade

 Margem e leito não erodíveis – garante a integridade da seção

levantada por longo tempo

 Velocidades entre 0,2 e 2 m/s – minimiza o erro das medições

 Constância das características hidráulicas – nível, velocidade,

Conhecimento da vazão

 Séries históricas

 Úteis para diversos projetos de engenharia  Responder perguntas tais como:

 Onde existe água?  Quanta água existe?

 Como ela varia sazonalmente?

 Balanceamento das disponibilidades e demandas ao longo do tempo

 Riscos no abastecimento em função da diminuição da vazão  Dimensionamento das obras hidráulicas

 Tratamento das séries históricas

Traçado da curva chave

 A curva chave pode ser determinada a partir de um método de ajustes de curva – interpolação dos pontos

 Extrapolação - deve ser cuidadosa, pois pode haver variações consideráveis na seção transversal do rio

 Interpretação da curva-chave - deve considerar todas as informações disponíveis, pesquisando-se históricos e relatórios de inspeção, alterações da posição das réguas e das seções transversais, e possíveis mudanças nas condições de escoamento nas proximidades das seções

y = 0,0261x2 _{- 38,816x + 19353} R² = 0,8991 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 0 500 1000 1500 2000 2500 Série1

Curva-chave

 é a relação entre os níveis d´água com as

respectivas vazões de um posto fluviométrico.

Traçado da curva-chave em um determinado posto

fluviométrico  é necessária uma série de medição de

vazão no local, ou seja, a leitura da régua e a

correspondente vazão (dados de h e Q).

Partindo-se desta série de valores (h e Q) a determinação

da curva-chave pode ser feita de duas formas: gráfica ou

analiticamente.

Obtenção da Curva- Chave

• Análise de Regressão

Q = a.( H - H

₀

)

b

ln(Q) = ln(a) + b.ln( H - H

₀

)

onde:

a e b são obtidos pela análise de regressão

linear

Obtenção da Curva- Chave

Obtenção da Curva- Chave

Obtenção da Curva- Chave

Obtenção da Curva- Chave

Obtenção da Curva- Chave

A equação anterior pode ser linearizada aplicando-se o

logaritmo em ambos os lados:

log Q = log a + b.log (h-h

)

Fazendo Y = log Q, A = log a e X = log(h-h

), tem-se:

Y = A + b.X

que é a equação de uma reta.

A maneira mais prática de se obter os parâmetros a, b e h

é o método gráfico, que necessita de papel di-log.

Lançar em papel milimetrado os pares de pontos (h, Q);

1. Traçar a curva média entre os pontos, utilizando apenas

critério visual;

2. Prolongar essa curva até cortar o eixo das ordenadas

(eixo dos níveis); a intersecção da curva com o eixo de h

corresponde ao valor de h

;

1. Montar uma tabela que contenha os valores de (h-h

) e as

vazões correspondentes;

2. Lançar em papel di-log os pares de pontos (h-h

, Q);

3. Traçar a reta média, utilizando critério visual;

4. Determinar o coeficiente angular dessa reta, fazendo-se a

medida direta com uma régua; o valor do coeficiente

angular é a constante

b

da equação da curva-chave;

5. Da intersecção da reta traçada com a reta vertical que

corresponde a (h-h

) = 1,0 resulta o valor particular de Q,

que será o valor da constante

a

da equação.

Na figura acima,

d

c

tg