Escoamento. Curvasde vazão (continuação)mps/HRH/2018_2019/HRH13_3_4_2019... · 2019-03-06 · HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS (3ª ano, 2º semestre – 2018/2019) ----- 24 Escoamento

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS (3ª ano, 2º semestre – 2018/2019) ----- 1

Escoamento

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS

Escoamento. Curvas de vazão (continuação)

HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS

Escoamento. Curvas de vazão (continuação)


Escoamento

Com base nos pares de valores

medidos na secção de uma dada

estação hidrométrica da altura

hidrométrica e do correspondente

caudal, estabelecimento da CURVA DE

VAZÃO válida para essa estação.

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 1 2 3 4 5Caudal, Q (m3/s)

Altura hidrométrica (m)

…. da aula precedente… Curva de vazão


Escoamento

Avaliação do ESCOAMENTO a partir dos registos de caudais

(integração) avaliação do caudal por medição da

ALTURA HIDROMÉTRICA ou do correspondente NÍVEL

transformação desta altura em CAUDAL por utilização de

CURVAS DE VAZÃO, estabelecida para a estação hidrométrica.

Q

b)0h-(haQ =

Curva de vazão


Escoamento

(Q1, h1), (Q2, h2), ...., (Qi, hi), ...

… (Qn,hn)

a, b, h0 ?a, b, h0 ?

b)0h-(haQ =

Curva de vazão


Escoamento

(Q1, h1), (Q2, h2), ...., (Qi, hi), ... (Qn,hn)

a, b, h0 ?a, b, h0 ?

Arbítrio de h0

Repetição do procedimento até identificar o conjunto de valores de a, b e

h0 que conduz ao melhor ajuste.

b)0h-(haQ =

log Q = log a + b log (h – h0)

Cálculo dos parâmetros a e b por análise de

regressão linear simples no campo das

transformadas logarítmicas (método dos mínimos

quadrados).

Apreciação do ajuste da equação (visualmente,

cálculo do coeficiente de correlação.

Curva de vazão


Escoamento

… assegurar, tanto quanto possível, a

INVARIABILIDADE NO TEMPO DA CURVA DE VAZÃO:

A secção não deve ser atingida por regolfo provocado por cursos de água confluentes ajusante.

O leito deve ser estável na secção e o nível de água comandado por uma secçãopermanente próxima (natural ou artificial) ou por um troço de rio suficientemente longode leito estável.

Quando o leito do curso de água é móvel é necessário estabelecer periodicamente acurva de vazão.

Ponte de Óbidos (17C/04)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Caudal (m3/s)

1982/83 e 01/10/83 a 17/11/8318.11.83 a 30.09.8401.10.84 a 28.02.8501.03.85 a 30.09.8501.10.85 a 02.03.8603.03.86 a 14.10.8615.10.86 a 12.12.8713.12.87 a 11.11.8912.11.89 a 30.09.90

Altura hidrométrica (m)

Curva de vazão com problemas ...


Escoamento

Leito de cheia

Leito normal

Secção com leito móvel - estrutura descarregadora.

b)0h-(haQ =

b')'0h-(ha'Q =

Alenquer

Amieira

Curva de vazão


Escoamento

REGISTOS DAS ALTURAS HIDROMÉTRICAS

SÉRIE CRONOLÓGICA DE CAUDAIS

Curva de vazão

A""H

dt)t(Q2t

1t∀∀∀∀

====

====∀∀∀∀

Escoamento no intervalo de tempo entre t1 e t2


Escoamento

A""H

∀∀∀∀====

====∀∀∀∀

2t

1t

dt)t(Q

... sequência de caudais avaliados a partir das alturas hidrométricas por aplicação de curvas de vazão

Altura do escoamento sobre a bacia hidrográfica

AAHH

... Por integração ao longo do tempo, obtenção do escoamento expresso em volume ...


Escoamento

Escoamento anual médioexpresso em altura de água

(altura do escoamento anual médio)

(mm)

Escoamento anual médioexpresso em altura de água


(mm)


Escoamento

Escoamento anual médioexpresso em altura de

água


(mm)

Escoamento anual médioexpresso em altura de

água


(mm)


Escoamento

Precipitação anual média

(mm)

Precipitação anual média

(mm)

Escoamento anual médio

(mm)

Escoamento anual médio

(mm)

Precipitação:de 400 mm a mais de 2800 mm

Escoamento:de 25 mma mais de 2200 mm


Escoamento

Principais bacias hidrográficas portuguesas

Principais bacias hidrográficas portuguesas

Minho 846 km2

Lima 1170 km2

Cávado 1620 km2

Ave 1380 km2

Douro 18710 km2

Vouga 2653 km2

Mondego 6645 km2

Lis 915 km2

Tejo 24860 km2

Sado 7696 km2

Mira 1540 km2

Guadiana 11700 km2


Escoamento

Barragem de Proserpina: localizada a cerca de 5 km deMérida é considerada a maior barragem da época romana domundo mediterrânico, permitindo armazenar cerca de6 milhões de m3. A altura da barragem poderá ter ascendidoa cerca de 40 m.

… A importância do “domínio” da água …


Escoamento

Barragem de Cornalvo: localizada a cerca

de 16 km de Mérida. O corpo da barragem éformado por um muro triplo, cujo exteriorapresenta um talude em degraus.


Escoamento

Barragens romanas (de cima para baixo):• da Orca (distrito de Castelo Branco);• do Muro (Campo Maior);• “de Olisipo” (ribeira de Carenque);

Barragens romanas (de cima para baixo):• da Orca (distrito de Castelo Branco);• do Muro (Campo Maior);• “de Olisipo” (ribeira de Carenque);


Escoamento

Barragens romanas (de cima para baixo):• de Pisões (Beja).• de Vale Tesnado (Loulé);• de Grândola e respetiva planta.

Barragens romanas (de cima para baixo):• de Pisões (Beja).• de Vale Tesnado (Loulé);• de Grândola e respetiva planta. HIDROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS (3ª ano, 2º semestre – 2018/2019) ----- 18

Escoamento

Diagramas cronológicos dos escoamentos mensais e anuais, na estaçãohidrométrica de Monte da Ponte, no rio Cobres (bacia hidrográfica do rio Guadiana),período de 36 anos compreendido entre 1952/53 e 1987/88

Escoamento mensal (mm)


Escoamento


Escoamento anual (mm)


Escoamento


ACENTUADA VARIABILIDADE TEMPORAL do escoamento característica do

clima de Portugal Continental em média, cerca de 95% do escoamentoregistado na estação hidrométrica de Monte da Ponte ocorreu no semestre de

húmido, de Outubro a Março, e somente o remanescente, de 5%,no semestre

seco, de Abril a Setembro.

Meses

Anos


Escoamento

Em Portugal Continental, o ESCOAMENTO tem MAIOR VARIABILIDADEtemporal do que a precipitação …. em média, mais de 95% do escoamentoanual registado na estação hidrométrica de Monte da Ponte ocorreu nosemestre de húmido, de Outubro a Março, e somente o remanescente, de 5%,no semestre seco, de Abril a Setembro

… em média ….

Precipitação: 70 e 30% Escoamento:80% e 20%

Precipitação registada no posto deÉvora: 75% no semestre de húmido,de Outubro a Março, e o remanescente,de 25%, no semestre seco, de Abril aSetembro

Precipitação registada no posto deÉvora: 75% no semestre de húmido,de Outubro a Março, e o remanescente,de 25%, no semestre seco, de Abril aSetembro

Escoamento registado na estação deMonte da Ponte: 95% no semestre dehúmido, de Outubro a Março, e oremanescente, de 5%, no semestreseco, de Abril a Setembro

Escoamento registado na estação deMonte da Ponte: 95% no semestre dehúmido, de Outubro a Março, e oremanescente, de 5%, no semestreseco, de Abril a Setembro

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 5 10 15 20 25 30 35A no (entre 1952/53 e 1987/88)

Escoamento

anual (mm)

1968/69

1980/81

Média anual (132 mm)

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Ano (entre 1900/01 e 1995/96)

Precipitação

anual (m m )

Média anual (639,3 mm)

1990/91

1927/28


Escoamento

Diagrama cronológico do caudal médio diário(caudal fictício que .... ).

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200 250 300 350

Dia

Caudal médio diário (m3/s)

0

2

4

6

8

10

12

24 26 28 30 32 34 36

Dia


0

2

4

6

8

10

12

25 26 27 28 29 30 31 32

Dia


0

2

4

6

8

10

12

28 29 30 31

Dia


Caudais instantâneosCaudais instantâneos

Escoamento diário


Escoamento

EXERCÍCIO

20

Exercícios


Escoamento

20. Em determinada secção transversal de um curso de água observaram-seas alturas hidrométricas indicadas na tabela. Sabendo que na referidasecção a curva de vazão é definida por

com Q em m3/s e h em m, estime pelo método dos trapézios o escoamentona secção entre as 0:00 de dia 10 e as 24:00 de dia 13 (m3). Estime também ocaudal médio no referido período (m3/s).(R: 3 372 390 m3; 9.76 m3/s).

( ) 2575.2303.0h966.18Q −=

Data Hora Altura (AAMMDD) (HH:MM) (m)

991109 9:07 0.8 991110 9:32 0.7 991111 9:19 1.1 991111 12:37 1.5 991112 9:05 1.25 991113 9:42 0.5 991114 8:57 0.43


Escoamento

do caudal médio diário numa dadasecção de um curso de água

anual

em que cada caudal foi igualado ou excedido

nesse ano

Caracterização do regime diário de escoamentos . . . . . Curva de duração . . . . .

Curva de duração

Número de dias

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)


Escoamento diário


Escoamento

do caudal médio diário numa dadasecção de um curso de água

anual

média anual

em que cada caudal foi igualado ou excedido

nesse ano

na média dos anos

Curva de duração

Número de dias

Escoamento diário

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)


Caracterização do regime diário de escoamentos . . . . . Curva de duração . . . . .


Escoamento

Curva de duração (anual ou média anual) do caudal médio diário

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)


Caudal médio

diário, Q

Caudal médio

diário, Q

Duração de QDuração de Q

Escoamento diário


Escoamento

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)


Q

d

(num ano) módulo anual

(em vários anos)

módulo plurianual ou módulo

(num ano) caudal mediano anual

(em vários anos)

caudal mediano

180Q mediano

Q mod

Escoamento diário – curva de duração


Escoamento

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

Q/Qmod

Q mod

Curva de duração adimensionalizada pelo módulo



Escoamento

0

2

4

6

8

10

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

Q/Qmod

Q mod

=

… num ano …..na média dos anos ….

Curva de duração adimensionalizada pelo módulo



Escoamento

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200 250 300 350

Duração (dia)

0

2

4

6

8

10

Caudal médio diário (m3/s) Q/Qmod

Q mod1

Curva de duração com e sem unidades

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