Sociedade Educacional de Itapiranga FAI Faculdades

SOCIEDADE EDUCACIONAL DE ITAPIRANGA SEI

FACULDADE DE ITAPIRANGA FAI

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: HIDROLOGIA APLICADA

PROFESSOR: MACIEL WELTER

DAYANA BEATRIZ PAULI

EDUARDA CAROLINA KRAMP

JANE VOGT RASSA LAVISH PEMP

FLUVIOMETRIA MTODO FLUTUADOR

Itapiranga, SC

Outubro, 2014

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1 FLUVIOMETRIA: CONCEITO............................................................................... 3 1.1 MTODOS DE AVALIAO DOS NVEIS DGUA ...................................... 3 1.2 MTODOS PARA AVALIAO DAS VELOCIDADES E DAS VAZES ...... 3 1.3 MEDIO DA VAZO EM RIOS PELO MTODO DO FLUTUADOR .......... 4 1.4 SELEO DE UM TRECHO DO RIO (L) ........................................................... 5 1.5 CLCULO DA REA MDIA DO TRECHO DO RIO (A) ................................ 6 1.6 MEDIO DO TEMPO (T) ................................................................................... 7 1.7 MEDIO DE VAZO: RIO JUNDI ................................................................ 8 1.7.1 Materiais e mtodos .............................................................................................. 8 1.7.2 Localizao da rea e caracterizao .................................................................. 9 1.7.3 Coleta de dados .................................................................................................... 10 1.7.4 Aplicao da metodologia ................................................................................... 10

1.7.5 Dados coletados ................................................................................................... 10

1.8 RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................................... 12 2 CONCLUSO ....................................................................................................... 14 3 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................ 15

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1 FLUVIOMETRIA: CONCEITO

Conforme Luciene (2003, p.1): Trata das diversas tcnicas de medio de grandezas caractersticas do escoamento, como nveis dgua, velocidades e vazes. Permite quantificar o regime dos rios caracterizando suas grandezas bsicas e os diversos parmetros e curvas representativas. As grandezas so observadas numa seo localizada no rio ou canal chamada posto fluviomtrico ou estao fluviomtrica, ao qual est associada uma bacia de contribuio. Alm das grandezas j mencionadas (nvel dgua, velocidade e vazo) so tambm observadas nos postos fluviomtricos grandezas relativas qualidade das guas. Em geral, no Brasil, so associadas as unidades de cm ou m para cotas; para velocidades m/s e; m3/s ou l/s para as vazes.

1.1 MTODOS DE AVALIAO DOS NVEIS DGUA

Rguas linimtricas: Conforme Luciene (2003, p.4) rguas linimtricas consistem em mltiplos

lances de rguas instalados ao longo da seo transversal. As rguas necessitam ser niveladas e o nmero de lances deve ser suficiente para compreender toda amplitude de mudanas de cotas. Em geral so feitas duas leituras dirias, uma pela manh, s 7:00, e outra, tarde, s 17:00.

Lingrafos: Segundo Luciene (2003, p.4) instrumento registrador da variao dos

nveis dgua no tempo. Funciona associado a um sistema de vasos comunicantes e boia. Os mais comuns tem funcionamento basicamente mecnico e atravs de uma pena registram em papel a variao dos nveis.

Cotagramas: Grfico que representa no eixo vertical as cotas e no eixo horizontal o

tempo, representando assim de forma contnua a variao das cotas ao longo do tempo (LUCIENE 2003, P.5)

1.2 MTODOS PARA AVALIAO DAS VELOCIDADES E DAS VAZES

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Medio de vazo em hidrometria todo processo emprico utilizado para determinar a vazo de um curso de gua. A vazo ou descarga de um rio o volume de gua que passa atravs de uma seo transversal na unidade de tempo (LUCIENE 2003, P.5)

Mtodos Diretos; Mtodos Indiretos; Traadores; Mtodo das singularidades ou medidores de regime crtico; Mtodos rea-velocidade (Q=v.A)velocidades: flutuadores, tubo

pitot, mtodo dos molinetesreas: a vau, barco, cabo areo ou telefrico, ponte, sonda batimtrica (rgida/flexvel),ecobatmetro;

Uso do ADCP.

1.3 MEDIO DA VAZO EM RIOS PELO MTODO DO FLUTUADOR

Conforme Palhares et al (2007, p. 1):

Vazo ou descarga de um rio o volume de gua que passa entre dois pontos por um dado perodo de tempo. Normalmente, expressa em metros cbicos por segundo (m3/s). Sua medio importante porque influencia a qualidade da gua, os organismos que nela vivem e seus habitats. A vazo influenciada pelo clima, aumentando durante os perodos chuvosos e diminuindo durante os perodos secos. Tambm pode ser influenciada pelas estaes do ano, sendo menor quando as taxas de evaporao so maiores.

O nmero de sedimentos na coluna dgua tambm se d pela influenciada vazo. Em rios de guas calmas, com baixa vazo, os sedimentos iro depositar-se ligeiramente no fundo do rio. Em rios de guas turbulentas, com elevada vazo, os sedimentos permanecero suspensos por mais tempo na coluna dgua. (PALHARES et al., 2007, p. 1).

Rios com elevada vazo apresentam maiores concentraes de oxignio dissolvido que rios calmos porque eles tm uma aerao melhor. (PALHARES et al., 2007, p. 1).

Segundo Palhares et al. (2007, p. 1), a equao para medio da vazo:

Vazo = (AxLxC)/T (m3/s)

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Onde:

A= mdia da rea do rio (distncia entre as margens multiplicada pela profundidade do rio).

L= comprimento da rea de medio (utilizar o comprimento de 6,0 m).

C= coeficiente ou fator de correo (0,8 para rios com fundo pedregoso ou 0,9 para rios com fundo barrento). O coeficiente permite a correo devido ao fato de a gua se deslocar mais rpido na superfcie do que na poro do fundo do rio.

Para Palhares et al.(2007, p. 2) multiplicando a velocidade da superfcie pelo coeficiente de correo ter-se- uma melhor medida da velocidade da gua. T= tempo, em segundos, que o flutuador leva para deslocar-se no comprimento L.

Etapas para medio da vazo:

- Preparativos antes da ida ao campo

Organizar os seguintes materiais:

a) Duas cordas, quatro estacas e martelo. As cordas sero esticadas atravs da seo do rio, perpendicular as margens. Utilize as estacas para fixar as cordas;

b) Trena (de no mnimo 10 m);

c) Rgua impermevel ou qualquer tipo de instrumento para medir a profundidade do rio; d) Fitas para serem amarradas nas cordas a fim de marcar intervalos;

e) Um objeto flutuador;

f) Cronmetro;

g) Calculadora.

1.4 SELEO DE UM TRECHO DO RIO (L)

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O trecho escolhido para medio da vazo deve ser reto (sem curvas), ter no mnimo 15 cm de profundidade e no ser uma rea de guas paradas. Corredeiras desobstrudas so ideais. O comprimento deste trecho ser igual a L na frmula (PALHARES et al., 2007, p. 2).

Mea o comprimento e marque a parte superior e inferior do trecho esticando as cordas e prendendo-as nas estacas. As cordas devem estar prximas superfcie da gua (Fig. 1) (PALHARES et al., 2007, p. 2).

1.5 CLCULO DA REA MDIA DO TRECHO DO RIO (A)

A rea do rio o produto da largura do rio pela mdia da profundidade. Deve ser calculada a rea da seo superior e inferior do trecho do rio. Assim, somam-se estas duas reas e divide-se por dois para obter-se a rea mdia do trecho do rio (PALHARES et al., 2007, p. 2).

Determine a profundidade mdia da seo superior e inferior marcando-se iguais intervalos ao longo da corda (utilize as fitas). Mea a profundidade em cada intervalo marcado (Fig. 2). Para calcular a profundidade mdia de cada seo divida o total das medies pelo nmero de intervalos mais 1(soma-se 1 ao clculo da mdia pela necessidade de se considerar a profundidade zero). (PALHARES et al., 2007, p. 2).

A determinao da largura feita pelo esticamento da trena de margem a margem, para cada seo. Calcule a rea mdia de cada seo pela

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multiplicao de sua largura pela mdia das profundidades (PALHARES et al., 2007, p. 2).

O clculo da rea mdia do trecho ser a soma da rea de cada uma das sees dividido por dois (ver Exemplo).

1.6 MEDIO DO TEMPO (T)

O tempo que ser medido o de deslocamento do objeto da seo superior at a seo inferior. Isto se dar com o uso de um cronmetro (PALHARES et al., 2007, p. 3).

O objeto deve ser posicionado na seo superior no centro da correnteza e quando esta for solta o cronmetro deve ser acionado. Ir parar o relgio quando o objeto ultrapassar totalmente a corda na seo inferior (PALHARES et al., 2007, p. 3).

A medio do tempo deve ser feita no mnimo por trs vezes. Quanto maior o nmero de repeties mais precisos sero os resultados. O resultado do tempo ser a mdia do nmero de repeties, que igual ao T da frmula para o clculo da vazo (PALHARES et al., 2007, p. 3).

Se, ao deslocar-se, o objeto sofrer algum impedimento por galhos, pedras, etc., est medio dever ser descartada, sendo realizada uma nova medio (PALHARES et al., 2007, p. 3).

E por final realizado o calculo de vazo com os dados obtidos atravs das medies.

1.7 MEDIO DE VAZO: RI

1.7.1 Materiais e mtodos

1 Fita mtrica: Medio do comprimento e largura do Rio.2 Corpo flutuador (bolinha de tnis): Utilizado para determinar a velocidade do Rio a partir de um tempo que passa a ser conhecido aps cada lanamento e um comprimento determinado.

E por final realizado o calculo de vazo com os dados obtidos atravs

MEDIO DE VAZO: RIO JUNDI

Materiais e mtodos

Medio do comprimento e largura do Rio. Corpo flutuador (bolinha de tnis): Utilizado para determinar a velocidade

do Rio a partir de um tempo que passa a ser conhecido aps cada lanamento e um comprimento determinado.

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E por final realizado o calculo de vazo com os dados obtidos atravs

Corpo flutuador (bolinha de tnis): Utilizado para determinar a velocidade do Rio a partir de um tempo que passa a ser conhecido aps cada lanamento

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3 Cabo de madeira: Objeto rijo para verificar as alturas do Rio. 4 Caderno de anotaes: Usado para registrar os dados coletados. 5 Cmera filmadora/fotogrfica: Fotos utilizadas como anexo e filmagens para apresentao em sala. 6 Cronmetro: Empregado para firmar tempos 7- Calculadora: Efetuar os clculos necessrios para determinar a vazo do Rio.

1.7.2 Localizao da rea e caracterizao

O mtodo foi aplicado prximo ponte no Rio Jundi localizada na Linha So Pedro, Tunaplis, com coordenadas Lat. S 270117,34 e Long. O 533859,73, altitude aproximadamente 266,00 m.

Fonte: Google Earth, 2014.

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Fonte: Arquivo prprio, 2014.

1.7.3 Coleta de dados

Os dados relativos descrio do Rio Jundi foram obtidos dia 4 outubro de 2014, assim como as medies distncia (d), largura (l), altura (h) e tempo (t), necessrios para aplicao do mtodo flutuador.

1.7.4 Aplicao da metodologia

Com o conhecimento das caractersticas fsicas do Rio Jundi: distncia (d) e tempo (t) determinou-se a vazo pelo mtodo flutuador.

1.7.5 Dados coletados

Para calcular a vazo pelo mtodo flutuador foram coletados dados no local e consulta a bibliogrfica especfica na rea de hidrologia.

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Tabela 01 Nmero de lanamentos, tempos correspondentes e velocidades atingidas

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(1 '/ * Comprimento considerado 15m. * Largura do rio igual a 6,50m.

Tabela 02 Clculo da velocidade mdia 2!3 ! (141($

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Frmulas empregadas:

Mtodo do flutuador: Q=V.A

Onde:

Q= vazo ( V= velocidade mdia ( A= rea (m).

1.8 RESULTADOS E DISCUSS

Figura 03 Desenho em AutoCad para determinao da rea do Rio

A vazo calculada pelo mtodo do flutuador, para a altura de amostragem coletados no local de pesquisa e assim indicados na figumdia corrigida de 1,1 m.s e rea 3,21 m foi de Q= 3,531expressa uma vazo relativamente mdia/alta em funo da seo transversal pela qual escoa a gua. Lembrando que no perodo de medio ocorreram chuvas intensas, o que provocou aumentou a vazo do mesmo no determinado perodo.

Mtodo do flutuador: Q=V.A

Q= vazo (m/s); locidade mdia (m/s);

A= rea (m).

ESULTADOS E DISCUSSO

Desenho em AutoCad para determinao da rea do Rio

A vazo calculada pelo mtodo do flutuador, para a altura de amostragem coletados no local de pesquisa e assim indicados na figura, com velocidade

m.s e rea 3,21 m foi de Q= 3,531 m.s, esse resultado expressa uma vazo relativamente mdia/alta em funo da seo transversal pela qual escoa a gua. Lembrando que no perodo de medio ocorreram

as, o que provocou aumentou a vazo do mesmo no determinado

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Desenho em AutoCad para determinao da rea do Rio

A vazo calculada pelo mtodo do flutuador, para a altura de amostragem ra, com velocidade

m.s, esse resultado expressa uma vazo relativamente mdia/alta em funo da seo transversal pela qual escoa a gua. Lembrando que no perodo de medio ocorreram

as, o que provocou aumentou a vazo do mesmo no determinado

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Segundo Marostega (2011, p.5):

A aplicao desse mtodo, na prtica, mostrou-se bastante fcil, para operar os poucos instrumentos utilizados (trena, flutuador e cronmetro) no se requer grandes conhecimentos tcnicos. A no visualizao ou dificuldade de visualizao do flutuador se deslocando na lmina dgua no um problema, pois, os tempos tomados diferem muito pouco na mdia aritmtica o que confirma um deslocamento linear. A maior dificuldade do mtodo reside na escolha do coeficiente de reduo de velocidade, o mais correto possvel em funo da natureza constituinte das paredes.

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2 CONCLUSO

Os resultados da vazo do rio Jundi foram obtidos atravs da tcnica hidromtrica do mtodo flutuador, que se apresenta consideravelmente prtica para realizao, porm com um certo grau de impreciso quando comparados com outros mtodos com grau mais elevado de tecnologia. Porm, como o curso de gua em questo se apresenta com dimenses pequenas esse mtodo ainda indicado para tal fim, no influenciando muito no resultado obtido. Para cursos de gua de porte maior, o mtodo do flutuador no apresentar resultado confivel, podendo ser utilizado para predeterminao de vazo, para depois, com um mtodo mais avanado poder comprovar o resultado. O estudo do mtodo de grande importncia na elaborao de projetos de Engenharia para sistemas de gua e esgotos, gerao de energia eltrica, irrigao e drenagem.

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3 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

MAROSTEGA,Gilmar Batista. Hidrulica de bueiros: determinao da vazo pelo mtodo do flutuador e da equao de chzy.Cceres/MT. 26-28 outubro 2011. Disponvel em: . Acesso: 08/10/2014.

Luciene. Fluviometria. Maio, 2003. Disponvel em: Acesso: 08/10/2014.

PALHARES, Julio et al. Medio da Vazo em Rios pelo Mtodo do Flutuador. Concrdia, SC. Julho, 2007. Disponvel em: . Acesso: 08/10/2014.