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17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 1/31 HIDROLOGIAHIDROLOGIA EVAPOTRANSPIRAÇÃO EEVAPOTRANSPIRAÇÃO E INFILTRAÇÃO – VAZÕES:INFILTRAÇÃO – VAZÕES: MEDIDAS EMEDIDAS E REGULARIZAÇÃOREGULARIZAÇÃO Autor: Dr. José Antônio Colvara de Oliveira Revisor : Car los Henr ique Pere ira Assunção Gald ino IN IC IAR 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 2/31 introdução Introdução Inicialmente, nesta unidade, exploraremos dois aspectos da cinética da água na terra. A evapotranspiração, que estuda o deslocamento da água no sentido terra- atmosfera, e a in�ltração, que foca a maneira como o líquido penetra nos vazios do solo. Além disso, destacaremos neste estudo, uma análise das vazões em rios, abordando como medi-las e como evitar que excedam ou faltem. Por meio da produção desses conhecimentos o pro�ssional tem condições de estabelecer ligações entre a mudança que ocorre em uma determinada região quando há implantação de uma hidrelétrica. Antes, existe apenas um rio serpenteando ao longo de um vale. Após a construção da barragem forma-se um enorme lago, com a consequente mudança considerável no volume evaporado. Do bom entendimento desses preceitos, teremos uma boa atuação do engenheiro dessa área do conhecimento. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 3/31 Iniciamos este conteúdo destacando que a evapotranspiração consiste no deslocamento da água para a atmosfera, o processo se divide em duas partes: evaporação: compreende as águas de superfícies líquidas, como rios, lagos e oceanos; e transpiração: o processo pelo qual as raízes das plantas retiram a água do solo e, pelas folhas, liberam uma parcela dessa água para a atmosfera. Sendo assim, este estudo é fundamental para as perspectivas de implantação de uma hidrelétrica, por exemplo, e o consequente acúmulo de água a montante para gerar o reservatório. O imenso lago formado, que antes não existia, modi�cará profundamente o ciclo hidrológico daquela região e vizinhanças. Fatores de in�uência Entre os principais parâmetros que exercem diretamente in�uência sobre a evaporação temos: Radiação solar : Depende da posição do sol com relação à região da terra e das condições de clima. Em outras palavras, depende da latitude e do período do ano em que ocorre. As tabelas de Angot fornecem os valores de radiação para cada EvapotranspiraçãoEvapotranspiração 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 4/31 latitude e para cada dia do ano. A quantidade de radiação que atinge a superfície terrestre é variável, dependendo da quantidade de vapor, da altitude e espessura da camada de nuvens. Temperatura : A temperatura in�uencia diretamente a intensidade com que a água pode evaporar, pois in�uencia a quantidade de vapor de água contida no ar. Quanto mais quente estiver o ar, mais vapor se formará. Como o vapor favorece a evaporação, quanto maior a temperatura, maior a evaporação. Umidade do ar : O �uxo de vapor da superfície de água na terra para a atmosfera tem sua dimensão aumentada quanto menor for a umidade do ar. Quanto maior a umidade do ar, menor será a parcela de evaporação. Velocidade do vento : Sua interveniência no processo de evaporação se dá de forma direta e positiva, uma vez que, quando de sua ocorrência, as massas de ar com grau de umidade elevado são afastadas das superfícies. Salinidade da água : O teor de sal na água produz uma redução na intensidade da evaporação. Segundo Garcez (1974, p. 132), há uma redução de 2% a 3% de evaporação da água do mar para a água doce. Aparelhos de medição pontual A partir da altura da lâmina evaporada, a medida da evaporação é apresentada em milímetros, e em espaço de tempo e área especí�cos. Nesse contexto, vejamos a seguir algumas formas de medir a evaporação por meio de instrumentos: Evaporímetro : A Figura 3.1 apresenta um evaporímetro Classe A, em planta e corte. Também denominado tanque classe A , trata-se de um dispositivo cilíndrico, de aço ou ferro galvanizado. É o método mais utilizado mundialmente. O volume evaporado é medido com uma régua milimétrica, pela redução do volume restante no tanque, além disso, a precipitação ocorrida também deve ser levada em consideração. Sua instalação requer atenta observação sobre a localização, a maneira como permanecerá, a vegetação a sua volta e o tipo de solo sobre o qual será depositado. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 5/31 Evaporímetro de Piché : É um tubo de vidro com 30 cm de altura e 1 cm de diâmetro. Na parte superior é fechado e na inferior, aberto, após encher de água, coloca-se um papel �ltro. A diminuição do nível em uma escala na parte superior mede a água evaporada. Medidas da evapotranspiração As medidas da evapotranspiração são realizadas de dois modos: um, mais direto, que levanta os valores efetivamente subtraídos do solo pelas plantas, que é o método do lisímetro , ou tanques enterrados; e outro, que necessita de medidas durante um tempo mais longo, é o método do balanço hídrico . Lisímetros ou tanques enterrados A evapotranspiração pode ser quanti�cada a partir de um processo bastante engenhoso, que se constitui na prévia construção de um poço; na construção de um abrigo dentro deste, que é dotado de uma série de drenos; e na consequente plantação na parte superior. Essa plantação é da espécie de vegetação da qual se deseja medir a evapotranspiração. As pesagens são realizadas com determinada frequência e, pela medida de água precipitada, variação da massa sobre o poço de controle e umidade do ar, é possível chegar a valores aproximados da evapotranspiração sobre aquela cultura. Além disso, seu funcionamento se dá em conjunto com um pluviômetro próximo, para se ter a medida da chuva precipitada. Figura 3.1 - Tanque Classe A Fonte: Giancarlodessi / Wikimedia Commons. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 6/31 Estimativa por balanço hídrico A estimativa por balanço hídrico é feita por meio dos dados pluviográ�cos de uma bacia inteira, com suas precipitações, percolações e escoamento super�cial. Requer um prazo mais longo do que os lisímetros, normalmente mais de um ano. Segundo Collischonn (2013), esse tempo mais longo se deve ao fato de que a porção de água que penetra no solo pode permanecer vários dias no interior da bacia, antes de passar pelo exutório, que é onde se mede a saída de água não evaporada. A equação que proporciona essa medida é: Em que: E = evapotranspiração de longo prazo (mm/ano); P = precipitação de longo prazo (mm/ano); e Q = vazão média de longo prazo (mm/ano). praticar Vamos Praticar Deseja-se conhecer quais os valores médios de evapotranspiração anual de determinada bacia. Para tanto, conhecemos sua área, que é de . A partir de dados estatísticos de uma série de coletas realizadas durante 10 anos, sabemos que nesta área costuma chover 893 mm por ano. Uma estação, localizada no ponto extremo da bacia, registra a média de de vazão. Nesse contexto, assinale a alternativa que apresenta qual a evapotranspiração média anual da bacia, medida em milímetros. a) 148. b) 302. c) 436. E = P–Q (Eq. 3.1) 1250km2 12 /sm3 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 7/31 d) 590. e) 745. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS…8/31 Chama-se de in�ltração a ação pela qual a água penetra nas camadas do solo mais próximas à superfície. Este movimento se dá de cima para baixo, na medida em que ocupa os vazios do solo. Atraída pela gravidade, a água vai se deslocando até a exaustão ou até atingir uma camada impermeável. O modo como a água penetra no solo divide-se em três fases. Fases A ação de penetrar no solo envolve três fases distintas, conforme a distância e o volume de água penetrada. Vejamos mais detalhes a seguir: Fase de intercâmbio : Nesta etapa inicial, a água se encontra ainda pouco distante da superfície. Por intermédio de aspiração capilar, ainda é possível seu retorno à atmosfera, o que se daria por ação da evaporação. As raízes das plantas também podem capturar a água e, pelas folhas, transpirar. Fase de descida : Ocorre o deslocamento vertical, propriamente dito. A partir daqui é o peso próprio da água que irá se sobrepor à adesão e à capilaridade. O movimento descendente continuará até atingir uma camada impermeável. In�ltraçãoIn�ltração 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 9/31 Fase de circulação : Com o processo de acumulação da água, formam-se os lençóis subterrâneos. Estes, também dotados de movimento, também devido à in�uência da gravidade, passam a atuar sob a forma de escoamento subterrâneo. Os lençóis subterrâneos são classi�cados, quanto à maneira como estão dispostos, em: lençol freático: quando submetido à pressão atmosférica, possuindo uma superfície permeável; e lençol cativo: quando, por estar entre duas camadas impermeáveis, também submetido às pressões superiores à atmosférica. Além disso, duas zonas são distinguidas no processo de in�ltração: zona de aeração: compreende as fases de intercâmbio e de descida; e zona de saturação: localizada na fase de circulação, constitui a zona onde ocorre o movimento do lençol subterrâneo. Grandezas características Alguns termos são fundamentais para trabalharmos com a in�ltração, e, a partir deles, poderemos deduzir algumas equações que nos proporcionam entender melhor este fenômeno, que são: Capacidade de in�ltração : Quantidade máxima que um solo pode absorver, na unidade de tempo por unidade de área horizontal, expressa em mm/h. Distribuição granulométrica : A proporção da ocorrência das partículas no solo em função de suas dimensões, em que esta distribuição é representada gra�camente pela curva de distribuição granulométrica . Porosidade : Relação entre o volume de vazios do solo e seu volume total, normalmente expressa em porcentagem. Velocidade de �ltração : É a velocidade média com que a água se desloca através do solo, também pode ser medida por meio da relação entre a vazão e a área da seção horizontal, por onde se processa o escoamento, e é expressa em m/s ou .m3/m2/dia 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 10/31 Coe�ciente de permeabilidade: Em um solo saturado, é a velocidade de �ltração da água, expresso em m/s ou . Medidas de in�iltração Para medir a capacidade de in�ltração da água nos solos, o aparelho mais utilizado é denominado in�ltrômetro. Este instrumento é composto de dois cilindros concêntricos que devem ser cravados no solo do qual se deseja medir a in�ltração. Depois, deve-se encher d'água o cilindro externo, com a �nalidade de que, ao introduzir água no cilindro interno (que é o que efetivamente se deseja medir), a água do externo penetrada impeça o desvio da água do interno pelas laterais, assegurando, assim, medida apenas da in�ltração vertical. No anel externo existe uma escala, na qual se lê de tempos em tempos a lâmina d'água in�ltrada. Isto gera uma tabela que deverá ser utilizada nos diversos métodos de cálculo de taxa de in�ltração. Aqui veremos o método de Horton. Método de Horton Dos modelos simpli�cados de cálculo da in�ltração de água no solo, o proposto por Horton é um dos mais utilizados. O método parte de uma tabela com os valores de in�ltração retirados da prova de solo do in�ltrômetro. De posse desses dados, aplica-se a equação a seguir: / /diam3 m2 Figura 3.2 - In�ltrômetro Fonte: Collischonn (2013). 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 11/31 Em que: f = capacidade de in�ltração em um instante qualquer (mm/h); fc = capacidade de in�ltração em condição de saturação (mm/h); fo = capacidade de in�ltração em solo seco (mm/h); 𝜷 = parâmetro a ser determinado a partir de medições em campo (1/h); E, t = tempo de cada medição (h). O método �ca melhor expresso por meio de um exemplo numérico, que o aluno pode acompanhar no item “Atividade”, com passos detalhados para melhor assimilação. praticar Vamos Praticar Em uma determinada região deseja-se conhecer a capacidade máxima de in�ltração da chuva no solo local. Para tanto, foi realizado um teste com o in�ltrômetro, do qual resultaram os dados a seguir. Com base nos dados da amostra e utilizando o método de Horton, calcule a capacidade máxima de in�ltração nesse solo. f = fc + (fo − fc). e − t (Eq. 3.2) 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 12/31 O termo vazão, no caso da Hidrologia, diz respeito à quantidade de água que passa por uma determinada seção na unidade de tempo. Pode ser medida, por exemplo, em litros por segundo, assim como em metros cúbicos por segundo. O conhecimento da vazão nos permite, na agricultura, saber se determinada espécie pode ser plantada com adequado regime de irrigação. Também é útil para conhecermos o regime de um rio e a maneira como seu volume de água avança sobre as margens. Alguns termos que utilizaremos ao longo deste tópico são de particular importância para este estudo e devem ser conhecidos com familiaridade. Vejamos a seguir: Escoamento permanente : Quando velocidade, vazão e nível da água não se alteram ao longo de um determinado trecho de um rio ou canal. Escoamento uniforme : Quando velocidade média , vazão e nível da água não se alteram ao longo de um determinado trecho de um rio ou canal. Área molhada : Área da seção transversal que escoa um rio. Perímetro molhado : Soma dos lados da seção transversal com os quais a água tem contato. Medição de vazãoMedição de vazão 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 13/31 Raio hidráulico : \(R_h = A_m / P_m~~~~~~(Eq. 3.6)\} Fórmula de Manning Para canais com escoamento permanente e uniforme, pode-se utilizar a fórmula de Manning para o cálculo da velocidade. Equação de Manning: Em que V = velocidade da água (m/s); Rh = raio hidráulico (m); S = declividade do rio (m/m) ou (%); e n = coe�ciente de Manning, adimensional. Da fórmula de Manning, podemos calcular a vazão: Vazão : volume por unidade de tempo. Também pode ser calculada pela velocidade da água multiplicada pela área por onde se mede essa velocidade : Substituindo a equação 3.7 na 3.8: Para os valores de n na equação 3.7, temos a Tabela 3.2: V = (Eq. 3.7) ×R2/3h S 1/2 n Q = V × A (Eq. 3.8) Q = A (Eq. 3.9) ×R2/3h S 1/2 n 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 14/31 Tabela 3.2 - Valores de n na equação 3.7 Fonte: Adaptada de Azevedo Netto (2015). As fórmulas para cálculo da área molhada, perímetro molhado, raio hidráulico e largura do topo das seções transversais da maioria dos tipos de canais encontram- se na tabela a seguir. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS…15/31 Tabela 3.3 - Valores do coe�ciente n de Manning para canais abertos Fonte: Elaborada pelo autor. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 16/31 Fonte: Elaborada pelo autor. Forma da seção Área molhada Perímetro molhado Raio hidráulico Largura do topo b × h b + 2 × h b×hb+2×h b (b + m × h)h b + 2h 1 + m2 − −−−−−√ (b+m×h)h b+2h 1+m2√ b + 2mh mh2 2h 1 + m2 − −−−−−√ mh 2 2h 1+m2√ 2mh (θ − sinθ)18 D 2 θ⋅D 2 (1 − )D1 4 sinθ θ (sin )Dθ2 π⋅D2 8 π⋅D 2 = D 4 h 2 D = 2 ⋅ h 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 17/31 Outra maneira de medir vazão em pequenos canais, usada com frequência em zonas agrícolas, é o vertedor. Trata-se de uma estrutura de soleira delgada, com uma passagem para a água. A altura que a água se eleva antes do vertedor é medida por uma régua. Com base nessa medida e em função do tipo de vertedor, usando uma equação calcula-se a vazão. A seguir, a descrição dos tipos de vertedores mais utilizados. VertedoresVertedores Figura 3.4 - Vertedor em pequenos canais de irrigação Fonte: Micha Klootwijk / 123RF. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 18/31 Vertedor retangular Para o vertedor retangular utiliza-se a fórmula de Francis: Em que: L = largura da crista do vertedor (m) e H = altura de água acima da soleira(m). Essa altura deve ser medida um pouco antes do vertedor, de modo a evitar o efeito de rebaixamento do nível nas proximidades deste. É recomendado que essa distância seja maior que 5H. Esse tipo deve possuir parede delgada, ou seja, com espessura menor que H. Recomenda-se seu uso para cursos d'água onde a razão altura da soleira / altura d'água acima da soleira não exceda 3,5. Vertedor trapezoidal Quando o talude for de 1:4 (o mais utilizado), pode-se utilizar a mesma fórmula do retangular. Vertedor triangular Normalmente utilizado para medidas de maior precisão, especialmente em laboratórios, construídos de chapas metálicas. A vazão ( ) é obtida por , sendo H altura (m) acima do vértice do vertedor. Calha Parshall Podem ser construídas ou vendidas prontas em material sintético. Neste último caso o próprio fabricante fornece uma tabela que relaciona a escala existente na sua parte interna com a vazão. Diluição de traçador Emprega-se este método onde os anteriormente descritos sejam de difícil ou impossível utilização. Injeta-se uma solução em um ponto à montante e examina-se, em um ponto à jusante, a modi�cação na concentração da substância. Por meio de equações apropriadas, essa modi�cação é transformada em medida de vazão. Q = 1, 838 × L × H 3/2 m3 Q = 1, 4H 5/2 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 19/31 Método dos molinetes Utilizado em cursos d'água nos quais se torne difícil ou mesmo impossível medir com os métodos anteriores. Também conhecido como método por área e velocidade, utiliza-se do fato de que a vazão é o produto da velocidade com que a água está passando em determinada área pela própria área da seção transversal em que isso está ocorrendo. Isso envolve a necessidade de se conhecer dois aspectos básicos: a área e a velocidade. O molinete é um instrumento dotado de hélice que, movida pelo �uxo de água, conta as voltas executadas em torno de seu eixo. Por meio de um mecanismo ou um sistema digital, essa contagem é transformada em valores de velocidade. O instrumento é instalado solidário a uma haste e ajustado para medir a velocidade em diversas alturas a partir do leito. Isso se deve ao fato de que a velocidade do rio não é a mesma em todos os pontos da vertical, diminuindo à medida que se aproxima do leito ou das margens. Normalmente, são utilizadas medidas em dois pontos da vertical, a 20% e 80% do fundo, e é calculada a média entre elas. Quanto à quantidade de verticais a serem utilizadas, Back (2006) recomenda a seguinte relação na tabela: Figura 3.5 - Molinete e haste vertical Fonte: Elaborada pelo autor. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 20/31 Tabela 3.4 - Distâncias recomendadas entre as verticais Fonte: Back (2006, p. 266). A vazão total do rio é obtida integrando o produto da velocidade pela área. O método mais utilizado é chamado de método da meia seção . Nele, as parcelas de área da seção transversal junto às margens não são computadas. Para minimizar essa diferença, procura-se aproximar as verticais inicial e �nal o máximo possível das margens. praticar V P ti Largura do rio Distância entre verticais (m) (m) < 3 0,3 3 a 6 0,5 6 a 15 1,0 15 a 30 2,0 30 a 50 3,0 50 a 80 4,0 80 a 50 6,0 150 a 250 8,0 > 250 12,0 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 21/31 praticar Vamos Praticar Para estimar a vazão média em uma determinada seção transversal de um rio, foi adotado o processo do molinete. O rio possui 30 m de largura e foi dividido em 6 verticais, que apresentaram as velocidades a seguir, tomadas a 20% e 80% respectivamente. Calcule a velocidade média e a vazão do rio nesta seção. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 22/31 O estudo da regularização de vazões se constitui em um importante aliado do engenheiro quando é necessário resolver o grave problema de cursos d'água que são utilizados como por exemplo para construção de reservatórios de abastecimento e possuem um comportamento diferente para a estação das cheias e das secas. Regularização deRegularização de vazõesvazões 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 23/31 Conceito Regularizar vazões é o procedimento pelo qual se pretende que determinado rio tenha a mínima variabilidade de vazão ao longo do ano. Uma das soluções é a construção de reservatórios, onde o excesso da estação chuvosa �que armazenado para a estação de estio, além disso, as barragens são uma maneira de provocar o aparecimento desses reservatórios. reflita Re�ita O que estudamos anteriormente, sobre a regularização de vazões, dá uma ideia da atuação do engenheiro nessa área. O controle de enchentes ou a segurança de abastecimento são dois problemas diferentes, que muitas vezes podem ser resolvidos por meio da mesma ciência: a regularização de vazões. Re�ita como é importante o conhecimento das ferramentas aqui abordadas no sentido de resolver problemas graves, como o frequente caso de desabastecimento ou falta de água em diversas regiões do país. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 24/31 Em relação a este assunto, alguns conceitos são importantes para que tenhamos um perfeito entendimento sobre as diversas variáveis. Consideremos, na �gura a seguir, uma barragem com a consequente elevação das águas à montante de determinado curso d'água. Para entendermos melhor a Figura 3.6, veja a legenda a seguir: saibamais Saiba mais A proteção contra cheias é um dos maiores problemas das grandes cidades. Em Tokyo foi construído o maior conjunto de reservatórios do mundo para evitar esse problema. Ao todo é uma rede de 6,4 km de túneis, interligando reservatórios sob a região metropolitana de Tokyo. Para encontrar mais detalhes, inclusive um vídeo com documentário, acesse o conteúdo a seguir. ACESSAR Figura 3.6 - Barragem e reservatório a montanteFonte: Elaborada pelo autor. https://www.engenhariacivil.com/estruturas-sistema-protecao-cheias-toquio 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 25/31 1. Sobrearmazenamento : Volume não aproveitado. Fica acima do nível normal. 2. Nível normal . 3. Volume útil : Volume armazenado entre os níveis mínimo e normal. 4. Nível máximo normal de operação ( ) : Cota máxima a que as águas se elevam, nas condições normais. 5. Soleira do vertedor ou crista . 6. Barragem . 7. Conduto de descarga . 8. Volume morto : Volume retido abaixo do nível mínimo. 9. Nível mínimo ( ) : Cota mínima à qual as águas podem atingir em condições normais. // Cota do conduto de saída mais baixo. 10. Fundo do rio . 11. Superfície natural do rio, antes de ser represado . Outros conceitos importantes a respeito deste tema são destacados a seguir: Período crítico : Período em que o reservatório, inicialmente cheio e sem preenchimento total intermediário se torna mínimo. Energia �rme : Energia possível de ser produzida no período crítico. // Máxima produção contínua de energia que pode ser obtida supondo a ocorrência da sequência mais seca registrada no histórico de vazões do rio onde está localizada. Demanda: Volume de saída (V_{S) . Retirada de água do reservatório (abastecimento etc.). Capacidade Mínima de um reservatório para uma vazão regularizada Um reservatório pode ter sua capacidade mínima dimensionada em função do que se deseja para chegar ao objetivo de possuir uma vazão regularizada. Para tanto, é necessário ter o conhecimento da vazão demandada. O próximo passo é elaborar uma tabela com as vazões mensais observadas em certo período. Analisando os dados, destaca-se o período crítico, ou seja, aquele em que se faz necessária uma reposição de água para atingir a demanda. Namáx.n.o. Namín 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 26/31 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 27/31 indicações Material Complementar FILME A Lei da Água Ano: 2015 Comentário: Com foco nas mudanças ambientais e na redução do espaço essencialmente natural, este �lme tem como �o condutor o novo Código Florestal. Mostra as diversas possibilidades de interveniência, para o bem ou para o mal, do homem na natureza. Um dos focos é a água disponível para o ser humano. Para conhecer mais sobre o �lme, acesse o trailer a seguir. TRA ILER 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 28/31 LIVRO Hidrologia: ciência e aplicação Carlos E. M. Tucci Editora: ABRH ISBN: 978-85-7025-924-0 Comentário: O dimensionamento da capacidade do reservatório criado por construção de barragens é um dos temais mais importantes na Hidrologia. A alternância entre períodos de cheias e de secas indica que a engenharia hídrica tem uma contribuição primordial no sentido de os municípios terem disponibilidade de água tanto no verão quanto no inverno. Um aprofundamento dos cálculos aqui analisados pode ser encontrado em Tucci (2009), no capítulo escrito por Antonio Eduardo Lanna. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 29/31 conclusão Conclusão Vimos nesta unidade importantes conceitos para nosso perfeito conhecimento da água na natureza. A Hidrologia procura se valer das variáveis estudadas para compreender como ocorre o ciclo da água em seus diversos modelos. Além disso, destacamos que a in�ltração e a evaporação são dois exemplos de como a água se desloca ao longo de todo esse processo. Outros temas abordados aqui foram: a medida de vazões, a maneira de controlar o acesso a este bem nos períodos de escassez e o modo como evitar transtornos nos períodos de cheias. Em todos pudemos constatar como o estudo desses fatores se reveste de importância para o pro�ssional da Engenharia. referências Referências Bibliográ�cas AZEVEDO NETTO, J. M. Manual de Hidráulica . 9. ed. São Paulo: Blücher, 2015. BACK, Á. J. Hidráulica e hidrometria aplicada . Florianópolis: Epagri, 2006. COLLISCHONN, B. Exercício in�ltração - hidrologia. YouTube . Vídeo. 2016. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=fPR9iPYtPSk . Acesso em: 05 dez. 2019. https://www.youtube.com/watch?v=fPR9iPYtPSk 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 30/31 COLLISCHONN, W. Hidrologia para engenharia e ciências ambientais . Porto Alegre: ABRH, 2013. GARCEZ, L. N. Hidrologia . São Paulo: Blucher, 1974. TUCCI, C. E. M. (Org.) Hidrologia : Ciência e aplicação. 4a ed. Porto Alegre: ABRH, 2009. 17/06/23, 19:10 Ead.br https://student.ulife.com.br/ContentPlayer/Index?lc=9FF2J5i4zJ1C2hBUucWykQ%3d%3d&l=XqSO4WPcHBw958D1eqZf8g%3d%3d&cd=WQS… 31/31
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