Regularização das Vazões

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Regularização de Vazões
e
Controle de Estiagens
Centro Universitario UnirG Engenharia Civil – 2017
Professora: Angela Mendes
Disciplina: Hidrologia 
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Regularização de Vazões:
Em períodos de estiagens, as demandas de água (e.g., abastecimento, irrigação, etc.) são maiores que a oferta;
Há necessidade de armazenar água durante a estiagem para suprir as demandas no período.
O armazenamento é feito principalmente em reservatórios (açudes);
O dimensionamento do reservatório é objetivo do tópico;
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Regularização de Vazões
A vazão de regularização é a variável utilizada em projetos de barragens para atender demandas tais como:
abastecimento humano;
irrigação;
hidroelétrica;
navegação;
recreação;
evaporação do lago (depois de construído).
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Lei de Regularização:
Costuma-se chamar de lei de regularização a função:
	
Onde:
	Qr (t) = vazão de regularização =  Qdemanda 
	Qm = vazão média = (1/n). Qnaturais, 
		para n = no de meses
	
	Conhecidas as vazões naturais [Qi(t)] e a lei de regularização y(t), a vazão Qr e a capacidade mínima do reservatório podem ser determinadas.
y(t) ≤1
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Regularização de Vazões
Na figura acima o período entre Abril e Setembro as vazões naturais Qi são menores que a vazão de regularização Qr.
Há necessidade de se armazenar água para atender a vazão de regularização no período mencionado
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Regularização de Vazões
O volume de armazenamento deve ser igual ao volume do período Abril a Setembro que é a área achurada na figura abaixo.
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Regularização de Vazões
Matematicamente, a capacidade do reservatório é a área achurada que é dada pela área do retângulo – a área sob a curva das vazões, i.e., 
Área do retângulo = O volume necessário Vn para manter a vazão Qr durante estes meses é :
Área sob a curva das vazões: O volume afluente Va ao reservatório neste período é:
E a capacidade (Cr) mínima do reservatório:
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Regularização de Vazões
Considerando o tempo do mês constante, pode-se escrever:
 
Onde:
	Q é em m3/s;
	t é o tempo de um mês em segundos, ou 		seja, t=2,592 . 106 s = 30x24x3600 s;
				
	n é o número de meses em que Qr > Qa .
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Exercício
Com base nos dados de vazões mostrados, qual o volume mínimo que deve ter o reservatório para manter uma vazão Qr = 3,8 m3/s?
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Regularização de Vazões
A máxima vazão que pode ser regularizada é a vazão média da bacia ou y(t) = 1.
Suponha que as vazões naturais fossem acumuladas no tempo N (figura abaixo).
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Regularização de Vazões
A tangente do ângulo  é a vazão média
tg() = Qa / N = Qm
Se Qr > Qm então o reservatório não vai atender a demanda total todo o tempo porque Qr > Qa 
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Exercício
Com base nos dados de vazões mostrados, qual a tangente do ângulo cuja declividade é igual a vazão média?
Qual a máxima vazão que pode ser regularizada?
Qual a capacidade do reservatório para atender a vazão média? Compare o resultado com Qr = 3,8 m3/s do exercício 1;
Se a vazão Qr = 5 m3/s qual a capacidade do reservatório? Será que a vazão seria atendida todo o tempo? Explique.
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Reservatório
Formação de reservas no período úmido para serem na complementação das demandas na estação seca.
Vt+1= Vt + Qat – Qet – Qvt + (Pt - Et) . At
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Reservatório
Volume Total (VTotal): todo o volume de água;
Volume morto (Vmorto): varia de 10% a 15% do volume total;
Volume Útil (Vútil): Volume total menos o volume morto.
	
O volume morto é mantido no reservatório por razões técnicas tais como qualidade da água, vida aquática, cota mínima para bombeamento, etc.
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Volume do Reservatório
O volume necessário deve ser o ideal para que a demanda seja suprida em todo o ano.
O volume em azul é o que sobra por mês;
O volume em vermelho é que falta por mês. 
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Diagrama de Massas ou de Rippl
O diagrama de massas ou diagrama de Rippl é definido como a integral do hidrograma mensal. 
É um diagrama de vazões ou volumes acumulados, resultando, geralmente, num gráfico como o mostrado na figura abaixo, o qual é conhecido como diagrama de massas ou de Rippl. 
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Diagrama de Massas ou de Rippl
As tangentes em cada ponto do diagrama de massas, em volume, dão as vazões médias no intervalo de tempo considerado.
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Diagrama de Massas ou de Rippl
Supondo que y(t) = 1 ou Qr = Qm, pode-se ver que as retiradas acumuladas de B a C são maiores que as afluências, deplecionando o reservatório no período;
Desse modo, os pontos B e C são críticos e podem ser utilizados para definir a capacidade do reservatório
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Diagrama de Massas ou de Rippl
O Volume do reservatório para regularizar Qr = Qm é dado por:
Vr = 1 + 2
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Exercício
Utilizando o diagrama de Rippl e com base nos dados de vazões mostrados, qual o volume que deve ter o reservatório para atender uma vazão de regularização igual a vazão média da bacia? 
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Bom fim de semana!
Obrigada pela atenção!