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MEDIÇÃO DE VAZÕES Topografia II e Geoprocessamento MEDIÇÃO DE VAZÕES O que é vazão de um curso d’água? Quantidade de água que passa numa determinada seção num certo período de tempo (m³/s ou l/s) Qual a contribuição da topografia? Métodos e aparelho são utilizados na medição de vazões. MEDIÇÃO DE VAZÕES A vazão varia ao longo do tempo em qualquer curso natural de água. Busca-se conhecer as vazões médias em um certo período de série histórica (análise estatística). Chama-se o período de série histórica considerado de tempo de retorno (1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 500, 1.000 anos). Para se obter as séries históricas de vazões o monitoramento de cursos d’água é realizado diariamente. ver mais informações em www.ana.gov.br MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do vertedor Método aplicável somente para pequenas vazões (geralmente abaixo de 100 l/s. Este método consiste em direcionar todo o fluxo de água de um curso d’água para um dispositivo de seção conhecida (retangular, triangular ou circular). Para se obter a vazão com precisão, nestes dispositivos obtém-se altura (h) da lâmina d’água e calcula-se a área da seção ocupada. MEDIÇÃO DE VAZÕES Fonte: Anglo American, 2009 MEDIÇÃO DE VAZÕES Fonte: Anglo American, 2009 MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do vertedor Para obter h com precisão milimétrica, utiliza-se o seguinte procedimento para vertedores sem réguas instaladas: Apoiar mira na aresta do vertedor l1 e outra numa estaca cravada no leito a uma distância de 4L (L=largura do dispositivo) do vertedor. Fazer a leitura utilizando nível (nivelamento geométrico) de l1, l2 e a (altura da lâmina d’água sobre a estaca. ℎ = 𝑙1 − 𝑙2 + 𝑎 Método do vertedor Após obter h, calcula-se a vazão por Bernoulli ou Francis Bernoulli 𝑄 = 1,78 × 𝐿 × ℎ3/2 Francis 𝑄 = 1,826 × 𝐿 × ℎ3/2 × 1 − ℎ 5 L e h em metros -> Q em m³/s MEDIÇÃO DE VAZÕES MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do vertedor Exercício Calcular a vazão Q em m³/s em um vertedor de dimensões conforme a figura abaixo. Dados: l1 = 1,584m; l2 = 1,490m; a=0,013m H= 0,107 m Q = 0,0374 m³/sResposta MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do vertedor Exercício Calcular a vazão Q em m³/s em um vertedor de dimensões conforme a figura abaixo. Dados: l1 = 1,584m; l2 = 1,490m; a=0,013m H= 0,107 m Q = 0,0374 m³/s MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do flutuador Adota-se este método para reconhecimento, ou seja, é pouco preciso. Obtém-se a velocidade da água na superfície por cronometragem. Adota-se uma distância entre seções de 20 a 50m. Cronometra-se, diversas vezes, o tempo que o flutuador percorre a distância e obtém-se um tempo médio. 𝑣 = 𝑑 𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 Obtém-se a média aritmética de duas seções transversais consecutivas a uma certa distância. 𝑄 = 𝑣 × 𝐴𝑠𝑒çõ𝑒𝑠 2 MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do flutuador Exercício Calcular a vazão Q (m³/s). Dados: AA = 11,32m²; AB = 10,80m²; tmédio = 62,3s vmédia = 0,8026m/s Q=0,8026 x (11,32+10,80)/2 = 8,8768m³/s Resposta MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do flutuador Exercício Calcular a vazão Q (m³/s). Dados: AA = 11,32m²; AB = 10,80m²; tmédio = 62,3s vmédia = 0,8026m/s Q=0,8026 x (11,32+10,80)/2 = 8,8768m³/s MEDIÇÃO DE VAZÕES Método do molinete É um pequeno instrumento destinado a medir a velocidade da água em qualquer profundidade. Obtém-se a seção transversal da calha de escoamento do curso d’água. Define-se o número de verticais em função da extensão da seção transversal. Mede-se as velocidades em diversas profundidades de cada vertical. Aplica-se o método das curvas isovelozes ou o método das áreas de influência das velocidades médias em cada vertical. MEDIÇÃO DE VAZÕES N de voltas em 60s Velocidade em m/s 5 0,12 10 0,23 20 0,4 30 0,56 40 0,71 50 0,85 60 0,98 MEDIÇÃO DE VAZÕES MEDIÇÃO DE VAZÕES a1 = Aseção - A0,15 a2 = A0,15 - A0,30 a3 = A0,30 - A0,45 a4 = A0,45 - A0,60 a5 = A0,60 - A0,75 a6 = A0,75 q1 = a1 x vmédia1 q2 = a2 x vmédia2 q3 = a3 x vmédia3 q4 = a4 x vmédia4 q5 = a5 x vmédia5 q6 = a6 x vmédia6 É imprescindível conhecer as variações de vazões ao longo de períodos sazonais, portanto a aplicação dos métodos do flutuador e do molinete são limitados à obtenção de dados em uma data específica. A medição pelos métodos do vertedor ou da seção transversal permitem obter dados diários, fornecendo informações para tratamento estatístico em projetos de engenharia. MEDIÇÃO DE VAZÕES
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