04 - Monitoramento Hidrológico (apresentação).pdf

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgicogico

Cristiano Das Neves AlmeidaProf. Adjunto da Universidade Federal da Paraba Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil

Autor:

Elaborado em: 19/ago/2006

Por que monitorarPor que monitorar??

n Melhorar o conhecimento do ciclo hidrolgicon Gerar dados necessrios a projetos e obras

hidrulicasn Dados hidrolgicos fornecem subsdios ao

planejamento e gerenciamento racional de recursos hdricosn Outorgan Cobranan Enquadramento dos corpos hdricos

n Estudo sobre previso

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgicogico

n Conceito:n Consiste da observao, medio, processamento e

previso de dados hidrolgicos, uma das reas da hidrologia, mais conhecida como hidrometria

n O que monitorar:n Quantidade (Ciclo hidrolgico fases superficial &

subterrnea)n Qualidade (em rios, audes e sistemas aqferos)

Ciclo hidrolCiclo hidrolgicos gicos e o e o monitoramento monitoramento Nordeste brasileiroNordeste brasileiro

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico fasefase superficial do superficial do ciclo hidrolciclo hidrolgicogico

n Equao do balano hdrico (Eq. Da continuidade)n P ETP Q = ? S/? t

n P Precipitao;n ETP Evapotranspirao;n Q Deflvio;n ? S/? t variao do armazenamento dgua do

sistema no tempo.

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico PrecipitaPrecipitaoo

n A precipitao a principal entrada do sistema bacia hidrogrfica, atravs desta varivel que so formadas outras variveis do sistema, por exemplo, o escoamento superficial e a infiltrao.

n Forma de medion Diretamente sobre a bacia hidrogrfican Pluvimetros n Pluvigrafos (medio continuada)


n Pluvimetros n Em geral, a medio realizada uma vez por dian Equipamento mais utilizado o Ville de Paris

n rea de 400 cm2n Assim, 40 ml corresponde a 1 mmn A gua acumulada coletada numa proveta


n Pluvigrafosn Medio continuadan Equipamentos mais utilizados

n De bian De balanan De cubas basculantesn Sistema de armazenamento de dados

(dataloggers)


n A monitoramento da precipitao ainda pode ser feito por:n Radares meteorolgicos ou imagens de satlites, porm

erros so associados a estes mtodos.


n Na instalao e operao de postos pluviomtricos algumas observaes merecem destaque:n O local escolhido para instalao da estao deve ser plano,

livre de obstculos como rvores, casas, muros, etc. recomendada uma distncia mnima de algum obstculo de no mnimo 2 vezes a altura do obstculo

n Escolher locais que no sejam necessrios deslocamentos da posio do equipamento de medio no futuro;

n A manuteno do sistema de medio imprescindvel para a obteno de dados de boa qualidade, esta recomendao vale inclusive para equipamentos de medio automtica, que aparentemente podem funcionar por at um ms;

n Outras observaes podem ser obtidas no captulo 2 do livro Hidrometria Aplicada (Dos Santos et al., 2001).


n Distncia mnima de obstculos

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico EvaporaEvaporaoo

n A evaporao o processo fsico no qual um lquido ou slido passar ao estado gasoso. Em meteorologia, evaporao diz respeito apenas transformao da gua para o estado gasoso (vapor) devido radiao solar e aos processos de difuso molecular e turbulenta

n A evaporao influenciada pela seguintes variveis:n Temperatura do ar;n Vento;n presso de vapor.

n Este fenmeno pode ocorrer em superfcies lquidas livres (espelho dgua de audes e lagos) ou em reas descobertas de bacias hidrogrficas (superfcies de solos descobertos) quando estes esto saturados ou quando o nvel fretico encontra-se elevado


n O monitoramento pode ser feito direta ou indiretamente:n Evapormetros (mtodo direto);n Equaes empricas (mtodo indireto);n Balano hdrico (mtodo indireto);n Transferncia de massa (mtodo indireto);n Balano de energia (mtodo indireto).


n Evapormetros (mtodo direto):n existem 27 tipos de tanques de evaporao;n 4 tipos: enterrados, superficiais, fixos e flutuantesn Evaporao = K . Valor medido ou observado

n Onde k varia de 0,6 at 0,8


n Equaes empricas:n So equaes que foram estabelecidas a partir de

ajustamentos por regresso das variveis que influenciam na evaporao. Algumas das mais conhecidas so:

n Equao de Meyer;n Equao de Penman;n Equao de Marciano e Harbeck.

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico EvapotranspiraEvapotranspiraoo

n A evapotranspirao a varivel que quantifica a evaporao no solo e transpirao ocorrida em reas verdes (reas irrigadas, florestas, campos etc.). Ela importante para o balano hdrico de bacias hidrogrficas, e tambm de reas agrcolas, onde a necessidade de gua para irrigao de plantas determinada.n ETP Evapotranspirao potencial Quantidade de gua transferida

para a atmosfera por evaporao e transpirao, na unidade de tempo, de uma superfcie extensa completamente coberta de vegetao de por baixo e bem suprida de gua (Penman, 1956);

n ETR Evapotranspirao real Quantidade de gua transferida para a atmosfera por evaporao e transpirao, nas condies reais (existente) de fatores atmosfricos e umidade do solo. A evapotranspirao real igual ou menos que a evapotranspirao potencial (ETR


n Mtodos para determinao:n Lismetro (mtodo direto);n Medidas de umidade do solo (mtodo direto);n Mtodos baseados na temperatura (mtodo

indireto);n Mtodos baseados na radiao (mtodo indireto);n Mtodos combinados (mtodo indireto);n Balano hdrico (mtodo indireto).


n Lismetro (mtodo direto)


n Medidas de umidade do solon Sucessivas umidade de umidade do solo permitem, por diferena,

estabelecer um valor de evapotranspirao na ausncia de precipitao e/ou irrigao.


n Mtodos baseados na temperatura (Mtodo de Blaney-Criddle)n ETP = (0,457.T + 8,13).p

n ETP Evapotranspirao potencial (mm/ms);n T Temperatura mdia mensal do ar (0C);n p Porcentagem diria de horas de luz

(tabelada).

n ETR = ETP.Kcn ETR Evapotranspirao real estimada para a

cultura e local de interesse;n Kc Coeficiente da cultura (tabelado).

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico VazVazoo

n Em geral, nos estudos dos recursos hdricos superficiais a vazo pode ser considerada uma das variveis mais importantes, sendo esta a principal varivel de sada do sistema (bacia ou sub-bacia hidrogrfica)

n A forma convencional de monitoramento da vazo realizada de forma indireta, ou seja, atravs medies de nveis ou cotas do curso dgua.


n Curva-chave

y = 275,2e2 , 2 6 3 1 x

R2 = 0,9993

0

100

2 0 0

3 0 0

4 0 0

500

6 0 0

700

8 0 0

9 0 0

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85

Lmina d'gua

pontos medidos Expon. (pontos medidos)

Lmina dgua (cm)

Vazo(m3/s)


n O processo de instalao de um posto fluviomtrico e de construo da sua curva-chave consiste em:

n Escolha do ponto em carta plani-altimtrica considerado:n a rea da bacia hidrogrfica que se deseja medir;n facilidade de acesso seo;n inexistncia de obras hdricas a montante da seo, que possam

comprometer as medies;n e verificao se o trecho do rio escolhido retilneo.

n Ida a campo para verificao da seo escolhida na cartaplani-altimtrica, verificando assim se o acesso seo fcil e se a seo transversal estvel;

n Instalao do posto fluviomtrico, que composto das rguas linimtricas e/ou equipamento de medio automatizado e, em alguns casos, de um sistema de armazenamento dos dados medidos


n Uma vez o posto fluviomtrico instalado, podem ser iniciadas as medies de vazes com auxlio de um molinete.

n Estas medies devem ser realizadas com o rio em diferentes situaes, ou seja, em perodos climticos distintos (seco, mdio e chuvoso)


n Outros mtodos:n dispositivos de geometria regular (calhas Parshall ou

vertedouros)n mtodo qumicon mtodo volumtricon mtodo acsticon ainda atravs da medio com flutuadores

Monitoramento hidrolMonitoramento hidrolgico gico NNveis dveis dgua em gua em aaudesudes

n Varivel importante de ser monitorada, com relao etapa superficial do ciclo hidrolgico

n Estes dados so importantes para a realizao de balanos hdricos, seja da bacia hidrogrfica seja do prprio aude;

n A variao do volume de um aude no pode ser medida diretamente, assim esta varivel determinada indiretamente pela variao da lmina dgua do aude;

n Com esta lmina ou cota e com a curva cota-rea-volume do aude determina-se o volume de gua armazenado no aude. Para tanto, utiliza-se tambm a interpolao linear.

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