Curso sobre tecnicas de mediçao de descarga liquida em...
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MINISThRIO DAS MINAS E ENERGIA
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ÁGUAS E ENERGIA ELhTRICA
DIVISA0 DE CONTROLE DE RECURSOS HrDRICOS
CURSO SOBRE ThCNICAS DE
MEDIÇAO DE DESCARGA LrQUIDA
EM GRANDES· RIOS
Manaus, 04 a 09 de Junho de 1984
AVAL lAÇA0
- Coordenação do Curso
· Coordenador Geral
Dr. Benedito Eduardo Barbosa PereiraDiretor da Divisão de Controlede Recursos Hídricos do DNAEE.
· Coordenador Executivo
Dr. Gilbert Jaccon _Consultor DNAEE/ORSTOM - FRANÇA
· Secretário Executivo
Eng9 Kazirnierz Josef CudoDNAEE/DCRH
- Corpo Docente
· Gilbert Jaccon - DNAEE/ORSTOM - FRANÇA· Silvio C. da Conceição - CPRM· Moacyr de Aquino - CNEC· Celso Ãvila - HIDROLOGIA S.A.
ELABORAÇAO
Gilbert Jaccon
Kazirnierz Josef Cudo
AUXILIAR
Edemir Ferraz
DESENHISTA
Márcia Maria Fernandes da SilvaDimas Figueredo Nobrega
Francisco José Azevedo Dias
OI
S U M Ã R I O
Pago
INTRODUÇÃO 3
1 . PROGRAMA REALIZADO E RELAÇAO DOS PARTICIPANTES 4
1.1 Programa real i zado • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• 4
1.2 Relação dos participantes 8
1.3 Grupos de trabalho 12
2 . MEDIÇOES REALIZADOS EM MANACAPURU 13
2.1 Medição com barco ancorado 13
2.11 Apresentação geral 13
2.12 Anilise e comentirios 23
2.2 Medição com barco não ancorado 29'
2.21 Apresentação geral 29
2.22 Anilise e comentirios 32
2.3 Medição com barco em movimento 34
2.31 Apresentação geral 342.32 Anà l i s e e c omen t à r i os 35
2.4 Avaliação dos resultados 40
3 . ANÃLISE DOS RELATORIOS APRESENTADOS 44
F I G U R A S
1. Perfis de velocidade ••............................. 21
2. Cilculo pelo método grifico 22
3. Posicionamento do barco com sextante e teodolitos .. 24
4. Variações da velocidades a 1m de profundidade 39
5. Correção de largura 39
6. Comparação das medições 42
02
INTRODUÇÃO
O curso sobre Técnicas de Medição de Descarga Líquida em
Grandes Rios, realizado em Manaus no período de 04 a 09 de junho de
1984, foi organizado pelo Departamento Nacional de Águas e Energia
Elétrica - DNAEE através da Divisão de Controle de Recursos Hídri
cos - DCRH.
Para a realização do Curso, o DNAEE contou com o apoio da
Companhia de Pesquisas de Recursos Minerais - CPRM, Consórcio Nacio
nal de Engenheiros Consultores - CNEC, Instituto Nacional de Pesqul
sas da Amazônia - INPA e Hidrologia S.A.
Participaram do curso 20 engenheiros com experiência na
area hidrométrica em várias regiões do território nacional.
O principal objetivo do Curso foi capacitar os profissi~
nais a realizar medições de descarga líquida em grandes rios por
meio da aplicação prática de metodologias de comprovada eficiência.
O presente relatório, dividido em 3 partes, apresenta de
forma sucinta um balanço geral do Curso.
A primeira parte contém o programa efetivo comentado, re
lação com endereço dos participantes, relação dos 4 grupos de traba
lho e experiência prática dos participantes em hidrometria.
A segunda parte apresenta os resultados das medições reall
zadas em campo, com os métodos "Barco Ancorado", "Grandes Rios" e
"Barco em movimento", por meio de gráficos, tabelas e comentários.
Na última parte, é realizada uma breve análise dos relatórios apresentados pelos Grupos de Trabalho.
03
1. PROGRAMA REALIZADO E RELAÇÃO DOS PARTICIPANTES
1.1 Programa Realizado
Dia 03 de julho. Domingo de tarde
Visita aos barcos:
- Comandante Paiva, utilizado para as aulas práticas de cam
po (cálculo das medições) e em parte como dormitório para
a maioria dos participantes;
- Senador Cunha Melo, utilizado para as medições dos dias 5
e 6.
Os barcos partiram de Manaus para MANACAPURU no dia 04, se
gunda feira as 7:00 horas.
Dia 04 de junho. Segunda Feira
Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
09hOO - 09h30 - Abertura - Objetivo, apresentação do pro~r~
ma, informações gerais sobre o curso e re
gras de segurança para aulas práticas em
campo - Constituição dos Grupos de Traba
lho de 5 participantes
Kazimierz Josef Cudo
09h30 - 12h30 - Apresentação dos 3 métodos de medição
utilizados na seçao do Rio Solimões em
MANACAPURU
Gibert Jaccon
13h30 - 14h30 - Métodos de Cálculo das Medições.
Apresentação de 4 programas para calcula
dorasprogramáveis HPIIC e HPI5C.
Gilbert Jaccon
04
Nota: A matéria apresentada nessas sessoes foi reunida nu
ma apostila distribuída aos participantes no dia 7.
l5h30 - l8hOO Translado de ônibus para MANACAPURU.
Dia 05 de junho. Terça Feira
06hOO - 07hOO Deslocamento da cidade de MANACAPURU para
a seção de medição - Parada na regua li
nimétrica (cota 18,38 m)
07hOO - 09hOO Apresentação dos equipamentos, exposição
do trabalho a ser realizado pelos grupos.
Silvio C. da Conceição
Preparação do barco e instalação das 2
boias pela equipe técnica do barco Sena
dor Cunha Melo.
09hOO - l6hOO
l6h30 - l7h30
Execução de 10 travessias sucessivas para
medição da vazão pelo método do barco em
movimento; cada participante. acompanhou
2 travessias (ida e volta), sendo que as
equipes eram formadas por um representan
te de cada grupo.
A medição foi coordenada pela equipe té~
nica da CPRM, SUREG/BELEM sob a direção
de Silvio C. da Conceição.
Os participantes nao presentes no barco,
realizaram exercícios na margem com teodo
litos (direção Celso Ávila), com sextan
tes e círculo hidrográfico (direção
Moacyr de Aquino) e iniciaram no barco o
cálculo da medição (direção Gilbert
Jaccon).
Retorno a MANACAPURU, com parada na regua
(cota de difícil leitura por causa de on
das de forte amplitude).
05
Dia 06 de junho. Quarta Feira
05h30 - 06h15 - Deslocamento para a seção de medição, in
cluindo uma curta parada na régua (cota
18,40 m).
06h15 - 07hOO - Exposição do trabalho a ser realizado.
Moacyr de Aquino
Preparação do barco Senador Cunha Melo p~
la equipe técnica da SUREG/Manaus reforça
da por um hidrometrista do CNEC.
07hOO - 17hOO - Realização de perfis de velocidade deta
lhados, com o barco ancorado em 13 vocais
da seção transversal, sendo as distâncias
ao PI determinadas simultaneamente com o
sextante e 2 teodolitos; como no dia ante
rior os participantes do curso se reveza
ram no barco periodicamente e particip~
ram das medidas (tomadas de velocidade, e
ângulos com sextante).
A medição foi realizada sob a direção de
Moacyr de Aquino.
No mesmo tempo os participantes iniciaram
o cálculo da medição pelo método gráfico
(traçado e planimetragem das parábolas) e
pelo método aritmético (cálculo das velo
cidades médias).
Coordenação: Gilbert Jaccon
17h30 - 18h30 - Retorno a ~~NACAPARU.
Dia 7 de junho .. Quinta Feira
06hOO - 06h45 - Deslocamento para a seçao de medição (co
ta 18,42 m)
06
a partir de 07hOO - Continuação da medição com barco ancor~
do pela equipe SUREG/CNEC sob a direção
de Moacyr de Aquino : 8 perfis de velo
cidade suplementares são realizados.
Execução de um levantamento do perfil
transversal com o ecobatímetro por uma
equipe técnica da Hidrologia S.A.
09hOO - 10hOO - Apresentação do trabalho prático a ser
realizado para a medição com o barco
não ancorado (método "Grandes Rios").
Celso Ávila
Preparação do barco Carvalho Neto IV p~
la equipe técnica da Hidrologia S.A.
10hOO - 18hOO - Execução da medição sendo realizadas 52
tomadas de velocidades em 26 pontos pré
determinados da seção transversal. Os
participantes acompanharam a medição,
sem participar diretamente visto a ne
cessária rapidez de execução, exigido
pelo movimento do barco.
Durante todo o dia os participantes pro~
seguiram o cálculo da medição com barco
ancorado sendo concluído o traçado das
parábolas e das isótacas, assim como o
método aritmético.
Coordenador Gilbert Jaccon
18hOO - 19hOO - Retorno a MANACAPARU.
Dia 08 de junho. Sexta Feira
06h30 - 12hOO - Translado para Manaus de barco. Prepar~
ção dos relatórios finais, curta parada
no Encontro das Águas (confluência dosrios Solimões e Negro).
07
14h30 - 16h30 - IKPA
Trabalho em grupo: fechamento dos relatórios.
16h30 - 18hOO - Apresentação rápida dos relatórios, deba
tes sobre o trabalho realizado em campo,
os resultados das 3 medições e as recomen
dações dos grupos para melhoramento das
medições.
Coordenação: Gilbert Jaccon e Kazimierz
Josef Cudo
18hOO - 18h15 - Encerramento do Curso pelo Diretor Adju~
to do INPA.
1.2. Relação dos Participantes
EURIDES DE OLIVEIRA
DNAEE/DCRH
SRTV-Sul Palácio do Rádio Bloco 1 sala 402
Tel.: 223-2308
70.000 BRASfLIA - DF
FLAVIO MACHADO MOREIRA
CPRM/DEHID
Av. Pasteur, 404
Tel.: 295-0032 r. 368
22.000 RIO DE JANEIRO - RJ
FRANCISCO MENDES DE VASCONCELLOS NETO
CPRM/SUREG
Av. Brasil, 1731Tel.: 201-5977 r. 1530.000 BELO HORIZONTE - MG
08
FRANCISCO PARENTE DE CARVALHO
DNAEE/DCRH
SRTV-Sul Palácio do Rádio Bloco 1 sala 402
Tel.: 223-230870.000 BRASfLIA - DF
JOSt AUGUSTO DA COSTA RAYOL
CPRM/SUREG-MAAv. Carvalho Leal, 1017Tel.: 234-8040
69.000 MANAUS - AM
JOSt EINÁ BATISTA SANTOS
CPRM/SUREG-SAPituba Parque Center ala "C" 39 andarTel. :
40.000 SALVADOR - BA
JOSt HIP6LITO DE OLIVEIRA
DNAEE/19 DistritoRua Felipe Camarão 751, 89 andar
TeI.: 26-608190.000 PORTO ALEGRE - RS
JOSt LUIZ MARQUES
DNAEE/19 Distrito
Rua Felipe Camarão 751, 89 andarTel.: 26-648790.000 PORTO ALEGRE - RS
JOSt LUIZ SCROCCARO
SUREHMARua Eng9 Rebouças 1206
TeI.: 224-151380.000 CURITIBA - PR
09
JosE MARIA CABRAL DE VASCONCELOS
DNAEE/69 Distrito
Rua das Pernambucanas, 297
Tel.: 221-397650.000 RECIFE - PE
JosE RICARDO ALMEIDA DE BRITTO
CERON - Centrais Elétricas de Rondônia S.A.
Av. 7 de Setembro, 116
TeI.: 221-1595 r. 55
78.900 PORTO VELHO - RO
LUIZ CONZAGA DE AMORIM JONIOR
CPRM/SUREG-GORua 83, n9 38 - Setor Sul
TeI.: 224-1455
74.000 GOIÃNIA - GO
LUI Z RANCAN
DNAEE/DCRHSRTV-Sul Ed. Palácio do Rádio Bloco 1 sala 408Tel.: 225-5001 r. 344
70.252 BRAS!LIA - DF
LUIZ DE SOUZA CAVALCANTI
PORTOBRÃSSAS Quadra 01 Bloco D e F 49 andar
Tel.: 224-1700 r. 28570.000 BRAS!LIA - DF
MANOEL COLARES JUNIOR
PORTOBRÁSRua Bernardo Ramos s/n9 Ilha de São Vicente
Tel.: 232-290369.000 MANAUS - AM
10
~~RCIUS F. GIORGIETTI
EESC/USP
Av. Dr. Carlos Botelho, 1465
Tel.: 71-2213
13.560 SÃO CARLOS - SP
MARCOS ANTONIO CORRENTINO DA CUNHA
DNAEE/89 Distrito
Rua 83, n9 206 - Setor SulTe!.: 224-2443
74.000 GOIÂNIA - GO
MARCOS COSTA BARROS
DNAEE/DCRH
SRTV-Sul Ed. Palácio do Rádio Bloco 1 49 andar
Tel . : 225-5001 r. 34470.000 BRASrLIA - DF
ORLANDO BIZZONI
DNAEE/29 Distrito
Av. 7 de Setembro 3627
Tel.: 234 -93 2280.000 CURITIBA - PR
WOODROW NELSON LOPES ROMA
EESC/USPAv. Carlos Botelho, 1465
Tel.: 71-221313.560 SÃO CARLOS - SP
I1
1.3. Grupos de Trabalho
Grupo 1
Nome
FRANCISCO PARENTE DE CARVALHO
JOSt HIP6LITO DE OLIVEIRAJOSt EINÁ BATISTA SANTOS
JOSt AUGUSTO DA COSTA RAYOLMARCIUS F. GIORGETTI
Grupo 2
Nome
EURIDES DE OLIVEIRA
FLÁVIO MACHADO MOREIRAJOSt MARIA CABRAL DE VASCONCELOSJOSt LUIZ SCROCCAROMARCOS COSTA BARROS
Grupo 3
Nome
JOSt LUIZ MARQUESLUIZ GONZAGA DE AMORIM JONIORLUIZ RANCANMANOEL COLARES JUNIORWOODROW NELSON LOPES ROMA
Grupo 4
Nome
FRA~CISCO MENDES DE VASCONCELOS NETOJOSt RICARDO ALMEIDA DE BRITTOLUIZ DE SOUSA CAVALCANTIMARCOS ANTONIO CORRENTINO DA CUNHAORLANDO BIZZONI
Entidade
DNAEE/DCRHDNAEE/19 DistritoCPRM/SUREG-SalvadorCPRM/SUREG-ManausEESC/USP
Entidade
DNAEE/DCRH
DEHID/CPRMDNAEE/69 DistritoSUREHMADNAEE/DCRH
Entidade
DNAEE/19 DistritoCPRM/SUREG-GoiâniaDNAEE/DCRHPORTOBRÁSEESC/USP
Entidade
CPRM/SUREG-B. HorizanteCERON-Porto VelhoPORTOBRÁSDNAEE/89 DistritoDNAEE/29 Distrito
12
2. MED I ÇOES REAL I ZADAS EM ~1ANACAP ARU
2.1. Medição com Barco Ancorado
2.1.1. Apresentação Geral
A medição iniciada as 07hOO da manhã do dia 06 de j~
nho/84, só foi terminada no dia 07 as 13hOO, após 15 horas de opera
çâo , Este tempo poderia ter sido reduzido em pelo menos 3 horas, se
não fosse o uso de uma âncora inadequada no início (5 verticais so
mente nas 6 primeiras horas). Num total de 21 verticais, 13 foram
realizadas no primeiro dia e as oito complementares no segundo dia,
correspondentes as verticais 21, 19, 4, 5, 9, 13, 15 e 17 conforme
a sequência cronológica.
A distância de cada vertical ao PI foi determinada
simultaneamente por sextante e teodolito no dia 06 e somente com o
sextante no dia 07. As 4 linhas da base (2 em cada margem) e os aI
vos de alinhamento e das extremidades das bases foram instaladas em
maio por uma equipe da CPRM.
A profunidade total em cada vertical e as profundid~
des parcIaIs dos pontos de tomada de velocidades, foram definidas p~
lo contador do guincho. O ângulo de arraste não foi medido (por fal
ta de medidor no barco ?) mas o controle de fundo foi feito com um
ecobatímetro. Posteriormente a medição, foi feito um controle do con
tador do guincho que acusou um desvio sistemático, por defeito, de
8,9 cm por metro (98 cm de cabo quando o contador indica 90). As pro
fundidades medidas em campo foram, por consequente, sistematicamente
corrigidas, sendo o ângulo de arraste "estimado", tomando como refe
rência o valor do ecobatímetro (conforme fichas de medição).
A velocidade foi tomada em vários pontos do perfil
vertical (6 a 11 pontos dependendo da profundidade total Pt) e por
integração vertical na subida do lastro (velocidade de 0,45 m/s apr~
ximadamente). O tempo de base para tomada de velocidade foi de 40 s~
gundos, e o molinete de marca OII com uma hélice de passo 0,25 m/s e
13
contagem direta (um impulso por rotação).
As condições climáticas durante a medição foram fa
voráveis: vento moderado, poucos materiais hidrotransportados, visi
bilidade razoável (dia 06) a excelente (dia 07).
As 6 fichas de medição contém todos os elementos me
didos em campo (ângulos lidos com o sextante, posição do molinete,
profundidade total, número de rotações e tempo), os valores corrig!
dos (profundidades do molinete) e calculados (distâncias das verti
cais ao PI, velocidades pontuais e médias, áreas e descargas par
ciais). As 21 verticais são classificadas na ordem das distâncias
ao PI e numeradas sequencialmente.
A medição foi calculada:
- pelo método gráfico: parábolas (fig. 1) e isóta
cas (fig. 2)
pelo método aritmético (meia-seção e seçao média).
TABELA 1 - Resultados Globais da Medição com Barco Ancorado
METODO CÃLCULO DESCARGA ÃREA V média V/V1m
m3/s mZ m/s
Par áb ol a s 134.800 89.820 1 ,50 1 0,906
Completa Isótacas 135.300 89.820 1 ,506 0,910
Meia Seção 133.400 89.560 1 ,490 0,903
Seção Média 132.200 89.560 1 ,476 0,895
lntegração Gráfico 141.400 89.820 1 ,574 -Vertical Meia Seção 141.400 89.560 1 ,579 -
Seção Média 140.200 89.560 1 ,566 -
14
FICHA DE MEDIÇÃO DE DESCARGA LÍQUIDA
o EsrAçAo: MA NA c.,q,]?t.J'R () CÓDIGOCPRM - /rnA~~RIO: SOL'MOE~ BACIA:
Medição N.on n
___ ....... Data&/:t/ ob /,~. Método~Mt.o {n.reort400 Equipe evR"to + <:.P'lN Folha~Molinpte N.o .All g~ Hélice N.o~. '3 ''''~ Marca Orr C3>i Calibrado E?n t3 10+181 Lastro~Kg.
Cota (Inici~cm. Fim~cm. Média I~i em), Hora (InIcio~ Fim l~"_ ) N.o Verto 2:1Larg. m, Prof. méd m, Área m2, Velo méd m/s. Descarga m3/s
Unha A"lIul. Distáncy LARGURA Im) PROfUNDIDADE Im) o N.· trrmpo V E L DC I D A D E Im/s) A,ta o.sc.a,ga~
... !Jdt Llde do Enllr do Ang. Fator Prof. P,of. o l!! Nos M.dia M.dia na do do
i: .. - dr rm~
8ast 110 P. I. lU dr ll·K) na Corrigida !::!õ Pontosda Corf. Vrrtic.al Srgmr;,to SrgmrntoilI"as ;;::E na
Im) StlUntr (m) Vrrtic.ai! Srgmrnto te l.b. V<.rtic.al na Vrrt. "- Sinais Stv, Vrrtic.al Vrrtic.alAng.
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TOTAIS s ..
OBSERVAÇOES : RESPONSÁVEL :
CONFERIDO :
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FICHA DE MEDICÃO DE DESCARGA LÍQUIDA
OCPRMESTAÇAO: H4-N'A CA-e1J tuJ CÓDIGO:
RIO: $0 (.1 t\.oh BACIA: Pm~~
Medição N.O ....m ......DatcP-Óto6 1!3. Método fi.4co (M.,~c:l.d..o Equipe OvUO + CRR...H Folha~Molinete N.o?>8 2f! Hélice N.o-1.I,f8f,i- Marca OJL ~1'1 Calibrado Em 2.~1 011 ri Lastro~Kg.Cota (Início~m. Fim~cm. Média-1( 41 em). Hora (Início 7vo Fim I i ~ ) N.O Verto 21Larg..'). I~" Prof. méd m, Area m2. Vel. méd m/s. Descarga m3/s
Linha lngulo Distância LARGURA (m) PROFUNOIOADE (m) o NO ~emPc V E L OC I DA D E (m/s) Area Descarga~
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Cota (Iniciol1A.o.cm. Fim..l1A1cm. Média~f,44 em), Hora (Inicio -:pió Fim ,~U~ )N.o Vert.'---'2.:=1. _
Larg. m, Prof. méd m, Area m2, Vel. méd m/s. Descargalinlu Angulo OisUncia LARGURA Im) PROFUNDIDADE Im) .: ~ N.- rr.mpc V E l O C IDA O E Im/s) Aru
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Medição N.O...............Data~H/ 06/ f4, Método kc.o -A -• &JL- Equipe e., a. So + c» R. N Folha~
Molinete N.O 38 '2.'8 ~ Hélice N.9A. !j'&'lMarca 'OTT c.~1. Calibrado Em2~ /0;/ S?::1 Lastr~Kg.Cota (Inic io.J.J.h.cm, Fim I'8At. em. Médialf 4~ em), Hora (Inicio =:r.; Fim A1"tro ) N.O Verto 2-:1.,Larg. rn, Prof. méd m, Área rnz, Vel. méd rn/s. Descarga. m3/s
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FICHA DE MEDICÃO DE DESCARGA LÍQUIDA
OCPRMESTAÇAO: n~ ~Q.J..J CÓDIGO:
RIO: ~I r"\.OÊ"j BACIA: AnP(-to~
Medição N.O...............Data'8=t 06 tf4 . Método~(P Arn::af2A.OOEquipe c" ClSo + OR>1 Folha~
Molinete N.o ~"i 293 Hélice N.oA .}C ~6:r:Marca ou Co31 Calibrado Em 211 o"r/1' LastroJlntKg.
Cota (Inlcio~cm. Fiml!.Sl-.cm, Média\~ <CH em), Hora (Início J-,i. Fim A ~J:- ) N.O Verto 2::1Larg. m Prof. méd m, Area mz, Vel. méd rn/s. Descarga m3/s
linha Angulo Distância LARGURA Im! PROFUNDIDADE (m) e N.· ~empo V E l OC I D A D E Im/s) Area Descarva~
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de lido do Entre do An!lo Fator Prol. Prof. .. ~ Nos M~ia M~dia na do do~
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Base no P. I. as de I1·K! na Corrigida !:?õ Pontosda na CoeI. Vertical Segmento SegmentolIrras S :E
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FICHA DE MEDIÇÃO DE DESCARGA LiQUIDA
o CPRMESTAÇÃO: C1 A N I\--CA'2 ~ a» CODIGO:- BACIA: MA-1:oWJ\ eRIO: ~Ol.l r10e:S
Medição N.O_..._.._.. Data61t106/1'4. Método 'bG\1.Go a "Co todo Equipe CuRSo ± c»&H Folha~
Molinete N.o :!>'i lal. Hélice N.o,A • '!IMMarca OIT C :!.:1 Calibrado Em U / 01-/ g ~ Lastro~Kg.
Cota (InICio~cm. Fim.lMLcm. Média '34( em), Hora (Início '"l-DR Fim 114vw ) N.o Verto 2-::1Larg. :!) \'ãf1 m, Prof. méd rn, Área m2, Vel. méd m/s, Descarga m3/s
linha Angulo Oistlnc~ LARCURA Im) PROFUNDIDADE Im) " N.- ITrmPt V E L OC IDA O E Im/s) Ar.. Orst<lrgas -e ~
dr Lido do Enttr do A.,. Falor Prol. Prol. ~E No, M.dia M~dia na do doi: dr rms 6ur DO P. I. u dr (l·KI na Corrigida •'::!' Ci !Ponlosd. na
Corl. Vrrlit<ll Spgmr;,te Srgmrnlos ::Eem) Srmntr em) Vtrtitai! Spgmrnlo
i"rras Tab. Vrrlical na Vrrl. CL Sina i Spg. Vrrlit<ll Vrrlit<ll Ang. Corrig. I((~ :,a ,(",...~,''r
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11 e L. nes /11 111J.r 4 4~ O A 4+b
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--- -- ---- -~-- - --- ---------
CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDIÇAO DE DESCARGA LIQUIDA EM GRANDES RIOS
MEDIÇAO COM BARCO ANCORADO- PERFI S DE VELOCIDADE (PARABOLAS)
Z ~ 4 !I •......5~: •• M,O ......
!4 115',01.'" q'=)1,72 .',. •• ~,'Z ..J. , ••1,01."1
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1........,.QaI,I07.'1
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ij:I,766m'l
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I.q: 32,72 ml/l
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FIGlIRA-1
21
-- ---- -- - -----------
CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDiÇÃO DE DESCARGA LIQUIDA EM GRANDES RIOS
MEDiÇÃO COM BARCO ANCORADO - CÁLCULO PELO MÉTODO GRÁFICO
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X:l,656 '" "V'l,5Ol .. IaVV.=o,t06
~+ ------ + ------ +--
MÉTODO DAS PARÁBOLAS
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Á. A lIo\S DI:lC.UlGAS•• •
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~TOOO DAS ISÓTACAS I O'135300m'/s IUBELA DAS ÁREAS
v "' /s ÁREA,.,2
> 2 .2~ i
l
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> 2.00 8320
> 1 .80 229~0
>1.60 38200
> 1 • ~O 56520
Vm/s ! ÁREA
> 1 .20 72980 -o tAIIl[A ~ 135500 ",'lo
>' .00 80160
>0.80 86~0
>0 89820
-----~----------~-----------'~.' ..
FIGURA - Z
2
Nota-se nos resultados uma diferença notável (5%)
entre as descargas da medição completa (134.800 m3/s pelo processo
gráfico) e da medição integrada (141.400 m3/s), diferença que sera
justificada a seguir. Pode-se ver também:
- que os valores calculados sao inferiores aos valo
res obtidos pelo processo gráfico;
- que o processo aritmético da mela seçao se aproxi
ma melhor do valor "gráfico" que o processo da
seção média.
2.1.2. Análise e Comentários
2.1.2.1. Verticais e Posicionamento do Barco
Visto o perfil transversal bastante acidentado,
o numero de verticais é mínimo: mais 5 a 10 verticais seriam neces
sárias para melhorar a precisão. Exceto o intervalo excessivo entre
as verticais 14 e 15, falha detectada em campo mas não suprida por
falta de tempo dentro da programação do curso, a repartição das 21
verticais é boa.
Na figura 3 é esquematizada a disposição das
linhas de base e dos alvos instalados nas extremidades. Nota-se a
disposição diferente em cada margem: bases opostas na margem direi
ta, bases do mesmo lado na margem esquerda. Essa disposição foi es
colhida voluntariamente com fins didáticos para exemplificar os 2
casos possíveis e os 2 roteiros de cálculo das coordenadas X e Y do
barco.
Para 12 verticais realizadas no dia 06, o posici~
namento do barco foi controlado com 2 teodolitos, posicionados em
plataformas, especialmente montadas acima do PI e na extremidade da
linha de base 11. Na figura 2 é apresentaaa uma tabela comparativa
das distâncias calculadas pelos dois processos. Pode ser desta
23
CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDiÇÃO DE DESCARGA LiQUIDA EM GRANDES RIOS
POSICIONAMENTO DO BARCO COM SEXTANTE E TEODOLITOS
a. Disposição dos Alvos na Seção do RIo Sohmões em Manacapurú
"WO'•
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D. 1201.
:1d' .c \
O 100 000. ~AL"
f_cala
T....lt.I
b. Tabela Comparativa das Distôncias Calculadaslusando simultaneamente um sextante e dois teodolitos)
NI SEXTANTE I TEODOLITOS I COMPARAÇAo
Ver! Bale 2y di dI dI< dI Y • O íf. (nIe
Base I lI% 1EOO. I 1EOD. 2 Iit,.-•m m m m ... • ..a '~·H' .,..n' +~,."3 14&
3100 _o,-l In '0· "0' So· 3or....'.· ..o,f tA~ .....2 1'1·0'l.' _~S" ~9S"4-4f
~ 9" S'"~. Fim
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FIGURA-3
cada:
1. a boa concordância dos valores: a diferença
sextante/teodolitos fica inferior a 10 m (média 3,75 m) notar o si
nal negativo desta diferença, que indica, provavelmente, um erro por
defeito de 10 a 20 minutos de grau no valor do ângulo PI. Alvo 1.
PF, erro perfeitamente possível visto que a implantação das bases
foi feita logo antes do curso, com as margens já parcialmente lnun
dadas.
2. o controle das leituras do sextante através
da soma di + df das distâncias a cada margem.A diferença relativa
~% desta soma à distância PI.PF, que é sistematicamente negativa,
mostra um pequeno defeito de aferição do sextante, defeito de alguns
minutos de grau em excesso que implica ângulos maiores e por canse
quência distâncias menores. A consequência só é sensível quando os
ângulos sao pequenos (inconveniente das bases pouco compridas).
3. a influência do vento e o movimento lateral do
barco, que apesar de estar ancorado, se desloca na seção transversal
do rio de vários metros (ver nas verticais 3 e 7 as distâncias di me
didas pelos teodolitos no início e no fim das medições).
4. o alinhamento do barco na seção PI.PF, feito a
vista, pode ser controlado pelos valores das colunas Y. Considerando
a coluna Y teodolito, pode-se ver que o barco é geralmente posicion~
do alguns metros A MONTANTE da seção (2 a 5 m para o mastro do bar
co, 7 a 10 m para o molinete). Isso se explica pelas dificuldades en
contradas para ancorar o barco: os operadores desconfiados preferem
ter uma margem de segurança. Comparando as 2 colunas Y da tabela da
figura 2, pode se ver que o sextante não é um instrumento preciso p~
ra controlar o alinhamento (se não for com o círculo hidrográfico,p~
sicionado a 1809). As divergências entre os valores da coluna Y, cal
culados pelo sextante, têm por origem a disposição diferente das li
nh~s de base, em cada margem. O processo de cálculo das coordenadas
do barco (segmentos capazes) é menos sensível a uma diferença de l'
de grau (precisão do sextante) quando as bases são opostas (caso da
25
margem direita).
2.1.2.2. Velocidades Médias nas Verticais
Utilizando como referência a velocidade média em
cada vertical Vg obtida pelo processo gráfico (planimetragem das p~
rábolas), foram calculados os desvios relativos:
a - das velocidades médias calculadas pela fórmula
sendo m o numero total de pontos na verticale 1
o índice de um ponto e Pt a profundidade total.
b - das velocidades, médias aritméticas das veloci
dades a 20% e 80% da profundidade total (valo
res lidos nos perfis de velocidade) , V2
c - das velocidades integradas Vi
Os resultados desses cálculos sao reunidos na tabe
la 2, onde pode se ver:
a - o desvio sistemático negativo de VK, devido ao
método dos trapézios, usado pelo cálculo da
área das parábolas. (desvio médio da ordem de
0,2%, os desvios positivos das verticais 07,
08 e 14 sendo provavelmente devidos a uma 1m
precisão da planimetragem)
26
TABELA 2 - Medição com Barco Ancorado
Tabela Comparativa das Velocidades Calculadas
N9 Dist Prof. Gráfico Calculado calculado Integrada
Vert ao Total (Parábola) todos os 2 pontosPIem) Pt(m) Vg pontos (20% 80%)
VK !:l% V2 !:l% V· !:l%1
01 73 20,2 0,808 0,807 - O, 1 0,825 +2, 1 0,849 +5, 1
02 246 26,5 1 ,286 1 ,284 -0,2 1 ,29 O +0,3 1 ,304 +1 ,4
03 407 29 , 1 1 ,343 1 ,338 -0,4 1 ,38 O +2,8 1 ,309 -2,5
04 434 29,4 1 ,31 7 1 ,314 -0,2 1 ,32 O +0,2 1 ,298 -1 ,4
05 655 29,5 1 ,862 1 ,862 O 1 ,875 +0,7 1 ,925 +3,4
06 764 32,2 1 ,897 1 ,896 -0,05 1 ,910 +0,7 1 ,977 +4,2
07 846 36,8 1 ,80 7 1 ,8 12 +0,3 1 ,785 -1 ,2 1 ,838 +1 , 7
08 959 40,4 1 ,80 7 1 ,811 +0,2 1 ,8 O5 - O, 1 1.790 -0,9
09 1053 31 , O 1 ,766 1 , 767 +0,06 1 ,865 +5,6 1 ,882 +6,6
10 11 76 29,0 1 ,939 1 ,936 -0,2 2,045 +5,5 1 ,788 -7,8
11 1348 31 , O 1 ,742 1 ,734 -0,5 1 ,81 5 +4,2 1 ,752 +0,6
12 1520 31 ,3 1 ,723 1 , 71 7 -0,3 1 , 755 +1 ,9 1 ,851 +7,4
13 1656 36 " 5 1 ,40 5 1 ,40 5 O 1 ,435 +2, 1 1 ,830 +30,2
14 1702 32,7 1 ,648 1 ,654 +0,4 1 ,57 O -4 ,7 1 ,788 +8,5
15 2029 29,3 1 ,268 1 ,261 -0,6 1 ,285 +1 ,3 1 ,864 +47,0
16 2250 26,3 1 ,294 1 ,285 -0,7 1 ,26 O -2,6 1 ,306 +0,9
17 2454 24,3 1 ,236 1 ,232 -0,3 1 ,245 +0,7 1 ,208 -2,3
18 2657 26,2 1 ,249 1 ,247 -0,2 1 ,318 +5,5 1 ,331 +6,6
19 2775 25,9 1 ,255 1 ,252 -0,2 1 ,26 O +0,4 1 ,233 -1 ,8
20 2978 24,4 1 ,292 1 ,288 -0,3 1 ,31 5 +1 ,8 1 ,245 -3,7
21 3079 27,4 1 , 174 1 , 1 71 -0,3 1 , 141 -2,8 1 ,065 -9,3
DESVIO MEDIO Absoluto -0,26% 2,25% 4,0*
Relativo -0,17% +1,16% +0,88*
(*) excluídos os valores das verticais 13 e 15
27
b - o desvio absoluto das velocidades V2 e de
2,25~, valor já encontrado na medição realiza
da em 21 e 22 de março no mesmo posto. E inte
ressante observar que a faixa de dispersão e
de : 5%, sendo o desvio médio relativo positi
vo (+ 1, 16 % con t r a + O, 41% em ma r ço) .
c - Duas velocidades integradas (verticais 13 e
15) tem valores totalmente fora da faixa de dis
per são que é de ! 10%. Em primeira análise de
ve-se admitir um erro no desconto do número de
impulsos, dessas 2 medições, apesar das veloci
dades integradas se enquadrar melhor na sequê~
cia, pelo menos a primeira vista como mostram os
valores seguintes:
Vertical
VK m/s
VI m/s
12 13 14 15
1,723 1,405 1,648 1,268
1,851 1,830 1,788 1,864
16
1 , 294
1 ,306
2.1.2.3.
Voltaremos nesse ponto no último item deste ca
pítulo.
Isótacas
o método das isótacas ou curvas de igual velocid~
de - e pouco conhecido e pouco usado, provavelmente por causa do tra
çado das isolinhas e da planimetragem geralmente difícil por causa
da forma daquelas linhas. Mas o método é muito interessante tanto
para sentir melhor o rio escoando quanto para apreciar a medição rea
lizada. A figura 2 representa as curvas isótacas de 0,2 em 0,2 m/s
entre a velocidade máxima medida 2,24m/s e 0,80 m/s. O traçado da cur
va apoia-se na interpolação linear entre, os valores, mas sem abusar
de formas complicadas ou contornos fechados. Pode-se ver na figura 2
que dentro da área limitada pela curva 1,80 m/s encontram-se valores
isolados inferiores (até 1 ,66 m/s) e na parte de fora valores isola
28
!
dos superiores (até 2,00 m/s). O traçado deve ser feito de maneira ln
tuitiva, em apoio nos agrupamentos de valores semelhantes e deixando
os valores isolados. As isótacas apresentadas na figura 2, foram tra
çadas por um dos autores deste relatório num tempo inferior a 10 minu
tos e não foram retocadas: a descarga obtida apos a integração gráfl
ca das áreas intermediárias mostra que o processo intuitivo dá exce.-lentes resultados.
2.1.2.4. Traçado das Curvas de Vazão e das Velocidades de Su
perfície
O traçado destas curvas (figura 2) nao apresenta di
ficuldades. A curva deve ser suave, evitando-se qualquer ângulo ou
descontinuidade. A precisão do traçado, e por consequência dos resul
tados, depende do número e da repartição dos pontos. Por exemplo, o
comprimento do intervalo entre as verticais 14 e 16 (mais de 550 m)
confere um papel decisivo, em termos de precisão, a vertical 15, que
por coincidência, foi considerada duvidosa por causa da discrepância
entre as velocidades média por pontos (VK) e integrada (VI).
2.2. Medição com Barco nao Ancorado
2.2.1. Apresentação Gerol
A medição iniciada as 10:00 horas da manhã, foi encer
rado ao cair da noite as 18:00, ou seja após 8:00 horas de trabalho.
A medição foi feita segundo um procedimento diferente daquele até
agora utilizado: as verticais são escolhidas (em função do perfil
transversal do rio), as distâncias ao PI calculadas e os ângulos cor
respondentes lidos no teodolito de posicionamento (extremidade da
linha de base) determinados, antes de iniciar a medição. A utilização
do rádio permite aos 2 observadores de teodolitos (alinhamento e p~
sicionamento) dirigir o piloto do barco, de maneira a:
- posicionar o barco nas proximidades da vertical es
colhida;
29
- orientar e ajudar o piloto a manter o barco na
mesma posição durante as tomadas de velocidades.
Esta maneira de operar, mais demorada que o método
inicialmente usada das verticais "móveis" e sem
nenhuma dúvida muito mais precisa.
De
diato do movimento
for necessário, uma
outro lado, o uso do rádio permite o controle
do barco durante uma tomada de velocidade e,
repetição imediata.
ime
se
!
A tabela 3 fornece para cada uma das 26 verticais rea
lizadas:
os elementos medidos, ou seja os ângulos no início
e no fim das tomadas de velocidade dos 2 observado
res, a profundidade total Pt medida pelo ecobatíme
tro e para cada ponto (20% e 80% da profundidade) o
número de rotações e o tempo da medição;
os valores calculados, ou seja as abcissas e ordena
das iniciais e finais, a velocidade pontual e me
dia na vertical, a distância ao PI e finalmente as
áreas e vazoes parciais calculadas pelo método da. -mela-seçao.
TABELA 4 - Resultados Globais da Medição com Barco nao Ancorado
Cálculo Descarga Área V média
m3/s m2 m/s
Gráfico * 139.800 88.200 1,585
Meia - Seção 139.100 88.220 1,?77Seção Média 137.700 88.220 1,561
*Veja Figura 6
30
CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDiÇÃO DE DESCARGA U'QUIDA EM GRANDES RIOS
- -MEDIÇAO COM BARCO NAO ANCORADO
ÂnoulO' Medido. <0'" leodol11o .... 6KI.'. AK'" 0._ 0._ lI.t'" Velo< A" •• Vazl.,....... u_Iaor'" F_' 1"0111 F"'01
VII ao PI ....... Prol '.,c.. ParcialN' - IníCIO f, '"
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Q 139 100 ,.,s/s TABELA-3
'2'
Nota-se de novo, a melhor aproximação do processo ari!
mético da meia-seção, com o processo gráfico. Verifica-se também
que o processo aritmético da seção média dá um valor inferior ao
processo da meia-seção.
2.2.2. Análise e Comentários
o maior defeito do método de medição com o barco nao anco
rado encontrou-se, desde o lançamento do método, mais de 10 anos,
no deslocamento longitudinal e transversal do barco. Este desloca
mento chegava frequentemente a atingir 20 a 30 metros durante uma to
mada de velocidade e mais de 50 metros entre os 2 pontos a 20% e
80% da profundidade. As consequências podem ser desatrosas por cau
sa:
- da indefinição dos termos 20% e 80% de Pt visto as rápi
das variações da profundidade;
da imprecisão das velocidades medidas, visto que o tempo
corretivo devido ao movimento de barco podia ser mais
importante que o valor medido;
- do erro cometido quando calcula-se a velocidade média
numa "pseudo-vertical" a. partir de 2 pontos distantes hOr}
zontalmente de 30 a 50 metros.
As recomendações feitas em dezembro 1983 pelo Grupo de Es
tudos de medições de descargas em Grandes Rios, conduziram as equi_
pes de campo a operar com muito mais rigor e os defeitos acima indi
cados foram quase totalmente eliminados nesta medição realizada du
rante o curso, como mostram os valores reunidos na Tabela 5.
o deslocamento lateral, em média de 2,75 m, é superior a
5 m somente 8 vezes em 52 tomadas de velocidades e nunca ultrapassa
10 m. -No sentido longitudinal os resultados sao melhores ainda: me
dia de 0,9 m, somente 5 valores superiores a 2 m e nenhum acima de
5 m. Esses valores são comparáveis aos observados com o barco ancorado.
32
TABELA 5 - Deslocamento do Barco durante as Medições com Barco nao
Ancorado
N9 Dist. ao Deslocamento Lateral (liX) Deslocamento Longitudinal (1:IY)Verto PI
20% 80% 20 - 80* 20% SO% 20 - 80*m m m m m m
1 144 4,3 5,9 4,9 0,6 0,5 0,0
2 190 0,3 0,9 2,4 0,0 0,2 0,2
3 309 0,5 2,7 1, 1 0,5 0,6 0,8
4 490 2,9 1 ,O 1,6 0,3 1,4 0,4
5 669 0,2 2,4 1 ,0 0,6 1 ,5 0,1
6 769 3,1 2,7 0,4 1 ,3 2,0 0,4
7 820 2,1 0, 1 2,7 1,2 0,1 0,9
8 879 2,0 1,6 0,9 1,9 1 ,4 1 ,9
9 967 3,7 2,6 6,2 1,5 0,4 2,0
10 996 5,5 3,5 0,7 1,3 1 ,5 2,1
11 1038 0,9 1,2 1,5 4,3 0,4 1,9
12 1215 3,4 0,8 4,1 2,8 0,8 1,7
13 1367 0,2 4,9 7,4 0,7 1 ,7 1,8
14 1518 0,6 0,7 0,6 0,4 1,6 0,3
15 1601 5,9 3,0 5,2 0,9 0,2 2,0
16 1651 0,8 3,3 6,4 0,6 2,5 3,3
17 1715 1, 1 1,0 2,5 3,5 0,2 0,7
18 1839 9,2 8,3 ~ 2,3 0,4 1,4
19 1912 2,1 2,7 2, 1 0,7 0,9 1,5
20 2106 1,9 5,7 2,3 0,7 0,0 0,3
21 2258 4,5 6,9 6,9 0,2 1 ,0 0,6
22 2418 0,9 7,6 9,3 1,5 0,2 1,°23 2558 0,9 2,8 6,6 0,0 0,0 0,6
24 2862 2,9 2,1 2,9 0,1 0,1 0,0
25 3024 2,9 0,5 11 , 1 1,3 0, 1 0,2
26 3114 1,7 2,3 3,9 0,2 ° 0,8
M~DIAS 2,5 3,0 4,1 1, 1 0,7 1,°
*20 - 80 = deslocamento entre as abc i ssas médias dos pontos 20 e 8 0%.
33
De outro lado as verticais de medição sao corretamente defi
nidas, apesar de 2 deslocamentos laterais superiores a 10 metros
(verticais 18 e 25).
Observa-se que o deslocamento longitudinal é negligenci~
velo Isso em função da maior eficiência do controle de alinhamento
(observador 1 no PI) e também da maior facilidade para o piloto do bar
co de executar as ordens do observador. Ao contrário a eficiência do
observador de posicionamento vai diminuindo quando aumenta a distância
ao PI. Isso em razão da menor precisão relativa do teodolito, dadistâ~
cia superior a 2000 m e ao mesmo tempo da dificuldade maior de estacio
nar o barco no sentido lateral.
De qualquer maneira, o problema do deslocamento do barco
foi resolvido durante esta medição. As correções de velocidade, devi
das ao movimento do barco não chegam a ultrapassar 5% da velocidade
medida no caso mais desfavorável (vertical 18), e na maioria dos ca
sos são inferiores a 1%.
2.3. Medição com Barco em Movimento
2.3.1. Apresentação Geral
A medição foi iniciada às 9:00 horas, logo após a ins
talação das 2 boias, a 52 m de cada margem. Ela foi encerrada às 15:00
horas, sendo no intervalo executadas 10 travessias (5 no sentido PI
PF identificadas por um número par, 5 no sentido contrário identifica
das por um número impar).
A luminosidade muito forte dificultou bastante a atua
çao do piloto, cujo papel é fundamental porque o barco não deve se
afastar da seção PI-PF. Nenhum incidente foi registrado com os equipa
mentos: molinete, contador de impulsos e ecobatímetro funcionaram pe!
feitamente.
A tabela 6 apresenta os dados da 7~ travessia, ou se
ja para cada uma das 51 verticais.
34
-------------- ------~-----------
-MEDIÇAO COM BARCO r v MUVIME.r\jTO (7º PASSAGEM)
1---' r-:- ----, --~ 1
N· I I Ang.Jio Pro"und , '-'!'al ~ '0...00 de I .'.'O'l'\C,C ; •.o..c.c ~ .',,":. CIOC'. v.·o...·dOOt '''''IQ'QCÓO .....Q ••",ao! d~1Cinc.IG II y.,.,tlcal J o· P 1(.,,)pO" _ a 8<- 1PI••-ee
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19,3 ~ "'l ~ O:' 1. r S":l .01.-44 -4SS4 18 O S-I 6
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S4,g 4';1",-1.! 1,S"1 -1,~8,
A~o13 2,,",S'I
s-zt. s ~4~o,9 i 2,st. i,ol. -1634 3~OO
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óS-,1 .01635,1. 2.,45 .01,61 %.0 ,,, !.~?-
62,9 t\6~g,0 i 2. ,45 -1,N 2.042- ass-z.6~,1 I A1b~d : 2.,b2. .01,1-1 AISO!> 32.,7
S"f,2.. 4~2.0.3 , 1.,s1 A,'32. A~4 !5'~
64.0 I1S'84,3 1,2.9 A,S"9 2!oS"' ~S"
5s,% .01<339,1- 1,45 ,1,93 2060 391'S'62.,9 1.002, o ' '2,~2. A, gs 20~ 38Di65",1 1061-,:1 1,"'2.. -1,'f-j ..q·14 1l11- (o
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61, g 2.190,g I 2.,n A.io --1149 !!l2.9! b4,O 22S-Lj .s 1,L4 g -1.12.. "'S'~4 32.NI
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M,Z. ~5Ti',3 2,S"1 +_ -1,Sl' -J- HI6 2,1Z,1-------l-
6'6,2, i lÇ%,f~2 ,$b--+-~,,~, 116S"'"o 2.t15
1Ó8,L I H"lj,1- 1 ,-,/ s . .01 ,S"9 -162.1 2$8~----- -+--_ -- - --i--------
6'3,-z.. 27-3'3,8 2.!.40~ -1.s-1 -1ni ! 2.~-;2.-
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62,9 Z'3zz.,S Z,Si A»» ..H! ?> l'ZS'
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~
MEI---
p F~
TABELA-6
os dados medidos nas 3 primeiras colunas:
ângulo do barco com a seçâo PI-PF,
de total e número de impulsos;
profundid~
os valores calculados nas colunas seguintes:
distâncias parcial e acumulada a partir do PI, velo
cidades medida e da água a 1 m de profundidade,
área molhada e vazao parcial calculadas pelo méto
do da meia-seção.
Os resultados brutos do cálculo (área e vazao acumula
das) sao multiplicados pelo coeficiente de correção de largura KL, r~
zão entre a distância real PI-PF e a distância acumulada medida duran
te a travessia.
A tabela 7 reune os resultados das 10 travessias rea
lizadas. Sendo os valores bastante homogêneos e nenhum foi abandonado
para o cálculo das médias.
O resultado definitivo, após correçao de largura
(KL) e correçao de velocidade (Kv = 0,906, valor encontrado na medi
ção completa com o barco ancorado) é o seguinte:
Q = 138.600 m3/s
A = 87.900 m3/s
V 1,58 m/s
O intervalo de dispersão das vazões das 10 travessias
é de - 8000 a + 5500 m3/s (- 6% a + 4%) e das áreas de + 2000 m2
(± 2,5%). Esses valores são muito bons e testemunham a excelente qu~
lidade da medição.
2.3.2. Análise e Comentários
2.3.2.1. Velocidades Pontuais
Uma análise detalhada dos valores da 7~ tra
36
....
TABELA 7 - Resultado da Mediçio pelo M~todo do Barco em Movimento
Passo Sentido Fraçio Largura Área m2 Descarga m3/s Velocidade2~boia Medida
K Medida (A) Corr. (AxKL)Bruto (Q) (QxKL) (QxKLX Kv) V1Jn V
L (I) (2 )
1 ida 0,26 3.366 0,942 93.940 88.490 153.430 144.530 130.940 1 ,63 1 J 482 volta O, 17 2.979 1 , 064 80.760 85.930 144.320 153.560 139.130 1 J 79 1 J 623 ida 0,31 3.270 0,970 91.815 89.060 157.630 152.900 138.530 1 , 72 1 J 56
4 volta 0,52 2.91 3 1 J 089 80.640 87.820 1113.430 156.200 141.520 1 , 78 1 J 61
5 ida 0,75 3.304 0,960 91.680 88.010 156.140 149.890 135.800 1 J 7O 1 J 54
6 volta 0,32 2.924 1 ,084 80.720 87.500 146.460 158.760 143.840 1 J 8 1 1 J 64
7 ida 0,46 3.289 0,964 91.320 88.030 156.260 150.640 136.480 1 , 71 1 J 55
8 volta 1 ,00 3.020 1 , O5O 82.130 86.240 144.510 151.740 137.480 1 J 70 1 J 59
9 ida 0,33 3.346 0,948 94.870 89.940 163.050 154.570 140.040 1 , 72 1 J 5li
1O volta 0,54 2.952 1 , O74 81.600 87.640 145.830 156.620 141.900 1 ,79 1 J 6 2
~I.ED IA 1 , 01 5 87.870 152.940 138.570 1 , 74 1 J 58
·--ao U~ ~argura = 3.203Largura medida
(1) KL = Coe f i c i en t e de c or r c ç ~ - L , - - - - ---
l~) Kv = Coeficiente de correçio de velocidade = 0,906 (conforme medição com barco ancorado)
UI....
vessia, escolhida como exemplo totalmente por acaso (tabela 6), mos
tra a característica principal deste tipo de medição a sua relativa
imprecisão, perfeitamente ilustrada na figura 4, onde sao traçadas as
variações laterais da velocidade a 1 m de profundidade.
Sequências de valores (velocidades em m/s) c~
mo 1,47 - 1,14 - 1,78 - 1,38 no início da 7~ passagem ou 1,89 -1,74
1,41 - 2,10 no meio da 8~ passagem, são anormais num rio do porte do
Solimões. A curva dos valores da medição completa (barco ancorado)tra
çada na figura 4, se aproxima muito mais da realidade.
Essas varlaçoes rápidas sao consequência da
maneira instantânea e indireta (visto o movimento do barco) de medir~
a velocidade. E sem dúvida um procedimento muito menos preciso que
aquele normalmente utilizado (barco parado e medição de 40 segundos).
Verificamos que as medidas de profundidade
sao bem mais precisas e não apresentam as mesmas rápidas varlaçoes
laterais.
Felizmente, se cada uma das velocidades medi
das é bastante.imprecisa (~ 15 a 20% de erro), os erros se compensam
e o resul tado global é geralmente enquadrado numa faixa menor (: 10%) ,~
corno e o caso desta medição.
2.3.2.2. Resultados
Quando observar os valores da coluna KL da
tabela 7, distingue-se 2 grupos: as "idas", caracterizadas por um coe
ficiente de correção de largura inferior a 1 (média O,957) e as "vol
ta s " ca rac ter i zadas por um KL super ior a 1 (média 1, 072). Essa dif e
rença e facilmente explicada pela não perpendicularidade da seção PI
PF e da direção da correnteza. Quando utilizamos as fórmulas que admi
tem essa perpendicularidade,uD erro sistemático é cometido, que no
caso de MANACAPARU é (Fig. 5):
- por excesso na ida do PI ao PF e em conse
38
"'- - -..... -- -- -------- ..-~- -_......-- ---_.- ----- - --- - ----.
CURSO SOBRE TÉCNICAS DE MEDIÇAO DE DESCARGA LíQUIDA EM GRANDES RIOS
M EDiÇÃO COM BARCO EM MOVIMENTO
VARIAÇÕES DA VELOCIDADE A 1m DE PROFUNDIDADE
PI
iI
:1\,II,IIIIIII
.---...
5l. <I' '\:Xlr1"\"• \ fi ,B ,
~.:, V' \ 0" '00'0''', , , A r.
-, .~ )sI \.,p.'"d\ f\, \.! ,",: I. \ '\ .,-. o ':t\ I I '/ ~.e\ _ ,~. // \. .::~Itr..o--o,.tr::'o..· N ~ \ 9 ~.d ~ • r-; -V\ •I
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I~/--J ~ k ~~,I ~ , I
\'J I\ I ,\I ,,
II
___ 7" PASSAGEM (IDA)
_ a" PASSAGEM (VOLTA)
MD 1000 2000
FIGURA 4
3000 ME
CORREÇAO DE LARGURA
~-4~ BARCO ANCORADO
e e e BARCO EM MOVIMENTO ("'Pa.a~m)
--~--- aARCO EM MOVIMENTO (a"Paaaoem)
DIREÇÃO DACORRENTEZA
~
DISTÂNCIA" CALCULADA
O/ 62,993m
P I.. O L..- L....- .....L...LJ
~-------~
Dil'ônc,a Real
FIGURA 5
-L..l. L.-~....PF
~--------~
Dil'ôcla Real
- .quencla KL < 1;
- por falta na volta do PF ao PI e KL >1.
probl~
exemplo
brutal
dia des
o ângulo da correnteza com a seção PI-PF e
de aproximadamente 879 (exatamente 87930' para KL = 0,957 é 869 para
KL = 1, 072, valores diferentes provavelmente por causa de um erro
não determinado - talvez urna pequena discrepância na definição da se
çao PI-PF em cada margem ?).
Foi indicado na apresentação teórica do méto
do que para o cálculo final, alguns resultados parciais podem ser
excluídos, ficando no mínimo 6 valores para o cálculo das médias.
Quando houver 2 grupos corno é presentemente o caso, o abandono de um
valor de um grupo (ida por exemplo) IMPLICA NECESSARIAMENTE o abando
no também de um valor do outro grupo.
Nós insistimos sobre este ponto porque 2 dos
4 grupos de trabalho escolheram deixar so a 1~ travessia, após cons-tatar que ela nao se encaixava na faixa Q + 2 sQ' sendo sQ o desvio-
padrão dos 10 valores. Mas se considerar separadamente os 2 grupos
constata-se que o teste de inclusão não autoriza a exclusão da 1~
travessia (Q = 136.360 m2/s ! 6.920 m3/s).
Nós pensamos que a exclusão de urna ou várias
travessias deve ser feita somente quando tiver acontecido um
ma técnico com o equipamento ou de outra origem, corno por
um desvio forçado (outro barco, vegetação) ou urna evolução
das condições climáticas (vento ou chuva). Não foi o caso no
ta medição.
2.4. Avaliação dos Resultados
Deixando de lado as pequenas diferenças devidas ao método
de cálculo, os resultados das 3 medições foram reunidos na tabela 8.
O resultado da medição com o barco ancorado e duplo visto que as ve
locidades foram medidas por pontos isolados e por integração.
40
TABELA 8 - Resultado Final
Método Descarga Área Velocidadem3/s m2 m/ s
Ancorado/Pontos 135.000 89.800 1 ,50
Ancorado/lnteg. 141.400 89.800 1 ,58
Não Ancorado 139.100 88.200 1 ,58
Movimento 138.600 87.900 1 ,58
Resultado Final 139.000 88.500 1 ,56
Em primeira análise os resultados parecem excelentes. A
dispersão relativa das descargas e das áreas é pequena (respectivamen
te 4,8 e 2,2%), bem menores daquela que podia ser esperado de urna se
rie de medições que foram sobretudo aulas práticas de campo.
A maior surpresa é sem dúvida o resultado da medição do ba!
co em movimento, mesmo se considerar que a utilização do coeficiente
de correção de velocidade encontrado na medição completa, melhorou
bastante a precisão.
o excelente resultado do método do barco nao ancorado esta
va esperado, visto a qualidade de trabalho realizado em campo.
A maior divergência se encontra entre as descargas medidas
com o barco ancorado. Nos comentários desta medição (idem2.1.1.2) foi
detectada urna diferença muito forte entre as velocidades média por
pontos e integrada das verticais 13 e 15.
Para tentar encontrar a explicação deste fato, traçamos na
figura 6 as curvas das vazões unitárias das medições com o barco an
corado e não ancorado. Observa-se nesta figura que as principais dis
41
r-II
CURSO SOBRE TÉCNICAS DE MEDiÇÃO D E DESCARGA L1'OUIDA EM GRANDES RIOS
r:J..IPMAcNJ DAS MEDlCÕES COM BARCO ANCORADO E COM BARCO NÃO ANCORA
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FIGURA-6
crepâncias se encontram entre as distâncias 1500 m e 2300 m do PIo
De cada lado as diferenças sâo mínimas e são explicadas pela difere~
ça de posição das verticais (por exemplo, perto da margem direita).
-O trecho central com problemas e justamente aquele onde se
situam as verticais 13 e 15.
Lembre-se que em primeira análise a velocidade média inte
grada dessas 2 verticais foi considerada errada (provável erro de
contagem dos impulsos). Se considerar o gráfico esse diagnóstico nao
aparece tão certo, particularmente na vertical 15. E possível que a
velocidade exata seja urna ou outra, ou talvez um valor intermediá
rio.
O interesse malor desta análise é de mostrar corno urna boa
repartição das verticais é fundamental. Podia ser que a vertical 15
não fosse a penúltima executada ou que ela não apresentasse defeitosou dúvidas. Aconteceu que ela é duvidosa e que, ao mesmo tempo, elatem o maior peso relativo (distância influenciada de 274 m por urna
média de 152 m).
Isso mostra também corno é importante calcular em campo,
no barco, tanto as distâncias entre verticais corno as velocidades me
dias.Se a discrepância entre velocidades ou se a falta de urna verti
cal fossem detectadas no momento da medição, os resultados seriam
ainda melhores.
O resultado finalmente adotado e o seguinte:
Q = 138.000 m3/s
A = 88.500 mZ
v = 1,56 m/s
1: 3000 m3/s
1: 2000 mZ
+ 0,06 m/s
43
3. ANÁLISE DOS RELATCRIOS APRESENTADOS
Três temas de reflexão e debates foram submetidos aos 4
grupos de trabalho, logo no início do curso e a entrega de um breve
relatório síntese foi solicitado.
Esses temas sao os seguintes:
- avaliação da precisão de cada medição de descarga líqui
da realizada e os maiores riscos de erro;
- vantagens e inconvenientes de cada método utilizado e
sugestões e/ou recomendações para um melhoramento;
- utilidade e/ou necessidade do DNAEE/DCRH elaborar um con
junto de Fichas Técnicas, como as apresentadas neste
curso.
Visto o tempo muito curto e as condições de trabalho no
barco (planimetragem quase impossível quando o barco se deslocava),
os relatórios foram concluídos somente 2 horas antes do encerramento
do curso e o terceiro tema não foi tratado.
A segunda parte deste relatório é inteiramente dedicada ao
primeiro tema e foram utilizados, para a sua elaboração, alguns ele
mentos contidos nos relatórios~síntese.
Apresentaremos a seguir uma síntese do trabalho de refle
xao feito pelos 4 grupos sobre o 29 tema, destacando particularmente
os pontos que obtiveram unanimidade e dando o número de citações (4,
3, 2 ou 1).
A - Método do Barco Ancorado
Vantagens
3 - custo baixo porque necessita de numero reduzido de pe~
soas
44
1 - preciso, confiável, completo, repetição possível das verti
cais, controle imediato do posicionamento do barco se usar o
sextante, cálculo gráfico possível.
Inconvenientes
4 - Demorado
3 - Problema da ancoragem
1 - inviável se velocidades muito fortes
Recomendações
4 - Melhorar a ancora
3 - Prever embarcações especializadas e nao improvisadas (partic~
larmente comando do motor na proa)
2 - Melhorar os alvos (anteparo escuro, inclinação para cima, tin
ta luminescente). Fazer uma batimetria antes da medição para
escolher as verticais
1 - colocar o molinete lateralmente para evitar os choques com a
ancora. Treinar a equipe (essencialmente o piloto)
Observações dos Coordenadores do Curso
A DCRH está estudando atualmente um modelo de barco
cialmente equipado para as medições de grandes rios.
B -Método do Barco não Ancorado
Vantagens
1 - Dispensa a ancoragem
Mais rápida que a medição ancorada
esp~
45
Correção imediata possível
Pré-posicionamento das verticais
Inconvenientes
4 - Custo elevado em função do número de operadores e dos 2
teodolitos
1 - Impossibilidade de detalhar a medição (2 pontos somente em
cada vertical)
Cálculo complexo
Equipe muito bem treinada
Recomendações
2 - Numerosos riscos de erro, exigindo uma atenção muito gra~
de do pessoal
1 - Só deve ser usada se nao puder ancorar o barco
Utilizar um outro contador de impulsos
Observações dos Coordenadores do Curso
A equipe da Hidrologia S.A. conseguiu uma demonstração qU!
se perfeita tanto na parte técnica (cf. item 2.2) como pelo excelen
te entrosamento da equipe. E curioso constatar que os participantes
do curso foram mais sensíveis aos inconvenientes (Custo elevado, nu
merosos riscos de erro) do que à qualidade do trabalho realizado.
Em nossa opinlao, numerosos defeitos foram eliminados nessa
medição. E indispensável a curto prazo as equipes que atuam nessa
região operem 'com o mesmo rigor e calculem na hora os resultados
parciais, corrigindo os erros eventuais. Isso supoe, um esforço
muito grande de treinamento do pessoal
46
c - M~todo do Barco em Movimento
Vantagens
4 - Rapidez
Pouco pessoal envolvido
Segurança Total
2 - Simples (não precisa nenhuma instalação nas margens fora
da seção PI-PF)
1 - Econômica
Inconvenientes
4 - Baixa preClsao
3 - Equipamento importado
Recomendações
4 - Construir um equipamento nacional
Fazer medições completas para definir o coeficiente de
Correção de velocidade
Melhorar os alvos de alinhamento
2 - Não esquecer aferição do ecobatímetro
Treinar o piloto do barco
1 - Diminuir o espaçamento entre verticais
Observações dos Coordenadores do Curso
A rapidez constatada pelos 4 grupos ~ relativa (6 horas
contra 7 horas para o m~todo do barco não ancorado): não pode ser
considerada uma vantagem suficiente para utilizar este m~todo qua~
do for possível operar de outra maneira.
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