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Regularização de Vazões e Controle de Estiagens Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG –

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Apresentação em tema: "Regularização de Vazões e Controle de Estiagens Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG –"— Transcrição da apresentação:

1 Regularização de Vazões e Controle de Estiagens Aluna de mestrado: Myrla de Souza Batista Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação Área de concentração: Recursos Hídricos ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada

2 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;

3 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).

4 Lei de Regularização: Costuma-se chamar de lei de regularização a função: Onde: Q r (t) = vazão de regularização = Q demanda Q m = vazão média = (1/n). Q naturais, para n = n o de meses Conhecidas as vazões naturais [Q i (t)] e a lei de regularização y(t), a vazão Q r e a capacidade mínima do reservatório podem ser determinadas. y(t) 1

5 Regularização de Vazões Na figura acima o período entre Abril e Setembro as vazões naturais Q i são menores que a vazão de regularização Q r. Há necessidade de se armazenar água para atender a vazão de regularização no período mencionado JFMAMDNJJASO QrQr QiQi

6 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. JFMAMDNJJASO QrQr QiQi

7 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 V n para manter a vazão Q r durante estes meses é : Área sob a curva das vazões: O volume afluente V a ao reservatório neste período é: E a capacidade (C r ) mínima do reservatório:

8 Regularização de Vazões Considerando o tempo do mês constante, pode-se escrever: Onde: Q é em m 3 /s; t é o tempo de um mês em segundos, ou seja, t=2, s = 30x24x3600 s; n é o número de meses em que Q r > Q a.

9 Exercício 1.Com base nos dados de vazões mostrados, qual o volume mínimo que deve ter o reservatório para manter uma vazão Q r = 3,8 m 3 /s? MêsQ(m 3 /s) Jan9,13 Fev5,76 Mar5,43 Abr3,74 Mai3,45 Jun2,94 Jul2,61 Ago3,65 Set2,21 Out2,79 Nov4,45 Dez5,96

10 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). t (mês) Q a acumuladas Q a N

11 Regularização de Vazões A tangente do ângulo é a vazão média tg() = Q a / N = Q m t (mês) Q a acumuladas Q a N 1 Q r1 2 Q r2 Se Q r > Q m então o reservatório não vai atender a demanda total todo o tempo porque Q r > Q a

12 Exercício 2.Com base nos dados de vazões mostrados, qual a tangente do ângulo cuja declividade é igual a vazão média? 3.Qual a máxima vazão que pode ser regularizada? 4.Qual a capacidade do reservatório para atender a vazão média? Compare o resultado com Q r = 3,8 m 3 /s do exercício 1; 5.Se a vazão Q r = 5 m 3 /s qual a capacidade do reservatório? Será que a vazão seria atendida todo o tempo? Explique. MêsQ(m 3 /s) Jan9,13 Fev5,76 Mar5,43 Abr3,74 Mai3,45 Jun2,94 Jul2,61 Ago3,65 Set2,21 Out2,79 Nov4,45 Dez5,96

13 Reservatório Formação de reservas no período úmido para serem na complementação das demandas na estação seca. Vazão Afluente Qa t Nível de referência ou Datum Área A t Precipitação P t Evaporação E t Vazão Efluente Qe t Cota h t Volume V t V t+1 = V t + Qa t – Qe t – Qv t + (P t - E t ). A t

14 Reservatório Volume Total (V Total ): todo o volume de água; Volume morto (V morto ): varia de 10% a 15% do volume total; Volume Útil (V útil ): 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. Volume Útil Volume Morto

15 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. JFMAMDNJJASO V morto ViVi V necessário

16 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. V AC (m 3 ) JFMAMDNJJASO t(meses)

17 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. t (meses) t1t1 t2t2 T A C Período crítico B D V a, V r acumulados

18 Diagrama de Massas ou de Rippl Supondo que y(t) = 1 ou Q r = Q m, 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 t (meses) t1t1 t2t2 T A C Período Crítico B D V a, V r acumulados

19 Diagrama de Massas ou de Rippl O Volume do reservatório para regularizar Q r = Q m é dado por: V r = t (meses) t1t1 t2t2 T A C Período crítico B D V a, V r acumulados

20 Exercício 6.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? MêsQ(m 3 /s) Jan9,13 Fev5,76 Mar5,43 Abr3,74 Mai3,45 Jun2,94 Jul2,61 Ago3,65 Set2,21 Out2,79 Nov4,45 Dez5,96

21 Bom fim de semana! Obrigada pela atenção!


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