Upload
internet
View
105
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
7º Congresso da Água
Água - Qualidade de Toda a Vida
RUI MIGUEL MADEIRA LANÇA, EST-UALG, MARETEC-IST
UTILIZAÇÃO DE REDES TIN EM MODELOS DISTRIBUÍDOS DE PRECIPITAÇÃO/ESCOAMENTO SUPERFICIAL
desenvolvido no âmbito do projecto tempQsim
2Rui Miguel Madeira Lança
OBJECTIVOS
SIMULAR PROCESSOS HIDROLÓGICOS À ESCALA DA BACIA HIDROGRÁFICA
MODELO DIGITAL DO RELEVO
REDE HIDROGRÁFICA
HIDRODINÂMICA
TRANSPORTE DE SEDIMENTOS
QUALIDADE DA ÁGUA
CRESCIMENTO DE PLANTAS
3Rui Miguel Madeira Lança
FORMULAÇÃO DE BASE DO MODELO
MODELO DIGITAL DO RELEVO
MALHA ESTRUTURADA MALHA NÃO ESTRUTURADA TIN
4Rui Miguel Madeira Lança
MODELO DIGITAL DO RELEVO
TRIANGULAÇÃO DE DELAUNEI – POLIGONOS DE VORONOI
TRIANGULAÇÃO DE DELAUNEI
POLIGONO DE VORONOI
5Rui Miguel Madeira Lança
MODELO DIGITAL DO RELEVO
REDE HIDROGRÁFICA
POLIGONO DE VORONOI
REDE HIDROGRÁFICA
TRIANGULACAO DE DELAUNEI
6Rui Miguel Madeira Lança
BACIA HIDROGRÁFICA DA PARDIELA
LOCALIZAÇÃO
ÉVORA
ESTREMOZ
BACIA HIDROGRÁFICA DA PARDIELA
7Rui Miguel Madeira Lança
MODELO DIGITAL DO RELEVO
REDE HIDROGRÁFICA
DEPRESSÕES NATURAIS DO RELEVO
8Rui Miguel Madeira Lança
MODELO DIGITAL DO RELEVO
REDE HIDROGRÁFICA
DEPRESSÕES NATURAIS DO RELEVO
SECÇÃO DE CONTROLO
CÉLULAS INUNDADAS
9Rui Miguel Madeira Lança
MODELO DIGITAL DO RELEVO
VISTA 3D
10Rui Miguel Madeira Lança
REDE HIDROGRÁFICA
SECÇÃO TRANSVERSAL
b – LARGURA DA BASE DO LEITO
m – DECLIVE DAS MARGENS
11Rui Miguel Madeira Lança
CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFICIE
CLASSES TAXONÓMICAS DOS SOLOSCARTA DE SOLOS (1: 25 000)
USO E OCUPAÇÃO DO SOLOCARTA DE OCUPAÇÃO DO SOLO (1:25 000)
12Rui Miguel Madeira Lança
CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFICIE
CLASSES TAXONÓMICAS DOS SOLOSCARTA DE SOLOS (1: 25 000)
13Rui Miguel Madeira Lança
CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFICIE
USO E OCUPAÇÃO DO SOLOCARTA DE OCUPAÇÃO DO SOLO (1:25 000)
14Rui Miguel Madeira Lança
CARACTERIZAÇÃO DA SUPERFICIE
CLASSE HIDROLÓGICASOLO + OCUPAÇÃO DO SOLO
15Rui Miguel Madeira Lança
PRECIPITAÇÃO
DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DA PRECIPITAÇÃOEstação 3 - precipitação horária (mm)
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Célula i - precipitação horária (mm)
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Estação 1 - precipitação horária (mm)
0
5
10
15
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
16Rui Miguel Madeira Lança
INFILTRAÇÃO
MÉTODO DA CURVA NÚMERO DO SOIL CONSERVATION SERVICE
CN ESTÁTICOCN DINÂMICO
P P precipitação total acumulada;precipitação total acumulada;PePe precipitação efectiva acumulada;precipitação efectiva acumulada;CNCN curva número,curva número, parâmetro empírico função de:parâmetro empírico função de:
teor de humidade antecedente;teor de humidade antecedente;classe taxonómica do solo;classe taxonómica do solo;uso do solo.uso do solo.
2.20320320
8.505080
2
CNP
CNP
Pe
17Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
NA SUPERFICIE DOS POLIGONOS DE VORONOIMÉTODO DE MUSKINGUM
dB
jjjj QCQCQCQ 23121
111
2
2/10
3/2 ShKU S
U
dKT
VELOCIDADE E TEMPO DE RETENÇÃO NA CÉLULA
AC
Sh
r
tXK
XKtC
12
21 tXK
XKtC
12
22
tXK
tXKC
12
123
MÉTODO DE MUSKINGUM
2
2 Brd
Q1=Pe.A/Dt
Q2
18Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
EM PEGOS, LAGOS OU ALBUFEIRAS ‘LEVEL POOL ROUTING’
OUTIN VOLVOLVOL
tQQ
tQQ
SSjjjj
jj
22
122
111
1
19Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
LINHAS DE ÁGUAEQUAÇÕES GERAIS DO ESCOAMENTO COM SUPERFÍCIE LIVRE (Equações de Saint-Venant)
Equação de conservação da massa
Equação de conservação da quantidade de movimento
qt
A
x
Q
011
0
2
fSSgx
yg
A
Q
xAt
Q
A
atrito com o leitoatrito com o leito
gravidadegravidade
diferença de diferença de pressõespressõesaceleração convectivaaceleração convectiva
aceleração localaceleração local
20Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
LINHA DE ÁGUA
qt
A
x
Q
fSS 0
qt
x
Q
1
21
0
32
SK
P
s
5
3
Equação de conservação da massa
Equação de conservação da quantidade de movimento
Equação de onda cinemática
21Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
RESOLUÇÃO MUNÉRICA DA ONDA CINEMÁTICA
1
11
111
11
11
1
11
2
22
ji
ji
ji
ji
ji
ji
ji
ji
ji
ji
x
t
x
tQQQ
QQt
Q
MÉTODO EXPLICITO
MÉTODO IMPLICITO
21
11
11
ji
jij
ij
i
qqtQQ
x
tC
CQQx
tQf j
ij
ij
i
11
11
11
22Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
RESOLUÇÃO NUMÉRICA DA ONDA CINEMÁTICAMODELO QUASI-2D
23Rui Miguel Madeira Lança
CENÁRIOS
SECÇÃO DE CONTROLO
SECÇÃO DE CONTROLO
SOLO
CN(AMC II) = 90
Ks = 20 (m1/3/s)
PERFIL = 0.30 (m)
POROSIDADE EFECTIVA = 0.55
TEOR DE ÁGUA INICIAL = 0.44
CAPACIDADE DE CAMPO = 0.45
PONTO DE EMURCHECIMENTO = 0.20
REDE HIDROGRÁFICA
B NASCENTE = 0.50 (m)
B FOZ = 15.00 (m)
m1 = m2 = 1.50
Ks NASCENTE = 10 (m1/3/s)
Ks FOZ = 25 (m1/3/s)
24Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
HIDROGRAMAS NA SECÇÃO DE CONTROLO
BACIA IMPERMEÁVEL
P = 6 (mm/hora)
ET = 4 (mm/dia)
CENÁRIO 1
LEVEL POOL ROUTING = ON
OVER LAND FLOW = ON
CENÁRIO 2
LEVEL POOL ROUTING = OFF
OVER LAND FLOW = OFF
CENÁRIO 3
LEVEL POOL ROUTING = ON
OVER LAND FLOW = OFF
CENÁRIO 4
LEVEL POOL ROUTING = OFF
OVER LAND FLOW = ON
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
tempo (s)
cau
dal
(m
3/s
)
Q cenário 1
Q cenário 2
Q cenário 3
Q cenário 4
25Rui Miguel Madeira Lança
HIDRODINÂMICA
HIDROGRAMAS NA SECÇÃO DE CONTROLO
P = 6 (mm/hora)
OVER LAND FLOW = OFF
LEVEL POOL ROUTING = OFF
CENÁRIO 5
DYNAMIC CN
CENÁRIO 6
STATIC CN0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000
Q cenário 5
Q cenário 6
26Rui Miguel Madeira Lança
CONCLUSÕES
A MALHA TIN PERMITE MODELAR O RELEVO DE FORMA ADEQUADA
EXISTEM POUCOS ESTUDOS SOBRE A FORMA DA SECÇÃO TRANSVERSAL DAS LINHAS DE ÁGUA EM FUNÇÃO DE PARÂMETROS MORFOLÓGICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA
O MÉTODO DE CN DINÂMICO É DIFICIL DE CALIBRAR DEVIDO À FALTA DE INFORMAÇÃO
O MÉTODO DE CN ESTÁTICO DÁ BONS RESULTADOS E NECESSITA DE DADOS RELATIVAMENTE FÁCEIS DE OBTER
A ONDA CINEMÁTICA DÁ BONS RESULTADOS EM PEQUENAS LINHAS DE ÁGUA COM DECLIVES ACENTUADOS
27Rui Miguel Madeira Lança
BACIA HIDROGRÁFICA DA PARDIELA
PEGO PRÓXIMO DA SECÇÃO DE CONTROLO
VISTA GERAL DA BACIA HIDROGRÁFICA