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.

C."ig. 1m2) Im3/s) '\

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TOTAIS s ..

OBSERVAÇOES : RESPONSÁVEL :

CONFERIDO :

80

81

82

83

84

85

86

87

8B

s<l

91

93

95

96

97

98

100

99

98

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90

s<l

8B

87

86

85

84

B3

82

81

80

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~

." ~

de Lida da Entre da Ang. Fator Prol. Prato ~~ Nas MEdia MEdia na da dar de em.. Base na P. 1. as de n.o na Corrigida !:?õ Ponlas da na CoeI.Vertical Sf<}mentc Segmenta> JArras ;; ::IE

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FICHA DE MEDICÃO DE DESCARGA LÍQUIDA

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Cota (Iniciol1A.o.cm. Fim..l1A1cm. Média~f,44 em), Hora (Inicio -:pió Fim ,~U~ )N.o Vert.'---'2.:=1. _

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FICHA DE MEDICÃO DE DESCARGA LÍQUIDA

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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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CONFERIDO :

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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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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

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--- -- ---- -~-- - --- ---------

CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDIÇAO DE DESCARGA LIQUIDA EM GRANDES RIOS

MEDIÇAO COM BARCO ANCORADO- PERFI S DE VELOCIDADE (PARABOLAS)

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FIGlIRA-1

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CURSO SOBRE TECNICAS DE MEDiÇÃO DE DESCARGA LIQUIDA EM GRANDES RIOS

MEDiÇÃO COM BARCO ANCORADO - CÁLCULO PELO MÉTODO GRÁFICO

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MÉTODO DAS PARÁBOLAS

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>0.80 86~0

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-----~----------~-----------'~.' ..

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

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b. Tabela Comparativa das Distôncias Calculadaslusando simultaneamente um sextante e dois teodolitos)

NI SEXTANTE I TEODOLITOS I COMPARAÇAo

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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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IOb. 2 Obs PI

IOb. 2 Iij, t )(, )(f V, Vf VI dk Vk PI A Q

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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

rmpu'So(K ate 70 eo-c I .. <~

., ~ ",.' ..,.,.." .'.0 '110.60 Iftla

I-- . . --_._--

~ ~ O iI

2,51~S2. "'4 -1,41 , o1-4'U 17-4~

19,3 ~ "'l ~ O:' 1. r S":l .01.-44 -4SS4 18 O S-I 6

1 --_____

0 9 , _ 202,9 1040 ..;as 01 S-S-o 21- s-9- +-í ':li. 9 11->' s :2/40 11,7,. ""64 I Z.~T'L

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r----­~O~ --+---+---'--'----''--=---:..-'-----+----'--~---------I

~,

~­

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.

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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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25

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3000

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.

47

Ao contrário em caso de velocidades muito fortes

(> 2,5 m/s), este método pode ser o único viável. Para isso justi

fica-se a construção de um equipamento nacional totalmente automá

tico que permite aumentar consideravelmente o número de verticais

(medição contínua pseudo-integrada).

48