GESTÃO DA ÁGUA, MIEA Aula 1/4 19/09/2018 GESTÃO DA … 1.pdf · dcea , 1º semestre 2018/2019 gestÃo da Água, miea – aula 1/4 – 19/09/2018 • objectivos e organizaÇÃo

DCEA , 1º SEMESTRE 2018/2019

GESTÃO DA ÁGUA, MIEA – Aula 1/4 – 19/09/2018

GESTÃO DA ÁGUA

FCT-UNL, 2018-2019

Águas Interiores – Gestão de Recursos Hídricos

António Carmona Rodrigues([email protected])

Theo Fernandes([email protected])

Grupo de Hidráulica

Secção de Engenharia e

Gestão da Água e Resíduos

DCEA / FCT / UNL



• OBJECTIVOS E ORGANIZAÇÃO DA DISCIPLINA

• ASPECTOS GERAIS DA GRH

• ASPECTOS HISTÓRICOS EM PORTUGAL

• ENQUADRAMENTO OS RH EM PORTUGAL

• BASES PARA O 1º TRABALHO PRÁTICO



Objectivos no âmbito da disciplina :

• Conceitos básicos da gestão de recursos hídricos

• Análise de variáveis do problema

• Importância do recurso e disponibilidade em Portugal

• Estratégias e ferramentas de gestão do recurso Água

• quantitativa

• qualitativa



Organização :

• 4 aulas teóricas

• Datas: 20 e 27 de Setembro, 4 e 11 de Outubro

• Aulas práticas (4/5) – 3 turnos de 3 horas

• Desenvolvimento dos trabalhos, esclarecimento de dúvidas, orientação

e acompanhamento

• Desenvolvimento do Trabalho Prático 1

• Grupos de 3/4 alunos

• Estudo de disponibilidades hídricas

• Entrega a 23 de Outubro ([email protected], em pdf)

• Enunciado disponível em www.gesaq.org

mailto:[email protected]










ÁGUA: um problema real

de mais …

… de menos

… ou muito poluída



• Disponibilidades de recursos hídricos

- Que quantidade de água, em certo local,

e com que garantia ?

• Situações extremas (secas, cheias, acidentes)

• Qualidade da água

• Águas transfronteiriças

• Utilizações dos recursos hídricos

Abastecimento doméstico e industrial,

rega, navegação, hidroenergia

• Monitorização

Aspectos gerais da gestão dos recursos hídricos:



Importância do recurso ÁGUA :

• Necessitamos de água para:

– Abastecimento humano;

– Produção de alimentos;

– Manutenção de ecossistemas;

– Manutenção de actividades económicas.

• A água é insubstituível para muitos (todos?) destes usos;

• A água é um bem escasso / um recurso finito;

• A água pode também ser a causa de perdas de vidas humanas

(cheias e doenças) e de destruição de bens.



No nosso planeta, ainda podemos encontrar grandes bacias hidrográficas

praticamente intocadas pelo homem, com uma rica biodiversidade e

ecossistemas naturais.

Mas, ainda assim, podemos encontrar em muitas bacias hidrográficas um grande

número de doenças causadas pelo consumo de água.

Praticamente todas as actividades humanas estão fortemente dependentes do

uso da água.




Governância (Governance) da Água:

Conceito introduzido 3º Fórum Mundial da Água, 2003, Quioto, Shiga e Osaka.

“...refere-se ao “conjunto de sistemas políticos, sociais, económicos e

administrativos a que se recorrer para desenvolver e gerir os recursos hídricos e

para assegurar os serviços da água a diferentes níveis da sociedade.”

Luis Veiga da Cunha in “O Desafio da Água no Século XXI”

pp 33-60, IPRIS, Ed. Notícias

“Pressupõe a gestão integrada dos recursos hídricos, respeitando sempre um

conjunto de critérios fundamentais relacionados com condicionamentos naturais,

económicos e sociais, havendo que assegurar que a gestão integrada dos

recursos hídricos seja ambientalmente sustentável, economicamente eficiente e

socialmente equitativa”

idem




Conceito de Água virtual:

“ para caracterizar as transacções de água entre países ou regiões,

começou recentemente a recorrer-se ao novo conceito de “água

virtual”, que traduz a quantidade de água envolvida na criação de bens

de consumo”

Luis Veiga da Cunha in “O Desafio da Água no Século XXI”




Alguns factos ...

• Quantidades necessárias para produzir alimentos:

– 1 chávena de café: 150 litros;

– 1 litro leite: 1 000 litros;

– 1 kg trigo: 1 300 litros;

– 1 kg carne: 1 600 litros;

– 1 kg arroz: 3 000 litros

• O consumo de água aumentou 6 vezes no último século – mais do

dobro do aumento da população;

• Cerca de 70% da água disponível é utilizada na agricultura, com 40%

de eficiência, e com uma sobre-utilização de águas subterrâneas de 160

milhões de m3/ano;

(compilação por Luis Veiga da Cunha)



Alguns factos ...

• A captação de água para irrigação aumentou mais de 60% desde 1960

• Nos países desenvolvidos cada pessoa consome 500 a 800 litros de

água por dia e nos países em desenvolvimento apenas 60 a 150 litros;

Uma criança nascida no mundo desenvolvido consome 40 vezes mais

água do que uma nascida no mundo em desenvolvimento

• Mais de 6 000 crianças morrem por dia de doenças relacionadas com

a água

• Mais de 250 milhões de pessoas por ano afectadas por doenças

relacionadas com a água (implicando a ocupação de metade dos leitos

hospitalares)

(compilação por Luis Veiga da Cunha)



MAPAS FAO – indicar Site ...



MAPAS FAO (http://www.fao.org/nr/water/aquastat/globalmaps/index.stm)

Fonte: FAO, AQUASTAT,2008



Valores ...

Fonte: United Nations World Water Report, 2003



1995 2025

Nº de

PaísesPop.

Nº de

PaísesPop.

Stress hídrico 24 460 M 48 2,850 M

Escassez de

água18 167 M 29 804 M



A água tornou-se também a razão para muito importantes MOVIMENTOS DEMOGRÁFICOS,

em muitos casos associados a tragédias humanas.

Nos últimos anos, ocorreu um movimento crescente de pessoas do Bangladesh para a Índia

como resultado de outros factores além dos económicos, sociais ou políticos.

O principal motor da migração transfronteiriça tem sido o ambiente, que inclui a ausência de

recursos adequados de água doce. Estima-se que 500.000 pessoas migram das áreas rurais

para a cidade de Dhaka todos os anos devido a factores climáticos induzidos.

A crescente escassez de água, em grande parte impulsionada pela diminuição da quantidade e

da qualidade, irá agravar o problema da migração transfronteiriça no futuro.



As implicações dos limites da disponibilidade de água doce para o bem-estar do

homem e os ecossistemas pode ser enorme. Em alguns casos, verdadeiras

situações insustentáveis já foram criadas.

Exemplo emblemático é o do Mar Aral, devido a uma transferência de água a

montante esmagadora que reduziu drasticamente os fluxos históricos. Mas há

muitos mais exemplos de uso insustentável dos recursos hídricos.










Um pouco de história...

Recursos hídricos determinantes

na fixação das populações

na definição de fronteiras

no desenvolvimento económico

alimentação

transportes e comércio



Um pouco de história... impostos

• Rial da Água

“Nas cortes de 1498, reunidas em Lisboa, no reinado de D.

Manuel, os procuradores da cidade de Elvas pediram um subsídio para

acabar as obras do poço de Alcalá, a fim de abastecer de agua a cidade.”

“O pedido foi deferido, determinando-se, em côrtes, que esse

subsídio sairia do produto de um imposto cuja taxa fosse um rial, lançado

sobre a carne, o vinho e o peixe que em Elvas se vendessem, cobrando-se

essa taxa por arratel de carne e peixe, e por cada quartilho de vinho.”

in Código do Rial d’Agua,

Miguel Coelho,

Empresa Lusitana Editora

1915



Um pouco de história... impostos

• Rial da Água

“...Por carta régia de 1589, foi lançado 1 rial por cada canada de

vinho, e 1 rial por cada arratel de carne, que se vendessem em Lisboa e seu

termo, até perfazer a quantia de 40:000 cruzados, sendo esta receita

destinada á construção de um chafariz no Rossio.”

“...Da importância da taxa e do fim para que a receita era destinada

começou este imposto a ser conhecido pela denominação de imposto do –

Rial d’Agua.”

in Código do Rial d’Agua,

Miguel Coelho,

Empresa Lusitana Editora

1915



Um pouco de história... preocupações de qualidade

• Lei do séc. XVI, do “Repertório das Ordenações do Reino “,

citada nos Anais do Clube Militar Naval:

“Pessoa alguma não lance nos rios e lagoas, trovisco, barbasco, cola, cal,

nem outro material, com que o peixe se mate; e quem o fizer, sendo Fidalgo

ou Escudeiro, he degredado para Africa; e sendo de menor qualidade, he

açoutado (Liv. 5, Tit. 88, § 7).”



Um pouco de história... acordos transfronteiriços

• Em 1867...

“as relações entre os dois estados foram reguladas

pela primeira vez em 1867, em anexo ao Tratado de

Limites que fez a demarcação da fronteira desde

caminha até à confluência do rio Caia com o

Guadiana, fronteira essa que é

predominantemente constituída por

linhas de água de alguma importância”

“...aborda questões que preocupavam as

Populações à época, com sejam as pescas

e as construções que pusessem em causa

a navegação fluvial.

P. Cunha Serra in “O Desafio da Água no Século XXI”,




Um pouco de história... Gestão!

• Decreto n.º8, de 5 de Dezembro de 1892

“...criada a primeira instituição especializada para a gestão dos

recursos hídricos – Serviços Hidráulicos. O regulamento, publicado pouco

depois, abria o seu articulado com a classificação e demarcação das bacias

hidrográficas, ficando cada bacia a constituir uma região hidrográfica

designada pelo nome do rio principal que nela corre.”

P. Cunha Serra in “O Desafio da Água no Século XXI”,





• Lei da Água de 1919, em relação à qualidade da água:

“Os estabelecimentos industriais localizados na proximidade das correntes e

depósitos de águas públicas poderão, com licença da autoridade ou corporação

que superintender nas respectivas águas, aproveitarem as que necessitarem

para o seu uso industrial, sob condição de não alterarem ou corromperem as

que não consomem e que têm de voltar à corrente, comunicando-lhes

propriedades ou substâncias que as tornem insalubres e inúteis ou prejudiciais

àqueles que igualmente têm direito ao seu uso.”

(Decreto-Lei nº 5787-IIII, de 10 de Maio de 1919, Título II, Art.º 21º)




• Lei de Bases do Ambiente, regulamentada pelos Decretos-lei

nº 70/90, de 2 de Março e 74/90, de 7 de Março.

água passa a ser classificada como factor de produção

=> valor económico

bacia hidrográfica assumida como unidade de gestão

anunciada criação de administrações de recursos hídricos

(ARH)

prevista taxa de utilização destinada ao financiamento da

administração hidráulica e das acções de protecção do

ambiente




• Decreto-Lei 236/98, de 1 de Agosto – revisão do 74/90

“...Numa perspectiva de protecção da saúde pública, de gestão integrada dos

recursos hídricos e de preservação do ambiente, pretende-se também com

este novo diploma legal clarificar as competências das várias entidades

intervenientes no domínio da qualidade da água, bem como conciliar esta

matéria com alterações legislativas que ocorreram após a entrada em vigor

do diploma em apreço e que com ele se relacionam, como sejam as

alterações decorrentes dos Decretos-Leis n.os 45/94, de 22 de Fevereiro, e

46/94, da mesma data, relativos, respectivamente, ao planeamento dos

recursos hídricos e ao licenciamento das utilizações do domínio hídrico...”






• ENQUADRAMENTO DOS RH EM PORTUGAL




QUADRO NORMATIVO

QUADRO INSTITUCIONAL

Serviços Hidráulicos4 circunscrições hidráulicas

Reorganização dos Serviços Hidráulicos2 circunscrições hidráulicas

Direcção-Geral dos Serviços Hidráulicos

Direcção-Geral do Saneamento BásicoRegiões de Saneamento Básico

Decreto n.º 5787-IIILei das Águas

Direcção-Geral dos Recursos Naturais

Instituto Nacional da ÁguaAdministrações de Recursos Hídricos

1884

1892

1919

1949

1973

1986

1990

1993Instituto da Água

Dir. Regionais do Ambiente e Recursos NaturaisÁguas de Portugal

1994

2000

2001

2002

2005

2007

Decreto-Lei n.º 45/94, n.º 46/94, n.º 47/94planeamento, licenciamento, financiamento

Conselhos de BaciaConselho Nacional da Água

Directiva 2000/60/CEDirectiva Quadro da Água

Planos de Bacia Hidrográfica

Lei n.º 112/2002Plano Nacional da Água

Lei n.º 58/2005Lei da Água

Administrações de Região Hidrográfica (ARH)Conselho de Região Hidrográfica (CRH)

Direcção-Geral dos Recursos e Aproveitamentos Hidráulicos

1976

Enquadramento normativo e institucional



Directiva Quadro da Água

• Directiva 2000/60/CE do Parlamento Europeu e do Conselho,

de 23 de Outubro de 2000

Estabelece um quadro de acção comunitária no domínio da política da água.

Tem por objectivo global estabelecer um enquadramento para a protecção

das águas doces superficiais, estuarinas, costeiras, territoriais e outras águas

marinhas e das águas subterrâneas, de forma a evitar a sua degradação, a

melhorar o estado dos ecossistemas hídricos e a promover o uso sustentável

da água, com base num planeamento a longo prazo, de forma a assegurar

um fornecimento adequado em quantidade e em qualidade.

Confere estatuto a novas políticas de recursos hídricos que assentam na

sustentabilidade dos recursos, na globalidade, integração, abordagem

ecossistémica, subsidariedade, precaução e ainda a transparência e

participação pública.



Directiva Quadro da Água

Ao nível das massas de água, é estabelecida a meta de obtenção de um

“bom estado das águas”, preconizando-se o princípio da abordagem

combinada, o que pressupõe, por sua vez, a definição de objectivos de

qualidade para os recursos hídricos.

Principais vectores:

– Abordagem de planeamento de bacias hidrográficas

– Abordagem combinada

– Problemas pendentes

– Preço da água <=> valor económico do recurso

– Interessar e integrar os cidadãos no processo



Lei Quadro da Água – Lei 58/2005, de 29 de Dezembro

• Transposição da Directiva Quadro da Água, colocando em prática

conceitos essenciais na legislação nacional:

Gestão por bacia hidrográfica – criação das ARHs

Objectivos de qualidade assentam na caracterização do estado

ecológico das massas de água

Licenciamento ambiental

Estes conceitos já eram considerados em algumas práticas de gestão e

avaliação, não existindo no entanto a organização institucional que pudesse

levar a cabo a efectiva gestão por bacia.



Administrações de Região Hidrográfica

ARH do Norte :

RH Minho e Lima;

RH Cávado, Ave e Leça;

RH Douro.

ARH do Centro:

RH Vouga, Mondego, Lis

e Ribeiras do Oeste.

ARH do Tejo:

RH Tejo.

ARH do Alentejo:

RH Sado e Mira;

RH Guadiana.

ARH do Algarve:

RH Ribeiras do Algarve



Administrações de Região Hidrográfica

• Regime Económico Financeiro (REF)

Decreto-Lei n.º 97/2008, de 11 de Junho

Entrada em vigor em 1 de Julho de 2008

Taxa = A + E + I + O + U

A – utilização de águas do domínio público hídrico do Estado

E – descarga de efluentes

I – extracção de inertes do domínio público hídrico do Estado

O – ocupação do domínio público hídrico do Estado

U – utilização de águas sujeitas a planeamento e gestão públicos



Organismos Centrais

• APA (Agência Portuguesa do Ambiente)

Centraliza informação de monitorização (e.g. SNIRH)

Planeamento a nível nacional

Interacção/cooperação internacional

Algumas competências na aplicação de legislação -

Responsabilidade Ambiental



Sectoral use of water in Europe (EEA, 1995)

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Netherlands

Greece

Ireland

Belgium

Germany

Finland

Spain

Italy

Portugal

France

Average EU15

Austria

Denmark

Iceland

Sweden

UK

Luxembourg

Industry

Agriculture

Public Water Supply

Usos sectoriais da água (Fonte: EEA, 1995)

Fonte: Agência Ambiental Europeia, 1995

Situação em Portugal ...




• 60% dos recursos são

provenientes de Espanha

• 64% do território correspondem

a bacias internacionais

• Tejo, Douro e Guadiana são

os principais rios internacionais

• Localização de Castelo do

Bode ilustra importância da

questão transfronteiriça




• Portugal não é um país pobre em RH

– Portugal: 150 hab/hm3/ano

– Espanha: 400 hab/hm3/ano

– Reino Unido: 450 hab/hm3/ano

• Variabilidade espacial

– Precipitação média anual: ~900 mm

– Norte do país (Gerês): ~4000 mm

– Alentejo e interior do Douro: ~550 mm

• Variabilidade sazonal

– Semestre mais chuvoso (Out.-Mar.): ~700 mm

– Semestre mais seco (Abr.-Set.): ~200 mm

• Variabilidade interanual

– Precipitação anual: 560 mm – 1400 mm

– 25% dos anos abaixo de 800 mm ou acima de 1100 mm.





Fonte: AQUASTAT – FAO

http://www.fao.org/nr/water/aquastat/globalmaps/index.stm

Country Portugal Spain Germany Morocco

Total actual renewable water resources

per inhabitant in 2005 (m3/year) 6545.97 2589.17 1862.4 921.28

Proportion of renewable water resources

withdrawn (MDG Water Indicator)(%) 16.39 31.87 30.55 43.42

Water withdrawal per inhabitant around

2001 (m3/year) 1089.92 856.28 570.25 418.33

Proportion of renewable water resources

withdrawn for agriculture (around

2001)(%) 12.82 21.74 6.05 37.97

Proportion of total water withdrawal

withdrawn for agriculture (around

2001)(%) 78.24 68.03 19.79 87.38

Area equipped for irrigation (around

2003)(1000 hectares) 616.97 3765.13 485 1484.16

Part of cultivated area under irrigation

(around 2003)(%) 32.29 20.21 4.04 15.8

Prevalence of undernourished people as a

percentage of total population (%) 3 3 3 6











1º TRABALHO PRÁTICO

• Enunciado em www.gesaq.org • Grupos de 4 alunos

• 1 estação hidrométrica (distinta) por cada grupo (lista no enunciado)

• Inscrição dos grupos/estação hidrométrica no fórum da disciplina

(www.gesaq.org)

• Objectivo para 1ª semana:

• Recolha e preparação da série de escoamentos (SNIRH)

• Preenchimento de falhas

• Estudo das disponibilidades hídricas em regime natural

• Data de entrega: 15 de Outubro

http://www.gesaq.org/



1º TRABALHO PRÁTICO

• Objectivo: avaliar necessidades e disponibilidades

• Tarefas para a primeira semana:

1) Escolha de estação hidrométrica

2) Recolha de dados no SNIRH

3) Tratamento das séries (homogeneidade, continuidade)

4) Responder às questões do enunciado …



DETERMINAÇÃO DE CAUDAIS FLUVIAIS

Expresso em unidades L3T-1 – m3s-1

Para comparar caudais entre áreas distintas é habitual utilizar-se o conceito

de caudal específico:

q = Q / A [L1T-1]

em que Q – caudal, A área da superfície de drenagem

O caudal específico é útil para comparar bacias hidrográficas ou para se

determinar a contribuição de uma área não monitorizada, com base numa

bacia drenante vizinha

ESCOAMENTO DE SUPERFÍCIE



DETERMINAÇÃO DE CAUDAIS FLUVIAIS

Podem ser calculados com base na precipitação

=> MODELO DE PRECIPITAÇÃO / ESCOAMENTO

A escala temporal dos resultados depende do tipo de modelo

(diária, mensal, anual)

Algumas metodologias simplificadas permitem determinar o escoamento

médio anual:

Fórmula de Turc

Fórmula de Coutagne

Regressões precipitação escoamento




PRECIPITAÇÃO - ESCOAMENTO

Estimativa de escoamento anual (na ausência de medições de caudal):

• Regressão estatística escoamento-precipitação determinada para outra

secção de referência, na mesma bacia ou noutra vizinha, que se admita

semelhante

• R = a + b . P,

Em que R – escoamento anual, P – precipitação anual

a e b parâmetros da regressão

R e P normalmente em mm

• Esta abordagem pode ser adaptada através do ajustamento da equação

com características físiográficas da bacia:

• R = 41 – 233 Kc + 0,5Kc P, em que Kc é o Índice de Gravelius




• Fórmula de Coutagne:

𝑫𝑬 = 𝑷 − 𝑷𝟐 , DE e P em m

=1

0,8+0,14 𝑇válida para

1

8< 𝑃 <

1

2;

T - temperatura média anual (ºC)

ESCOAMENTO MÉDIO ANUAL :

R = P - DE

Esta abordagem assenta no pressuposto que a água precipitação que não se

transforma em escoamento é evapotranspirada





• Fórmula de Turc

𝑫𝑬 =𝑷

𝟎,𝟗+𝑷𝟐

𝑳𝟐

, válida para P2/L2 >0,1; DE e P em mm

L é o poder evaporante da atmosfera

L = 300 + 25 T + 0,05 T3 , T a temperatura média anual (ºC)

ESCOAMENTO MÉDIO ANUAL :

R = P – DE

Esta abordagem assenta no pressuposto que a água precipitação que não se

transforma em escoamento é evapotranspirada




Caso 1: bacia em estudo dentro da bacia de referência




Caso 2: com base no coeficiente de escoamento

(fracção da precipitação que se transforma em escoamento)

C escoamento = Esc / Prec

Exemplo: Se C e = R1 / P1

então R2 = P2 x C e




Caso 3: bacia em estudo afastada da bacia de referência




CAUDAIS FLUVIAIS – medição

Para a medição de caudais é necessário dispor de uma caracterização da

área de drenagem bem como da velocidade média de escoamento -> Q = U.S

Em secções naturais a medição é trabalhosa, requerendo a medição de

alturas de água, secções e velocidades de escoamento em distintas

condições de escoamento:

Para simplificar o cálculo de Vi é

frequentar considerar:

ou





A medição de velocidades é feita com recurso a molinetes:

A rotação da hélice do molinete é calibrada para se determinar a relação

entre a velocidade de rotação e a velocidade de escoamento

A medição é feita a diferentes profundidades, ao longo da secção de

controlo.





A medição de velocidades pode traduzir-se através de isotáquias

(isolinhas de velocidade) :





A medição também pode ser realizada através de um método

estrutural…




Limnígrafos –

para registar níveis hidrométricos




CAUDAIS FLUVIAIS – estações hidrométricas





Secção natural





Secção controlada - descarregador




• Rede hidrométrica nacional

(fonte: SNIRH – em http://snirh.pt)






Origens superficiais – precipitação ponderada

Informação disponível no SNIRH

(http://snirh.pt)

- Rede meteorológica

- Estações udométricas

- Estações meteorológicas

- Rede hidrométrica

- Níveis

- albufeiras, linhas de água

- caudais



CAUDAIS FLUVIAIS – Curvas de vazão

Reflectem a relação

caudal – altura hidrométrica

em que a e b são parâmetros de determinar,

h a altura hidrométrica medida

h0 a altura acima da qual a curva é válida




Níveis hidrométricos e caudais – curvas de vazão Vendinha (23K/01H)

Fonte: SNIRH

Curva Troço

Curva Critérios de Validade

OrigemQ=a×(h-h0)b De: A: H0 Hmin Hmax

1 1 Q = 6.6783 × (h - 0.8178)3.72408 01-10-1981 30-09-1983 0.8178 0.8178 2 DGRN

2

1 Q = 3.13896 × (h - 0.65)2.86883

01-10-1983 30-09-1986

0.65 0.65 1.60844

DGRN2 Q = 23.98469 × (h - 1.28271)1.92156 1.28271 1.60844 2.5

3

1 Q = 2.24543 × (h - 0.701)2.01925

01-10-1986 30-09-1987

0.701 0.701 1.52743

DGRN2 Q = 16.92386 × (h - 1.1)2.8303 1.1 1.52743 4

4 1 Q = 3.22612 × (h - 0.65)2.8195 01-10-1987 30-09-1988 0.65 0.65 3.5 DGRN

5

1 Q = 2.79539 × (h - 0.59579)2.5496

01-10-1988 30-09-1989

0.59579 0.5957 1.62829

DGRN2 Q = 3.22612 × (h - 0.65)2.8195 0.65 1.62829 3.5

6

1 Q = 2.79539 × (h - 0.59579)2.5496

01-10-1989 -

0.59579 0.5957 1.76896

DGRN2 Q = 25.49718 × (h - 1.5484)1.19309 1.5484 1.76896 3.5




Curva Troço

Curva Critérios de Validade

OrigemQ=a×(h-h0)b De: A: H0 Hmin Hmax

1 1 Q = 6.6783 × (h - 0.8178)3.72408 01-10-1981 30-09-1983 0.8178 0.8178 2 DGRN

2

1 Q = 3.13896 × (h - 0.65)2.86883

01-10-1983 30-09-1986

0.65 0.65 1.60844

DGRN2 Q = 23.98469 × (h - 1.28271)1.92156 1.28271 1.60844 2.5

3

1 Q = 2.24543 × (h - 0.701)2.01925

01-10-1986 30-09-1987

0.701 0.701 1.52743

DGRN2 Q = 16.92386 × (h - 1.1)2.8303 1.1 1.52743 4

4 1 Q = 3.22612 × (h - 0.65)2.8195 01-10-1987 30-09-1988 0.65 0.65 3.5 DGRN

5

1 Q = 2.79539 × (h - 0.59579)2.5496

01-10-1988 30-09-1989

0.59579 0.5957 1.62829

DGRN2 Q = 3.22612 × (h - 0.65)2.8195 0.65 1.62829 3.5

6

1 Q = 2.79539 × (h - 0.59579)2.5496

01-10-1989 -

0.59579 0.5957 1.76896

DGRN2 Q = 25.49718 × (h - 1.5484)1.19309 1.5484 1.76896 3.5





DATA

Nível

hidrométrico (m) Q (m3/s) T1 T2 Estação da VENDINHA (23K/01)

01-10-1995 00:00 0.58 0.00 #NUM! #NUM!

02-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! 1º TROÇO

03-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! A = 2.79539

04-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! B = 2.5496

05-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! H0 = 0.59579

06-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! Hf = 1.76896

07-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM!

08-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM!

09-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! 2º TROÇO

10-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! A = 25.49718

11-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! B = 1.19309

12-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! H0 = 1.5484

13-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM! Hf = 3.5

14-10-1995 00:00 0.63 0.00 0.000512 #NUM!



Q = 25.49718 × (h - 1.5484)1.19309




Q = 25.49718 × (h - 1.5484)1.19309

0

1

2

3

4

5

6

7

8

08-09-1995

23-09-1995

08-10-1995

23-10-1995

07-11-1995

22-11-1995

07-12-1995

22-12-1995

06-01-1996

21-01-1996

05-02-1996

20-02-1996

06-03-1996

21-03-1996

05-04-1996

20-04-1996

05-05-1996

20-05-1996

04-06-1996

19-06-1996

04-07-1996

19-07-1996

03-08-1996

18-08-1996

02-09-1996

17-09-1996

02-10-1996

17-10-1996

01-11-1996

Nív

el h

idro

mé

tric

o (

m)

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

08-09-1995

23-09-1995

08-10-1995

23-10-1995

07-11-1995

22-11-1995

07-12-1995

22-12-1995

06-01-1996

21-01-1996

05-02-1996

20-02-1996

06-03-1996

21-03-1996

05-04-1996

20-04-1996

05-05-1996

20-05-1996

04-06-1996

19-06-1996

04-07-1996

19-07-1996

03-08-1996

18-08-1996

02-09-1996

17-09-1996

02-10-1996

17-10-1996

01-11-1996

Cau

dal

(m

3s-1

)




Níveis hidrométricos e caudais – curvas de vazão

Os volumes de água escoada em diferentes intervalos de tempo são obtidos

pela integração ao longo do tempo dos caudais calculados com base nas

curvas de vazão.

Assim:

Com base no caudal médio horário calculamos o volume médio horário

Vhorário = Q * 1 hora

Com base no volume médio horário calculamos o volume médio diário

… o volume médio mensal… o volume médio anual…




CAUDAIS FLUVIAIS

Com base no registo contínuo de alturas hidrométricas e na respectiva

curva de vazão podem ser estabelecidas séries de escoamento

Podemos analisar

séries temporais (horárias, diárias, mensais)

séries acumuladas

séries classificadas




CAUDAIS FLUVIAIS

Séries temporais




• Verificar homogeneidade da série.

• Causas comuns de falta de homogeneidade:

Alteração da localização da estação;

Crescimento de obstáculos (vegetação, edificação);

Intervenção a montante da estação

• Métodos:

Análise visual

Dupla massa

Métodos estatísticos

ESCOAMENTO DE SUPERFÍCIE – análise de dados



• Preenchimento de falhas em séries de dados

Definir período de análise

Identificar falhas

Para cada falha

seleccionar modelo a aplicar

aplicar o modelo

• Tipos de modelos

Regressões lineares

Regressões múltiplas

• No caso dos escoamentos, o modelo por ter por base séries de

escoamento de bacias vizinhas com as mesmas características ou

séries de precipitação, de uma ou mais estações

ESCOAMENTO DE SUPERFÍCIE – análise de dados



Período de análise

P1 P2 P3 P4

1900

2000

PREENCHIMENTO DE DADOS EM FALTA




P1 P2 P3 P4

1900

2000


P3 – variável dependente

P1, P2, P4 – variáveis independentes




P1 P2 P3 P4

1900

2000


P3 = a1P1 + a2P2 + a4P4



CAUDAIS FLUVIAIS – análise estatística

Série Função empírica de distribuição




Origens superficiais

ANUAL

ESCOAMENTO ANUAL



Origens superficiais – séries de escoamento

FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO EMPÍRICA – valores anuais




FUNÇÃO EMPÍRICA DE DISTRIBUIÇÃO – valores anuais




ESCOAMENTO MENSAL




FUNÇÃO EMPÍRICA DE DISTRIBUIÇÃO – valores mensais mínimos

Ano Ano Escoamento F(x) 1-F(x)

1920 21 1920/21 Esc. Mensal mínimo V1 1 V(1) 1/(n+1) 1 - [1/(n+1)]






... ... ... ... ... ...

1990 91 1990/91 Esc. Mensal mínimo Vn n V(n) n/(n+1) 1 - [n/(n+1)]

Função de distribuição empírica

Se:

V(1) < V(2) < V(3) < V(4) < V(5) < V(6) < V(n)

F(x) -> prob. de não excedência

1- F(x) -> prob. de excedência

Função de duração

Se:

V(1) > V(2) > V(3) > V(4) > V(5) > V(6) > V(n)

F(x) -> prob. de excedência

1- F(x) -> prob. de não excedência



Ano Ano Escoamento F(x) 1-F(x)

1920 21 1920/21 Esc. Mensal V1 1 V(1) 1/(n+1)1 - [1/(n+1)]

1920 21 1920/21 Esc. Mensal V2 2 V(2) 2/(n+1)1 - [2/(n+1)]

1920 21 1920/21 Esc. Mensal V3 3 V(3) 3/(n+1)1 - [3/(n+1)]

1921 22 1921/22 Esc. Mensal V4 4 V(4) 4/(n+1)1 - [4/(n+1)]

1921 22 1921/22 Esc. Mensal V5 5 V(5) 5/(n+1)1 - [5/(n+1)]

1921 22 1921/22 Esc. Mensal V6 6 V(6) 6/(n+1)1 - [6/(n+1)]

1921 22 1921/22 Esc. Mensal V7 ... ... ... ...

… … … … n V(n) n/(n+1)1 - [n/(n+1)]

1990 91 1990/91 Esc. Mensal Vn

Função de distribuição empírica

Se:

V(1) < V(2) < V(3) < V(4) < V(5) < V(6) < V(n)

F(x) -> prob. de não excedência

1- F(x) -> prob. de excedência

Função de duração

Se:

V(1) > V(2) > V(3) > V(4) > V(5) > V(6) > V(n)

F(x) -> prob. de excedência

1- F(x) -> prob. de não excedência


FUNÇÃO EMPÍRICA DE DISTRIBUIÇÃO – valores mensais mínimos

Abordagem menos exigente do

que com os mínimos mensais




FUNÇÃO EMPÍRICA DE DISTRIBUIÇÃO – valores mensais




BALANÇO NECESSIDADES-DISPONIBIDADES

Escoamento mensal mínimo (dam3)

Escoamento anual (dam3)



Origens superficiais – precipitação ponderada



ELEMENTOS DE APOIO

• Lencastre, A. e F.M. Franco, 2010, Lições de Hidrologia, FCT-UNL.

• Linsley et al., 1992, Water Resources Engineering, McGraw Hill.

• Loucks, D. P. and E. van Beek, Water Resources Systems Planning

and Management, UNESCO, Paris, 2005

• Mays, L.W. (ed.), 1996, Water Resouces Handbook, McGrawHill

• Thomann,R 1987 - Principles of Surface Water Quality Management.

• PNBEPH (http://pnbeph.inag.pt.)

• http://snirh.inag.pt

• Barragens de Portugal

http://cnpgb.inag.pt/gr_barragens/gbportugal/index.htm




• Estações hidrométricas





Distribuição de velocidades numa

secção natural





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GESTÃO DA ÁGUA, MIEA Aula 1/4 19/09/2018 GESTÃO DA … 1.pdf · dcea , 1º semestre 2018/2019 gestÃo da Água, miea – aula 1/4 – 19/09/2018 • objectivos e organizaÇÃo