Estudo experimental de escoamentos em regime uniforme e não uniforme em canais de secção composta

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Apesar de os escoamentos dos rios se realizarem usualmente no leito principal, em situações de cheia a capacidade de vazão deste é excedida e o escoamento faz-se também nos campos adjacentes, denominados por leitos de cheia, obtendo uma configuração de secção composta. Como na zona do leito principal a profundidade é maior do que a do leito de cheia, existe uma diferença de velocidades entre eles que dá origem a interacções e a transferências de massa e de quantidade de movimento. Nestas condições as características do escoamento não se encontram bem definidas devido ao grande número de variáveis. Esta dissertação pretende, através de caracterização experimental, estudar os mecanismos envolvidos no escoamento neste tipo de canais bem como na interacção entre o leito principal e o leito de cheias. A componente experimental incluiu a recolha e tratamento de dados relativos à estrutura turbulenta do escoamento e suas alterações para as situações de regime uniforme e várias destabilizações em regime não uniforme. Verificou-se que as condições de regime não uniforme podem afectar a camada de mistura que se desenvolve na interface entre o leito principal e cada leito de cheia. Esses efeitos podem ser observados nas tensões turbulentas e na tensão aparente, e devem-se à transferência de massa entre os leitos e a alteração do gradiente lateral da velocidade longitudinal.