Vazão em soleiras controladas ou não por comportas

Os controladores de caudal, normalmente implementados em sistemas Supervisory control and data acquisition (SCADA), apresentam uma grande relevância no controlo automático de canais de adução. Para garantir que os controladores de caudal sejam fiáveis em todo o seu domínio de funcionamento (em situações de escoamento com ressalto livre ou submerso e de transição entre escoamentos com ressalto livre e ressalto submerso) foram comparados os resultados dos ensaios experimentais com diferentes métodos de cálculo da vazão em comportas e/ou sobre soleiras. O programa de ensaios foi realizado nos canais laboratorial e experimental da Universidade de Évora. Foram realizados ensaios em comportas planas verticais e em soleiras do tipo Waterways Experiment Station (WES) controladas ou não por comportas planas verticais. Em ambos os casos, foram contempladas as situações de escoamento com ressalto livre e submerso. Os resultados obtidos mostram que: a) para as comportas, o método Rajaratnam e Subramanya (1967a) conduz a bons resultados com um erro percentual médio absoluto MAPE < 1% para o escoamento com ressalto livre e MAPE < 4% para o submerso; a transição entre escoamentos foi identificada corretamente por este método; b) para as soleiras, obtiveram-se bons resultados para o escoamento com ressalto livre para o método USACE (1987), com MAPE < 2%, e para o submerso através do método Alves e Martins (2011), com MAPE < 5%; a transição entre escoamentos pode ser considerada adequada de acordo com a curva experimental de Grace (1963); c) para soleiras controladas por comporta, conseguiram-se bons resultados para o escoamento com ressalto livre recorrendo à equação dos orifícios de pequenas dimensões, com MAPE < 1, 5%, e para o submerso com a equação dos orifícios totalmente submersos com MAPE < 1, 6%; em ambos os casos foi necessária calibração do coeficiente de vazão; a transição entre escoamentos foi adequada pelo método de Grace (1963). Com base nos resultados obtidos, foi possível definir um algoritmo de vazão generalizado para comportas e/ou soleiras que permite a determinação da vazão para as situações de escoamento com ressalto livre e submerso incluindo a transição entre escoamentos; ABSTRACT: Flow controllers, usually implemented in Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) systems, are very important in the automatic control of irrigation canal systems. To ensure that flow controllers are reliable for the entire operating range (free or submerged flow and flow transitions) the experimental results were compared with different methods of flow measurement for gates and/or weirs. The test program was conducted in the laboratory flume and in the automatic canal of the University of ´Evora. Tests were carried in sluice gates and in broad-crested weirs controlled or not by sluice gate. In both cases free and submerged flow conditions were analyzed. The results show that: a) for the sluice gates, the method of Rajaratnam e Subramanya (1967a) leads to good results with a mean absolute percentage error (MAPE) < 1% for free flow and MAPE < 4% for submerged flow. The transition between flows is correctly identified by this method; b) for the uncontrolled weir, good results were obtained for free flow with the method USACE (1987) with MAPE < 2%, and for submerged flow by the method Alves e Martins (2011) with MAPE < 5%. The transition between flows can be accurately defined by the experimental curve of Grace (1963); c) for the controlled weir, good results were achieved for the free flow with the small orifice equation with MAPE < 1.5% and for submerged flow with the submerged orifice equation with MAPE < 1.6%; in both cases the calibration of the discharge coefficient is needed. The transition between flows can be accomplished through Grace (1963) method. Based on the obtained results, it was possible to define a generalized flow algorithm for gates and/or weirs that allows flow determination for free and submerged flow conditions including the transition between flows.

EFEITOS DE CENÁRIOS DE USO DO SOLO NA VAZÃO E PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS NA BACIA DO RIO COBRES, PORTUGAL

Introdução Caracterização da área de estudo Materiais e métodos O modelo SWAT Dados de chuva, vazão e produção de sedimentos Tipos de solos e determinação dos parâmetros do SWAT Análises Estatísticas Cenários de Uso do Solo Resultados e discussões Estimativa da Vazão Estimativa da produção de sedimentos Modelagem Hidrossedimentológica em Diferentes Cenários Conclusões Referências bibliográficas RESUMO – A erosão dos solos é um dos mais graves problemas ambientais em todo o mundo, principalmente em regiões semiáridas que sofrem com a variabilidade espaço-temporal da precipitação. Este artigo analisou os processos hidrossedimentológicos na Bacia do Rio Cobres, localizada na porção semiárida de Portugal, utilizando o modelo SWAT. Neste estudo foram utilizados dados diários de precipitação, temperatura, umidade do ar, vazão e produção de sedimentos, para o período de 1960 a 2000, mapas digitais de elevação do terreno com resolução espacial de 90 m, uso e ocupação do solo e tipos de solo da bacia. Os resultados demonstraram a eficácia do modelo na calibração da vazão, com Coeficiente de Determinação (R²) = 0,81 e Coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) = 0,63, e também para produção de sedimentos com R² = 0,62 e NS = 0,47. O Cenário 3 (Mata) apresentou o maior decréscimo na vazão média, em relação aos Cenários 1 (Real) e 2 (Pastagem). Conclui-se que o modelo SWAT acoplado ao SIG é uma ferramenta poderosa na análise espaço-temporal do comportamento dos processos hidrossedimentológicos. Palavas-chave: SIG, modelo hidrossedimentológico, erosão ABSTRACT – Effects of Scenarios of Land Use on Runoff and Sediment Yield for Cobres River Basin, Portugal. Soil erosion is a major environmental problem worldwide, mainly in semiarid regions that suffer with rainfall spatial and temporal variability. Thus, this paper analysed the runoff-erosion process at the Cobres River Basin, located in semiarid portion of Portugal, using the SWAT model. In this paper, rainfall, temperature and humidity data from 1960 to 2000, and digital maps of land cover, terrain digital elevation model with spatial resolution of 90 m, soil types were used. The results showed the effectiveness of the model for the runoff calibration, with R² = 0.81 and NS = 0.63, and also for sediment yield with R² = 0.62 and NS = 0.47. Scenario 1 (Forest) had the highest decrease in average streamflow, in relation to the Scenarios 1 (Real) and 2 (Pasture) scenarios. It is concluded that the SWAT model coupled to GIS is a powerful tool in the analysis of temporal and spatial behaviour of runoff-erosion processes.