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Hidrologia
Carlos Ruberto Fragoso Jr.http://www.ctec.ufal.br/professor/crfj/
Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neveshttp://www.ctec.ufal.br/professor/mgn/
Ctec - Ufal
Regularização de vazões
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A variabilidade temporal de P variabilidade em Q (rios) situações de déficit hídrico: vazão dos rios é inferior à demanda por determinado uso. Em outras situações ocorre o contrário excesso de vazão
Regularização
Solução reduzir a variabilidade de Q reservatórios
regularização
Acumular parte das águas disponíveis nos períodos chuvosos compensar as deficiências nos períodos de estiagem exercendo um efeito regularizador das vazões naturais
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Reservatório
Em geral os reservatórios são formados por meio de barragens implantadas nos cursos d‘água. Suas características físicas, especialmente a capacidade de armazenamento, dependem das características topográficas do vale em que estão inseridos.
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Itaipu
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Usina de Xingó
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Reservatório
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vertedorcasa de força
Reservatório
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Reservatório
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Um reservatório pode ser descrito por seus níveis e volumes característicos:
•Nível mínimo operacional
•Nível máximo operacional
•Volume máximo
•Volume morto
•Volume útil
Reservatório
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Volume morto
nível mínimo operacional
Volume mortoparcela de volume que não está disponível para uso corresponde ao nível igual ao mínimo operacional
2) ocorre instabilidade no controle de vazão e pressão na turbina diminuição da sua vida útil
Abaixo dele: 1) pode entrar de ar nas turbinas cavitação
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Volume morto
nível mínimo operacional
nível máximo operacional
Volume útil
Nível máximo operacionalCota máxima permitida para operações normais no reservatório
O nível máximo operacional define o volume máximo do reservatório
Cota máxima permitida paraoperações normais no reservatório
Níveis superioresa este ocorrem emSituaçõesextraordinárias:comprometem a segurança da barragem
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Volume morto
nível mínimo operacional
nível máximo operacional
Volume útil
nível máximo maximorum
Volume útilA diferença entre o volume máximo e o volumeMorto
parcela do volume que pode ser efetivamente utilizada para regularização de vazão
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Sistema WGS 84Diferença +/- 5 m
Altimetria da área de um possível reservatório no Rio Gravataí - RS
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Cota: 6,5 mÁrea inundada: 32 haVolume: 0,1 Hm3
Vazão regularizada: ?
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Cota: 7 mÁrea inundada: 200 haVolume: 0,7 Hm3
Vazão regularizada: ?
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Cota: 8 mÁrea inundada: 815 haVolume: 5,7 Hm3
Vazão regularizada: 1,0 m3/s
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Cota: 9 mÁrea inundada: 1.569 haVolume: 17,6 Hm3
Vazão regularizada: 1,5 m3/s
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Cota: 10 mÁrea inundada: 3.614 haVolume: 43,6 Hm3
Vazão regularizada: 3,5 m3/s
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Cota: 11 mÁrea inundada: 7.841Volume: 101 Hm3
Vazão regularizada: 5,0 m3/s
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Cota: 12 mÁrea inundada: 10.198 haVolume: 191 Hm3
Vazão regularizada: 7,0 m3/s
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Cota: 13 mÁrea inundada: 12.569 haVolume: 305 Hm3
Vazão regularizada: 8,0 m3/s
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Cota: 14 mÁrea inundada: 14.434 haVolume: 440 Hm3
Vazão regularizada: 8,0 m3/s
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Cota: 15 mÁrea inundada: 16.353 haVolume: 594 Hm3
Vazão regularizada: 8,5 m3/s
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0
100
200
300
400
500
600
700
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Cota (m WGS84)
Vo
lum
e (
Hm
3)
ou
Áre
a (
km
2)
Volume Hm3
Área (km2)
Relação Cota - Área - Volume
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Cota (m) Área (km2) Volume (hm³)
772,00 0,00 0,00
775,00 0,94 0,94
780,00 2,39 8,97
785,00 4,71 26,40
790,00 8,15 58,16
795,00 12,84 110,19
800,00 19,88 191,30
805,00 29,70 314,39
810,00 43,58 496,50
815,00 58,01 749,62
820,00 74,23 1.079,39
825,00 92,29 1.494,88
830,00 113,89 2.009,38
835,00 139,59 2.642,00
840,00 164,59 3.401,09
845,00 191,44 4.289,81
Curva Cota - Área - Volume
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Outras características importantes são as estruturas de saída de água, eclusas para navegação, escadas de peixes, tomadas de água para irrigação ou para abastecimento, e eventuais estruturas de aproveitamento para lazer e recreação
Outras Características
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Principal tipo de estrutura de saída de água
Destinam-se a liberar o excesso de água que não pode ser aproveitado para geração de energia elétrica, abastecimento ou irrigação
Dimensionados para permitir a passagem de uma cheia rara
(alto tempo de retorno)
com segurança
Vertedores
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Podem ser livres ou controlado por comportas
O tipo mais comum de vertedor apresenta um perfil de rampa, para que a água escoe em alta velocidade
A jusante dele é construídauma estrutura de dissipaçãode energia, para evitar aerosão excessiva
Vertedores
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A vazão de um vertedor livre dependente da altura da água sobre a soleira
Q vazão do vertedorL comprimento da soleirah altura da lâmina de água
sobre a soleiraC um coeficiente com
valores entre 1,4 e 1,8
Vazão de Vertedor
23
hLCQ É importante destacar que a vazão tem uma relação não linear com o nível da água
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Descarregadores de fundo utilizados como estruturas de saída de água de reservatórios, especialmente para atender usos da água existentes a jusante
Descarregadores de Fundo
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onde A é a área da seção transversal do orifício; g é a aceleração da gravidade; h é a altura da água desde a superfície até o centro do orifício e C é um coeficiente empírico com valor próximo a 0,6.
hg2ACQ
A equação de vazão de um descarregador de fundo é semelhante à de vazão de um orifício :
Descarregadores de Fundo
Semelhante à equação do vertedor relação não linear com o nível da água.
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eHQγP P = Potência (W) = peso específico da água (N/m3)Q = vazão (m3/s)H = queda líquida (m)e = eficiência da conversão de energia hidráulica em elétrica e depende da turbina; do gerador e do sistema de adução 0,76 < e < 0,87
Geração de Energia
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É a energia que pode ser suprida por uma usina com um risco de 5% de não ser atendida, isto é, com uma garantia de 95% de atendimento.
Numa usina com reservatório pequeno, a energia assegurada é definida pela Q95
A empresa de energia será remunerada pela Energia Assegurada
Energia Assegurada
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40 m3/s
Curva de permanência de vazões
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Uma usina hidrelétrica será construída em um rio com a curva de permanência apresentada abaixo. O projeto da barragem prevê uma queda líquida de 27 metros. A eficiência da conversão de energia será de 83%. Qual é a energia assegurada desta usina?
Exemplo
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Q95 = 50 m3/sH = 27 me = 0,83 = 1000 kg/m3 . 9,81 N/kg
eHQγP
P = 11 MW
P = 9,81.50.27.0,83.1000
Exemplo
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eHQγP
excesso
déficit
Importância para geração de energia
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eHQγP
Vazão Q95 – energia assegurada
Importância para geração de energia
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O volume útil está diretamente relacionado à capacidade de regularizar a vazão.
Se o volume útil é pequeno, o reservatório não consegue regularizar a vazão e a usina é chamada “a fio d’água”
Volume útil x Vazão média afluente
O regime hidrológico naquele trecho praticamente não é alterado
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• Equação da continuidade QIt
S
Balanço Hídrico de reservatórios
•Intervalo de tempo curto: cheias
•Intervalo de tempo longo: dimensionamento
Métodos gráficos (antigos)
Simulação
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• Método gráfico Método de Rippl
Dimensionamento de reservatórios
• Equação de Balanço Hídrico Simulação
QIt
S
Determinar a menor capacidade útil de um reservatório suficiente para atender a maior demanda (vazão máxima regularizável)
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• Método gráfico Método de Rippl
Capacidade mínima diferença entre o volume acumulado que seria necessário para atender à demanda, no período mais crítico de estiagem e o volume acumulado que aflui ao reservatório no mesmo período
Dos vários períodos de estiagem, o mais crítico é aquele que resulta na capacidade do reservatório calcula-se esta para os períodos de estiagem e se escolhe o maior valor calculado
Dimensionamento de reservatórios
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• Método gráfico Método de Rippl
Dimensionamento de reservatórios
Se demanda = vazão média Capacidade = Vaf - VQmed
VQmed
Capacidade
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• Método gráfico Método de Rippl Vazão máxima regularizável
Supondo que a única saída é por descargas operadas, desprezando a evaporação e a infiltração
N
N
1tt0 SXNqS
Armazenamento inicial
Vazões afluentes num período de N intervalos de tempo
Soma das descargas retiradas
Armazenamento final
Dimensionamento de reservatórios
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• Método gráfico Método de Rippl
Vazão máxima regularizável
Supondo ainda que a diferença S0 – SN é desprezível
XNqN
1tt
Média das vazões fluentes
N
qX
N
1tt
Média limite teórico para a regularização
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• Método gráfico Método de Rippl
Vazão máxima regularizável
Xt - qSSN
1tt0t
1) Acumulam-se os valores de vazões afluentes2) Acumulam-se os valores t.X3) Calculam-se as diferenças dos 2 primeiros4) O volume procurado = valor do passo 3 no
mês mais cheio + valor absoluto do mês de armazenamento mínimo
equação de balanço em qualquer intervalo de tempo
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ExemploTempo (mês)
Qaflu (Hm3)
Qaflu Acum (Hm3)
X acum (Hm3)
Dif. (Hm3)
Tempo (mês)
Qaflu (Hm3)
Qaflu Acum (Hm3)
X acum (Hm3)
Dif. (Hm3)
1 0,2 0,2 33,36 -33,16 31 0 944,6 1034,11 -89,512 5,4 5,6 66,72 -61,12 32 0 944,6 1067,47 -122,873 416,6 422,2 100,08 322,13 33 0 944,6 1100,83 -156,234 326,8 749 133,43 615,57 34 0 944,6 1134,18 -189,585 164,3 913,3 166,79 746,51 35 0 944,6 1167,54 -222,946 13,5 926,8 200,15 726,65 36 0,9 945,5 1200,90 -255,407 0,3 927,1 233,51 693,59 37 1,4 946,9 1234,26 -287,368 0 927,1 266,87 660,23 38 1,2 948,1 1267,62 -319,529 0 927,1 300,23 626,88 39 4,2 952,3 1300,98 -348,68
10 0 927,1 333,58 593,52 40 4,8 957,1 1334,33 -377,2311 0 927,1 366,94 560,16 41 2,7 959,8 1367,69 -407,8912 0,6 927,7 400,30 527,40 42 0,5 960,3 1401,05 -440,7513 2,3 930 433,66 496,34 43 0 960,3 1434,41 -474,1114 2,2 932,2 467,02 465,18 44 0 960,3 1467,77 -507,4715 2,3 934,5 500,38 434,13 45 0 960,3 1501,13 -540,8316 3,6 938,1 533,73 404,37 46 0 960,3 1534,48 -574,1817 1,7 939,8 567,09 372,71 47 0 960,3 1567,84 -607,5418 0,9 940,7 600,45 340,25 48 0,6 960,9 1601,20 -640,3019 0,1 940,8 633,81 306,99 49 3,9 964,8 1634,56 -669,7620 0,2 941 667,17 273,83 50 34,1 998,9 1667,92 -669,0221 0 941 700,53 240,48 51 750,6 1749,5 1701,28 48,2222 0 941 733,88 207,12 52 128,4 1877,9 1734,63 143,2723 0 941 767,24 173,76 53 83,1 1961 1767,99 193,0124 0 941 800,60 140,40 54 40,2 2001,2 1801,35 199,8525 0,3 941,3 833,96 107,34 55 0,2 2001,4 1834,71 166,6926 0,5 941,8 867,32 74,48 56 0 2001,4 1868,07 133,3327 0,5 942,3 900,68 41,62 57 0 2001,4 1901,43 99,9828 2,2 944,5 934,03 10,47 58 0 2001,4 1934,78 66,6229 0,1 944,6 967,39 -22,79 59 0 2001,4 1968,14 33,2630 0 944,6 1000,75 -56,15 60 0,1 2001,5 2001,50 0,00
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Exemplo
Vazões afluentes e média
Vol = 746,51 + abs(-669,76) = 1.416,27 Hm3
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Exemplo
Vazões afluentes acumuladas e retiradas acumuladas
Vol = 746,51 + abs(-669,76) = 1.416,27 Hm3
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Simulação: equação discretizada
saídasentradasSS tΔtt
Saídas Descargas operadas visando ao suprimento das demandas e E do reservatório durante o intervalo de tempo t
Entradas Q afluentes no intervalo de tempo t e P sobre o reservatório durante o intervalo de tempo t
ttttttΔtt QvEDIPSS
• Equação de Balanço Hídrico Simulação
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Simulação: equação discretizada
Sujeita às restrições 0 < St+∆t < Vmáx
onde Vmáx é o volume útil do reservatório
Evaporação
Vazão vertida (St+∆t
> Vmax)
ttttttΔtt QvEDIPSS
Demanda
Armazenamentos
Precipitação
Vazão afluente
• Equação de Balanço Hídrico Simulação
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Simulação: equação discretizada
Somente ocorre se St+∆t > Vmáx
ttttΔtt QvDISS
Desconsiderando a precipitação e a evaporação:
ttttttΔtt QvEDIPSS
• Equação de Balanço Hídrico Simulação
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• Problema: dimensionar um reservatório com o volume necessário para regularizar uma vazão D (constante ou variável)
Passos:
1.Estime um valor de Vmax
2. Em um mês qualquer, se St+t for menor que zero, a
demanda Dt deve ser reduzida até que St+t seja igual
a zero, e é computada uma falha de
entendimento
Dimensionamento de reservatório
ttttΔtt QvDISS
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Quanto à vazão disponível desejável que a série tenha
várias décadas)Quanto à demanda D pode variar com a época
doano
Dimensionamento de reservatório
3. Calcule a probabilidade de falha dividindo o número de meses com falha pelo número total de meses. Se esta probabilidade for considerada inaceitável,
aumente o valor do volume máximo Vmax e
reinicie o processo
ttttΔtt QvDISS
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Um reservatório com volume útil de 500 hectômetros cúbicos (milhões de m3) pode garantir uma vazão regularizada de 55 m3.s-1, considerando a seqüência de vazões de entrada da tabela abaixo?
Considere o reservatório inicialmente cheio, a evaporação nula e que cada mês tem 2,592 milhões de segundos
mêsVazão (m3/s)
Jan 60
Fev 20
Mar 10
Abr 5
Mai 12
Jun 13
Jul 24
Ago 58
Set 90
Out 102
Nov 120
Dez 78
Exemplo
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mês Vazão (m3/s) Volume I (hm3) D (hm3) Volume Q (hm3)
jan 60 500 156 143
fev 20
mar 10
abr 5
mai 12
jun 13
jul 24
ago 58
set 90
out 102
nov 120
dez 78
St+t=St+It-Dt = 500 + 156 – 143 = 513
Supondo que não será necessário verter
Exemplo
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mês Vazão (m3/s) Volume I (hm3) D (hm3) Volume Q (hm3)
jan 60 500 156 143 513 13
fev 20 500
mar 10
abr 5
mai 12
jun 13
jul 24
ago 58
set 90
out 102
nov 120
dez 78
St+t=St+It-Dt = 500 + 156 – 143 = 513
Supondo que não será necessário verter
Vmáx excedido! É necessário verter 13 hm3
Exemplo
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mês Vazão (m3/s) Volume I (hm3) D (hm3) Volume Q (hm3)
jan 60 500 156 143 513 13
fev 20 500 52 143 409 0
mar 10 409
abr 5
mai 12
jun 13
jul 24
ago 58
set 90
out 102
nov 120
dez 78
St+t=St+It-Dt = 500 + 52 – 143 = 409
Supondo que não será necessário verter
Exemplo
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No início do mês de agosto o volume calculado é negativo, o que rompe a restrição, portanto o reservatório não é capaz de regularizar a vazão de 55 m3.s-1
Mês S (hm3) I (hm3) D (hm3) Q (hm3)
Jan 500 156 143 13
Fev 500 52 143 0
Mar 409 26 143 0
Abr 293 13 143 0
Mai 163 31 143 0
Jul 52 34 143 0
Ago -57 62 143 0
Exemplo
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Semelhante ao caso anterior Qual é a vazão que pode ser regularizada para um reservatório com capacidade (Vmax) de 1.400 Hm3?
Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Vazões afluentes em 60 meses
Imédia = 12,87 m3/s
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Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Testar a demanda constante de 13 m3/s
ttttΔtt QvDISS
Planilha disponível na internet
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Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Falha nos meses 48, 49 e 50
Testar outro valor de demanda, pois houve falha
P = 3/60 = 5%
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Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Testar a demanda constante de 12 m3/s
Sem falhas
P = 0/60 = 0%
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Qual é o volume necessário para regularizar a vazão de 15 m3/s?
Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Inverter a pergunta
Utilizando a mesma planilha:variar o volume máximo verifica P até chegar aoNível aceitável de falhas
Em nosso exemplo: Vmáx = 1.670 Hm3 P = 0%
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Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Hidrogramas de entrada e saída
Vertimento
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natural
regularizado
Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Curvas de permanência
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Exemplo: dimensionamento de reservatório com simulação em planilha
Curvas demanda x volume necessário caso sem falhas
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Exemplo rio Tainhas de 1970 a 1980
Qual é o volume necessário para regularizar a vazão de 15 m3/s?
![Page 69: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/69.jpg)
Exemplo rio Tainhas de 1970 a 1980
Volume = 163,2 Hm3
![Page 70: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/70.jpg)
Exemplo rio Tainhas de 1970 a 1980
natural
regularizado
Q95 passa de ~3 para 15 m3/s
![Page 71: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/71.jpg)
Exemplo rio Tainhas de 1970 a 1980
![Page 72: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/72.jpg)
• É sempre imperativo dimensionar reservatórios para nunca falhar?
• Para satisfazer demandas maiores, será que não poderíamos admitir falhas (5%, 10%, ...) diminuir os vertimentos ou o “desperdício”
Admitindo falhas
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• Perdas por evaporação cálculo interativo
• Demandas variáveis no tempo nem sempre se
precisa da mesma quantidade de água
• Reservatórios de uso múltiplo alguns usos precisam de garantia de 100% e outros não
(90%, 95%). Como compatibilizar?
• Impactos ambientais o “desperdício” no reservatório pode significar a salvação do ecossistema a jusante
Complicações
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Para levar em conta a evaporação, tem-se que observar que ela depende da área do espelho do líquido no reservatório e esta depende do armazenamento
Simulação: equação discretizada
Et = f(A) e A = f(S)
ttttttΔtt QvEDIPSS
f(At)f(St+t-St)
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• Regularização intersazonal• Regularização interanual
Tipos de regularização
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Regularização Interanual
![Page 77: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/77.jpg)
Regularização Interanual
![Page 78: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/78.jpg)
![Page 79: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/79.jpg)
![Page 80: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/80.jpg)
![Page 81: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/81.jpg)
![Page 82: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/82.jpg)
![Page 83: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/83.jpg)
![Page 84: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/84.jpg)
![Page 85: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/85.jpg)
• Usinas hidrelétricas e térmicas• Custo energia hidrelétrica 30 US$ por MW.hora• Custo energia térmica > 45 US$ por MW.hora• Custo de não abastecimento !
Defina a melhor operação para um sistema que conta com uma usina hidrelétrica (máximo de 100 MW) e uma usina térmica (40 MW) para atender uma demanda de 100 MW, sujeito à variabilidade das vazões.
Otimização de operações
![Page 86: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/86.jpg)
O reservatório de Sobradinho tem cerca de 320 km de extensão, com uma superfície de espelho d’água de 4.214 km2 e uma capacidade de armazenamento de 34,1 bilhões de metros cúbicos em sua cota nominal de 392,50 m, constituindo-se no maior lago artificial do mundo.
Ele garante, através de uma depleção de até 12 m, juntamente com o reservatório de Três Marias/CEMIG, uma vazão regularizada de 2.060 m3/s nos períodos de estiagem, permitindo a operação de todas as usinas da CHESF situadas ao longo do Rio São Francisco.
Sobradinho
![Page 87: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/87.jpg)
• Área de reservatório na cota 392,50 m: 4.214 km2
• Volume total do reservatório 34.116 Hm 3
• Volume útil do reservatório 28.669 Hm 3
• Vazão regularizada 2.060 m3/s• Nível máximo maximorum 393,50 m• Nível máximo operativo normal 392,50 m• Nível mínimo operativo normal 380,50 m
Sobradinho
![Page 88: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/88.jpg)
• Tipo Kaplan • Quantidade - 6• Fabricante Leningradsky Metallichesky Zavod
(LMZ)• Velocidade nominal 75 rpm• Velocidade de disparo 180 rpm• Engolimento 710 m3/s• Potência nominal 178.000 kW• Altura de queda nominal 27,2 m• Diâmetro do rotor 9,5 m
Turbinas Sobradinho
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Regularização no SisCAH
•É calculado o volume do reservatório necessário para regularizar a vazão de acordo com o maior déficit hídrico do período analisado, ou seja, acumulando as diferenças entre o volume diário de água que passa pela seção do rio e o volume regularizado, quando o acúmulo for negativo
•O maior valor desse acúmulo é o próprio volume do reservatório
•Permite também a consideração da evaporação ocorrida no reservatório
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Regularização no SisCAH
•Etapas:
1) seleção da série de vazões diárias 2) cálculo da vazão média com base na série histórica utilizada Qméd 3) estabelecimento de 20 valores de vazão a ser
regularizada Qreg = 0,05.Qméd ... 1,00.Qméd
4) para cada uma delas, calculam-se as diferenças entre as vazões diárias da série histórica e a vazão a ser regularizada 5) Quando Qsérie < Qreg acumula-se até que se
obtenha um valor acumulado positivo ...
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Regularização no SisCAH
•Etapas:
6) pesquisa-se o maior volume acumulado até o momento e repete-se o procedimento, iniciando o acúmulo na próxima ocorrência Qsérie < Qreg
7) ao final de todos os cálculos, pesquisa-se o máximo volume deficitário acumulado para cada vazão regularizada
•Inclusão da evaporação abstrai-se da vazão regularizada a evaporada em cada mês
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Regularização no SisCAH
•Exemplo: rio Jacuípe no norte de Alagoas
Módulo regularização
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Regularização no SisCAH
Clicar em calcular
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Regularização no SisCAH
Caixas de diálogo no momento, não considerar a evaporação
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Regularização no SisCAH
Calculando ...
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Regularização no SisCAH
Resutados vazão regularizada
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Regularização no SisCAHResutados capacidade do reservatórioPara cada valor de Qreg 1 gráfico
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Regularização no SisCAH
Resutados diagrama de massas
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Regularização no SisCAH
Resutados relatório
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eHQγP
Exemplo
Qual é a perda de energia na usina de Sobradinho devida à evaporação direta do lago?
H = 27,2 me = 0,90
Evaporação direta do lago corresponde a 200 m3/s
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Considere um sistema elétrico com um centro de demanda (D) que consome 50 MW em média. O sistema é atendido por uma usina hidrelétrica a fio d’água (B), uma usina hidrelétrica com reservatório (A) e uma usina termelétrica (C), de acordo com a configuração da figura. O reservatório de A tem um volume útil de 350 hectômetros cúbicos, permite regularizar a vazão de 33 m3.s-1. O volume de B é desprezivelmente pequeno. A potência da usina em A é desprezivelmente pequena. A queda da usina B é de 67 m, a eficiência é de 85 %. A potência máxima da usina térmica é de 25 MW, e o custo de geração é de 300 dólares por MW.hora. Os dados de vazão do rio Principal a montante de A, e do afluente são dados na tabela. Em qual mês deverá ser acionada ausina termelétrica C para garantir o suprimento de energia para o consumidor C?
Mês Afluente Principal
1 5 60
2 23 20
3 15 10
4 16 5
5 12 12
6 8 13
7 6 24
8 5 58
9 10 90
10 12 95
11 15 120
12 34 78
A
B
Rio
Prin
cipa
l
Afluente
D
C
![Page 102: Hidrologia Carlos Ruberto Fragoso Jr. Marllus Gustavo Ferreira Passos das Neves](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022081718/552fc10b497959413d8c1630/html5/thumbnails/102.jpg)
Um reservatório com volume útil de 500 Hm3 (milhões de m3) pode garantir uma vazão regularizada de 25 m3.s-1, considerando a seqüência de vazões de entrada da tabela? Considere o reservatório inicialmente cheio, a evaporação constante de 200 mm por mês, área superficial (200 km2) e que cada mês tem 2,592 milhões de segundos
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Um reservatório com volume útil de 150 hectômetros cúbicos é suficiente para regularizar a vazão de 28 m3.s-1 num rio que apresenta a seqüência de vazões da tabela abaixo para um determinado período crítico? Considere o reservatório inicialmente cheio, 200 km2 de área superficial constante e que cada mês tem 2,592 milhões de segundos. Os dados de evaporação de tanque classe A são dados na tabela (veja capitulo 5)