Método da Área de Inclinação: Conceito e Seleção de Alcance
Leia este artigo para aprender sobre o conceito de método de área de inclinação de medição de descarga e seleção de seu alcance.
Conceito do Método da Área de Inclinação:
Quando não é possível fazer medições diretas, especialmente durante enchentes, o método de área de declive é o método de medição indireto mais usado. Neste método, a descarga é calculada com base em uma equação de fluxo uniforme envolvendo as características do canal, o perfil da superfície da água e um coeficiente de rugosidade. A queda no perfil da superfície da água para um alcance uniforme do canal representa perdas causadas pela rugosidade do leito. A bem conhecida equação de Manning é usada neste método. A descarga é dada pela equação.
Q = 1 / n AR 2/3 S 1/2
Onde Q é descarga no cumec
A é a área da seção transversal em m 2
R é raio médio hidráulico
S é a inclinação de fricção e
n é coeficiente de rugosidade
Embora a equação de Manning tenha sido desenvolvida para fluxo uniforme, é assumida como válida para alcances não uniformes que são encontrados em caso de canal natural.
A inclinação de fricção S a ser usada na equação de Manning é dada pela seguinte relação:
S = h f / l = ∆ h + ∆h v - K (∆h v ) / L
Onde ish é a diferença na elevação da superfície da água nas duas seções
L é o comprimento do alcance
Vh v é u / s cabeça de velocidade menos d / s cabeça de velocidade e
k (∆h v ) é a perda de energia devido a aceleração ou desaceleração em um alcance de contração ou expansão (sendo k coeficiente)
É difícil avaliar corretamente o valor do coeficiente k. Então, o valor de S é calculado da seguinte forma:
Ao usar a equação de Manning, a quantidade (1 / n A. R 2/3 ) é chamada de transporte e é denotada por uma letra maiúscula K. O transporte para cada seção do rio será diferente. O valor médio do transporte foi, portanto, tomado como uma média geométrica dos valores de transmissão das duas seções em ambas as extremidades do alcance selecionado L. A descarga é, portanto, dada pela equação.
Q = √ K 1 K 2 S
Seleção de alcance para o método de área de encosta:
É muito necessário selecionar um alcance adequado para a medição da área de declive.
Os seguintes pontos precisam de consideração na seleção do alcance:
Eu. Deve haver boas marcas de água alta disponíveis se os medidores de pessoal não estiverem disponíveis para fornecer o registro do medidor.
ii. Os alcances devem ser tão uniformes quanto possível, porque é difícil calcular corretamente o coeficiente k para avaliar a perda ou o ganho de velocidade da cabeça.
iii. É desejável ter um alcance no qual o fluxo é confinado a um único canal trapezoidal, de modo que o valor único de n possa ser usado para toda a seção.
iv. Ao longo de todo o alcance a seção transversal deve ser tão uniforme quanto é praticamente possível. O aprofundamento repentino da cama, constrições, expansões etc., não deve estar presente.
v. O comprimento de alcance não deve ser inferior a 75 vezes a profundidade média no canal.
vi. A queda do perfil de água no alcance deve ser igual ou maior que a cabeça de velocidade.
vii. A queda no alcance normalmente não deve ser inferior a 15 cm.
Problema 1:
Durante uma inundação severa, não foi possível medir a descarga de um rio.
O local de descarga foi visitado em data posterior e os seguintes parâmetros foram coletados:
(i) O comprimento de alcance entre as seções 1-1 e 2-2 foi de 120 m.
(ii) A diferença de marcas de água alta foi de 0, 97 m.
(iii) O método de área de declive calcula a descarga mais alta que passou pelo rio.
