Sobre Soleiras de controle dos NA’s:
44.9-Descrever os passos (procedimentos em ordem) para o dimensionamento de uma Soleira Creager em uma seção de curso d’agua (seção de encaixamento) com largura "LN"e altura " \mathrm{h}_{\{\mathrm{N}\}} ", tendo em vista o controle dos N.A.'s em uma T.A. localizada 200 metros a montante. Dispõe-se de uma série hidrológica (Posto Fluviométrico próximo a seção de encaixamento) de 50 anos de dados diários de vazão e N.A.'s, e da Curva Chave do Posto Fluviométrico (curva do tipo Exponencial).

Passo 1

Resumindo o problema, queremos projetar uma soleira fixa tipo Creager de largura L_N para garantir que o nível d’água (N.A.) em uma tomada d’água (T.A.) situada 200 m a montante nunca fique abaixo de uma cota alvo \mathrm{h}_N. Dispomos de 50 anos de vazões diárias e de níveis no posto fluviométrico próximo, e da curva-chave exponencial desse posto. O conteúdo envolvido inclui análise de série histórica (curva de duração de vazões), uso da curva-chave exponencial para converter vazão em cota, e a equação do vertedor creager em regime livre.

Passo 2

Organizar a série hidrológica para obter a curva de duração de vazão. Ordene todas as vazões Q_i de maior para menor, calcule a probabilidade de excedência P_i=\frac{i}{N+1} e identifique a vazão de projeto Q_d adequada ao controle de níveis mínimos (por exemplo, Q_{95}, vazão excedida 95 % do tempo).

Passo 3

Usar a curva-chave exponencial do posto para converter Q_d em cota no local do posto:
h_Q = a\,Q_d^b.
Aqui a e b são os coeficientes da curva-chave. Isso dá a cota de água no posto para a vazão de projeto.

Passo 4

Calcular a cota de montante na seção da soleira somando àquela cota as diferenças de carga entre o posto e a soleira (perdas por atrito e declive do canal ao longo de 200 m):
h_m = h_Q + \Delta h_{\text{perdas}}.
As perdas podem ser obtidas pela equação de energia ou pela fórmula de Manning.

Passo 5

Aplicar a equação do vertedor livre tipo Creager para ligar a vazão de projeto Q_d ao “lençol” H que cai sobre a soleira:
Q_d = \tfrac{2}{3}\,L_N\,\sqrt{2g}\;H^{3/2}.
Aqui g é a aceleração da gravidade e L_N a largura livre de vertimento.

Passo 6

Isolar H na equação:
H = \biggl(\frac{3\,Q_d}{2\,L_N\,\sqrt{2g}}\biggr)^{2/3}.

Passo 7

Determinar a cota de topo (ressalto) da soleira:
h_{\text{cr}} = h_m - H.
Essa será a altura da soleira acima do fundo do canal (ou referência adotada) para garantir que, com vazão Q_d, o montante fique em \mathrm{h}_N.

Passo 8

Verificar detalhes finais:
– Comprimento efetivo de vertimento (descontar margens de contração se necessário)
– Coeficiente de descarga real (ajustar \sqrt{2g} para C_d\sqrt{2g})
– Condições de submersão (se o jusante subir em cheias)
– Projetar transições, proteção do leito a jusante (dissipador/rip-rap) e garantir retrabilidade de passagem de sedimentos ou biota.

Resposta

Os procedimentos para dimensionar a soleira Creager são exatamente os descritos nos Passos 1 a 8.

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