Sobre Soleiras de controle dos NA’s:
44.4-qual é a localização adequada na rede de drenagem das Soleiras operando em “cascata”? Justifique a sua resposta (justifique a sua resposta sob o enfoque: de produtividade hídrica e dos tempos de propagação dos escoamentos e de acumulação de calha).

Passo 1

O enunciado pergunta onde posicionar soleiras de controle operando em “cascata” ao longo de uma rede de drenagem, justificando a escolha sob o ponto de vista da produtividade hídrica (capacidade de armazenar e fornecer água de forma otimizada) e dos tempos de propagação dos escoamentos versus de acumulação nos reservatórios formados pelas soleiras. Para resolver, precisamos entender como o tempo de propagação do pulso de chuva ao longo do canal se relaciona com o tempo que cada reservatório leva para encher e esvaziar.

Passo 2

Produtividade hídrica envolve maximizar o volume útil de água armazenada e fornecida sem longos períodos de espera. Se colocarmos uma única grande soleira, o tempo de acumulação e de esvaziamento será grande, reduzindo a frequência de renovação do estoque. Em cascata, dividimos o armazenamento total em blocos menores, cada um com tempo de acumulação t_a menor, o que aumenta o número de ciclos de enchimento-esvaziamento por unidade de tempo e, portanto, a produtividade hídrica.

Passo 3

O tempo de propagação de um pulso de cheia entre duas soleiras distantes L ao longo do canal pode ser estimado por
t_p = \frac{L}{v}\,,
onde v é a velocidade média do escoamento no canal. Para que o sistema em cascata funcione bem, o pulso que sai da soleira a montante só deve chegar à soleira a jusante quando o reservatório desta última já tiver escoado parte significativa de seu volume anterior, evitando sombreamento de cheias e perda de vazão útil.

Passo 4

O critério de projeto, portanto, é escolher L (ou seja, o local das soleiras) de modo que
t_p \approx t_a
onde
t_a = \frac{V_{\text{reserv}}}{Q_m}
é o tempo de acumulação, sendo V_{\text{reserv}} o volume de armazenamento da soleira à jusante e Q_m a vazão média de projeto. Assim, se t_p < t_a, a segunda soleira ainda estará cheia quando chegar nova cheia e não conseguirá amortecer adequadamente; se t_p \gg t_a, haverá grandes intervalos ociosos de escoamento livre, desperdiçando capacidade de controle.

Passo 5

Na prática, dividimos a bacia em sub-bacias ou trechos de canal cujos tempos de concentração sejam semelhantes aos t_a dos reservatórios projetados. Cada soleira é então instalada na seção de saída de cada sub-bacia (tipicamente em confluências de tributários ou trechos principais) de maneira que o tempo de viagem do pulso de cheia entre duas soleiras vizinhas seja da mesma ordem do tempo de enchimento/esvaziamento do reservatório inferior.

Resposta

As soleiras em cascata devem ser colocadas nos pontos de saída de sub-bacias ou trechos de canal cujos tempos de concentração coincidam com o tempo de acumulação t_a do reservatório subsequente, de modo que o tempo de propagação do pulso de cheia entre soleiras \bigl(t_p=L/v\bigr) seja aproximadamente igual ao tempo de enchimento/esvaziamento \bigl(t_a=V_{\mathrm{reserv}}/Q_m\bigr). Esse arranjo maximiza a produtividade hídrica (vários ciclos de armazenagem) e assegura bom amortecimento das cheias, evitando acúmulos simultâneos em várias soleiras.

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