Escoamento em Canais de secção composta – Caracterização experimental e modelação 1D

Abstract

Em geral, os rios apresentam uma secção transversal composta por um leito principal ladeado por leitos de cheia. Durante eventos de cheias, a capacidade de vazão do leito principal não é suficiente para escoar o caudal afluente, sendo a configuração típica um canal de secção composta. A estimativa da capacidade de vazão de secções de rios com os métodos simples conduz a resultados muitas vezes erróneos, em especial nos leitos de cheia. Esse facto deve-se à diferença de velocidades entre o leito principal e os leitos de cheia que origina transferência de massa e de quantidade de movimento entre essas subsecções. O escoamento pode, assim, apresentar grande variabilidade tridimensional, que pode inviabilizar o recurso à modelação 1D. Para o estudo destes efeitos realizaram-se ensaios num canal prismático de secção simétrica e trapezoidal composta, com 10 m de comprimento e 2 m de largura. A medição das velocidades foi obtida através de um tubo de Pitot acoplado a um transdutor diferencial de pressão. Por último, utilizam-se sete métodos 1D disponíveis na literatura para estimar os caudais totais e os respectivos valores em cada subsecção para cada altura de água, permitindo comparar os respectivos desempenhos na avaliação da capacidade de vazão. Os resultados permitem concluir que os métodos 1D baseados na divisão em subsecções permitem obter boas estimativas daqueles caudais, desde que sejam implementadas correcções que indirectamente têm em conta a interacção entre o escoamento no leito principal e o escoamento nos leitos de cheia.