Versão 10/03/2010 ROTEIRO PARA MEDIÇÃO DE VAZÃO COM ADCP. MODELO: RIO GRANDE Dados equipamento: equipamento: Modelo: Rio Grande 1200 Hz. serial number: 10160 Conteúdo 1 - Preparando a medição: ................................................ .................................................................................................. ........................................................................... ......................... 1 2 - Outras verificações a serem serem realizadas: ................................................ ................................................................................................. ................................................. 5 3 - Gráficos de contorno: ........................................... ............................................................................................. ................................................................................... ................................. 5 4 - Realizando uma medição (no rio) ................................................ .................................................................................................. ........................................................... ......... 5 5 - Calibração da bússola:......................................... bússola: ......................................... .................................................. ................................................................................... ................................. 6 6 - Definição dos pontos de início e fim da travessia:......................................... travessia: ......................................... ......................................... 7 7 - Teste fundo móvel: ** ........................................... ............................................................................................. ................................................................................... ................................. 7 7.1 - Método Barco Ancorado/Parado ............................................. ............................................................................................. ......................................................... ......... 8 7.2 - Método do Loop ............................................ .............................................................................................. ................................................................................... ................................. 9 7.3 - Correção Correção do valor da VAZÃO em medições com FUNDO MÓVEL MÓVEL ................ ........................ ................ ............... .............. ....... 10 8 - Critérios para aprovação da medição: ........................................... ........................................................................................... ....................................................... ....... 11
1 - Preparando a medição: a) anotar a declinação magnética do local b) criar nova medida em “file>New measurement” c) preencher “site information”
(site
do
Observatório
Nacional
Station Name: preencher com o nome da estação Station Number: Preencher o código da estação fluviometrica (oito dígitos) River Name: Preencher o nome do curso de água Date of measurement: Preencher com a data da REALIZAÇÃO da medição. Measurement Number: preencher no ESCRITÓRIO a partir da planilha de “NUMERAÇÃO DE MEDIÇÃO DE DESCARGA LÍQUIDA”
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Versão 10/03/2010
Agency: Preencher com CPRM Country: Preencher com Brasil State: Preencher com Goiás Field Party: Preencher com SUREG-GO Processed by: Preencher com técnicos que realizaram a medição Deployment type: preencher com MANNED BOAT se a m edição foi realizada com motor de polpa. Preencher com CABLEWAY se a medição foi realizada com cabo de aço. Boat / Motor: preencher com comprimento do barco / potência do motor d) Preencher “Rating Information” conforme quadro abaixo
Preencher com a cota inicial do rio Preencher com a variação da cota do rio (cota final – cota inicial)
e) Preencher “Configuration Dialog” conforme quadro abaixo Observação: se o ADCP não estiver conectado ao notebook, aparecerá a janela abaixo. Clique em CANCEL para continuar a configuração.
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Versão 10/03/2010
Observação: se o ADCP estiver conectado ao notebook, clique em NO e configure a porta de comunicação conforme quadro abaixo:
Selecionar a porta COM1, COM2 ou outra, na qual será feita a comunicação entre o notebook e o ADCP
ADCP: preencher com o tipo de ADCP que será usado (Rio Grande 1200 Hz) ADCP Serial Number: preencher com o número de série do ADCP (10160) Selecionar os outros equipamentos se forem usados GPS, ecobatímetro ou bússola externa.
Transducer Depth (m): preencher com a profundidade do ADCP a partir da superfície da água em METROS. A profundidade é medida do sensor (célula) localizado no centro do ADCP. Mag Variation (deg): preencher com a declinação magnética do local. A declinação é preenchida com graus e décimos de grau. 3
Versão 10/03/2010 Max Water Depth: preencher com a estimativa da profundidade do rio. ESSE VALOR DEVE SER AJUSTADO APÓS A PRIMEIRA TRAVESSIA. Secondary Depth: pode ser mantido como zero. Max. Water speed: preencher com a velocidade máxima da água. ESSE VALOR DEVE SER AJUSTADO APÓS A PRIMEIRA TRAVESSIA. Max. Boat speed: preencher com a velocidade máxima do barco. ESSE VALOR DEVE SER AJUSTADO APÓS A PRIMEIRA TRAVESSIA. Streambed: preencher com SAND se o leito do rio for arenoso, GRAVEL se for de cascalho ou MUD se for lamacento. Manter Bottom mode, water mode w update rate com a opção AUTO. Manter as opções de estimativa de descarga nas margens, topo e fundo como apresentadas na figura ao lado.
f) Manter a janela de “Output Filename Options” conforme apresentado abaixo, em que 12345678 representa o código da estação.
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Versão 10/03/2010 g) No momento da configuração inicial, não é necessário alterar as configurações que aparecem nas janelas “Commands Preview” e “Summary Page”. Entretanto, é necessário clicar na opção NEXT (localizado na parte inferior da janela) até aparecer a opção FINISH. h) Clicar na opção FINISH para concluir a mudança da configuração. 2 - Outras verificações a serem realizadas: No menu superior, verificar se está selecionado: Configure>reference>botton track Configure>coordenate system>earth Configure>units>all SI •
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3 - Gráficos de contorno: Corrigindo legenda do gráfico de contorno: * clicar com o botão direito do mouse no gráfico de contorno * selecionar “data selection...” * para o eixo-X, selecionar “length” * para o eixo-Y, selecionar “depth” * para “contour data”, selecionar “earth velocity magnitude” * para “line data”, selecionar todas as opções. Para corrigir a escala dos eixos: * clicar com o botão direito do mouse no gráfico de contorno * selecionar “proprierties” * clicar duas vezes em “plot área” * no eixo-X, selecionar a opção “use global axis” * no eixo-Y, selecionar a opção “use global axis”
4 - Realizando uma medição (no rio) a) Ligar o ADCP na bateria b) Conectar o ADCP no notebook c) Instalar o ADCP no suporte (MANTER O CONECTOR DO CABO DO ADCP APONTADO PARA PROA DO BARCO. OU SEJA, MANTER FEIXE NÚMERO 4 APONTADO PARA PROA). d) Abrir o arquivo de medição (measurement) que foi configurada no win river (1Preparando a medição). e) No menu superior, selecionar “acquire>configuration wizard” f) Se aparecer a caixa de dialogo mostrada no item e) do procedimento 1-Preparando a medição, verifique se os cabos estão conectados corretamente e configure a porta COM. 5
Versão 10/03/2010 g) Clicar em Check ADCP e verifique de houve conexão entre o ADCP e o notebook. OBSERVAÇÃO: se estiver conectado aparecerá um marcador verde ao lado da inscrição ADCP. Caso não haja conexão, aparecerá um marcador vermelho. h) Clicar em cancelar para sair do “configuration wizard”. i) Realizar a verificação do relógio do ADCP em “acquire>set ADCP clock” j) Com o equipamento montado e imerso na água, realizar teste do ADCP em “acquire>execute ADCP test”. Verificar se todos os testes (no total de 23) passaram na avaliação do software do ADCP. k) Pressionar o botão de espaço para sair do “ADCP test”. Clicar em CLOSE para fechar a janela e concluir o teste do ADCP. l) Realizar a calibração da bússola, conforme 5-Calibração da bússola. m) Definir os pontos de início e fim da travessia, conforme 6-Definição dos pontos de início e fim da travessia n) Realizar o teste de fundo móvel, conforme 7-Teste de fundo móvel. o) Posicione o barco em uma bóia/fita localizada próximo a uma das margens do rio. p) Pressione F4 (“start pinging”) para o ADCP iniciar a emissão de pulso. q) Pressione F5 (“start transect”) para iniciar a gravação dos dados de medição. r) Aguardar 10 segundo e iniciar a travessia do rio em direção à bóia localizada na outra margem do rio. s) Informar em que margem está sendo iniciada a medição (“Right” = direita e ”Left = esquerda). t) Informa a distância da margem inicial. u) Quando chegar à bóia localizada na outra margem do rio, aguardar 10 segundos e encerrar a travessia pressionando F5. v) Informa a distância da margem final. w) Confirmar as estimativas de profundidade máxima, velocidade máxima da água, velocidade máxima do barco e tipo de fundo (cascalho, areia ou argila). Essas informações foram definidas no item e) do procedimento 1-Preparando a medição. Esses parâmetros podem ser visualizados com a tecla de atalho Crtl+Z (ou na opção “acquire>configuration wizard” do menu superior) x) Repetir os passos m) a t) para pelo menos 4 travessias completas (caso não tenha confiança para avaliar a qualidade de medição, realizar pelo menos 8 travessias válidas)
5 - Calibração da bússola: OBSERVAÇÕES: antes de iniciar a calibração da bússola, retire todo material com propriedade ferro-magnética (por exemplo: composto de ferro e aço) que estiver próximo ao ADCP e que não seja necessário aos trabalhos de medição. Caso o objeto de aço ou ferro tenha que ficar no barco, mantenha-o o mais distante possível do ADCP. a) Selecionar “acquire>execute compass calibration”; b) Clique em “calibrate” c) Apos a caixa de dialogo apresentar a mensagem: “Press space bar to starting taking data ...”, pressione a tecla de espaço. 6
Versão 10/03/2010 d) Gire o barco até que os asteriscos que indicam a execução do teste completem a linha no final da caixa de diálogo. OBSERVAÇÕES: o fabricante recomenda que não haja grande variação de pitch e roll durante o giro. A velocidade de giro deve ser menor que 1 volta a cada 72 segundos (5º/s). O barco pode descer um pouco rio abaixo durante o giro. e) Após os asteriscos completarem a linha pressione qualquer tecla para concluir a correção da calibração. f) Clicar em CLOSE para fechar a janela e concluir o teste do ADCP.
6 - Definição dos pontos de início e fim da travessia: a) Com o sistema ADCP/notebook montado e imerso na água, verifique se a profundidade do ADCP está correta. Caso não esteja, reposicione o ADCP para a profundidade correta OU pressione Ctrl+Z e corrija o novo valor em “Configuration Dialog”. b) aproxime de uma das margens e mantenha o barco tão parado quando possível. c) Pressione F4 (“start pinging”) e verifique se o ponto em que o barco está parado apresenta pelo menos 3 GOOD BINS (células medidas com boa qualidade), veja figura abaixo para localizar a informação sobre GOOD BINS.
d) Quando encontrar um ponto que satisfaça a condição anterior, marque com uma bóia (se a medição for realizada com motor) ou com uma fita (se a medição for realizada com cabo de aço). e) meça com uma trena ou distanciômetro a distância da bóia (ou f ita) ATÉ A MARGEM. Anote o valor da distancia e se a margem é direita ou esquerda. Essas informações serão usadas durante a medição. f) repita os procedimentos de b) a e) para a outra margem do rio. OBSERVAÇÕES: sempre que possível, utilize a seção de medição convencional (com molinete) para medições com ADCP, pois o PI, PF e bandeiras ajudam a orientar a travessia com motor de polpa. Na definição dos pontos de início e fim da travessia, observe se não há obstruções no fluxo da água como árvores e construções. Nesse caso, afaste-se mais um pouco da margem para instalar a bóia (ou fita). •
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7 - Teste fundo móvel: ** ** com base em “Chapter 22 of Book 3, Section A: Measuring Discharge with Acoustic Doppler Current Profilers from a Moving Boat”. U.S. Geological Survey (USGS).
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Versão 10/03/2010 7.1 - Método Barco Ancorado/Parado a) Posicione o barco em uma bóia/fita localizada próximo a uma das margens do rio. b) pressione F4 (“start pinging”) para o ADCP iniciar a emissão de pulso. c) pressione F5 (“start transect”) para iniciar a gravação dos dados de medição. d) Aguardar 10 segundo e iniciar a travessia do rio em direção à bóia localizada na outra margem do rio. e) Quando chegar à bóia localizada na outra margem do rio, aguardar 10 segundos e encerrar a travessia pressionando F5. f) Através do gráfico de contorno (ou outro método), determine o ponto do rio com a m aior velocidade da água. g) Posicione o barco no ponto de maior velocidade. Mantenha o barco parado nesse local por meio de âncora ou cabo de aço. h) pressione F5 (“start transect”) para iniciar a gravação dos dados de medição. i) após o inicio da gravação, aguardar 600 segundos (10 minutos). Observar a contagem de tempo de gravação da medição (“Duration”) na figura abaixo:
j) encerre a travessia pressionando F5. k) repetir os passos h) a j) para pelo menos, dois outros pontos do rio. l) determine o valor da velocidade de fundo móvel (Vfm)
Em que: Vfm = velocidade do fundo móvel DMG = melhor distância entre as margens (o mesmo que Distance MG) T_teste = tempo de duração do teste (o mesmo que Duration)
Haverá fundo móvel se Vfm/Vagua > 1% Vagua = velocidade média da água durante o tempo do teste (o mesmo que Flow Speed). O valor de Vagua pode ser obtido com a tecla de atalho F12.
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Versão 10/03/2010 7.2 - Método do Loop a) posicione o barco em uma bóia localizada próxima a margem do rio. b) pressione F4 (“start pinging”) para o ADCP iniciar a emissão de pulso. c) pressione F5 (“start transect”) para iniciar a gravação dos dados de medição. d) Aguardar 10 segundo e iniciar, com o barco, um loop (ou um numero 8) passando próximo à bóia localizada na outra margem do rio. Observar figura abaixo
e) Quando chegar à bóia escolhida no início do procedimento, aguardar 10 segundos e encerrar a travessia pressionando F5. f) Determinar o valor da velocidade de fundo móvel (Vfm)
Em que: Vfm = velocidade do fundo móvel DMG = melhor distância entre as margens (o mesmo que Distance MG) T_loop = tempo de duração do loop (o mesmo que Duration)
Haverá fundo móvel se a Vfm > 0,01 m/s e se Vfm/Vagua > 1% Vagua = velocidade média da água durante a realização do loop (o mesmo que Flow Speed). O valor de Vagua pode ser obtido com a tecla de atalho F12.
OBSERVAÇÕES: Calibrar a bússola antes de iniciar o teste de fundo móvel •
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Versão 10/03/2010 Manter velocidade do barco constante durante todo trajeto A duração do loop deve ser maior que 3 minutos (SE NÃO FOR POSSÍVEL, USAR MÉTODO BARCO ANCORADO/PARADO)
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7.3 - Correção do valor da VAZÃO em medições com FUNDO MÓVEL a) A vazão calculada pelo ADCP deverá ser corrigida quando a velocidade do fundo móvel (vfm) for maior que 1% da velocidade média da água (flow speed). b) Determinar o valor da vazão corrigida pela relação: Em que: Qcorr = vazão corrigida Qtotal_medida = média da vazão total nas quatro ou mais travessias válidas Atotal_medida = média da área total nas quatro ou mais travessias válidas Vfm = velocidade do fundo móvel obtida pelo método do barco parado ou loop Observação: Os valores de Qtotal_medida (o mesmo que Total Q) e Atotal_medida (o mesmo que Total Area) podem ser obtidos na “Discharge Summary”, visualizada com a tecla de atalho F12, conforme mostrado abaixo.
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Versão 10/03/2010 8 - Critérios para aprovação da medição: OBSERVAÇÃO: antes de iniciar as verificações descritas abaixo, certificar se o ADCP não está emitindo pulso (pingando). Caso esteja, pressionar F4 (“end pinging”). 8.1) Verificar se existem pelo menos 4 travessias satisfatórias com desvio em torno do valor médio da vazão menor que 5%. COMO FAZER: a) Selecionar (marcar) as travessias consideradas satisfatórias na janela localizada no lado esquerdo do WinRiver; b) Selecionar “playback>Reprocess Checked Transects”; c) Digitar a tecla de atalho F12 para abrir a tabela resumo da vazão (“Discharge Summary”); d) Verificar se todas as linhas da tabela estão com a cor preta. Caso não esteja, voltar ao item a) e retirar a seleção da travessia que tenha vazão muito diferente das demais. 8.2) Verificar se o inicio das quatro ou mais travessias estão alternadas entre direita e esquerda. Verificar se o numero de travessias iniciadas na margem direita é igual ao de iniciadas na margem esquerda OBSERVAÇÃO: LEFT=início na margem esquerda. RIGHT=início na margem direita COMO FAZER: a) Digitar a tecla de atalho F12 para abrir a tabela resumo da vazão (“Discharge Summary”); b) Verificar em margem inicial (“start bank”) se as palavras LEFT e RIGHT estão alternadas como no EXEMPLO 1. O exemplo 2 mostra uma situação em que as margens não estão alternadas. As travessias podem começar pela margem esquerda ou direita, o que importa e se estão alternadas e se foram realizadas em sequência (uma após a outra). c) Observar se o numero de travessias iniciadas na margem direita é igual ao de iniciadas na margem esquerda.
EXEMPLO 1: margens alternadas SITUAÇÃO CORRETA
EXEMPLO 2: margens não alternadas SITUAÇÃO INCORRETA
8.3) Verificar se o número de GOOD BINS (células boas) no inicio e no final de cada travessia é maior ou igual a 3. COMO FAZER: a) Selecionar, na janela localizada no lado esquerdo do WinRiver, uma das travessias consideradas satisfatórias; 11
Versão 10/03/2010 b) Clicar no botão direito do mouse ou notebook e selecionar a opção “Reprocess Transects”; c) Observar o campo Good Bins na margem final e margem inicial (Good Bins ≥ 3) da travessia. Ver Figura abaixo como exemplo. d) Repetir os procedimentos dos itens a), b) e c) para as outras travessias consideradas satisfatórias.
Margem final: Para visualizar pressione a tecla END
Margem inicial: Para visualizar pressione a tecla HOME
8.4) Verificar se o número de LOST ENSEMBLES somado com o número de BAD ENSEMBLES é menor ou igual a 10% do numero total de ENSEMBLES em cada travessias. OBSERVAÇÃO: ENSEMBLES = cada linha vertical da medição de descarga do ADCP LOST ENSEMBLES = vertical perdida durante a medição BAD ENSEMBLES = vertical de má qualidade obtida durante a medição COMO FAZER: a) Selecionar, na janela localizada no lado esquerdo do WinRiver, uma das travessias consideradas satisfatórias; b) Clicar no botão direito do mouse ou notebook e selecionar a opção “Reprocess Transects”; c) Executar o cálculo conforme a equação abaixo. Verifique se o resultado é ≤ 10.
Em que: Lost_Ens = LOST ENSEMBLES (ver figura abaixo) Bad_Ens = BAD ENSEMBLES (ver figura abaixo) 12
Versão 10/03/2010 Nmb of Ens = número total de ENSEMBLES da travessia (ver figura abaixo)
8.5) Verificar se a descarga no TOPO, FUNDO, MARGEM ESQUERDA e MARGEM DIREITA em todas as travessias estão próximas umas das outras. COMO FAZER: a) Digitar a tecla de atalho F12 para abrir a tabela resumo da vazão (“Discharge Summary”); 8.6) Verificar se o valor de Q/Area está próximo do valor de flow speed (velocidade media da água). a) Digitar a tecla de atalho F12 para abrir a tabela resumo da vazão (“Discharge Summary”); 8.6) Verificar se o valor da vazão medida (Meas. Q) é igual ou superior a 50% da vazao total (Total Q). a) Digitar a tecla de atalho F12 para abrir a tabela resumo da vazão (“Discharge Summary”); OBSERVAÇÃO: são evidências da presença de fundo móvel: Q/Area muito diferente de flow speed Lengh muito diferente de Distance MG Se for usado DGPS, trajetos com DGPS e Botton Track são diferentes
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