Longitudinal dispersion coefficient quantification model of streams.

Nesse estudo, técnicas de campo são utilizadas para determinar o coeficiente de dispersão longitudinal, EL, que é um parâmetro presente nos modelos Fickianos. Esses modelos explicam como a concentração de um poluente decai enquanto transportado pelo rio. No cálculo de EL é aplicado o método da propagação (routing procedure) corrigido para considerar a perda do traçador. Uma equação semi-empírica de previsão de EL é deduzida a partir de modelo de turbulência e da aplicação da análise dimensional. A equação é ajustada aos dados de campo pela técnica de regressão linear múltipla. A equação estima o coeficiente EL com base nas características físicas e hidráulicas facilmente mensuráveis dos corpos de água naturais. São apresentados também resultados da aplicação do modelo proposto utilizando-se dados disponíveis na literatura.In this study, field techniques are used to determine the longitudinal dispersion coefficient, EL, which is a parameter of Fickian models. These models explain how the concentration of a pollutant decays while is carried by the river. In the calculation of EL, the propagation method (routing procedure) corrected by tracer loss is applied. A semi-empirical equation that forecasts EL is deduced from the turbulence model and dimensional analysis application. The equation is adjusted using multiple linear regression technique with field data. The equation estimates EL based on easily measurable physical and hydraulic characteristics of natural water bodies. The paper also presents results on the application of the proposed model based on data available in the literature

Métodos diretos de determinação do coeficiente de dispersão longitudinal em cursos d’água naturais. Parte 1 - Fundamentos teóricos.

O transporte e a dispersão de poluentes em cursos d’água naturais são normalmente descritos por um modelo unidimensional, na forma da equação diferencial conhecida como equação da advecção-dispersão, deduzida a partir de um balanço de massa, onde os fluxos são regidos pela lei de Fick. Essa equação contém dois parâmetros que são normalmente avaliados través de estudos com traçadores: a velocidade média do escoamento e o coeficiente de dispersão longitudinal. Nesse artigo, são apresentados cinco métodos diretos de determinação do coeficiente de dispersão longitudinal, que são concebidos a partir da solução fundamental da equação da advecção-dispersão e que requerem a realização de testes de campo com o uso de traçadores: o método dos momentos, o método da propagação (routing procedure ), um procedimento gráfico devido a Chatwin e dois outros métodos simples baseados nas propriedades da solução fundamental da equação diferencial da advecção-dispersão.In the study of transport and dispersion of pollutants in streams is usually used a unidimensional focus. The differential equation that describes the phenomenon is known as advection-dispersion equation and it is deduced from a mass balance in that the law of Fick is introduced. This equation contains two parameters that can be appraised of studies with tracer: the mean stream velocity, U, and the longitudinal dispersion coefficient, E L . Five different direct methods of determination of the coefficient of longitudinal dispersion are presented in this paper. These methods are conceived of the fundamental solution of the equation of the advecção-dispersion and they need the accomplishment of field tests with tracer: method of the moments, routing procedure, a graphic procedure due to Chatwin and two other simple methods based on the properties of the fundamental solution of the differential equation of the advection-dispersion

Models generation of regionalization of maximum, medium and minimum of seven days flow rates for the Carmo River basin, Minas Gerais.

O fato de ser limitada a disponibilidade hídrica de uma bacia hidrográfica, aliado ao crescente aumento da demanda motivado pelos mais variados usos e impulsionado pelo desenvolvimento econômico, exige a adoção de critérios de gestão capazes de minimizar os inevitáveis conflitos pelo uso da água. Para que a gestão seja adequada, requer-se o conhecimento dos diferentes segmentos do ciclo hidrológico, notadamente da precipitação e da vazão. Com isso, e considerando-se a importância de se verem atendidas as regiões com ausência ou escassez de dados fluviométricos, desenvolveu-se o presente estudo de construção de modelos matemáticos de regionalização de vazões na bacia do rio do Carmo. Para isso, foram construídas as séries de chuvas totais anuais, totais do semestre mais chuvoso e máximas diárias, e as séries de vazões máximas, médias e mínimas. As séries de chuvas no ponto foram convertidas em chuvas na área com o uso do método de Thiessen. Com base nas séries anuais das vazões máximas, médias e mínimas, ajustaram-se modelos de probabilidade que permitiram a extrapolação dos dados históricos. Ainda, para pesquisar a influência do relevo sobre as variáveis hidrológicas foram feitas as quantificações de diferentes parâmetros que caracterizam a bacia. Deste modo, ao final foram construídos os modelos de regionalização das vazões.In a watershed, the water resources are limited. That fact and the increase of the demand due to the several uses and impelled by the economic development requests the adoption of administration approaches that minimizes the conflicts for the use of water. For an appropriate administration, it is necessary to know the different segments of the hydrologic cycle, mainly the rain and the flow. Considered the importance of these data in the areas with absence or shortage of streamflow gaging data, the present study was developed for the construction of regional regression equation for estimating flow characteristics for streams in Carmo River basin. For that, the series of annual total rain, total of the rainiest semester, maximum daily rain and maximum, medium and minimum flow rates were built. The punctual rains were transformed in rains in the area according to Thiessen method. Models of probability were adjusted starting from maximum, medium and minimum flow rates, and allowing to extrapolate historical data. The different parameters that characterize the basin were quantified to research the influence of the relief on the hydrologic variables. Finally, the regional flow rates equations were generated

Métodos diretos de determinação do coeficiente de dispersão longitudinal em cursos d’água naturais. Parte 2 - Aplicação e comparação dos métodos.

Nesse artigo, se discutem os resultados de 22 testes de campo realizados em diferentes cursos d’água natu-rais com o emprego de traçadores ambientalmente neu-tros. Nos testes, a velocidade média do escoamento é estimada a partir do tempo de viagem da nuvem do traça-dor e o coeficiente de dispersão longitudinal é avaliado segundo cinco diferentes métodos diretos, que foram descritos na Parte 1 desse trabalho. A qualidade dos re-sultados das avaliações é analisada com base nas deter-minações feitas pelo método da propagação, por ser este considerado superior aos demais. Os resultados de cinco testes de campo serviram, ainda, para a análise de repro-dutibilidade dos métodos, enquanto quatro outros tes-tes permitiram também a avaliação da pequena influência do método de injeção do traçador na determinação do coeficiente de dispersão pelo método da propagação.The results of twenty-two field tests accomplished in steady flow with the employment of tracing techniques in different streams are discussed in this article. The mean stream velocity is appraised from the travel time of the tracer cloud, and the longitudinal dispersion coefficient is evaluated by five different direct methods that were discussed on part 1 of this work. The quality of the results is analyzed based on the determinations made by the routing procedure, that is taken as superior to the others. The results of five of the tests were also good for the reproduction analysis, while four other tests allowed for an evaluation of the small influence of the tracer’s injection method in the determination of the longitudinal dispersion coefficient for the routing procedure

Modelos empíricos e semi-empíricos para a obtenção do coeficiente de dispersão longitudinal de pequenos cursos de água.

Os métodos simples que usam fórmulas práticas para a previsão do coeficie nte de dispersão longitudinal em peque-nos cursos d’água naturais são discutidos neste artigo. Dez fórmulas práticas de previsão do coeficiente são comparadas. A base de comparação são os resultados de 22 estudos de campo em que o coeficiente é obtido diretamente com o uso de traçado-res ambientalmente neutros. A técnica de obtenção direta do coe ficiente apóia-se em metodologia derivada de modelo clássico, tipo Fickiano. A análise dimensional é utilizada para a obtençã o dos grupos adimensionais relevantes no processo de trans-porte de massa e para deduzir um modelo matemático alternativ o para o coeficiente de dispersão longitudinal. Este modelo é ajustado pela técnica de regressão múltipla e, ao final, para a sua validação, é ap licado a novos dados de estudos de campo realizados no trecho urbano de um curso d’água natural