Estação Meteorológica localizada na sede da AUD


Estação Meteorológica localizada na sede da Fazenda Capão Grande (Pacheca)

- IMPLANTAÇÃO DOS POSTOS DE CONTROLE E MEDIÇÃO.

        Ao longo de perímetro irrigado foram instalados 36 postos de monitoramento de nível com diferentes funções.

        Todos os postos medem a cota do nível d’água de hora em hora e as enviam a estação central onde recebem diferentes tratamentos, conforme o seu objetivo.

        Os postos estão assim compostos:

            - Infra-estrutura de suporte: conforme desenho esquemático.

            - Componentes eletrônicos:

            - Um leitor de nível com 5 entradas digitais e uma entrada analógica.

            - Um transceptor de dados (rádio modem) UHF/FM, com velocidade mínima de             transmissão de 9.600 bps, potência mínima de 2 waths de saída de RF, operando             na faixa de 403 a 470 MHZ

            - Um sistema de alimentação com bateria de 12 vdc, alimentado com painel solar.

            - Uma antena YAGI 7 elementos para UFH/FM com > 11dB

            - 20 metros de cabo RGC – 213U

            - Um transmissor de nível com saída de 4 a 20 mA, para leitura de níveis através de             entrada analógica do equipamento leitor de nível.

            - Supressores de descargas atmosféricas para uso com antenas.

            - Conectores, fios, suportes e demais acessórios para perfeita instalação do                       equipamento de monitoramento de nível.

            - Software específico para monitoramento e registro de leitura de níveis.

            - Painel para instalação ao tempo e fixação em poste.

        A central de operações está equipada com o seguinte conjunto de equipamentos:

            - Um equipamento de comunicação com uma porta RS 232 C operando na                     velocidade de 9600 bps para comunicação com computador e uma porta operando             a 9600 bps para conexão com o transceptor.

        Este equipamento esta equipado com software de comunicação com as estações remotas sendo responsável pela leitura dos dados registradas em cada estação.

            - Um transceptor de dados (rádio modem) UHF/FM com velocidade mínima de             transmissão de 9600bps, operando na faixa de 403 a 470 MHZ.

            - Uma fonte de alimentação com entrada 220 Vac e saída e, 13,8 Vde/3A.

            - 1 (uma) antena ominidirecional para UHF/FM com 6 dB de ganho.

            - 20 metros de cabo Rge – 213 U

            - Conectores, fios, suportes e demais acessórios para perfeita instalação da                     central.

            - Windows XP acompanhado da respectiva licença de uso.

            - Software específico para o equipamento central de operações para descarga dos             dados registrados pelas estações remotas.

            - Software para comunicação com o equipamento central para leitura de dados e             geração de arquivos de registro no computador.

Central de Operações instalada na sede da AUD

Estrutura Padrão Projeto de Controle Automático de Níveis e Vazões

Esc. 1/30 Data: Jul/06

        Os postos foram divididos em 4 grupos, conforme seus objetivos operacionais:

            - Postos de monitoramento de níveis

            - Postos de monitoramento de vazões

            - Postos de controle

            - Postos de medição

POSTOS DE MONITORAMENTO DE NÍVEIS

       Tem a única função de informar os níveis do reservatório (barragem), caixa de derivação, rio camaquã (nos dois locais de captação) e canal de captação junto a estação de bombeamento na localidade denominada Divisa.

        Todas as cotas são absolutas, referenciadas ao nível do mar.

Localização dos postos de monitoramento de níveis

        A forma de apresentação dos resultados estão descritos no item OPERAÇÃO DO SISTEMA.

POSTOS DE MONITORAMENTO DE VAZÕES

        Tem finalidade de medir vazões e volumes que entram no perímetro por captação no rio camaquã e saem pelos drenos.

Localização dos postos de vazões

Em todos esses canais foram estabelecidas curvas-chaves que relacionam cota x vazão.

Exemplo de curva chave em posto de controle

A forma de apresentação dos resultados estão descritos no item OPERAÇÃO DO SISTEMA.

POSTOS DE CONTROLE

        Os postos de controle tem como objetivo informar a vazão e os volumes derivados em cada canal principal do projeto.

Localização dos postos de controle

METODOLOGIA

        A partir do conhecimento do nível d’água, um software específico processa os dados de nível e características geométricas da estrutura hidráulica, disponibilizando ao operador as informações necessárias para os ajustes de vazão requeridos pelo canal.

        Cada posto é responsável pelo controle de um trecho de canais, conforme croquis.

Comporta – Tipo de alimentação dos canais

        O cálculo das vazões nas comportas (vertedores) foram obtidos como resultado de convênio celebrado entre AUD e IPH-UFRGS para calibragem das comportas e tomadas parcelares.

                O cálculo da vazão é feito nos seguintes passos:

                p= (cota da soleira) – (cota de fundo)

                        cota da soleira = medida pelo operador a partir de um RN conhecido
                        cota de fundo = conhecida e invariável
               
                L = comprimento da comporta é conhecido e invariável.

                De posse desses dados o sistema calcula:

        * com o valor do (em graus) calcula-se K, pela equação:

        * Com os valores de 1 e , calcula-se p através de p = 1 sen

        * Com p e H (medido pelo posto), em metros, calcula-se 

        * Com os valores de K,, b (largura conhecida), e H (medida pelo posto) calcula-se         a vazão Q

        Q = K b

        Conhecendo-se a data e a hora da intervenção, e as áreas sob irrigação que o operador informa ao sistema, via teclado, o software processa as demais informações.

Trecho de canal monitorado pelo posto 03

Trecho de canal monitorado pelo posto 04

Trechos de canais monitorados pelo posto 05

Trechos de canais monitorados pelo posto 06

        A forma de apresentação dos resultados estão descritos no item OPERAÇÃO DO SISTEMA.

POSTOS DE MEDIÇÃO

        Os postos de medição são destinados a medir as vazões e os volumes em cada tomada parcelar do trecho de canal que está sob seu controle.

Sensor instalado em canal

METODOLOGIA

        Como resultado do Convênio AUD X IPH – UFRGS, as tomadas parcelares foram classificadas como orifícios retangulares, afogados a montante e livres ou afogados a jusante, com larguras padronizadas de 20,30,40 ou 50cm, dispostos em séries de 1 ou mais tampas de acordo com a área que deve irrigar.

Tomadas parcelares - padrão

       
        Cada canal opera em trechos de mesmo nível entre as comportas reguladoras de nível. Os trechos monitorados pelo posto, tem todas as tomadas com sua soleira no mesmo nível, conforme desenho esquemático abaixo.

 

        Ainda conforme o relatório do IPH – UFRGS, a determinação da vazão é dado por

 

        Q = C . A.

       
        Onde: C = coeficiente de descarga.
                  A = área da secção transversal ao orifício
                  h = carga total sobre centro do orifício
                  g = aceleração gravitacional

        Sugestões de coeficiente de descarga (c) para cálculo das vazões com emprego das estruturas (do relatório IPH- UFRGS).

LARG (cm)	20		30		40		50
	Livre	Afogado	Livre	Afogado	Livre	Afogado	Livre	Afogado
C	0,62	0,64	0,70	0,73	0,71	0,66	0,58	0,62

        A largura de cada tomada parcelar e a data e a hora da abertura é fornecida ao sistema via teclado.

        Como cada sensor de nível do posto está referenciado com o zero da soleira das tomadas no trecho, o valor de h da equação é informado “on line”, ao sistema, a cada hora, que processa os dados através de software específico.

        Para as tomadas afogadas a jusante ainda estão sendo ajustadas a relação de nível montante – jusante e escolha da equação a ser utilizada.

        A forma de apresentação dos resultados estão descritos no ítem OPERAÇÃO DO SISTEMA.