Modelo de simulaçâo para projecto e avaliaçâo de sistemas de rega localizada

INTRODUÇÃO Tan o a in o mação como o me cado, domi- nan es nas sociedades ac uais, conduzi am à di ul- gação e adopção de mui os equipamen os e écnicas mode nas de ega com o objec i o de p opo ciona melho e mais ácil aplicação da água. Po ém, a complexidade de que se e es em os sis emas de e- ga em le ado a que a adopção de ais ino ações não enha sido su icien emen e e icaz, que quan o às p á icas, que quan o aos desempenhos dos equipa- men os e écnicas u ilizados. Assim, somos hoje con on ados com sis emas de ega exis en es em explo ações ag ícolas que não sa is azem su icien- emen e os objec i os pa a que o am delineados, e elando-se, em algumas si uações, in es imen os não en á eis, conduzindo a acos desempenhos écnicos e económicos e, em casos ex emos, le an- do a impo an es pe das de água e de e ilizan es e consequen e deg adação do solo e das águas sub e- âneas e supe iciais. É assim que os esul ados ap esen ados po Pi s e al. (1996), e e en es a nu- me osas a aliações de campo de di e sos sis emas de ega, mos am que a uni o midade de dis ibui- ção em mic o ega não e a mui o di e en e da que obse a am pa a a ega de sulcos e a aspe são, ap e- sen ando um alo médio de 70%, com apenas 1/4 dos alo es obse ados supe io es a 85%. As condições de uncionamen o ligadas à uni- o midade de dis ibuição da água e à e iciência de ega êm impo ância ele an e ( d. Bu e al., 1997; Pe ei a, 1999), an o mais que a ob enção de bons desempenhos se aduz em melho es endi- men os das cul u as egadas (San os, 1996) e em mais adequado con olo das pe das de água e de e ilizan es (Aya s e al.,1999), consequen emen e ambém dos impac os ambien ais ligados à ega. A análise do desempenho dos sis emas de ega locali- zada em sido objec o de nume osos es udos, no- meadamen e isando o p ojec o (B al s e al., 1987; Wu , 1997). 453 INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Resumo O modelo i e a i o AVALOC, em linguagem VISUAL BASIC 4.0, oi desen ol ido pa a o dimensio- namen o e a análise de uncionamen o de sis emas de ega localizada (ou mic o ega). O modelo apoia-se numa base de dados con endo in o mação ela i a aos emisso es e aos ubos disponí eis no comé cio, e aos sec o es de ega a que é aplicado o p og ama. A base de dados pe mi e com ela i a acilidade a in odução, a consul a e a co ecção dos dados e, des a o ma, eduzi o em- po de u ilização do p og ama. No modo de dimensionamen o em p ojec o, o p og ama pe mi e se- lecciona os emisso es que melho espondam aos objec i os do p ojec o, bem como escolhe e dimensiona as condu as que cons i uem a ede de ega. Os cálculos são ealizados segundo c i- é ios de exclusão, i.e. ob igando a que sejam sa is ei os de e minados c i é ios de desempenho ixados pelo u ilizado , nomeadamen e e e en es à a iação de ca ga e à uni o midade de emis- são, isando assegu a que a dis ibuição de caudais no sec o seja adequadamen e uni o me. No modo de análise de desempenho, a simulação hid áulica isa calcula os pa âme os de unciona- men o ca ac e ís icos do sis ema, ais como o pa ca ga - caudal de cada saída, o empo de un- cionamen o, a pe cen agem de solo humedecido e indicado es de desempenho da ega, nomea- damen e o coe icien e de uni o midade de Ch is iansen e a uni o midade de emissão. O modelo é ap esen ado u ilizando um caso de p ojec o de um sec o de ega em oli al. Pala as-cha e: dimensionamen o de sis emas em mic o ega; desempenho de sis emas de ega; uni o midade de emissão; simulação. (1) Unidade de Ciências e Tecnologias Ag á ias, Uni e sidade do Alga e, Fa o, Po ugal (e-mail: [email p o ec ed]) (2) Cen o de Es udos de Engenha ia Ru al, Ins i u o Supe io de Ag onomia, Uni e sidade Técnica de Lisboa, Lisboa, Po ugal (e-mail: [email p o ec ed]) A ículo ecibido el 28 de ma zo de 2001, ecibido en o ma e isada el 14 de no iemb e de 2001 y 19 de ab il de 2002 y acep ado pa a su publicación el 6 de mayo de 2002. Pueden se emi idas discusiones sob e el a ículo has a seis meses después de la publicación del mismo siguiendo lo indicado en las “Ins ucciones pa a au o es”. En el caso de se acep adas, és as se án publicadas conjun amen e con la espues a de los au o es. MODELO DE SIMULAÇÃO PARA PROJECTO E AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE REGA LOCALIZADA Celes ina M. G. Ped as, (1) e Luis S. Pe ei a (2) O p ojec o de sis emas de ega localizada as- sume g ande complexidade já que en ol e a escol- ha da melho combinação de á ios ac o es (Pe ei- a e T ou , 1999), nomeadamen e: ipo de emisso (go ejado es ou mic o-aspe so- es) e espec i o espaçamen o; a p essão, o caudal e as ca ac e ís icas hid áuli- cas do emisso ; a suscep ibilidade dos emisso es às a iações de empe a u a; a suscep ibilidade dos emisso es ao en upimen o e a sua capacidade de au o-limpeza; o ipo de il os e a sua localização; o ipo e localização dos egulado es de p essão e/ ou caudal; os equipamen os pa a aplicação de e ilizan es e ag o-químicos; as soluções de au oma ização. Nos úl imos anos, á ios au o es desen ol e- am me odologias de análise e de p ojec o dos á- ios sis emas de mic o ega, po go ejamen o e mi- c o-aspe são, nomeadamen e me odologias de cál- culo pa a os seus di e en es componen es, com de- e minação do alo do pa ca ga - caudal pa a cada uma das saídas exis en es nas á ias condu as. A modelação eco endo a elemen os ini os e e a p e e ência nos anos 80 (B al s e Sege lind, 1985; Haghighi e al. 1988,1989; Saldi ia e al.1990; Moh a e al. 1991; B al s e al., 1993). Pos e io - men e o am adop adas ap oximações analí icas pa a o es udo do uncionamen o hid áulico das ampas, po a- ampas e condu as secundá ias e p incipais, pe mi indo igualmen e o cálculo dos pa- es ca ga - caudal nas di e en es saídas das condu- as (Kang e Nishiyama, 1995, 1996a, b, c; Valian - zas, 1998). Tais desen ol imen os são de g ande u ilidade pa a p ojec a e a alia o desempenho das edes de mic o ega, pe mi indo que o p ojec o se- ja ealizado de o ma a sa is aze condições p é-es- abelecidas pa a a uni o midade de emissão. Os modelos assim desen ol idos pe mi em o cálculo de um ele ado núme o de pa es de alo es ca ga - caudal, de o ma p ecisa e ápida, ul apas- sando a execução epe i i a de equações po um p ocesso manual. Nes a linha, And ade e Allen (1999) desen ol e am um modelo compu acional com in e ace g á ica, capaz de simula o alo do pa ca ga - caudal em sis emas complexos de ega po aspe são, mas não implemen a am nem o di- mensionamen o, nem a análise do desempenho da ede a pa i dos esul ados ob idos. Rod igo (1996) desen ol eu um conjun o de p og amas de cálculo de ampas, de po a- ampas e condu as secundá ias mas não lhe deu a o ma de modelo de simulação. Dada a complexidade de que se e es e o p o- jec o de sis emas de mic o ega, esul a a necessida- de de uma e amen a de abalho que cons i ua um modelo in eg ado e que possa se usada po uma as- a gama de u ilizado es, em língua po uguesa, pe - mi indo de ini as ca ac e ís icas de uma ede de ega localizada, desde o hid an e, si uado a mon an e da condu a p imá ia, a é ao emisso mais dis an e, pas- sando pelas condu as secundá ias e os po a- ampas. Numa pe spec i a da op imização, nomeadamen e no que se e e e aos pa âme os de p ojec o de inidos po Kang e Nishiyama (1996a, 1996b), al modelo de e se capaz de ealiza os cálculos espei ando si- mul aneamen e a elocidade máxima e mínima de escoamen o, a p essão máxima pe mi ida no in e io dos ubos de aco do com sua p essão nominal e a a- iação de ca ga admissí el pa a as á ias condu as da ede, bem como de a alia “a p io i” o desempenho do sis ema e, quando explo ado de o ma i e a i a, de o nece as soluções de p ojec o que sa is açam c i é- ios p ees abelecidos. Além disso, o modelo de e apoia -se numa base de dados eunindo in o mação sob e os equipamen os, ubos e emisso es, necessá- ios aos cálculos de p ojec o e de a aliação. Nes e con ex o, desen ol eu-se o modelo AVALOC, esc i o em linguagem VISUAL BASIC 4.0 pa a mic o-compu ado es, u ilizando uma in- e ace em po uguês, o qual pe mi e dimensiona uma ede de ega localizada de aco do com c i é- ios de dimensionamen o ixados pelo u ilizado , bem como escolhe al e na i as de p ojec o com base na simulação do uncionamen o do sis ema de ega p ojec ado. O modelo é igualmen e capaz de calcula os indicado es de desempenho, nomeada- men e a uni o midade de emissão e o coe icien e de uni o midade de Ch is iansen (1942), quando lhe são o necidos dados de uncionamen o ecolhidos em a aliações de campo. ESTRUTURA DO MODELO Menu p incipal Aes u u a concep ual do modelo AVALOC é ap esen ada na Fig. 1, onde se iden i icam os dois componen es p incipais: a base de dados e os mo- delos de p ojec o. P imei amen e, o u ilizado de- e á p epa a a base de dados e, depois, execu a o dimensionamen o da ede e/ou a simulação do seu uncionamen o. 454 C. M. G. Ped as e L. S. Pe ei a INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 • • • • • • • • AFigu a 2 ap esen a o Menu P incipal do mo- delo, a pa i do qual é possí el acede às bases de dados dos emisso es, dos ubos e dos sec o es, ou ealiza os cálculos de dimensionamen o e de simu- lação do sis ema de ega e, consequen emen e, de- e mina os pa âme os de uncionamen o e os indi- cado es de desempenho. Base de dados A base de dados AVALOC.MDB, que se e de supo e ao desen ol imen o do p og ama, é cons i uída po um conjun o de in o mações e e- en es às ca ac e ís icas dos emisso es, dos ubos disponí eis no comé cio e dos sec o es em p ojec o ou em a aliação. As bases de dados e e en es a emisso es (go ejado es e mic o-aspe so es) e a u- bos são c iadas p e iamen e à u ilização do mode- lo, podendo se ac ualizadas semp e que se p e en- da. Abase de dados dos sec o es é c iada quando da u ilização do modelo. Abase de dados de emisso es (Fig. 3) con ém dados o necidos pelo ab ican e ou ob idos po es es dos emisso es. Da mesma cons am: o código de e e ência, a ma ca e modelo, o ipo de emisso (go ejado ou mic o-aspe so ), o aio molhado dos mic o-aspe so es ("0" pa a os go ejado es), o coe i- cien e de a iação de ab ico, a p essão nominal de uncionamen o, o caudal nominal, o código de co usado pelo ab ican e, o coe icien e de débi o Kee o expoen e ca ac e ís ico x. Ambos es es pa âme- os se e e em à equação ca ac e ís ica: onde q é o caudal do emisso (l h-1) e H é a ca ga hi- d áulica de uncionamen o do emisso (m). A base de dados sob e ubos (Fig. 4) con ém: a e e ência come cial, o ipo de ma e ial, a p essão nominal e o diâme o in e no de cada ubo. Pa a uso com a equação de Hazen-Williams ( e Eq. 8 e 10), o u ilizado pode in oduzi alo es especí icos pa- a o coe icien e de ugosidade e os expoen es m e n des a equação. Es a opção é essencial pa a o caso 455 MODELO DE SIMULAÇÃO PARA PROJECTO E AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE REGA LOCALIZADA INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Figu a 1. Es uc u a concep ual do modelo AVALOC Figu a 2. Menu p incipal de p og ama AVALOC Figu a 3. In e ace da base de dados dos emisso es; caso de um go ejado . (1) Figu a 4. In e ace da base de dados dos ubos; caso da condu a p incipal. de ubos com go ejado es inse idos e ubos de du- pla câma a. A base de dados dos sec o es é c iada semp e que seja necessá io calcula ou a alia um no o sec o . Cada sec o é compos o po um ou á ios sub-sec o es, de aco do com o núme o de saídas da condu a secundá ia. A in e ace da base de dados dos sec o es (Fig. 5) é di idida em qua o pa es: no opo in oduz-se a iden i icação do sec o , a cul u a, a do ação diá ia de ega, G (mm/dia), o espaçamen- o en e plan as na linha e a condu i idade hid áuli- ca sa u ada do solo, KS(mm/h). G pe mi e de e mi- na o empo de uncionamen o da ins alação no pe- íodo de pon a e KSse e pa a es ima o diâme o molhado pelo go ejado (Kelle e Bliesne , 1990; Pe ei a e T ou , 1999). O espaçamen o en e plan- as e o espaçamen o en e ampas são u ilizados pa- a calcula o núme o de go ejado es po plan a. A segunda pa e da in e ace é cons i uída po um conjun o de bo ões que dão acesso a cada um dos componen es do sis ema: a condu a p incipal, a condu a secundá ia, o po a- ampas, as ampas e os emisso es. Da e cei a pa e da janela cons am as ca ac e ís icas das condu as, como se exempli ica na Figu a 5 pa a uma condu a secundá ia, ou dos emisso es seleccionados, con o me a sua ca ac e i- zação nas espec i as bases de dados. Nes e espaço são igualmen e in oduzidas in o mações ela i as à geome ia das condu as: o comp imen o, o espa- çamen o en e saídas (en e ampas, no caso do po - a- ampas, e en e emisso es, no caso das ampas) e os decli es ou as co as ex emas das condu as, as- sumindo-se que o decli e é cons an e en e ex e- midades. Pa a a condu a secundá ia, é ainda neces- sá io o nece a posição dos po a- ampas. Final- men e, a úl ima pa e des a janela é cons i uída po uma sé ie de bo ões de comando de execução. APLICAÇÃO EM PROJECTO Caso de es udo A ap esen ação do modelo AVALOC é ei a a a és da aplicação a um sec o de ega de um oli- al. O sec o é cons i uído po dois sub-sec o es, con o me o esquema que se ap esen a na Fig. 6. A ede p imá ia, cons i uída pela condu a p incipal, e ec ua o anspo e da água desde a on e de abas- ecimen o, o hid an e, a é à condu a secundá ia que, po sua ez, abas ece á ios po a- ampas. Cada conjun o o mado po um po a- ampas e pelas ampas po ele alimen adas cons i ui um sub-sec- o . Imedia amen e a mon an e de cada po a- am- pas pode se colocada uma ál ula egulado a de p essão, o que pode á pe mi i um melho desem- penho das duas unidades de ega. No Quad o 1 são ap esen adas os dados ca- ac e izado es das condu as p incipal, secundá ia, po a- ampas e ampas. No decu so da aplicação, pode al e a -se o ipo de condu as e a geome ia da ede. Na si uação em análise, es abeleceu-se que a condu a secundá ia abas ece os po a- ampas a meio des es e que há duas ampas po cada linha de á o es, o que co esponde à opção ampas pa ea- das na de inição do ipo de ampas e ob iga a de i- ni dois espaçamen os en e saídas no po a- am- pas, ge almen e um maio e ou o meno , cuja soma iguala o espaçamen o en e linhas de á o es. O Quad o 2 ap esen a os dados de base e as es ições impos as pa a execu a o dimensiona- men o e, pos e io men e, a simulação. Es es dados e es ições podem se al e ados pelo u ilizado no decu so dos cálculos quando se e i ique que os c i é ios de dimensionamen o são que demasiado que pouco exigen es. 456 C. M. G. Ped as e L. S. Pe ei a INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Figu a 5. In e ace de in odução de dados da base dos Sec o es; caso da condu a secundá ia. Figu a 6. Esquema do sec o de ega conside ado no caso de es- udo, cons i uído po dois subsec o es. (HI - hid an e; CP - condu- a p incipal; CS - condu a secundá ia; PR - po a- ampas; R - am- pa Dimensionamen o das condu as O dimensionamen o consis e na selecção dos diâme os das condu as da ede de ega segundo um p ocesso i e a i o que em po base os c i é ios de cálculo ixados pelo u ilizado , nomeadamen e a a iação máxima de ca ga admissí el nas á ias condu as, as elocidades de escoamen o máxima e mínima, o limi e da ca ga ela i amen e à p essão nominal dos ubos, bem como eg as pa a a selec- ção dos diâme os dos oços de jusan e em elação com os diâme os das condu as de mon an e. T a a- se de um p ocesso de p ocu a i e a i a, em que o modelo ai eco endo à base de dados dos ubos a é encon a aqueles que sa is açam as condições impos as. Seleccionando o bo ão dimensionamen o no menu p incipal, acede-se a uma janela (Fig. 7) on- de se in oduz a in o mação sob e o sec o e seu equipamen o a a és do código numé ico dado ao sec o na espec i a base de dados. Apesa das ca- ac e ís icas dos emisso es cons a em ambém des- a base de dados, du an e o dimensionamen o pode selecciona -se ou o emisso , po ém man endo o seu espaçamen o, pa a o que se acede ao banco de dados dos emisso es a pa i do código do emisso . Caso se p e enda al e a ambém o espaçamen o ou ou as ca ac e ís icas, o u ilizado de e á ol a à base de dados dos sec o es. Na pa e in e io des a janela (Fig. 7), in oduzem-se os c i é ios de p o- jec o (ou de exclusão): uni o midade de emissão mínima, caudal médio dos emisso es, e a iação admissí el pa a a ca ga hid áulica nas condu as. 457 MODELO DE SIMULAÇÃO PARA PROJECTO E AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE REGA LOCALIZADA INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Tipo de ma e ial Comp imen o (m) Dis ancias en e saídas (m) Co a inicial/ inal (m) Decli e (%) Admissão de água ao PR Tipo de amais Condu a P incipal PVC 30 - 40 m / 50 m - - Condu a Secundá ia PVC 150 84 50 m / 59 m A meio - Po a- ampas PEad 79 5 e 2 1 % - Rampas pa eadas Rampas PEbd 80 0.75 2 % - - Quad o 1. Ca ac e ís icas da ede de ega. PVC = policlo e o de inil; Pead = polie ileno de al a densidade; Pebd = polie ileno de baixa densidade Quad o 2. Dados de base e es ições impos as pa a o p ojec o. Ca ac e ís icas da ede e c i é ios pa a o p ojec o Do ação eal, G Condu i idade hid áulica sa u ada, Ks Espaçamen o da cul u a na linha, Sp Emisso : • equação ca ac e ís ica do emisso • caudal médio do emisso p e endido, qa Uni o midade de emissão mínima, EU Va iação admissí el pa a a ca ga hid áulica: • na condu a p incipal, ∆HCP • na condu a secundá ia, ∆HCS • nos po a- ampas, (∆Hm)a • nas ampas, ∆Hl Valo es 5.36 mm/dia 8 mm/h 4 m q = 2.5298h0.5 8 l h-1 81% 50 % de HCS* 90 % de HPR* 0.77 m 1.9 m * HCS: ca ga a mon an e da condu a secundá ia; HPR: ca ga a mon an e do po a- ampas Figu a 7. In e ace pa a en ada dos dados pa a o p ocedimen o de dimensionamen o Fixado o caudal do emisso uncionando à ca ga média, qa(l h-1), e a uni o midade de emissão, EU (%), inicia-se p ocedimen o do cálculo de di- mensionamen o (Fig. 8) com a de e minação do caudal do emisso uncionando à ca ga mínima, qn (l h-1). Pa a o e ei o, esol e-se in e samen e a equação de de inição de EU (ASAE, 1999): onde C é o coe icien e de a iação de ab ico do emisso e np é o núme o de emisso es po plan a. De aco do com a equação ca ac e ís ica do emisso (Eq. 1), calculam-se, pa a cada sub-sec o , as ca - gas mínima, Hn(m), e média, Ha(m). A a iação máxima da ca ga admissí el ao longo do po a- ampas, (∆Hna)a(m), é ob ida a pa i da a iação média da ca ga nas ampas, ∆Hl(m), e da a iação máxima da ca ga admissí el no sub-sec o , ∆Hs (m), sendo dada po (Kelle e Bliesne , 1990): endo-se en ão As a iações máximas da ca ga admissí el nas condu as secundá ia, ∆HCS (m), e p incipal, ∆HCP (m), são de inidas em pe cen agem da pe da de ca ga calculada pa a a condu a si uada imedia a- men e a jusan e. Tem-se en ão, espec i amen e: onde HPR e HCS são, espec i amen e, as ca gas nas ex emidades de mon an e do po a- ampas e da condu a secundá ia (m) e ac CS e ac CP são, espec- i amen e, as pe cen agens das pe das de ca ga ad- missí eis nas condu as secundá ia e p imá ia, a es- colhe pelo u ilizado . Os cálculos e ec uam-se de aco do com os passos seguin es: A ibuído um diâme o à ampa, de e mina-se a ca ga hid áulica, Hl (m), e o caudal, Q (l s-1), na ex emidade de mon an e da ampa média (Ke- lle e Bliesne , 1990): em que Ha é a ca ga média de uncionamen o dos emisso es (m), h T é a pe da de ca ga o al da condu a (m) e ∆ELé a di e ença de co a en e os dois pon os ex emos da condu a (m), omando o sinal posi i o quando a condu a é ascenden e e nega i o no caso con á io. A elação en e as equações de pe das de ca ga de Hazen-Williams e de Da cy-Weisbach, mais p ecisa que a p i- mei a, é analisada po Allen (1996). h T é es i- mada a a és da equação de Ch is iansen (1942), desen ol ida pa a condu as com múl i- plas saídas equidis an es e com débi o uni o me quando a equação de Hazen-Williams é u iliza- da pa a o cálculo da pe da de ca ga con ínua. O alo de h T é majo ado de uma pe cen agem a escolhe pelo u ilizado (10% po de ei o) pa a a ende às pe das de ca ga singula es. De aco do com o p ocedimen o de cálculo oço a oço e de mon an e pa a jusan e, é iden i ica- do o pa ca ga - caudal à en ada da ampa mé- dia e são de e minadas as ca gas mínima, Hn (m), e máxima, Hma (m), nessa ampa eco en- do à equação de Kang e Nishiyama (1996b) modi icada: sendo Hia ca ga na saída i (m), Hi+1 a ca ga a mon an e da saída i (m), Zi+1 a co a a mon an e da saída i (m) e Zia co a na saída i (m). O úl i- mo e mo da di ei a des a equação co esponde à equação de Hazen-Williams aplicada ao oço de comp imen o Le (m), si uado en e as saídas sucessi as i e i+1, em que ci cula o caudal 458 C. M. G. Ped as e L. S. Pe ei a INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Figu a 8. Esquema dos p ocedimen os de dimensionamen o de uma ins alação de ega localizada. (NS: caso em que um diâme- o não sa is az; NDS: casa em que nenhum dos diâme os sa is- az os c i é ios de dimensionamen o). (2) (3) (4) (5) (6) 1) 2) (7) (8) sendo Qi+1 o caudal à en ada do oço seguin e (l h-1) e qio caudal na saída i (l h-1). K = 1.21 x 1010 pa a unidades mé icas, C é o coe icien e de ugosidade de Hazen-Williams, Phs é um ac o pa a conside ação das pe das de ca ga nas sin- gula idades em pe cen agem da pe da de ca ga ge al e D é o diâme o in e no da condu a (mm). Seguidamen e de e minam-se a a iação da ca - ga ao longo da condu a e a elocidade de escoa- men o e compa am-se ais alo es com os que o am es abelecidos como c i é ios de cálculo. Se o diâme o seleccionado sa is az odos os c i- é ios de dimensionamen o, epe em-se os pas- sos de (1) a (3) pa a o po a- ampas e as condu- as secundá ia e p incipal, nes a o dem. No caso con á io, o modelo einicia o cálculo no passo (1), com uma condu a do mesmo ipo de ma e- ial mas cujo diâme o in e no seja imedia a- men e supe io ao da i e ação an e io , a é se em sa is ei os os c i é ios de dimensionamen o. O p ocedimen o de dimensionamen o es a á concluído quando o em encon adas as dimensões das ubagens pa a odas as condu as da ede. Sem- p e que o modelo não e i ique os c i é ios de di- mensionamen o pa a uma das condu as, o u iliza- do de e á einicia o calculo seleccionando no os emisso es e/ou no os ubos, ou al e ando os c i é- ios e pa âme os de p ojec o. Após a execução do cálculo do dimensiona- men o das á ias condu as que compõem a ede de ega, o p og ama ap esen a os esul ados em janela p óp ia (Fig. 9), nomeadamen e a ca ga e o caudal ecomendados à cabecei a da condu a p incipal, espec i amen e HREQ (m) e QREQ (l s-1). No caso de pe sis i uma a iação de ca ga no sec o supe io a 20%, é suge ida a u ilização de ál ulas egulado- as de p essão nos subsec o es em que a p essão se- ja mais al a de o ma a assegu a que a a iação de caudal seja in e io a 10%. Pa a cada uma das con- du as, a janela ap esen a o comp imen o, o caudal, a iden i icação do ubo seleccionado, a elocidade de escoamen o e as a iações de ca ga admissí el e calculada. Uma ez acei es es es esul ados, os u- bos seleccionados pa a as á ias condu as são e- gis ados na base de dados dos sec o es se o u iliza- do p emi o bo ão in e io da janela (Fig. 9), des i- nado a al e a as de inições do sec o . Caso os e- sul ados não sa is açam o u ilizado , ou es e p e en- da conside a soluções al e na i as, o p ocesso de cálculo de e se einiciado. Simulação do uncionamen o Te minada a ase de dimensionamen o ou concluída uma a aliação de campo, endo sido gua dados os pa âme os ca ac e ís icos do sec o na espec i a base de dados, execu a-se a simula- ção do uncionamen o da ede. Es a em po objec- i o a de e minação do pa ca ga - caudal nos á ios pon os da ede de ega com base no cálculo oço a oço das pe das de ca ga en e duas saídas conse- cu i as e na análise de conjun o do mesmo sis ema. Como no dimensionamen o, o cálculo inicia-se de jusan e pa a mon an e, ou seja, da ampa pa a a condu a p incipal, passando pelo po a- ampas e pela condu a secundá ia. T a a-se de um p ocesso i e a i o que se dá po concluído quando a ca ga calculada à cabecei a, HREQ (m) iguala a ca ga dis- poní el nesse pon o, HCAB (m). Na in e ace de simulação (não ap esen ada), acedida a pa i do menu p incipal, iden i ica-se o sec o , bem como a ca ga e o caudal disponí eis à cabecei a, alo es es es conhecidos no dimensiona- men o ou obse ados no campo. Os cálculos de simulação são e ec uados oço a oço e de jusan e pa a mon an e en ol endo os seguin es passos (Fig. 10): 1) Rampas: A ibuí-se a ca ga, Hi-1 (m), no emisso da ex- emidade de jusan e da ampa localizada no ex emo à esque da do po a- ampas (emisso i- 1) e calcula-se o espec i o caudal, qi-1 (l h-1) a a és da Eq. 1. Calcula-se a ca ga no emisso imedia amen e a 459 MODELO DE SIMULAÇÃO PARA PROJECTO E AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE REGA LOCALIZADA INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 3) 4) (9) Figu a 9. In e ace de ap esen ação dos esul ados dodimensiona- men o das condu as. (a) (b) mon an e (emisso i) de aco do com a equação de Kang e Nishiyama (1996b) modi icada: onde Hié a ca ga na saída i (m), Zi-1 é a co a na saída i-1 (m) e Qi-1 é o caudal (l h-1) no oço de condu a en e as saídas i e i-1. Repe em-se os p ocedimen os desc i os em a) e b) a é se encon ado o alo do pa ca ga - cau- dal na ex emidade de mon an e da mesma am- pa. Calcula-se ago a, caso exis am ampas dos dois lados do po a- ampas, a dis ibuição dos pa es ca ga - caudal na ampa si uada à di ei a do po - a- ampas, epe indo o p ocedimen o desc i o acima, e sucessi amen e pa a odas as ou as ampas do mesmo po a- ampas. 2) Po a- ampas: Iden i ica-se o caudal na saída mais a jusan e do po a- ampas, qN(l h-1), pela equação em que qRD e qRE são os caudais (l h-1) que en- am nas ampas à di ei a e à esque da do po a- ampas, espec i amen e. De e minam-se as ca gas nas saídas do po a- ampas imedia amen e a mon an e eco endo à Eq. 10. De aco do com os p ocedimen os desc i os no passo (1), calcula-se a dis ibuição dos pa es ca ga - caudal nas saídas pa a as ampas abas e- cidas pelo po a- ampas, i e a i amen e, a é se e i ica a igualdade: em que (HPRmp)N-1 é a ca ga (m) na saída N-1 do po a- ampas e HRD e HRE são as ca gas (m) nas en adas das ampas si uadas à di ei a e à es- que da, espec i amen e. De e mina-se o alo do pa ca ga - caudal no oço de condu a imedia amen e a mon an e da saída N-1 ( oço de condu a N-1) a a és da Eq. 10. Finalmen e, de e mina-se o pa ca ga - caudal no início do po a- ampas de aco do com os p ocedimen os desc i os nas alíneas an e io es. 3) Condu as p incipal e secundá ia: Calculam-se os pa es ca ga - caudal pa a a con- du a secundá ia e p imá ia u ilizando os p oce- dimen os desc i os pa a o po a- ampas (passo 2), de modo a de e mina a ca ga, HCAB (m),e o caudal, QCAB (l s-1), na cabecei a da condu a p i- má ia. 4) Ve i icação: Compa a-se a ca ga eque ida HREQ com a calcu- lada HCAB. Se HCAB ≠HREQ, a a és do inc emen- o ∆Hinc, ajus a-se a ca ga no emisso mais a ju- san e e epe em-se os cálculos desde o passo 1a) a é se e i ica a igualdade HCAB = HREQ. Quando al oco a, calculam-se os indicado es de uncio- namen o e desempenho do sec o em análise. Os esul ados e e en es à dis ibuição das ca gas e dos caudais são mos ados em janelas ap op iadas como se exempli ica na Fig. 11 pa a a dis ibuição de caudais na ede. No opo das janelas é iden i icado o sec o em análise, é mos ado o a- lo do pa ca ga - caudal disponí el à cabecei a e é indicado se são u ilizadas ál ulas egulado as de p essão e a ca ga a jusan e des as. Os alo es ap e- sen ados nas caixas de diálogo podem se copiados pa a a á ea de ans e ência e gua dados em qual- que uma das aplicações WINDOWS. 460 C. M. G. Ped as e L. S. Pe ei a INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Figu a 10. Esquema dos p ocedimen os dasimulação de unciona- men o de uma ins alação de ega localizada. (HCAB e HREQ - ca gas calculada e eque ida à cabecei a da ede; Hi- ca ga no emisso de jusan e; ∆Hinc - inc emen o da ca ga. (c) (d) (10) (a) (11) (b) (c) (d) (e) (12) Indicado es de uncionamen o e desempenho Os indicado es de uncionamen o e desem- penho conside ados são os seguin es: •Os caudais mínimo, qn, máximo, qx, e médio, qa •As ca gas mínima, Hn, máxima Hxe média, Ha •A a iação ela i a da ca ga, ∆H (%), con o me a equação de Wu e al. (1986): •A a iação do caudal, ∆q (%) em que os caudais são ob idos das ca gas eco en- do à equação ca ac e ís ica (Eq. 1). •A á ea humedecida pelos go ejado es, a 30 cm de p o undidade, AW(m2), dada pela exp essão (Schwa zmass e Zu , 1985): em que S’ eco esponde ge almen e a 80% do máxi- mo diâme o humedecido espe ado, Dw(m). O diâ- me o da zona humedecida é calculado pela equa- ção de Schwa zmass e Zu (1985): onde z' é a dis ância e ical da supe ície a é à en e de humedecimen o (m), q é o caudal do emisso (l h-1) e Ks é a condu i idade hid áulica sa- u ada do solo (m s-1). z' é dada po em que Vwé o olume de água aplicado (l). A á ea humedecida pelos mic o-aspe so es a 30 cm de p o undidade é es imada a pa i da á ea humedecida à supe ície ac escen ando uma co oa de la gu a igual a 1/2 S’ e(Kelle e Bliesne , 1990): em que Dwé o diâme o humedecido à supe ície (m) con o me os ca álogos dos ab ican es ou os e- sul ados de es es. •A pe cen agem de solo humedecido, Pw(%), es i- mada pelo mé odo p opos o po Kelle e Bliesne (1990). Na ega com go ejado es, quando uma ai- xa humedecida é o mada a pa i de uma ampa, es ima-se po quando Le≤S’ e, em que np é o núme o de go ejado- es po plan a, SpS é o compasso das plan as (m2) e Le é a dis ância en e emisso es na ampa (m). Se Le> S’ e, en ão Pwé calculado pela mesma Eq. (19) mas subs i uindo Lepo S’ e. Quando a aixa humedecida é o mada a pa - i de duas ampas pa eadas espaçadas de S’ e, en ão Po ém, se Le> S’ e, en ão o alo de S’ ede e á se subs i uído po Le. Na ega com mic o-aspe so es, Pwé es imada po : onde Ase Pssão, espec i amen e, a á ea (m2) e o pe íme o (m) da supe ície de solo di ec amen e humedecida pelo mic o-aspe so . •O empo de ega no pe íodo de pon a, Ta(h dia-1), de e minado pela equação: em que G é a do ação diá ia de ega (mm/dia). •Auni o midade de emissão, EU (Eq. 2). 461 MODELO DE SIMULAÇÃO PARA PROJECTO E AVALIAÇÃO DE SISTEMAS DE REGA LOCALIZADA INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 9 · Nº 4 DICIEMBRE 2002 Figu a 11. In e ace de ap esen ação dos caudais simulados pa a os emisso es (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22)