Avaliação hidráulica e estatística de modelos de vazão em Calhas Parshall sob diferentes regimes de escoamento

Código

III-FLUHIDROS0019

Autores

Bruno de Oliveira Lázaro, João Marcelo Vedovotto, Jonathan Utzig

Tema

02 - Modelagem física e numérica de escoamentos em estruturas hidráulicas

Resumo

A determinação da vazão em Calhas Parshall é tradicionalmente realizada por meio de equações empíricas do tipo exponencial, obtidas a partir de ajustes experimentais em condições controladas de laboratório. Embora amplamente utilizadas, essas formulações podem apresentar limitações quando aplicadas a condições operacionais distintas, como variações de regime de escoamento, submergência parcial e presença de efluentes com propriedades físico-químicas específicas. Com o objetivo de avaliar a confiabilidade dessas abordagens, este trabalho realiza uma análise comparativa entre o modelo empírico tradicional e o modelo analítico generalizado, originalmente proposto por Ralph L. Parshall, fundamentado na teoria da energia específica e na condição crítica de escoamento na garganta da Calha. A metodologia adotada baseou-se na resolução numérica da equação implícita do modelo analítico e na aplicação direta da formulação empírica, considerando um conjunto de dados simulados de lâmina d?água representativo de diferentes condições de escoamento. A avaliação foi conduzida por meio de métricas estatísticas, incluindo erro médio absoluto (MAE), raiz do erro quadrático médio (RMSE) e coeficiente de determinação (R²). Os resultados indicam que o modelo analítico apresenta maior consistência ao longo de diferentes faixas de profundidade, especialmente em condições próximas ao regime crítico, onde os efeitos hidrodinâmicos são mais pronunciados. Em contrapartida, o modelo empírico demonstrou maior sensibilidade a variações da lâmina d?água, com desvios mais significativos em condições fora da faixa de calibração. Conclui-se que a abordagem analítica oferece maior robustez hidráulica e potencial de aplicação em cenários operacionais diversos, contribuindo para o aprimoramento da medição de vazão em sistemas de saneamento.