Cabal (decorregut)

En dinàmica de decorreguts, cabal és la cantitat de decorregut que circula a través d'una secció del ducto (canonada, encanyat, oleoducte, riu, canal, …) per unitat de temps. Normalment s'identifica en el fluix volumètric o volum que passa per un àrea donada en l'unitat de temps. Menys freqüentment, s'identifica en el fluix másico o massa que passa per un àrea donada en l'unitat de temps. Es representa en ___MATH_0___ (de l'italià, quantità ).

Definició matemàtica

En el cas de que el fluix siga normal a la superfície o secció considerada, d'àrea A, entre el cabal i la velocitat promig del decorregut existix la relació:

___MATH_1___

a on

• ___MATH_2___ Cabal ([L³T⁻¹]; m³/s)
• ___MATH_3___ És l'àrea ([L²]; m²)
• ___MATH_4___ És la velocitat promig. ([LT⁻¹]; m/s)

En el cas de que velocitat del decorregut forme un àngul θ en la perpendicular a la secció d'àrea A travessada pel decorregut en velocitat uniforme v, llavors el fluix es calcula com:

___MATH_5___.

En el cas particular de que el fluix siga perpendicular a l'àrea A (per tant θ = 0 i ___MATH_6___) llavors el fluix val:

___MATH_7___.

Si la velocitat del decorregut no és uniforme o si l'àrea no és plana, el fluix deu calcular-se per mig d'una integral:

___MATH_8___

a on dS és el vector superfície, que es definix com

___MATH_9___,

a on n és el vector unitari normal a la superfície i dS un element diferencial d'àrea.

___MATH_10___.

En física i ingenieria, cabal és la cantitat de decorregut que circula per unitat de temps en determinat sistema o element. S'expressa en l'unitat de volum dividida per l'unitat de temps (p. eix., m³/s).

En el cas de conques de rius o rieras, els cabals generalment s'expressen en metros cúbics per segon o mils de metros cúbics per segon. Són variables en temps i en l'espai i esta evolució es pot representar en els denominats hidrogramas.

El cabal en l'ingenieria agrícola i hidràulica

El cabal d'un riu és fonamental en el dimensionament de preses, embassaments i obres de control d'avingudes. Depenent del tipo d'obra, s'ampren els cabals mijos diaris, en un determinat temps de recurrencia o temps de tornada, o els cabals màxims instantàneus. La forma d'obtenció d'un i un atre és diferent i, mentres per als primers es pot prendre com a base els valors registrats en una estació de medició, durant un número considerable d'anys, per als segons, és dir per als màxims instantàneus, molt freqüentment es deuen calcular a través de models matemàtics.

La medició pràctica del cabal líquit en les diverses obres hidràuliques, té una importància molt gran, ya que d'estes medicions depén moltes voltes el bon funcionament del sistema hidràulic com un tot, i en molts casos és fonamental per a garantisar la seguritat de l'estructura. Existixen diversos procediments per a la determinació del cabal instantàneu. En l'artícul medició del cabal es presenten algunes.

Els cabals dels rius i rieres

Curves de variació estacional

Artícul principal → Curves de variació estacional.

Tipos de cabal

Com el seu nom indica, és el cabal que es determina en un instant determinat. La seua determinació es fa en forma indirecta, determinat el nivell de l'aigua en el riu, i interpolando el cabal en la curva calibrada de la secció determinada precedentemente.

L'aprofitament dels rius depén del cabal que tenen, és dir, de la cantitat d'aigua que transporta en el seu canal, en la seua certa llongitut.

Relació cabal pique/cabal diari

Generalment, s'admet un valor promig d'1,6 per a esta relació, sabent que els resultats de numerosos estudis de riuades extremes en el món donen valors de dit coeficient variant entre 1,2 i 2,2 (en valor promig 1,6) en una provabilitat de 90%. No obstant, els valors poden alcançar valors molt més elevats per a conques menudes. A títul d'eixemple, en la costa nort del Perú, la relació entre cabals mijos diaris i cabal màxim instantàneu varia en funció del tamany de la conca hidrogràfica. Es poden considerar els següents valors: