Parametrização da propagação superficial do escoamento em bacias brasileiras
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Data
2023-03-15Autor
Martin, Vitória Tesser 
Primeiro orientador
Piccilli, Daniel Gustavo Allasia
Metadata
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Em função do monitoramento hidrometeorológico escasso ou inexistente nas bacias urbanas
brasileiras, é utilizada a modelagem hidrológica chuva-vazão na estimativa de vazões e
hidrogramas para o dimensionamento de estruturas hidráulicas e de drenagem urbana. Entre os
métodos utilizados para simular essa transformação chuva-vazão, destaca-se o da Curva
Número (CN) para determinação do volume de escoamento superficial, em conjunto com o
Hidrograma Unitário Triangular (HUT-NRCS) para a propagação desse escoamento. Para
aplicação do HUT-NRCS, são necessários parâmetros relacionados ao tempo de resposta da
bacia à precipitação, como o tempo de concentração (tc), e o fator de pico (PRF), que determina
a forma e distribuição do hidrograma e, usualmente, é tido como uma constante padrão do
método igual a 484. Normalmente, esses parâmetros são estimados por equações empíricas e
parametrizações ajustadas para regiões específicas dos EUA e Europa. Dessa forma, esse
trabalho tem por finalidade aprimorar estudos anteriores sobre o tc na bacia hidrográfico do
Alto da Colina, localizada em Santa Maria, Rio Grande do Sul (RS), e desenvolver novos
resultados acerca do PRF do HUT-NRCS na bacia do Rio Vacacaí, situada na região central do
RS, e em sub-bacias do Arroio Dilúvio em Porto Alegre (RS). Em relação ao tc, foram
estimados valores a partir de hidrogramas observados, e esses resultados comparados com trinta
equações empíricas. Observou-se variação nos valores de acordo com os eventos de
precipitação, porém, sem correlação com o volume de chuva ou com a precipitação acumulada
antecedente em 5 dias. No entanto, foram verificados maiores tc’s durante o inverno e o outono,
quando as chuvas no estado do RS rendem a ser frontais, e menores valores de tc na primavera
e verão, quando as precipitações tendem a ser mais intensas, originadas pelos Complexos
Convectivos de Mesoescala. Para todos os métodos empíricos de cálculo do tc foram
observados erros de no mínimo 65%, podendo alcançar 190% em alguns casos. Quanto às
análises do PRF, foram calibrados valores para 70 eventos de chuva e vazão observados através
da utilização do modelo HEC-HMS. Observou-se que PRF’s inferiores ao padrão apresentaram
menores erros na vazão de pico para a maioria das bacias, sendo que a utilização do PRF 484
pode gerar erros de até 62% nas regiões estudadas. Porém, não foram observadas correlações
entre o PRF e características físicas das bacias ou dos eventos analisados. Portanto, as
parametrizações existentes não permitem o cálculo adequado do tc e do PRF do HUT-NRCS
para bacias brasileiras, havendo a necessidade de aprofundar estudos relacionados a esses
parâmetros em regiões com características físicas e climatológicas similares.
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