Modelagem de cotas de cheias a partir de vazões derivadas de hidrogramas unitários instantâneos geomorfológicos.
Resumo
Diante à falta de monitoramento hidrológico e metereológico das bacias hidrográficas de pequeno e médio porte e devido à atual discretização temporal das séries históricas de dados fluviométricos gratuitamente disponíveis ao público, tem-se cada vez mais incentivado estudos e desenvolvimento de técnicas de estimativa de hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD), sendo que esse possui
grande relevância para a análise de vazões resultantes de eventos de chuva intensa. Entre estas técnicas destaca-se a teoria do Hidrograma Unitário Instantâneo (HUI) e a do Hidrograma Unitário Instantâneo Geomorfológico (HUIGEO). Um modelo de HUI amplamente utilizado é o de Clark (HUIC), para o qual diversas propostas geomorfológicas vêm sendo desenvolvidas, estabelecendo relações entre os parâmetros do HUIC e as características físicas das bacias hidrográficas. Recentemente a versão modificada do HUIC (ModClark) também vem sendo amplamente aplicada, com intuito de verificar o desempenho da simulação de hidrogramas de ESD em relação a discretização espacial das bacias. No tocante à gestão de cheias em bacias hidrográficas, a combinação de modelos hidrológicos e hidráulicos é de suma importância, pois possibilitam simular perfis da superfície de água e cotas de cheias. Sendo assim, o objetivo principal deste estudo foi avaliar uma ferramenta para estimativa de cotas de linha d’água originados em função de eventos extremos de chuva, combinando modelagem hidrológica por meio do ModClark e fundamentado em parâmetros geomorfológicos, com modelagem
hidráulica. A área de estudo compreende a bacia hidrográfica experimental do arroio Cadeia (BHAC) que é uma importante sub-bacia da bacia hidrográfica do arroio Pelotas (BHAP), dotada de monitoramento hidrológico, localizada no sul do Rio Grande do Sul. Inicialmente, foram selecionados diferentes eventos de chuva-vazão e analisados os hietogramas e hidrogramas correspondentes. A separação do ESD referente a cada evento e quatificação de seu volume foram obtidos pelo Método
das Inflexões e pela Regra dos Trapézios, respectivamente. Já o hietograma de precipitações efetivas foi obtido pelo método do Número da Curva (CN). O conjunto de dados acima mencionado foi usado como entrada para modelagem hidrológica baseada no ModClark aplicando o software HEC-HMS. Para a calibração dos parâmetros dos modelos, empregou-se o algoritmo Nelder Mead. Os dados de
vazões de pico dos hidrogramas obtidos através da modelagem hidrológica foram utilizados como dados de entrada no software HEC-RAS para a modelagem hidráulica, visando à estimativa das cotas de cheias e do perfil longitudinal da linha d’água no trecho do curso d’água principal da BHAC em análise. Além destes dados, também foi necessário a obtenção de dados topobatimétricos de seções
transversais que foram levantadas ao longo do curso d’água principal da bacia, bem como suas características geométricas e o coeficiente de rugosidade de Manning. Com base nos resultados obtidos, as principais conclusões deste estudo foram: a) as formulações geomorfológicas não são universais e necessitam ser utilizadas com cautela; b) as características fisiográficas da bacia em estudo tiveram grande influência sobre as propostas gemorfológicas; c) as propostas geomorfológicas
exerceram influência no desempenho das estimativas de hidrogramas de ESD; d) a escolha da metodologia utilizada na modelagem hidrológica teve grande impacto nos resultados obtidos na modelagem hidráulica; e) os dados de entrada usados para modelagem hidráulica tiveram grande impacto na estimativa do nível de água associado às inundações.
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