Determinação experimental do tempo de concentração, estudo da Microbacia do Igarapé Sapucajuba
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i6.12757Palavras-chave:
Tempo de concentração; Traçador salino; Características morfométricas.Resumo
O tempo de concentração (tc) é um parâmetro que indica o tempo de resposta de uma bacia hidrográfica associado a uma precipitação e em modelos hidrológicos é usado para estimar o pico de cheia. Quase sempre a determinação do tc para o dimensionamento da vazão máxima em obras hidráulicas é feita por métodos práticos usando equacionamento empírico. No entanto, a determinação deste tempo de resposta por equações de forma indiscriminada resulta, algumas vezes, numa aplicação errônea, isto é, fora do seu campo de validade. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo determinar o tc de forma experimental e simplificada para a microbacia hidrográfica do Igarapé Sapucajuba, a partir de medições em campo, com auxílio de traçador salino, e fazer uma comparação com 13 modelos empíricos, que necessitam das características morfométricas da microbacia hidrográfica. Na estimativa do tc pelos modelos empíricos, de uma forma em geral, observou-se que estes subestimaram o valor do tempo de concentração, superestimando, assim, a futura vazão de projeto, sendo o modelo mais indicado para a estimativa do tc, no caso estudado, o do DNOS (condição areno-argiloso, vegetação intensa, elevada absorção) que forneceu o menor erro percentual, 1,92%, em comparação ao tc medido em campo. No entanto, tal erro ultrapassou 70,00% por outros modelos, mostrando grande variabilidade. Portanto é fortemente recomendada a determinação em campo do tc que fornecerá um resultado real, contribuindo para o dimensionamento econômico de obras e projetos hidráulico-hidrológicos.
Referências
Azizian, A. (2019). Comparison of salt experiments and empirical time of concentration equations. Proceedings of the Institution of Civil Engineers – Water Management 172(3): 109–122. https://doi.org/10.1680/jwama.17.00048.
Almeida, I. K. De., Anache, J. A. A., Almeida, V. R., & Sobrinho, T. A. (2013). Estimativa de tempo de concentração em bacia hidrográfica. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 20., Anais [...]. Rio Grande do Sul.
Almeida, I. R., & Penner, G. C. (2017). Caracterização física da bacia do Igarapé Sapucajuba (Belém-PA). In: Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, 29. São Paulo, 2017, Anais [...]. São Paulo: ABES: AESABESP.
Baptista, L. M. A. C., & Netto, O. M. C. (2004). Análise multicritério para a avaliação de sistemas de drenagem urbana proposição de indicadores e de sistemática de estudo. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 9(4), 5-19, Out/Dez. https://doi.org/10.21168/rbrh.v9n4.p5-19.
Beck, H. E., Bruijnzeel, L. A., Van Dijk, A. I. J. M., Mcvicar, T. R., Scatena, F. N., & Schellekens, J. (2013). The impact of forest regeneration on streamflow In: 12 mesoscale humid tropical catchments. Hydrology and Earth System Sciences, 17(7), 2613-2635. https://doi.org/10.5194/hess-17-2613-2013, 2013.
Beven, K. J. (2020). A history of the concept of time of concentration. Hydrology and Earth System Sciences, 24, 2655–2670, 2020. https://doi.org/10.5194/hess-24-2655-2020.
Borges, A. C., Matos, A. T., Calijuri, M. D. C., Oliveira, G. H. H., & Roldão, J. S. (2009). Uso de traçadores para avaliação da hidrodinâmica de sistemas alagados construídos operando sob condições climáticas tropicais. Engenharia Agrícola, 29(2), 301-310. https://doi.org/10.1590/S0100-69162009000200013.
Bortoluzzi, L. N., & Fernandez, O. V. Q. (2008) Medição de vazão líquida em pequenos cursos d’água de Marechal Cândido Rondon (PR). Geografia Ensino & Pesquisa, Santa Maria (PR), v. 12, 4265-4275. https://www.researchgate.net/publication/236625197_MEDICAO_DA_VAZAO_LIQUIDA_EM_PEQUENOS_CURSOS_D'AGUA_DE_MARECHAL_CANDIDO_RONDON_PR.
Carvalho, R. R. De., Tartari, R., Radmann, V., & Pagani, C. H. (2014). Monitoramento da vazão em rios da região sul do Amazonas. Revista EDUCAmazônia, Manaus, ano 7, 12(1), jun/jul., 8-27. https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/4730897.pdf.
Collischonn, W., & Dornelles, F. (2015). Hidrologia: para engenharia e ciências ambientais: Associação Brasileira de Recursos Hídricos (ABRH), Coleção ABRH; 12, 336p. ISBN: 978-85-8868-634-2.
Cuartas, L. A., Tomasella, J., Nobre, A. D., Nobre, C. A., Hodnett, M. G., Waterloo, M. J., De Oliveira, S. M., Von Randow, R. De C., Trancoso, R., & Ferreira, M. (2012). Distributed hydrological modeling of a micro-scale rainforest watershed in Amazonia: model evaluation and advances in calibration using the new HAND terrain model. Journal of Hydrology, v. 462-463, 15-27. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.12.047.
Lima, D. M. & Da Paz, A. R. (2016). Estudo do efeito da caracterização da rede de drenagem na determinação do tempo de concentração via geoprocessamento. VII Congresso Brasileiro de Gestão Ambiental. Paraíba: IBEAS – Instituto Brasileiro de Estudos Ambientais. https://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2016/VIII-030.pdf.
Lucas, B. T. Proposta de metodologia para cálculo da microdrenagem urbana a partir de análise discretizada do escoamento superficial da água de chuva. (2019). (Dissertação de Mestrado). Programa de Mestrado Profissional em Inovação Tecnológica, Universidade Federal do Triângulo Mineiro – UFTM, Uberaba, MG, Brasil, 86p. http://bdtd.uftm.edu.br/handle/tede/962.
Matos, M. P., Sperling, M. V., Matos, A. T., & Passos, R. G. (2015). Uso de traçador salino para avaliação da colmatação e das condições hidrodinâmicas em sistemas alagados construídos de escoamento horizontal subsuperficial. Engenharia Agrícola, Jaboticabal, 35(6), 1137-1148. https://doi.org/10.1590/1809-4430-Eng.Agric.v35n6p1137-1148/2015.
Miguel, B. H., & Rennó, C. D. Uso de Dados de Radar Meteorológico em Modelo Hidrológico SCS-CN para a Estimativa de Escoamento Superficial. Revista Brasileira de Cartografia, 72(3), 501-516, 22 set. 2020. https://doi.org/10.14393/rbcv72n3-53684.
Mota, A. A., Grison, F., Giglio, J. N., & Kobiyama, M. (2016). Instalação de uma pequena bacia experimental florestal: estudo de caso da bacia do Rio Araponga. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, 22(1), 73-80. https://doi.org/10.1590/s1413-41522016154610.
Mota, A. A., & Kobiyama, M. (2015). Reconsiderações sobre a Fórmula de Kirpich para o cálculo de tempo de concentração. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 20(1), 55-59. https://doi.org/10.21168/rbrh.v20n1.p55-59.
Passos, R. G., Dias, D. F. C., Matos, M. P., & Von Sperling, M. (2018). Sodium chloride as a tracer for hydrodynamic characterization of a shallow maturation pond. Water Practice and Technology, 13, 30-38. https://doi.org/10.2166/wpt.2018.009.
Sampaio, A. S., Sá, P. E. F., Batista, T. L., & Studart, T. M. C. (2016). Análise do tempo de concentração em função das características fisiográficas em bacias rurais. In: Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, 13., Aracaju. Anais [...]. Aracaju: ABRHidro. https://abrh.s3.sa-east-1.amazonaws.com/Sumarios/81/51b628c0f984da85b0201d42c0cdd10f_2ff3473dd68d07c62117d3505fadc85a.pdf.
Silva, L. L., Donnici, C. L., Ayala, J. D., Freitas, C. H., Moreira, R. M., & Pinto, M. F. (2009). Traçadores: o uso de agentes químicos para estudos hidrológicos, ambientais, petroquímicos e biológicos. Química Nova, 32(6), 1576-1585. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-40422009000600042.
Silva, P. V. R. M. Da., Pecly, J. O. G., & Azevedo, J. P. S. (2017). Uso de traçadores fluorescentes para determinar características de transporte e dispersão no Rio Piabanha (RJ) para a modelagem quali-quantitativa pelo HEC-RAS. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, 22(3), 463-472. http://dx.doi.org/10.1590/s1413-41522017150187.
Silva, J. J. R., de Assis Oliveira, G., Vieira, E. M., & Freitas, A. C. V. (2020). Influência da expansão urbana aliada às características morfométricas nas ocorrências de inundações: estudo de caso no município de João Monlevade-MG. Research, Society and Development, 9(2), 1-26. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i2.2101.
Silveira, A. L. L. (2005). Desempenho de fórmulas de tempo de concentração em bacias urbanas e rurais. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 10(1), 5-23. https://doi.org/10.21168/rbrh.v10n1.p5-29.
Souza, J. C., Reis, J. A. T. Dos., & Mendonça, A. S. F. (2018). Importance of adequate appropriation of physiographic information for concentration times determination. Revista Ambiente & Água, 13(4), 1-13. https://doi.org/10.4136/ambi-agua.2184.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Giovanni Chaves Penner; Thiago Rodrigues de Matos; Hélio da Silva Almeida; Julio Cesar de Souza Inácio Gonçalves; Moisés Marçal Gonçalves
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.