Hidrograma 1.0: Simulação do Hidrograma de 
Escoamento Superficial em Encostas

Autores 

José Márcio Alves da Silva
Email: jmarcio@alunos.ufv.br
Vínculo: Dep. de Eng. Agrícola – Universidade Federal de Viçosa
Endereço: CEP 36571-000, Viçosa – MG,
Telefone: (031) 899-1912

Fernando Falco Pruski
Email: ffpruski@mail.ufv.br
Vínculo: Dep. de Eng. Agrícola – Universidade Federal de Viçosa
Endereço: CEP 36571-000, Viçosa – MG
Telefone: (031) 899-1912

Demetrius David da Silva
Email: david@mail.ufv.br
Vínculo: Dep. de Eng. Agrícola – Universidade Federal de Viçosa
Endereço: CEP 36571-000, Viçosa – MG
Telefone: (031) 899-1904

Resumo

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. A quantidade de sedimentos transportada pelo escoamento superficial depende tanto do valor da vazão máxima como de sua variação com o tempo. A dificuldade em aplicar os procedimentos disponíveis para calcular a variação do escoamento superficial com o tempo e de seu valor máximo deve-se à inexatidão dos métodos usados para este objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Desta forma, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis da vazão máxima e do hidrograma de escoamento superficial é de grande interesse. Neste trabalho desenvolveu-se um software, utilizando a linguagem de programação Delphi, que permite a obtenção da vazão máxima e do volume de escoamento superficial, bem como do hidrograma correspondente.

Abstract

Estimates of peak-flow rates of runoff are necessary for the project of hydraulic works in urban and rural basins. The amount of sediments transported by surface runoff depends on the maximum value of the flow rate as the way as it varies with the time. The difficulty in applying the available procedures to estimate the temporary variation of the flow rate and its maximum value is due to the inaccuracy of some methods that are usually used to this objective and because of the big variability in the results that can be obtained by different professionals that use the same procedure. In this way, the investigation of a method that produces reliable estimates of the peak-flow rates and hydrograph is of great interest. In this work a software was developed, using the programming language Delphi, that allows the obtaining of the peak-flow rates and of the volume of runoff, as well as of the corresponding hydrograph.

Palavras chaves

Hidrograma; conservação de solo e água; software; recursos hídricos; escoamento superficial.

1. INTRODUÇÃO

Dentre os problemas acarretados pela má gestão dos recursos hídricos, alguns estão intimamente ligados à erosão hídrica. Os sedimentos e agroquímicos transportados pelo escoamento superficial provocam, entre outros problemas: poluição dos mananciais (acarretando aumento do custo de tratamento da água), disseminação de doenças transmissíveis por veiculação hídrica, assoreamento dos cursos e reservatórios d’água (causando diminuição do volume dos mesmos e favorecendo a ocorrência de enchentes) e perda da camada fértil do solo e de sementes (provocando prejuízos à produção agrícola).

O dimensionamento de drenos, barragens e obras de proteção contra cheias e erosão hídrica requer o estudo das precipitações intensas, para obtenção da altura da chuva de projeto, com a qual é definida a vazão a ser utilizada. No projeto de estruturas de controle de erosão e inundação são necessárias, também, informações sobre o escoamento superficial. Quando o objetivo é reter ou armazenar toda água, o conhecimento do volume escoado é suficiente. Por outro lado, se há necessidade da condução do excesso de água para fora da área de interesse, a determinação da vazão de escoamento superficial torna-se mais importante, particularmente a vazão correspondente a um determinado período de retorno (Pruski et al., 1998).

Estudo realizado pelo "Water Resources Council", citado por Bonta e Rao (1992), documenta a dificuldade em se aplicar os procedimentos para estimativa da vazão máxima de escoamento superficial, em razão da imprecisão de alguns dos métodos costumeiramente usados e da grande subjetividade nessas estimativas. Em vista do exposto, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis de vazão máxima de escoamento superficial torna-se fundamental para que se possa fazer um correto dimensionamento de obra hidráulica.

Sendo assim, objetivou-se, com este trabalho, desenvolver um software que, possibilite o traçado do hidrograma de escoamento superficial decorrente de uma precipitação ao longo de uma encosta ou em seções transversais do canal de terraços ou drenos de superfície.

2. O SOFTWARE HIDROGRAMA 1.0

O software Hidrograma 1.0 foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação Delphi, constituindo-se em mais uma ação da equipe que integra o GPRH – Grupo de Pesquisas em Recursos Hídricos ( http://www.dea.ufv.br/gprh/index.htm ).

Empregando a metodologia desenvolvida por Silva (1999), que utiliza processos físicos consagrados na engenharia, permite a consideração da variabilidade espacial das condições do terreno, do canal e da encosta na obtenção da vazão máxima e do volume de escoamento superficial, bem como do hidrograma correspondente ao longo de uma encosta ou em seções transversais de canais e/ou drenos de superfície. Na Figura 1, visualiza-se a tela de abertura do Hidrograma 1.0, que é constituído dos seguintes módulos:

Figura 1 - Tela de abertura do software Hidrograma 1.0.

2.1 - Módulo principal

Gerencia o funcionamento do software, inicialização, finalização, visualização de formulários, leitura e gravação de arquivos de dados.

2.2 - Módulo para a entrada de dados

Tem por finalidade fornecer os dados necessários para a obtenção da vazão máxima, do volume e do hidrograma de escoamento superficial, sendo requeridas as seguintes informações: parâmetros da equação de chuvas intensas e às condições do terreno (rugosidade e velocidade de infiltração básica da água no solo), do canal (declividade, rugosidade e inclinação da parede de montante do canal do terraço ou dreno de superfície), da encosta (declividade, comprimento e largura) e da cobertura vegetal.

Com relação aos parâmetros da equação de chuvas intensas e aos valores da rugosidade do terreno, rugosidade do canal e inclinação da parede de montante do canal do terraço ou dreno de superfície, o usuário pode realizar a consulta a bancos de dados inclusos no software.

Na Figura 2, visualiza-se a tela para a entrada de dados referentes à precipitação, às características do terreno, do canal e da cobertura vegetal.

Figura 2 - Tela para a entrada de dados referentes à precipitação,
às condições do canal, do terreno e da cobertura vegetal.

2.3 - Módulo hidrograma

O módulo hidrograma consitui-se no resultado obtido com o software Hidrograma 1.0. Apresenta, além do hidrograma de escoamento superficial corresponde ao evento considerado, os valores da vazão máxima e do volume de escoamento superficial, como pode ser visualizado na Figura 3.

Figura 3 - Tela referente ao módulo hidrograma, podendo-se visualizar o hidrograma
de escoamento superficial e os valores da vazão máxima e do volume de escoamento superficial.

O Hidrograma 1.0 permite também a impressão de um relatório contendo os valores dos dados de entrada, da vazão máxima, do volume escoado superficialmente e o hidrograma de escoamento superficial.

3. CONCLUSÕES

O software Hidrograma 1.0, que emprega metodologia baseada em processos físicos consagrados na engenharia, constitui-se em uma ferramenta útil para a determinação do hidrograma de escoamento superficial tanto ao longo de encostas como também para seções transversais localizadas ao longo do canal de terraços e drenos de superfície. Além disso, proporciona a quantificação da vazão máxima de escoamento superficial, que é essencial para projetar a seção transversal de canais, e do volume escoado superficialmente. 

4. REFERÊNCIAS