O USO DE MODELOS E SIMULAÇÕES NA REPRESENTAÇÃO CINEMÁTICA DE PROCESSOS HIDROLÓGICOS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS URBANAS

Autores

¹Borba, L.L.; ²Nunes, E.D.

¹PUC - GO Email: lanalima.30@hotmail.com
²UFG Email: elizonnunes@hotmail.com

Resumo

Introdução Um dos grandes desafios da ciência cartográfica tem sido a modelagem espaço-temporal de fenômenos, os quais resultam da convergência de fatores naturais e antrópicos, com considerável precisão e eficiência. O desenvolvimento e aprimoramento da tecnologia computacional permite pensar e implementar procedimentos operacionais destinados a abordagem de fenômenos ambientais de elevada complexidade (MITASOVA et al., 2002). Para tanto, a coleta e a estruturação de banco de dados espaciais georreferenciados, a interpretação e a geração da informação têm se mostrado de fundamental importância para novos avanços na pesquisa envolvendo a cartografia, exigindo uma estreita colaboração entre as disciplinas tradicionais e a ciência computacional, resultando no que se chama atualmente de ciência da informação espacial. Isso porque parte dos processos que resultam em fenômenos no espaço ou ambiente não se encontra totalmente ao alcance direto da visão humana ou de instrumentos previamente projetados, como os sensores remotos. A saída tem sido o uso de modelos representativos pensados com base em evidências e estruturados com base em variáveis contínuas, consideradas mais importantes, apoiadas em dados coletados de forma direta e indiretamente, e complementados por constatações em campo. No que se refere aos fatores, estes podem ser representados por meio de variáveis que, se parametrizadas, inter-relacionadas e avaliadas qualitativa e quantitativamente permitem abordagens multifatoriais e, consequentemente, mais abrangentes, fornecendo subsídios para diagnósticos e prognósticos mais precisos. Nesse contexto, podem ser citados os fenômenos hidrológicos urbanos, tais como alagamentos e inundações, que se colocam entre as características climáticas, os condicionantes do relevo, as propriedades do solo, que podem ser modificadas, e na maioria das vezes, potencializados pelas modificações impostas, especialmente quanto à cobertura e ao uso. Com tantos fatores a serem considerados o entendimento dos fenômenos hidrológicos urbanos passa necessariamente pela análise, a priori, individual e, a posteriori, conjunta dos fatores e suas variáveis consideradas mais importantes, cuja parametrização se mostra correlata, do ponto de vista espacial e matemático, à ocorrência de um determinado fenômeno. Considerando o exposto, o objetivo geral do presente trabalho é apresentar o uso de dados espaciais georreferenciados, os procedimentos metodológicos em geoprocessamento que permitem a aplicação do Método Racional Modificado na forma de um modelo espacialmente distribuído, bem como avaliar a dinâmica hidrológica em uma bacia hidrográfica que passou por consideráveis mudanças na cobertura e uso nos últimos 24 anos. Para tanto, serão considerados cada tipo de cobertura e uso, os efeitos cumulativos no terreno proporcionados, principalmente, pela direção e acúmulo de fluxo, os quais determinam a área de contribuição específica e diferentes cenários intensidade e duração dos eventos pluviométricos. Metodologia A metodologia compreendeu a aplicação do Método Racional Modificado (MULVANEY, 1850; KUICHLING, 1889), em ambiente de geoprocessamento e análise da correlação dos resultados, especialmente do ano de 2015, com a vazão de projeto expressa pelo diâmetro da estrutura em tubos destinada ao revestimento e drenagem do canal principal. Qmax = CiA /3,6 Equação 01. Em que: Qmax = vazão máxima estimada do escoamento superficial, em m³/s; C = coeficiente de escoamento superficial, adimensional; i = média das intensidades máximas de precipitação, em mm/h e considerando uma duração do evento pluviométrico igual ou maior que o tempo de concentração do escoamento superficial; e A = área da bacia em km². Para tanto, os coeficientes de escoamento superficial foram determinados com base na proposta do SCS - USDA (1972), como apresentado na seguinte equação: C=[(P-0,2 S)^2/((P+0,8 S) )] Equação 02. Em que: C = coeficiente de escoamento superficial ou razão entre o volume escoado e o total precipitado; P = precipitação considerada, em mm; e S = coeficiente de armazenamento em mm. Este resulta da avaliação de grupos hidrológicos os quais envolvem a declividade, o tipo e textura do solo e principalmente o tipo de cobertura e umidade antecedente, resultando em valores de CN (número de escoamento), conforme o SCS-USDA (1972) por meio da seguinte equação: S=25400/CN-254 Equação 03. Os mapas de cobertura e uso do solo foram elaborados por meio de classificação supervisionada, classificador maxver, tendo como base fotografias aéreas correspondentes ao ano de 1992 e imagens de satélites correspondentes aos anos de 2002 e 2016, ambas com resolução espacial de 60 cm. Já para a elaboração dos modelos de declividade e comprimento de fluxo utilizou-se de Modelo Digital de Terreno com resolução espacial de 10 metros. Resultados Os resultados indicam que de 1992 a 2015 houve aumento das áreas impermeabilizadas, resultando em ambientes com elevados coeficientes de escoamento e consequente redução do tempo de concentração do fluxo superficial. A convergência das linhas de fluxo no terreno associadas a uma estimativa de 100 mm/h de chuva resultou em uma vazão máxima estimada de 5,28 m³/s, bem maior que a vazão máxima de 3,53 m³/s proposta no projeto de drenagem urbana da área.

Keywords

Representações Dinâmicas; Hidrologia Urbana; Estimativas de Vazão

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