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MODELAGEM HIDROLÓGICA EM MICROBACIA HIDROGRÁFICA DA BACIA DO RIO PARAÍBA DO SUL.

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Apresentação em tema: "MODELAGEM HIDROLÓGICA EM MICROBACIA HIDROGRÁFICA DA BACIA DO RIO PARAÍBA DO SUL."— Transcrição da apresentação:

1 MODELAGEM HIDROLÓGICA EM MICROBACIA HIDROGRÁFICA DA BACIA DO RIO PARAÍBA DO SUL

2 INTRODUÇÃO O uso adequado do solo, favorecendo a infiltração, possibilita a manutenção de um maior volume de água armazenado, o que permite um maior controle das oscilações das vazões nos cursos dágua. O uso adequado do solo, favorecendo a infiltração, possibilita a manutenção de um maior volume de água armazenado, o que permite um maior controle das oscilações das vazões nos cursos dágua. Os modelos hidrológicos são ferramentas utilizadas para melhor entender e representar o comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica (Tucci, 2002). Os modelos hidrológicos são ferramentas utilizadas para melhor entender e representar o comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica (Tucci, 2002).

3 INTRODUÇÃO Faltam métodos para estimar o efeito dos diversos fatores que interferem no processo de produção de escoamento superficial, tendo em vista que os métodos desenvolvidos no exterior apresentam limitações quanto ao seu uso para as condições edafoclimáticas brasileiras. Faltam métodos para estimar o efeito dos diversos fatores que interferem no processo de produção de escoamento superficial, tendo em vista que os métodos desenvolvidos no exterior apresentam limitações quanto ao seu uso para as condições edafoclimáticas brasileiras.

4 Fonte: Silva (2002).

5 Ciclo hidrológico Fonte: Braga (2000).

6 INTRODUÇÃO A taxa de infiltração é obtida por meio da equação de Green-Ampt modificada por Mein-Larson (GAML): A taxa de infiltração é obtida por meio da equação de Green-Ampt modificada por Mein-Larson (GAML): K s = condutividade hidráulica do solo saturado, mm h -1 ; Ψ f = pot. mat. do solo na frente de umedecimento, mmca; θ s = umidade do solo saturado, cm 3 cm -3 ; θ i = umidade do solo no início da infiltração, cm 3 cm -3 ; I = infiltração acumulada, mm.

7 INTRODUÇÃO Objetivos: Testar e aprimorar o modelo hidrológico HidroBacia, por meio de simulações do hidrograma de escoamento superficial em uma microbacia hidrográfica experimental; Testar e aprimorar o modelo hidrológico HidroBacia, por meio de simulações do hidrograma de escoamento superficial em uma microbacia hidrográfica experimental;

8 INTRODUÇÃO Objetivos: Testar diferentes formas de obtenção dos parâmetros da equação de GAML usando o HidroBacia, visando identificar as opções que proporcionam as melhores estimativas da infiltração da água no solo e, conseqüentemente, do hidrograma de escoamento superficial. Testar diferentes formas de obtenção dos parâmetros da equação de GAML usando o HidroBacia, visando identificar as opções que proporcionam as melhores estimativas da infiltração da água no solo e, conseqüentemente, do hidrograma de escoamento superficial.

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13 Mapas necessários para as simulações: 1. Modelo digital de elevação; 2. Direções de escoamento; 3. Rede de drenagem numérica; 4. Interceptação pela cobertura vegetal (ICV); 5. Armazenamento superficial (ARM); 6. Rugosidade do terreno (coeficiente de Manning); 7. Condutividade hidráulica do solo saturado (K s ); 8. Umidade inicial (θ i ); 9. Umidade de saturação (θ s );

14 Mapas necessários para as simulações: 10. Potencial matricial na frente de umedecimento (ψ f ); 11. Capacidade de campo (CC); 12. Ponto de murcha permanente (PMP); 13. Coeficiente da cultura (K c ); e 14. Taxa de infiltração estável (T ie ).

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20 METODOLOGIA Combinações dos parâmetros da equação de GAML Potencial matricial na frente de umedecimento ( f ): 1) Mein & Larson (1973); 1) Mein & Larson (1973); 2) Rawls & Brakensiek (1983); e 2) Rawls & Brakensiek (1983); e 3) Cecílio (2005). 3) Cecílio (2005). Lâmina dágua Zona de transmissão s i H0H0 L Superfície do solo Frente de umedecimento

21 METODOLOGIA Combinações dos parâmetros da equação de GAML Condutividade hidráulica do solo na zona de transmissão: 1) K w = K s (permeâmetro de carga constante); 1) K w = K s (permeâmetro de carga constante); 2) K w = T ie ; e 2) K w = T ie ; e 3) K w = 0,5 T ie 3) K w = 0,5 T ie Lâmina dágua Zona de transmissão s i H0H0 L Superfície do solo Frente de umedecimento

22 METODOLOGIA Combinações dos parâmetros da equação de GAML Umidade do solo na zona de transmissão: 1) w = s ; 1) w = s ; 2) w = 0,90 s ; 2) w = 0,90 s ; 3) w = 0,85 s ; e 3) w = 0,85 s ; e 4) w = 0,80 s. 4) w = 0,80 s.

23 METODOLOGIA f KwKw s

24 METODOLOGIA Número de simulações: Número de simulações: 3 ( f ) x 3 (K w ) x 4 ( w ) = 36 combinações testadas 36 x 14 eventos de precipitação = 504 simulações

25 RESULTADOS Comb.d'c'E'EAM(mm)REQM(mm)EAPM(%) r2r2r2r2P (2-2-3)0,540,390,120,30,31420,52630,003 (2-2-4)0,540,390,120,30,31420,52630,003 (2-3-3)0,520,360,060,30,41460,47070,007 (2-3-4)0,510,340,000,30,41500,43630,010 (3-2-3)0,500,31-0,040,40,41540,37760,019 (3-2-4)0,530,370,090,30,41440,48950,005 Simulações da LES Desempenho das 6 melhores combinações de dados de entrada da equação de GAML:

26 RESULTADOS Comb.d'c'E'EAM (L s -1 ) REQM EAPM(%) r2r2r2r2P (2-2-2)0,320,190,02111,6131,71360,33300,031 (2-2-3)0,320,190,02111,6131,71360,33300,031 (2-2-4)0,320,190,02111,6131,71360,33300,031 (2-3-2)0,330,190,03110,8131,21350,34220,028 (2-3-3)0,360,220,04109,7130,01350,35060,026 (2-3-4)0,400,250,03110,2130,41360,38200,018 (3-2-3)0,370,20-0,05119,7141,31410,28990,047 (3-2-4)0,350,200,05108,4131,21350,33210,031 Simulações da vazão máxima Desempenho das 8 melhores combinações de dados de entrada da equação de GAML:

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29 CONCLUSÕES 1) O balanço de massa do modelo HidroBacia foi corrigido por meio de várias alterações no código-fonte do programa computacional, dentre elas, a substituição do método utilizado para a solução das equações do modelo de ondas cinemáticas;

30 CONCLUSÕES 2) Das 36 combinações testadas (GAML), 6 apresentaram melhor desempenho na estimação dos hidrogramas de escoamento superficial. f KwKwKwKw w Rawls & Brakensiek (1983) T ie ou 0,5 T ie 0,80 ou 0,85 s Cecílio (2005) T ie 0,80 ou 0,85 s

31 CONCLUSÕES 3) Em virtude das alterações efetuadas, o HidroBacia passou da versão 1.0 para a versão 1.1; 4) O modelo HidroBacia ainda necessita de aprimora- mentos.

32 Alterações no modelo HidroBacia: Correção no balanço hídrico; Correção no balanço hídrico; Correção no balanço de massa: Correção no balanço de massa: - Solução do modelo de onda cinemáticas; - Critério de empoçamento d'água na superfície do solo; - Comparações entre números reais; - Soma de hidrogramas advindos de áreas diferentes; - Outras correções. Otimização dos cálculos. Otimização dos cálculos.


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