Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte I: desenvolvimento e avaliação

Desenvolveu-se uma metodologia que permite obter o hidrograma de escoamento superficial e a vazão máxima para qualquer posição ao longo de uma encosta e para seções transversais de canais utilizando o modelo de ondas cinemáticas. A área da encosta é dividida num sistema matricial composto por 100 linhas e 100 colunas. Na encosta, considera-se que o escoamento ocorre na direção da declividade e que a vazão de cada pixel é a soma da vazão produzida nesse com a vazão advinda dos pixels que contribuem com o escoamento superficial para o pixel em análise. No canal, a vazão é calculada pela soma dos hidrogramas advindos das colunas do sistema reticulado. A comparação entre os valores de lâmina e vazão máxima de escoamento superficial obtidas experimentalmente e calculadas em duas condições (encosta e bacia) permitiu evidenciar que a metodologia, comparada aos métodos Racional e do Número da Curva, ofereceu boas estimativas tanto da lâmina quanto da vazão máxima de escoamento superficial.

Metodologia para obtenção do hidrograma de escoamento superficial em encostas e canais. Parte II: modelo computacional e análise de sensibilidade

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. 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 esse objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Dessa 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 e avaliou-se a sensibilidade de um software (HIDROGRAMA 2.1) que permite a obtenção do hidrograma de escoamento superficial, da vazão máxima e seu tempo de ocorrência, da altura e da velocidade máximas do escoamento, do volume e da lâmina de escoamento superficial em encosta e em canais. O modelo apresentou grande sensibilidade ao período de retorno, à taxa de infiltração estável e ao comprimento da encosta e do canal.

Modelo de escoamento superficial em bacia experimental da Reserva Florestal Adolpho Ducke

Neste estudo, a experimentação e a modelagem hidrológica de eventos de precipitação transformada em escoamento superficial em sistemas naturais de floresta são investigadas, contemplando os seguintes tratamentos: construção de algoritmo computacional iterativo de otimização para a identificação do hidrograma unitário médio (função de transferência chuva-descarga) da bacia e para o cálculo das precipitações efetivas adequadas à cada evento chuva-escoamento; aplicação da metodologia à bacia hidrográfica do igarapé Bolívia, situada no interior da Reserva Florestal Adolpho Ducke; análise e interpretação do algoritmo criado, enfocando a sua convergência e o significado dos resultados desse processo de otimização; e comparação com outros estudos em pequenas bacias da Amazônia Central. O período de medidas de chuva e de vazões estende-se de julho de 2004 a setembro de 2006, incluindo a fase de preparação da curva-chave do igarapé Bolívia e a formação de um conjunto amplo e diversificado de eventos de chuva e de escoamento no curso d'água.

Modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas

As estradas não pavimentadas são de fundamental importância para o desenvolvimento social e econômico do Brasil, sendo a erosão provocada pela água no leito e nas margens destas estradas um dos principais fatores para sua degradação. Neste artigo, apresenta-se um novo modelo para a determinação do espaçamento entre desaguadouros em estradas não pavimentadas e, conseqüentemente, para a redução dos problemas associados à erosão hídrica. Utilizando o modelo de ondas cinemáticas, determina-se o hidrograma de escoamento superficial no canal de drenagem da estrada e, a partir deste, é calculada a tensão provocada pelo escoamento. Sempre que a tensão cisalhante causada pelo escoamento supera a tensão crítica para cisalhamento do solo ocorre o seu desprendimento. A diferença entre essas tensões cisalhantes é multiplicada pela erodibilidade do solo e pela área em que ocorre a aplicação da tensão cisalhante para estimar a perda de solo provocada pelo escoamento. O espaçamento máximo entre desaguadouros é obtido, comparando-se a perda de solo provocada pelo escoamento com a perda de solo tolerável. O comprimento máximo do canal é aquele para o qual a perda tolerável é atingida. O modelo permite determinar o espaçamento entre desaguadouros considerando as características das áreas que contribuem para o escoamento e a resistência do solo. As simulações realizadas mostraram que o modelo é sensível às alterações na erodibilidade e na tensão crítica de cisalhamento do solo, bem como à declividade do canal, permitindo ainda que, por meio da alteração no aprofundamento tolerável para o canal, os espaçamentos possam ser ampliados ou reduzidos.

Erosão hídrica associada a algumas variáveis hidrológicas em pomar de maçã submetido a diferentes manejos do solo

O manejo do solo em cultivos perenes, como pomares, influencia a erosão hídrica. O presente estudo avaliou as perdas de solo e água sob chuva simulada em um Latossolo, em pomar de maçã, entre os meses de agosto de 2007 e abril de 2008, na estação experimental de fruticultura de clima temperado da Embrapa Uva e Vinho, em Vacaria (RS). O trabalho foi conduzido em parcelas experimentais de 3,5 x 11 m, sob chuvas com 1 h de duração e intensidade constante ao longo delas, com variação de 70 a 88 mm h-1 entre uma chuva e outra. Os sistemas de manejo estudados foram: 1) capina manual sob a copa das plantas e solo coberto com gramíneas e leguminosas no restante da área (ST); 2) aveia não dessecada, em que as sementes foram incorporadas ao solo, com capina manual em toda a área, dois meses antes do início dos testes de chuva (AN); 3) aveia dessecada quimicamente sete dias antes do início dos testes de chuva, em que as sementes foram incorporadas ao solo com enxada rotativa em toda a área, dois meses antes do início dos testes (AD); e 4) solo sem cobertura, em que a vegetação, após ter sido dessecada, foi removida da superfície do solo em toda a área com capina manual, um dia antes de iniciar os testes de chuva (SC). A forma de manejo da superfície do solo e o número de chuvas influenciaram a erosão hídrica; as perdas de solo variaram amplamente, enquanto as perdas de água apresentaram menor variação. Apesar da mobilização do solo para implantação de aveia, os tratamentos AN e AD com esse cultivo mostraram a mesma eficácia de controle da erosão em relação ao tratamento ST, em que o solo foi mobilizado apenas sob a copa das plantas. A eliminação da cobertura do solo no tratamento SC aumentou expressivamente as perdas de solo em relação aos tratamentos com cobertura; no que se refere às perdas de água, a diferença foi menor. O tempo de ocorrência do escoamento superficial influenciou a perda de solo; observou-se aumento dessa variável com o aumento do tempo de enxurrada até certo momento, a partir do qual diminuiu, independentemente do tratamento; a perda de água aumentou até certo momento e estabilizou. Houve relação inversa entre razão de perda de solo e razão de perda de água, independentemente do tipo de cobertura do solo e do sistema de manejo sob as macieiras. O modelo exponencial ajustou-se a essa relação.