Métodos por perdas de infiltração

É fornecido pelo modelo HEC-HMS dez métodos de perdas por infiltração, conforme se pode verificar no quadro seguinte.

Modelo Classificação

Défice e Constante Inicial Evento, distribuído, parâmetros ajustados

Exponencial Evento, empírico, necessita de parâmetros calibrados Green and Ampt Evento, distribuído, empírico, parâmetros ajustados. Gridded de Défice Contante Contínuo, concentrado, empírico, parâmetros

ajustados

Gridded número SCS Evento, distribuído, empírico, parâmetros ajustados. Gridded Soil Misture Accounting Evento, contínuo, parâmetros ajustados.

Constante Inicial Evento, concentrado, empírico, parâmetros ajustados Curva Número SCS (CN) Evento, concentrado, empírico, parâmetros ajustados. Smith Parlange Evento, contínuo, parâmetros ajustados.

Soil Moisture Accounting Evento, contínuo, concentrado, empírico, parâmetros ajustados.

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Sendo que:

Categoria Descrição

Discreto ou Contínuo

Um modelo é dito contínuo quando os fenómenos são contínuos no tempo, e discreto em caso contrário. A maioria dos sistemas hidrológicos é contínuo, porém são representados por modelos discretos. Esta distinção aplica-se essencialmente nos processos de escoamento superficial da bacia. Um modelo discreto simula um único evento da chuva, cuja duração pode variar de algumas horas a alguns dias. Um modelo contínuo simula um período mais longo, prevendo o comportamento da bacia tanto durante a chuva como entre os eventos da precipitação. A maioria dos modelos incluídos do HEC-HMS são discretos.

Concentrado ou distribuído

Um modelo é concentrado quando não leva em conta a variabilidade espacial (esta é representada por um único valor médio) e utiliza somente o tempo como variável independente. É aplicado em bacias pequenas, onde a distribuição espacial das variáveis não compromete os resultados em estudo. Um modelo é dito distribuído quando as variáveis e parâmetros do modelo dependem do espaço e/ou do tempo. Somente o modelo distribuído permite estudar a variabilidade do comportamento físico de diferentes partes do sistema. O HEC-HMS envolve basicamente, com excepção do ModClark.

Empírico ou Conceitual

Modelo conceitual é aquele cujas funções utilizadas na sua elaboração considerem formulações físicas parametrizáveis e/ou empíricas e, portanto, pelo menos um parâmetro exige calibração. Os modelos empíricos são aqueles que ajustam os valores calculados aos dados observados através de funções que não têm nenhuma relação com os processos físicos envolvidos. São úteis e simples, porém pouco robustos, pois são específicos para situações que foram aferidos. O HEC-HMS inclui ambos os modelos. Por exemplo, o hidrograma unitário de Snyder é empírico, pois o modelo é ajustado com dados observados de chuva e o escoamento. Já o modelo de onda cinemática é conceitual, pois é baseado nos fundamentos do escoamento superficial em águas rasas.

Determinístico ou Estocástico

Esta é uma das principais classificações dentro da simulação hidrológica. Se a hipótese de ocorrência das variáveis é tomada em conta, e o conceito da probabilidade é introduzido na formulação do modelo, o processo e o modelo são ditos estocásticos (variáveis aleatórias). Mas, se a probabilidade de ocorrência das variáveis envolvida no processo é ignoarada, o modelo e o processo são ditos determinísticos. Nos modelos determinísticos existe uma relação directa entre causa e efeito, ou seja, a entrada define a saída do sistema, Todos os modelos incluídos no HEC-HMS são determinísticos

Tabela 54 – Classificação de modelos matemáticos no HEC-HMS

Fonte: USAC-HEC (2000), retirado de Estudo hidrológico da Bacia Rio Negrinho, de Macedo (2010)

Alguns dos métodos acima apresentados foram desenvolvidos para a simulação de eventos (ex. Exponencial, Green and Ampt,, Curva Número SCS, Grelha numérica pelos métodos SCS e Constante Inicial), enquanto outros são

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programados para simulação continua (ex. Défice e Constante Inicial, Soil Moisture Accounting).

Os métodos “por grelha numérica” podem ser usados tanto no método de défice constante como para o Soil Misture Accounting, baseando-se em distribuições de características próprias para cada célula da bacia.

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Modelo Vantagens Desvantagens

Constante Inicial

Modelo já comprovado que está sendo utilizado com sucesso em milhares de estudos nos EUA.

Fácil de introdução de dados e de utilização.

Necessita de poucos parâmetros.

Dificuldade de aplicação para áreas não medidas devido à falta de relações físicas directas dos parâmetros da bacia.

Modelo muito simples para prever a perda por infiltração de um evento.

Défice e Constante Inicial

Pode ser usado por um longo período de

simulação Similar a constante inicial.

SCS

Simples, previsível e estável.

Contempla um único parâmetro, o qual varia conforme o grupo, uso e tratamento do solo.

Características fiedignas, boa

documentação ambiente de introdução de dados razoável.

Método estável, aceite nos EUA e outros países.

Prevê valores que não coincidem com a teoria clássica de vazão insaturada.

Resultado da Infiltração aproxima-se do zero durante uma chuva de longa duração, principalmente quando a constante não se encontra especificada.

Desenvolvido com dados de pequenas bacias agrícolas nos EUA

Condição inicial padrão (Ia=0.2S) não depende das características da chuva, do tempo, nem da situação anterior.

Não é considerada a intensidade da chuva (Perda constante de 25mm tanto para a chuva de uma hora como para um dia).

Green Ampt

Parâmetros podem ser estimados garantindo as características do solo da bacia

Não é usado correntemente na comunidade profissional, pois necessita de um número elevado de parâmetros que, por vezes, é difícil de quantificar.

Muito utilizado academicamente, garantindo toda a parte de monitoramento laboratorial.

Tabela 55 – Vantagens e Desvantagens dos métodos de perdas por Infiltração

Fonte:US Corps Army of Engineers (2006) retirado de Avaliação da Vulnerabilidade de Barragens ao rompimento de pequenos barramentos localizados a montante de Mendes(2008)

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