No Control especification foi simplesmente especificado o tempo de inicio e o de fim que o programa ira começar a simular o modelo. Como mostrado na figura abaixo (Figura 4.8). A data de inicio da simulação é no dia 13 de Abril de 2009, no inicio da precipitação definida anteriormente. A data final é no dia 28 de Abril de 2009, 15 dias após o inicio, tempo suficiente para que a vazão afluente no Castanhão já não seja significante. O Time Interval é o intervalo de tempo usado pelo programa para fazer os cálculos e gerar os resultados. É o intervalo de tempo entre um ponto e outro na geração das curvas. Foi escolhido 10 minutos por já apresentar resultados similares com os resultados para tempos menores, e assim, poder economizar tempo e memória na simulação.
Sub-Bacias Média Thiessen (mm) Sub-Bacias Média Thiessen (mm)
Bc_Favelas 1,1 Bc_Atalho 12,3 Bc_Varzea_do_Boi 10,7 Bc_Thomas_Osterne 69,4 Bc_Trici 18,6 Bc_Manoel_Balbino 19,9 Bc_Parambu 21,6 Bc_Gomes 7,0 Bc_Arneiroz_II 16,4 Bc_Quixabinha 7,0 Bc_Rivaldo_Carvalho 25,6 Bc_Salg_02 9,9 Bc_Jag_01 24,6 Bc_Prazeres 0,0 Bc_Bengue 17,8 Bc_Cachoeira 37,0 Bc_Poco_da_Pedra 8,3 Bc_Rosario 26,3 Bc_do_Coronel 17,9 Bc_Olho_dAgua 32,2 Bc_Jag_02 17,9 Bc_Salg_01 22,2 Bc_Canoas 26,7 Bc_Jenipapeiro 42,8 Bc_Pau_Preto 8,9 Bc_Ubaldinho 20,6 Bc_Valerio 26,7 Bc_Rio_Salgado 28,0 Bc_Jag_03 41,7 Bc_Lima_Campos 38,4 Bc_Jag_04 29,2 Bc_Madeiro 11,0 Bc_Muquem 32,0 Bc_Castanhao_02 2,5 Bc_Quincoe 16,1 Bc_Jenipapeiro_I 30,8 Bc_Trussu 46,9 Bc_Tigre 36,8 Bc_Oros 46,5 Bc_Riacho_do_Sangue 36,8 SB_Jaguaribe 50,6 Bc_Nova_Floresta 49,0 Bc_Joaquim_Tavora 49,0 Bc_Castanhao 37,6 A l t o J a g u a r i b e S a l g a d o M é d i o J a g u a .
Figura 4.8 – Especificações de controle no HEC-HMS
Fonte: Elaborado pelo autor.
Após as especificações de controle, o modelo já pôde ser simulado através do Menu Compute -> Create Simulation Run onde são feitas as escolhas dos componentes criados durante a modelagem (Basin Model, Meteorologic Model e Control Especification) para a simulação.
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5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados gerados pelo programa são muitos, pois geram, para cada elemento, os hidrogramas à montante e jusante, alem do armazenamento em função do tempo para cada reservatório e todos os cálculos de precipitação (perda e transformação) de cada sub-bacia. Todos esses resultados constam no CD em anexo ao trabalho.
Para o presente trabalho, os resultados importantes gerados pelo programa podem ser divididos em três grupos, todos com influência no exutório final, o açude Castanhão:
1. Hidrogramas afluente e efluente do açude Orós, exutório da Bacia do Alto
Jaguaribe;
2. Hidrograma no exutório da Bacia do Salgado;
3. Hidrogramas afluente e efluente do açude Castanhão.
Os resultados gerados pelo programa para o açude Orós são mostrados nas Figuras 5.1 e 5.2.
Figura 5.1 – Hidrogramas e gráfico de armazenamento - Açude Orós.
Fonte: Elaborado pelo autor.
A precipitação estudada gerou um fluxo de mais 160 milhões de metros cúbicos, até o dia 28 de abril, com uma vazão afluente de pico de 1648,9 m³/s. Apesar de o valor de pico alto, o mesmo é amortecido, como esperado, pelo açude na simulação, que têm uma
vazão efluente de pico em torno de 186,1 m³/s. Por fazer parte do exutório final da bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe, que têm uma capacidade de acumulação aproximada de 2,8 bilhões de metros cúbicos pelos 18 açudes monitorados pela COGERH, o volume total afluente não é preocupante para a precipitação em estudo (6% da capacidade total).
Outra informação importante do gráfico é a diferença entre os tempos bases dos hidrogramas afluentes e efluentes. Enquanto o hidrograma afluente se inicia às 06h10min do dia 13 e praticamente termina no dia 18 (Fluxos próximos à 6m³/s), o hidrograma efluente se inicia às 16h20min do dia 13 e se estende por mais de 15 dias, ainda gerando um fluxo de 37,8m³/s no final da análise, no inicio do dia 28, mostrando o amortecimento esperado.
Figura 5.2 – Resumo de volume e vazão – Açude Orós
Fonte: Elaborado pelo autor.
O hidrograma gerado para o exutório da Bacia do Salgado é mostrado na Figura 5.3. O valor de pico causado pela chuva foi de 261,0 m³/s às 11h20min do dia 14. No dia 19, as vazões no exutório já são próximas à 5m³/s, já não contribuindo significativamente para a afluência no açude Castanhão. O total de volume escoado, nesses 15 dias de análise, foi de 30 milhões de metros cúbicos, valor pequeno para causar problemas ao Castanhão, comparado à Bacia do Alto Jaguaribe, representado pelo açude Orós como exutório.
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Figura 5.3 – Hidrograma para o exutório da Bacia do Salgado
Fonte: Elaborado pelo autor.
Os resultados gerados pelo programa para o açude Castanhão são mostrados nas Figuras 5.4 e 5.5. O pico de vazão afluente foi de 964,9 m³/s, bem menor que o pico afluente no Açude Orós, apesar do volume total afluente ser maior, 212 milhões de metros cúbicos, nos 15 dias de análise, mostrando coerência nos resultados mostrados pela simulação, pois o Castanhão fica à jusante do Orós e o estudo considerou a capacidade de cada reservatório esgotada. O valor de pico de vazão não é problema, pois, como mostra o segundo gráfico, a curva de vazão efluente se mantém relativamente estável, com um valor inicial de vazão de 476m³/s, para uma cota de 96,3 m, e um pico às 23h30min do dia 14 de 476,3m³/s.
O volume total de 212 milhões de metros cúbicos é um pouco menos de 10% do valor considerado para a contenção de cheias, de 2,25 bilhões, lembrando que na análise, todos os reservatórios estavam na iminência de sangrar, portanto, numa situação mais desfavorável para o Castanhão. Portanto, o volume afluente total em si, não é um problema nesse caso.
Figura 5.4 – Hidrogramas e gráfico de armazenamento - Açude Castanhão.
Fonte: Elaborado pelo autor.
Figura 5.5 – Resumo de volume e vazão – Açude Castanhão
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6 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
Esse trabalho visou a construção de um modelo de todas as bacias hidrográficas à montante do açude Castanhão. A simulação do evento de precipitação visou apenas validar o modelo, mostrando que a construção seguiu o caminho correto. Os resultados alcançados com a simulação foram satisfatórios, principalmente devido às simplificações adotadas para os métodos de cálculos usados.
Para uma análise mais apurada do comportamento da bacia hidrográfica, seria necessário adotar valores mais específicos para a seção transversal dos rios, no cálculo da propagação em rios, analisar a influência da umidade inicial do solo, as condições de cada reservatório no momento, simular vários dias seguidos de chuvas intensas, além de envolver questões políticas de liberação de água em açudes com comportas, entre outras variáveis tornando o trabalho árduo e longo.
Portanto, fica a recomendação para a continuação do modelo, de forma que o mesmo fique cada vez mais próximo da realidade e possa ser aproveitado como um modelo de previsão de afluência, levando em consideração as diversas variáveis envolvidas no gerenciamento e operação dos reservatórios à montante do Castanhão.
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APÊNDICE B - CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS DAS SUB-BACIAS.
Nome Média Thiessen em mm Área (km²) H max (m) H min (m) Comprimento Tc (min) Tretardo (min) CN S Initial Abstract
(13/04/2009) Rio principal (km) 60% de Tc =20%S em mm Bc_Arneiroz_II 16,40 2819,87 623,00 328,00 86,51 1102,28 661,37 82,90 52,39 10,48 Bc_Atalho 12,30 1960,77 958,00 385,00 147,97 1586,84 952,10 83,87 48,86 9,77 Bc_Bengue 17,80 941,83 776,00 429,00 97,49 1188,83 713,30 75,01 84,63 16,93 Bc_Cachoeira 37,00 137,90 695,90 273,00 29,31 274,93 164,96 78,04 71,47 14,29 Bc_Canoas 26,70 552,71 897,00 321,50 53,93 493,81 296,29 81,04 59,43 11,89 Bc_Castanhao 37,60 3751,42 239,00 53,30 100,72 1570,20 942,12 82,57 53,63 10,73 Bc_Castanhao_02 2,50 1496,15 815,88 103,00 82,41 742,07 445,24 82,95 52,22 10,44 Bc_do_Coronel 17,90 27,36 470,78 317,00 12,84 156,45 93,87 91,00 25,12 5,02 Bc_Favelas 1,10 674,77 638,00 407,00 53,96 702,15 421,29 88,11 34,29 6,86 Bc_Gomes 7,00 32,09 640,00 396,00 13,19 135,04 81,02 83,78 49,17 9,83 Bc_Jag_01 24,60 3553,82 813,00 271,00 168,42 1882,67 1129,60 81,10 59,20 11,84 Bc_Jag_02 17,90 1761,70 517,50 272,63 95,36 1325,20 795,12 85,92 41,61 8,32 Bc_Jag_03 41,70 4121,76 682,00 216,00 149,01 1732,27 1039,36 84,34 47,18 9,44 Bc_Jag_04 29,20 1463,31 963,00 280,00 113,24 1088,86 653,31 81,59 57,33 11,47 Bc_Jenipapeiro 42,80 191,78 759,00 236,00 31,57 276,05 165,63 86,51 39,62 7,92 Bc_Jenipapeiro_I 30,80 131,99 395,00 204,00 24,89 309,16 185,50 88,58 32,76 6,55 Bc_Joaquim_Tavora 49,00 120,68 376,00 147,00 28,51 337,19 202,32 83,42 50,47 10,09 Bc_Lima_Campos 38,40 361,30 340,00 160,34 41,63 573,14 343,89 85,10 44,47 8,89 Bc_Madeiro 11,00 9,96 712,10 563,00 5,85 63,90 38,34 91,00 25,12 5,02 Bc_Manoel_Balbino 19,90 41,24 757,00 394,00 11,22 96,13 57,68 85,64 42,58 8,52 Bc_Muquem 32,00 298,32 459,00 236,00 38,84 486,82 292,09 85,22 44,04 8,81 Bc_Nova_Floresta 49,00 160,58 406,00 166,25 29,74 347,87 208,72 90,40 26,96 5,39 Bc_Olho_dAgua 32,20 72,75 644,00 329,00 22,61 228,20 136,92 85,96 41,50 8,30 Bc_Oros 46,50 3233,74 500,00 185,50 126,06 1661,29 996,78 79,61 65,04 13,01 Bc_Parambu 21,60 112,64 832,00 460,00 26,01 251,57 150,94 76,70 77,16 15,43 Bc_Pau_Preto 8,90 521,88 878,00 518,50 50,85 552,97 331,78 76,45 78,24 15,65 Bc_Poco_da_Pedra 8,30 937,38 864,00 517,50 69,65 806,60 483,96 80,35 62,12 12,42 Bc_Prazeres 0,00 145,65 821,00 340,00 37,90 352,03 211,22 70,92 104,17 20,83 Bc_Quincoe 16,10 166,67 718,00 290,00 27,08 249,71 149,83 80,64 60,97 12,19 Bc_Quixabinha 7,00 89,44 710,20 373,00 17,24 162,48 97,49 80,03 63,38 12,68 Bc_Riacho_do_Sangue 36,80 1214,19 399,00 122,82 81,28 1052,03 631,22 87,48 36,36 7,27 Bc_Rio_Salgado 28,00 1495,32 697,00 126,49 80,05 781,83 469,10 83,49 50,24 10,05 Bc_Rivaldo_Carvalho 25,60 305,19 622,00 373,00 42,63 519,63 311,78 90,47 26,75 5,35 Bc_Rosario 26,30 343,70 708,00 254,00 55,71 561,65 336,99 85,64 42,59 8,52 Bc_Salg_01 22,20 3637,63 588,00 191,50 150,91 1870,56 1122,33 84,52 46,54 9,31 Bc_Salg_02 9,90 4152,53 730,00 297,00 110,93 1267,22 760,33 80,91 59,92 11,98 Bc_Thomas_Osterne 69,40 115,16 950,00 411,00 23,25 191,65 114,99 83,56 49,98 10,00 Bc_Tigre 36,80 22,71 303,29 191,00 10,38 138,17 82,90 90,52 26,59 5,32 Bc_Trici 18,60 548,31 640,00 412,38 56,66 747,06 448,24 85,22 44,04 8,81 Bc_Trussu 46,90 1562,42 606,00 211,00 101,14 1179,96 707,98 84,66 46,04 9,21 Bc_Ubaldinho 20,60 172,32 606,00 256,26 31,26 318,62 191,17 82,10 55,39 11,08 Bc_Valerio 26,70 58,10 720,00 476,00 15,04 157,19 94,31 76,49 78,05 15,61 Bc_Varzea_do_Boi 10,70 1237,53 617,00 396,00 81,63 1152,06 691,24 84,73 45,79 9,16 SB_Jaguaribe 50,60 189,85 370,00 124,00 24,47 274,93 164,96 84,82 45,44 9,09