O programa de computador Dechidr_VB.VBP

O programa de computador Dechidr_VB.VBP foi desenvolvido e apresentado em Oliveira (2001, 2004). Este programa tem como objectivo a decomposição do hidrograma, considerando a ocorrência de episódios distintos de precipitação/recarga (P/R). O método é aplicado individualizando o episódio e aplicando posteriormente a técnica geral de decomposição, estando a sua aplicação condicionada a alguns pressupostos (cf. Oliveira, 2004).

A técnica geral de decomposição segue o método apresentado em Shirmohammadi et al. (1984) referido na secção 3.1.4.3, considerando dois critérios distintos na definição do período durante o qual ocorre escoamento directo. O primeiro consiste em marcar uma linha, unindo a origem do hidrograma do episódio de escoamento em análise ao escoamento existente no início do dia N+1 (em que N é dado pela equação 1), após o pico do hidrograma (Fig. 25-I) ou após o final do episódio de precipitação (Fig. 25-II).

Fonte: Oliveira (2001)

Fig. 25 - Ilustração dos dois critérios considerados no programa Dechidr_VB.VBP na definição do período

durante o qual se considera a existência de escoamento directo (N=2): I) o dia do pico do hidrograma; II) o ultimo dia de chuva.

Dado que na demarcação da referida linha de separação entre o escoamento de base e o directo, o escoamento de base pode apresentar um valor superior ao escoamento verificado para esse dia, o algoritmo prevê a correcção do escoamento de base para metade do escoamento do dia e recalcula os escoamentos dos dias seguintes a partir do valor que foi corrigido (Fig. 26).

Sendo que num dia pode ter-se um esgotamento resultante de vários episódios de P/R que ocorreram anteriormente, o programa compreende um conjunto de procedimentos que permitem a identificação e individualização de tais distintos episódios (Oliveira, 2001). Tal individualização é feita sequencialmente, considerando a série de dados de entrada (data, escoamento, precipitação). Assim durante a análise de um episódio P/R, considera-se que se está perante um novo episódio quando:

• o valor do escoamento é superior ou igual ao do dia anterior e o do dia anterior é inferior ao registado dois dias antes;

• o escoamento é superior ao do dia anterior e o do dia anterior é igual ao registado dois dias antes.

Fonte: Oliveira (2001)

Fig. 26 - Correcção do escoamento de base para os casos em que no período de crescimento o escoamento de

base calculado é superior ao escoamento, através da consideração de que o escoamento directo é metade do escoamento nos dias indicados e é recalculado pelo procedimento normal para os restantes dias.

É ainda de salientar que o início de um novo episódio só é válido na condição de se registar precipitação superior a uma precipitação mínima, quando da subida do escoamento, correspondendo esse mínimo à precipitação necessária para que ocorra escoamento directo. Na situação de não ser considerado um novo episódio, o procedimento continua até que se verifiquem as premissas anteriormente referidas. Sendo que em alguns casos é difícil calcular a precipitação e noutros ocorre aumento do escoamento superficial sem que tenha sido estimada precipitação na bacia, o programa permite também a realização da decomposição do hidrograma sem se impor a existência de precipitação (Oliveira, 2004).

Tendo-se identificado a ocorrência de um novo episódio, o passo seguinte passa por determinar o coeficiente de esgotamento α do episódio anterior, pelo melhor ajustamento da curva exponencial negativa traduzida pela Eq. 2; esta operação é descrita em Oliveira (2001, 2004). Após o cálculo do referido coeficiente, é efectuada uma verificação do balanço de massa, determinando-se a quantidade de precipitação que contribui para o episódio e a quantidade de escoamento existente nesse episódio. No caso do escoamento do episódio ser superior à precipitação, um novo coeficiente α é determinado de modo a verificar-se a igualdade entre o escoamento e a precipitação ocorrida.

O último passo consiste em determinar o escoamento do episódio anterior que ocorre nos dias seguintes ao início do novo episódio, tendo em consideração a equação que traduz matematicamente a curva de esgotamento (Eq. 2) e o coeficiente de esgotamento determinado antes. Para este cálculo assume-se, na concepção do Dechidr_VB.VBP, que o escoamento relativo ao episódio anterior é calculado até ao dia em que o seu valor atinge um mínimo de 0,01 mm/d. Para uma compreensão mais detalhada deste procedimento consulte-se Oliveira et

A interface principal do programa Dechidr_VB.VBP possui quatro menus distintos, permitindo a introdução das séries de dados a utilizar na decomposição do hidrograma, a definição de parâmetros a considerar durante a corrida, a corrida do programa e a visualização dos resultados (Fig. 27). Através do menu Ficheiros é possível definir o nome do ficheiro de entrada que contém as séries de dados relativos ao escoamento e à precipitação. Este é um ficheiro ASCII contendo três colunas em que os valores se separam por vírgulas, sendo a primeira coluna referente à data (por ordem crescente e formato utilizado pelo Microsoft Excel), a segunda contém o escoamento superficial (mm/dia) e a terceira contém a precipitação média da bacia (mm/dia).

Permite também definir os três ficheiros de saída em formato ASCII, em que um deles conterá informação geral, como as diversas mensagens do programa e os resultados de decomposição. O segundo ficheiro conterá os resultados diários da decomposição por episódio e o terceiro ficheiro conterá os resultados totais por episódio a apresentar em dez colunas, cada uma delas referente a um parâmetro (e.g. número da ordem do episódio, data de início da precipitação; coeficiente de esgotamento; total do escoamento superficial do episódio, entre outros).

O menu Dados para o modelo permite a definição de dois dos parâmetros necessários para a corrida do modelo: (1) a precipitação mínima necessária para que ocorra escoamento e (2) o número de dias em que se verifica a existência de escoamento directo além dos dias de chuva. Neste menu dá-se também a indicação se se controla o balanço entre a precipitação e o escoamento e se se considera a ocorrência de precipitação na definição da ocorrência de um novo episódio. No menu Correr, são efectuados os cálculos e os resultados da decomposição do escoamento, gravados nos três ficheiros de saída anteriormente referidos.

Os resultados obtidos podem ser visualizados na forma de gráficos e tabelas (produzidos no Microsoft Excel), sendo esta opção possível através do menu Visualização. As opções dos dados a apresentar sobre a forma de gráfico é diversa, permitindo visualizar: (1) a decomposição de um único episódio definido pelo utilizador; (2) a decomposição de vários episódios que ocorrem num período definido pelo utilizador; (3) a decomposição num determinado período sem a identificação dos diferentes episódios; (4) a decomposição de todos os episódios para toda a série; (5) e os totais resultantes da decomposição de toda a série. Possibilita também a construção de um gráfico que reflecte o número de casos em que o escoamento base é inferior ou superior a um determinado valor, expressando tal resultado em frequências relativas acumuladas e em dias por ano.

I) II)

III) IV)

Fonte: Oliveira (2004)

Fig. 27 - Interfaces do programa de decomposição do escoamento Dechidr_VB.VBP onde é possível visualizar:

I) introdução dos nomes dos ficheiros contendo os dados de entrada e de saída; II) parâmetros a considerar na corrida do modelo; III) corrida do modelo; e IV) visualização dos resultados.

3.1.4.5 O degelo e sua consideração na decomposição das componentes do