Escoamento Superficial Metodo Curva Numero CN Bacia Hidrografica

AVALIAÇÃO ESCOAMENTO SUPERFICIAL PELO MÉTODO CURVA NÚMERO CN Estimar o escoamento superficial considerando os valores de uso e ocupação da bacia e as modificações que ocorreram no período entre 1986 2003 2021 e 2039 Para 2039 simular o escoamento superficial considerando a adoção de dois tipos de política de ocupação da bacia A 1ª se refere a adoção de uma política de urbanização e a 2ª se refere a adoção de uma política de conservação Você deverá utilizar o método Curva Número ou CN desenvolvido pelo SCS USDA considerado o método mais utilizado para a estimativa do escoamento superficial em bacia hidrográfica MACHADO 2002 O método é baseado nas seguintes equações Eq 1 Eq 2 Em que Pe escoamento superficial mm P Precipitação Máxima em dado Período de Retorno mm S Infiltração Potencial mm CN Número da Curva adimensional Figura 1 Uso e ocupação na bacia do ribeirão Itaim ocorridas no período de 1986 a 2003 Tabela 1 Classes de uso e ocupação na bacia do ribeirão Itaim nos anos de 1986 a 2021 O valor do Curva Número pode ser ponderado em função dos diferentes usos e ocupação cobertura do solo pela seguinte equação Eq 3 Em que CNpond Valor do Número da Curva ponderado adimensional CNc Valor do número da curva de cada classe de uso e cobertura do solo da bacia adimensional Ac Área de cada classe de uso e cobertura do solo da bacia em ha At Área total da bacia em ha Resolução Para resolver esse exercício primeiro devese calcular o tempo de concentração da bacia Referese ao tempo necessário para a água em ir do ponto mais distante até o exutório da bacia Sua estimativa é baseada na velocidade média do escoamento superficial que é função do espaço a ser percorrido sendo calculado pela Equação 4 de Kirpich conforme TUCCI 2000 e como se refere ao tempo a partir do qual toda a bacia estará contribuindo com a vazão esta deverá ser máxima Dados físicos da bacia são encontrados na Tabela 2 Eq 4 Tc Tempo de Concentração em minutos L Comprimento do Talvegue Km H Desnivel entre a nascente mais distante e o exutório da bacia m Uma vez que se determine o Tempo de concentração o mesmo deve ser igualado ao tempo de duração da chuva e assim se garante que haverá cheia Assim escolhese as alturas de chuva máxima em uma tabela igual a Tabela 3 Como não estamos preocupados apenas com um tempo de retorno específico devemos pegar todos os valores de chuva variando de 2 a 200 anos de retorno e tempo de duração igual ao tempo de concentração Tabela 2 Características Físicas da Bacia Hidrográfica do Ribeirão Itaim Tabela 3 Previsão de máximas alturas de chuva mm para Taubaté SP em função do período de retorno e da duração da chuva Duração t Período de retorno T anos minutos 2 5 10 15 20 25 50 100 200 10 148 198 231 250 263 273 304 334 365 20 240 317 367 396 416 431 479 526 573 30 302 396 458 493 518 536 595 652 710 60 410 532 613 658 690 715 791 866 941 120 501 648 745 800 838 868 959 1049 1139 180 544 703 808 867 909 941 1039 1137 1235 360 599 776 893 959 1005 1041 1151 1260 1368 720 637 830 957 1029 1080 1119 1238 1357 1475 1080 654 856 989 1064 1177 1158 1283 1407 1531 1440 665 873 1010 1088 1142 1184 1312 1440 1568 Fonte Martinez Junior Magni 1999 O cálculo da Pe mm depende também da infiltração potencial S mm a qual é calculada pela equação 2 No entanto para isso precisase do CN Curva Número O Curva Número Tabelas 5 e 6 em síntese é uma função das características hidrológicas e de uso e cobertura do solo do grupo de solo Tabela 4 e da umidade antecedente Quanto maior o valor do CN menor o valor da infiltração e maior o valor do escoamento quanto menor valor do CN maior será a infiltração e menor será o escoamento Essa representação é demonstrada na Figura 2 Figura 2 Gráfico da CurvaNúmero para conversão da chuva em escoamento Características físicas Itaim Área 5890 km² Perímetro 4830 km Comprimento do rio principal 21 km Coeficiente de Compacidade 170 Fator de Forma 013 Ordem da Bacia 4ª Ordem Densidade de Drenagem 163 kmkm² Densidade da Rede da Bacia Fluvial 240 cursoskm² Extensão média do Escoamento Superficial 015 km Altitude máxima 1060 m Altitude média 680 m Altitude mínima 577 m Declividade 0023 mm Tabela 4 Grupos hidrológicos de solos definidos para o Estado de São Paulo Grupos Hidrológicos de Solo Grupo A Solos arenosos com baixo teor de argila total inferior a 8 não há rocha nem camadas argilosas e densificadas até a profundidade de 15 m O teor de húmus é muito baixo não atingindo 1 Grupo B Solos arenosos menos profundo do que o do grupo A e com teor de argila total ainda inferior que a 15 No caso de terras roxas este limite pode subir a 20 devido a maior porosidade Os dois teores de húmus pode subir a 12 e 15 respectivamente Não pode haver pedras nem camadas argilosas até 15 mas quase sempre presente camada mais densificada que a superficial Grupo C Solos Barrentos com teor de argila total de 20 a 30 mas sem camadas argilosas impermeáveis ou contendo pedras até a profundidade de 12 m No caso de terras roxas esses dois limites máximos podem ser de 40 e 15 m Notase a cerca de 60 cm de profundidade camada mais densificada que no grupo B mas ainda longe das condições de impermeabilidade Grupo D Solos argilosos 30 a 40 de argila total e ainda com camada densificada a uns 50 cm de profundidade Ou solos arenosos como do grupo B mas com camada argilosa ou quase impermeável ou horizonte de seixos rolados No caso de terras roxas este teor pode subir a 45 Grupo E Solos barrentos como do grupo C mas com camada argilosa impermeável ou com pedras Ou sem tal camada mas com teor de argila total superior a 40 No caso de terras roxas este teor pode subir a 60 Tabela 5 Valores dos parâmetros CN para áreas rurais Setzer Porto 1979 Tabela 6 Valores dos parâmetros CN para áreas urbanas PMSP Faça gráficos comparando os escoamentos em função das modificações ocorridas e do período de retorno Também é possível ajustar uma equação que relacione a Precipitação efetiva com a Precipitação máxima para obter o coeficiente de escoamento C Discuta os resultados