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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2000.tde-20210104-200820
Document
Author
Full name
Eder Joao Pozzebon
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2000
Supervisor
Title in Portuguese
Simulação de escoamento em microbacia hidrográfica utilizando sistemas de informações geográficas e de modelagem hidrológica
Keywords in Portuguese
ESCOAMENTO
MICROBACIA HIDROGRÁFICA
MODELAGEM HIDROLÓGICA
SIMULAÇÃO
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
Abstract in Portuguese
Com o objetivo de simular o escoamento de água em uma microbacia hidrográfica de 81,7 ha, sob diversos cenários de uso da terra, informações especializadas foram pré-processadas por meio da extensão CRWR-PREPRO do Sistema de Informações Geográficas (SIG) ArcView. Basicamente, esse pré-processamento, realizado a partir do modelo digital do terreno (MDT), consistiu no delineamento de sub-bacias e canais e na determinação de uma estrutura interconectada desses elementos hidrológicos e seus parâmetros. O tamanho de célula escolhido para o MDT foi de 10 m x 10 m, pois, nessa resolução, o delineamento das sub-bacias e canais foi satisfatório. Para melhorar o delineamento dos canais nas áreas planas, a rede de drenagem, representada em cartas plani-altimétricas por linhas, foi digitalizada e sobreposta no MDT. Além do MDT, foi necessária a determinação de mapas de número da curva (CN) do SCS (Serviço de Conservação de Solos dos Estados Unidos) e da velocidade da água na superfície do terreno e nos canais. Os mapas de CN foram determinados no SIG ArcView por meio da interseção de mapas de solos com mapas de uso da terra, associada às informações de grupo hidrológico, condição hidrológica da superfície e de umidade antecedente. A seguir, a estrutura de bacia, criada pelo CRWR-PREPRO em formato de arquivo ASCII, foi utilizada no sistema de simulação hidrológica Hydrologic Modeling System (HEC-HMS). Aproveitando a estrutura interconectada, as simulações foram feitas com base no método do número da curva do SCS para determinação do volume de escoamento, com base no método da hidrógrafa unitária adimensional do SCS para transformação desse volume em hidrógrafas de cada elemento e finalmente na propagação dessas hidrógrafas em canais. Os parâmetros CN e abstrações iniciais, foram calibrados para a condição de toda a microbacia ocupada por floresta de eucalipto e mata ciliar (8% ), usando-se eventos observados de chuva e descarga. As simulações mostraram que as mudanças na ocupação de uma floresta de eucalipto bem manejada para pastagem ou cultivas mal manejados podem aumentar de forma drástica a produção do escoamento direto e a vazão de pico. Mudanças consideráveis na forma das hidrógrafas foram conseguidas simplesmente com a inversão da posição das ocupações dentro da bacia, isto ocorreu pela desincronização dos picos de vazão. A intensidade e o padrão da distribuição temporal das chuvas em interação com a posição da ocupação dentro da microbacia também influenciaram a forma da hidrógrafa. Essas informações, bem como a metodologia empregada, por ser baseada em dados facilmente disponíveis, podem ser usadas no planejamento e manejo de microbacias hidrográficas.
Title in English
Runnof simulation within a small watershed by gis and hydrologic modeling system
Keywords in English

Abstract in English
With purpose to simulate the runnof in a watershed of 81,7 ha under variate scenarios, spatial informations have been processed by CRWR-PREPRO extension of the ArcView program. Subbasins and channels of whole area were connected in a network of hydrologic elements. A digital elevation model (DEM) was necessary for data processing, thus the SCS Curve Number Method and the runnof velocity in the channels and overland flow. Soil maps, land use, hydrologic soil group and antecedent moisture conditions were analised too. The basin structure processed by the CRWR-PREPRO was introduced in the Hydrologic Modeling System (HEC-HMS). Simulations were carried out by the SCS CN Method in order to determine the volume of runoff and by the SCS Dimensionless Unit Hydrograph. By this procedure a resulting hydrograph was achieved for each scenario. A satisfactory calibration of the modeling structure was achieved by using local field data of rains and discharges. For the DEM, pixels of 10m x 10m were selected for best resolution. Simulations demonstrated that a change in soil occupation between Eucaliptus and row crops produces a significant change of the hydrograph shape and peak discharge. These results may be used as advisory in planning land use. The rain pattern as temporal distribution connected with the vegetation distribution within the basin determines the hydrograph shape with high sensitivity. That information may be used as a sound orientation in watershed management.
 
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Publishing Date
2021-01-07
 
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