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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Modelagem hidrológica: técnicas de geoprocessamento aplicadas ao modelo SCS Soilcon Servation Service Curve Number
Authors: Rafael do Carmo Pompermayer
First Advisor: Maria Marcia Magela Machado
First Referee: Ursula Ruchkys de Azevedo
Second Referee: Leonardo Mitre Alvim de Castro
Abstract: A hidrologia tem a bacia hidrográfica como sua principal unidade de estudo, que por sua vez tem a dinâmica influenciada por diversos elementos. O esforço da ciência em colocar estes elementos em interação originou os modelos hidrológicos. Estes modelos visam simular partes do ciclo hidrológico, para, dentre outros objetivos, dimensionar estruturas de drenagem. O presente estudo destaca o modelo desenvolvido pelo Soil Conservation Service, conhecido como Curve Number, que considera parâmetros físicos da bacia hidrográfica para estimar a vazão máxima durante determinado evento pluviométrico. Neste sentido, foram aplicadas técnicas de geoprocessamento na obtenção destes parâmetros, visando comparar os resultados finais com os obtidos por meio de estudo hidrológico realizado sem a aplicação de tais técnicas. As características físicas que alimentaram o modelo foram obtidas através de modelo digital de elevação hidrologicamente consistente gerado a partir dos dados cartográficos disponíveis. Posteriormente, por meio de algoritmos computacionais específicos, foi gerado o mapa de direção do fluxo d´água no relevo e, a partir deste, a definição da área contribuinte da bacia hidrográfica. A extensão do talvegue foi interpretada com base nos dados das cartas topográficas na escala de 1:50.000 da região, sendo, a partir daí, realizados os cálculos de declividade efetiva. Técnicas de sensoriamento remoto foram realizadas para obter a classificação de imagens do satélite Landsat 7, tendo como referência as tipologias pré-definidas pelo SCS-CN. Esta classificação foi cruzada com o mapa de solos da região, obtendo o valor do parâmetro Curve Number. A precipitação foi calculada de acordo com a equação de chuvas intensas para o posto pluviográfico representativo da região. A partir daí, a modelagem foi realizada, visando comparar a utilização das técnicas de geoprocessamento com os métodos convencionais aplicados.Os resultados demonstraram que as técnicas aplicadas retornaram valores mais próximos da realidade no que diz respeito aos parâmetros, área da bacia e comprimento do talvegue. A declividade efetiva calculada de forma distribuída demonstrou um valor menor do que o utilizado no método convencional, o que influenciou bastante no cálculo dos tempos de concentração e pico. O valor do parâmetro CN demonstrou-se numericamente próximo, porém, este parâmetro é muito sensível no modelo, contribuindo para a discrepância na comparação dos resultados finais. Por fim, conclui-se que o aumento na precisão dosparâmetros não ocasionou aumento de precisão do modelo, porém, diante dos ajustes realizados na aplicação do método convencional, isto não representou a inaplicabilidade destas técnicas, sendo diagnosticado que o modelo necessita de adaptações.
Abstract: For hydrology, the watershed its the primary unit of study, which dynamics its influenced by various elements. The effort of science to place these elements in interaction originated hydrological models. These models aim to simulate parts of the hydrologic cycle, for, between other objectives, dimension drainage structures. This study highlights the model developed by the Soil Conservation Service, known as Curve Number, which considers the physical parameters of the watershed to estimate the maximum runoff for a given rainfall event. In this regard, GIS techniques were applied in obtaining these parameters in order tocompare the final results with those obtained by hydrological studies conducted without the application of such techniques. The physical characteristics that compose the model were obtained from a digital elevation model hydrologically consistent generated from cartographic data available. Subsequently, by specific computational algorithms, was generated a map of the direction of water flow and, from this, the definition of the contributing area of watershed. The lenght of river was interpreted based on the topographical data at a 1:50,000 scale, and, thereafter, effectively slope calculations was performed. Remote sensing techniques were performed to obtain the classification of Landsat 7 satellite images, with reference to the soil uses predefined by SCSCN.This classification was crossed with the soil map of the region, obtainingthe value of the parameter Curve Number. Precipitation was calculatedaccording to the rainfall equation for the representative pluviometric post of the region. Thereafter, the modeling was performed to compare the use of GIS techniques with conventional methods applied. The results showed that the techniques applied returned values closer to the true about the parameters, area and length of river. The effective slope calculated in a distributed manner showed a lower value than that used in the conventional method, which greatly influenced in the calculation of time of concentration and peak. The parameter CN has been shown numerically close, however, this parameter is very sensitive to the model, contributing to the discrepancy in the comparison of thefinal results. Finally, it is concluded that the increase in accuracy of theparameters did not result in increased accuracy of the model, however, in front of the adjustments aplied to the conventional method, it does not represent the inapplicability of these techniques. Was diagnosed that the model needs to be adapted.
Subject: Modelagem de dados
Hidrologia Modelos
Geoprocessamento Técnica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/IGCM-9QEM87
Issue Date: 21-Jun-2013
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