Comparação entre o tempo de concentração estimado pelo método cinemático NRCS e as equações empíricas em duas microbacias urbanas de Marechal Cândido Rondon (PR)
DOI:
https://doi.org/10.61636/bpg.v1i113.3432Palavras-chave:
Urbanização, Drenagem urbana, Oeste do ParanáResumo
O objetivo do trabalho é estimar o tempo de concentração (Tc) de duas microbacias urbanas pelo método cinemático NRCS e compará-lo com valores de Tc calculados pelas equações empíricas mais comumente utilizadas na literatura. As microbacias estão situadas na sede urbana de Marechal Cândido Rondon, região Oeste do Paraná e fazem parte da cabeceira dos córregos Guará e Borboleta, denominadas neste trabalho de ponto Unioeste e Peixe Frito respectivamente. O Tc obtido pelo método cinemático NRCS e as equações empíricas foram comparados mediante o erro porcentual objetivando conhecer os métodos empíricos que forneceram os resultados mais próximos com o método cinemático, tido como referência. Os resultados obtidos mostram que a maioria das equações empíricas tenderam a subestimar ou superestimar em diversas magnitudes o Tc em comparação com os valores estimados pelo método cinemático NRCS. Esta tendência foi observada em equações empíricas de aplicação tanto em bacias rurais como urbanas. Nenhum método empírico se destacou em ambas as cabeceiras. As duas microbacias apresentaram alto grau de urbanização (>90%), entretanto suas características morfométricas são diferentes, a microbacia Unioeste apresenta menor declividade e forma ovalada, enquanto a microbacia Peixe Frito possui maior declividade e forma muito alongada. Estas condições de urbanização e morfometria ensejaram o destaque das equações do Corps Engineers, Desbordes e McCuen (de aplicações rural, urbana e urbana respectivamente) no ponto Unioeste e as fórmulas de Carter, Picking e Kirpich (fórmulas urbana, rural e rural respectivamente) no ponto Peixe Frito.
Referências
AGUNWAMBA, J.C.; MMONWUBA, N.C. Comparative analysis of some existing models for estimating the time of concentration for watersheds in Anambra State, Nigeria. Journal of Engineering Research and Reports, 20 (5): 64–75. 2021. https://doi.org/10.9734/jerr/2021/v20i517314.
AKAN, A.O. Time of concentration of overland flow. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 112(4): 283–292. 1986. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1986)112:4(283).
APARECIDO, L.E.O.; ROLIM, G.S.; RICHETTI, J.; SOUZA, P.S.; JOHANN, J.A. Köppen, Thornthwaite and Camargo climate classifications for climatic zoning in the State of Paraná, Brazil. Ciência e Agrotecnologia, v. 40, n.4, p. 405-417. 2016. Disponível em: https://www.scielo.br/j/cagro/a/nfcXCJMXKD35kv6DppjpPMy/?format=pdf&lang=en. Acesso: dezembro 2022.
BIDONE, F.R.A.; TUCCI, C.E.M. Microdrenagem. In: Drenagem Urbana (TUCCI, C.E.M.; PORTO, R.L.; BARROS, M.T., Orgs.) Editora da Universidade ABRH, p. 77-105. 1995.
CALZAVARA, S.F. Uso e cobertura do solo e escoamento superficial nas bacias hidrográficas urbanas de Marechal Cândido Rondon-PR. 2015, 141f. Dissertação, Mestrado em Geografia. Universidade Estadual do Oeste do Paraná, campus de Marechal Cândido Rondon. Inédita.
CANHOLI, A.P. Drenagem urbana e controle de enchentes. São Paulo, editora Oficina de Textos, 384 p., 2014.
CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) Drenagem Urbana - Manual de Projeto. 3a ed., 452 p. 1986.
ECHEVERRI-DÍAZ, J.; CORONADO-HERNÁNDEZ, Ó.E.; GATICA, G.; LINFATI, R.; MÉNDEZ-ANILLO, R.D.; CORONADO-HERNÁNDEZ, J.R. Sensitivity of empirical equation parameters for the calculation of time of concentration in urbanized watersheds. Water, 14(18): 2847. 2022. https://doi.org/10.3390/w14182847.
FANG, X.; THOMPSON, D.B.; CLEVELAND, T.G.; PRADHAN, P.; MALLA, R. Time of concentration estimated using watershed parameters determined by automated and manual methods. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134(2): 202–211. (2008). https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2008)134:2(202).
FERNANDEZ, O.V.Q. Caracterização morfométrica das bacias hidrográficas urbanas e periurbanas de Marechal Cândido Rondon, Paraná. Revista Geografia em Questão, v. 9, n 2, p. 88-106, 2016. Disponível em: https://e-revista.unioeste.br/index.php/geoemquestao/article/view/13770/11292. Acesso: dezembro de 2022.
FOWERAKER, J. A luta pela terra: a economia política da fronteira pioneira no Brasil em 1930 aos dias atuais. Rio de Janeiro, Ed. Zahar. 1982.
FRUET, J.G.W. Fragilidade ambiental: subsídios para a gestão de uso e ocupação do solo nas bacias hidrográficas periurbanas de Marechal Cândido Rondon, PR. 2016. 126f. Dissertação (Mestrado em Geografia), Programa de Pós-Graduação em Geografia, campus de Marechal Cândido Rondon, Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
GEBERT, D.M.P.; KIST, A.; VIRGENS FILHO, J.S. Determinação de regiões homogêneas de precipitação pluviométrica no estado do Paraná por meio de técnicas de análise multivariada e geoestatistica. Revista Brasileira de Climatologia, v. 14, n 23, p. 374-388. 2018. Disponível em: https://revistas.ufpr.br/revistaabclima/article/view/60406. Acesso: dezembro de 2022.
GONZÁLEZ-ÁLVAREZ, Á.; MOLINA-PÉREZ, J.; MEZA-ZÚÑIGA, B.; VILORIA-MARIMÓN, O.M.; TESFAGIORGIS, K.; MOUTHÓN-BELLO, J.A. Assessing the performance of different time of concentration equations in urban ungauged watersheds: case study of Cartagena de Indias, Colombia. Hydrology, 7(3): 47. 2020. https://doi.org/10.3390/hydrology7030047.
IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística). Marechal Cândido Rondon. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/pr/marechal-candido-rondon.html>. Acesso em junho de 2023.
JORNAL O PRESENTE (on line) Marechal Cândido Rondon (PR), 6 de janeiro de 2018. Recuperado de http://www.opresente.com.br/marechal-candido-rondon/chuva-provoca-alagamentos-em-marechal-rondon/
MAACK, R. Geografia Física do Paraná. Ponta Grossa (PR). Editora UEPG, 526 p. 2012.
MENEZES FILHO, F.C.M.; SÁ, R.A. Estudo comparativo entre as equações empíricas e o método da velocidade na estimativa do tempo de concentração. Revista Eletrônica de Engenharia Civil, 15(1): 221–244. 2019. https://doi.org/10.5216/reec.v15i1.56559.
MUDASHIRU, R.B.; ABUSTAN, I.; BAHARUDIN, F. Methods of estimating time of concentration: a case study of urban catchment of Sungai Kerayong, Kuala Lumpur. In: F. Mohamed Nazri (ed.), Proceedings of AICCE’19, Lecture Notes in Civil Engineering 53: 119–161. 2019. https://doi.org/10.1007/978-3-030-32816-0_8.
NARDY, A.J.R.; OLIVEIRA, M.A.F.; BETANCOURT, R.H.S.; VERDUGO, D.R.H; MACHADO, F.B. Geologia e estratigrafia da Formação Serra Geral. Revista Geociências, São Paulo, 21 (1/2): 15-32. 2002.
PATTON, P.C.; BAKER, V.R. Morphometry and Floods in Small Drainage Basins Subject to Diverse Hydrogeomorphic Controls. Water Resources Research, 12 (5): 941-952. 1976.
PAVLOVIC, S.B.; MOGLEN, G.E. Discretization issues in travel time calculation. Journal of Hydrologic Engineering, 13(2): 71–79. 2008. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(2008)13:2(71).
PFLUCK, L.D. Riscos ambientais: enxurradas e desabamentos na cidade de Marechal Cândido Rondon –PR, 1980 e 2007. 2009. 274f. Tese (Doutorado em Geografia). Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis.
RAVAZZANI, G.; BOSCARELLO, L.; CISLAGHI, A.; MANCINI, M. Review of time-of-concentration equations and a new proposal in Italy. Journal of Hydrologic Engineering, 24(10): 04019039. 2019. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001818.
SALIMI, E.T.; NOHEGAR, A.; MALEKIAN, A.; HOSEINI, M.; HOLISAZ, A. Estimating time of concentration in large watersheds. Paddy and Water Environment, 15: 123–132. 2016. https://doi.org/10.1007/s10333-016-0534-2.
SANTOS, L.J.C.; OKA-FIORI, C.; CANALI, N.E.; FIORI, A.P.; SILVEIRA, C.T.; SILVA, J.M.F.; ROSS, J.L.S. Mapeamento geomorfológico do estado do Paraná. Revista Brasileira de Geomorfologia, v. 7, n. 2, p. 3-12. 2006.
SCHUMM, S.A. Evolution of drainage systems and slopes in badlands of Perth Amboy. Geological Society American Bulletin, 67: 597-646. 1956.
SHARIFI, S.; HOSSEINI, S.M. Methodology for identifying the best equations for estimating the time of concentration of watersheds in a particular region. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 137(11): 712–719. 2011. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0000373.
SILVEIRA, A.L.L. Desempenho de fórmulas de tempo de concentração em bacias urbanas e rurais. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 10, pp. 5-23. 2005.
STRAHLER, A.N. Dimensional analysis applied to fluvially eroded landforms. Geological Society American Bulletin, 69: 279-300. 1958.
STRAHLER, A.N. Quantitative analysis of wastershed Geomorphology. Transaction of American Geophysics Union, 38: 913-920. 1957.
USDA-NRCS (US Department of Agriculture - Natural Resources Conservation Service) Urban hydrology for small watersheds. Technical Release No. 55 (TR-55). USDA SCS, Washington DC. 164 p. 1986.
ZAHRAEI, A.; BAGHBANI, R.; LINHOSS, A. Applying a graphical method in evaluation of empirical methods for estimating time of concentration in an arid region. Water, 13(19): 2624. 2021. https://doi.org/10.3390/w13192624.
ZOLGHADR, M.; RAFIEE, M.R.; ESMAEILMANESH, F.; FATHI, A.; TRIPATHI, R.P.; RATHNAYAKE, U.; GUNAKALA, S.R.; AZAMATHULLA, H.M. Computation of time of concentration based on two-dimensional hydraulic simulation. Water, 14(19): 3155. 2022. https://doi.org/10.3390/w14193155.
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