Exemplos Aplicativos

É absolutamente necessário que os técnicos disponham de metodologias e informações hidrológicas confiáveis da região em estudo. A importância do correto dimensionamento de uma obra hidráulica é facilmente percebido: caso a obra seja superdimensionada a projeção do alto custo poderá inviabilizar o processo construtivo, se for executado; por outro lado, se a obra for sub-dimensionada certamente o risco de ruptura será eminente.

A aplicação das tecnologias geradas no “Atlas Digital das Águas de Minas” resultam em alta eficácia dos projetos e conseqüente redução dos custos de implantação. Como ferramenta de planejamento e gestão dos recursos hídricos, além de permitir aplicações muito diversificadas na área da engenharia de recursos hídricos (dimensionamento de projetos e obras hidráulicas) oferece, também, informações importantes sobre outorga de uso da água, diversidade hidrológica no território mineiro, indicadores de sustentabilidade, regiões hidrográficas em situações de escassez e conflitos de usos da água, impactos ambientais relevantes, dentre outras.

Com o objetivo de exemplificar essas possibilidades de aplicação e, simultaneamente, mostrar alguns exemplos de validação da metodologia desenvolvida no Atlas, são apresentados nove exemplos baseados em situações práticas extraídas da realidade. Dentre esses, os quatro primeiros e o oitavo foram desenvolvidos em locais de obras hidráulicas já existentes objetivando estabelecer o confronto de suas dimensões com os resultados da aplicação das tecnologias geradas.

As variáveis hidrológicas utilizadas nos referidos exemplos foram estimadas por meio da consulta espacial georreferenciada “modelos ajustados por curso d’água” fundamentada no Sistema Simplificado de Apoio a Gestão das Águas – SAGA, desenvolvido no Atlas.

A transferência espacial das informações hidrológicas para o local de interesse foi realizada por meio da aplicação de um dos procedimentos:

Comentários sobre "Predição de vazão em pequenas bacias" utilizando o procedimento "Extrapolação espacial da regionalização hidrológica"

Como os estudos de regionalização de vazões estão alicerçados na rede hidrológica brasileira e esta foi instalada, principalmente, em médias e grandes bacias hidrográficas, a extrapolação espacial das vazões para pequenas bacias (limite inferior do intervalo das áreas de drenagem utilizadas na regionalização hidrológica) deve ser realizada com cautela, tendo em vista a tendência de se subestimar a vazão desejada.

A magnitude de uma enchente é muitas vezes apresentada em função da probabilidade de ser igualada ou superada. O inverso dessa probabilidade define um período médio de tempo em anos, entre a ocorrência de enchente de uma certa magnitude ou maior, denominada de período de retorno. Devido a isso, é comum se dizer, por exemplo, que uma enchente que tem 1%  ou 0,2% de chance de ser igualada ou excedida apresenta um período de retorno de 100  e 500 anos respectivamente. Dessa forma, observa-se que quanto maior o período de retorno, menor o risco, e consequentemente maior o valor da vazão máxima esperada.

Com base nessa contextualização (com foco na relação > período de retorno > valor da vazão máxima esperada) a alternativa encontrada pela equipe do programa HIDROTEC para predição da vazão máxima de cheia (ou vazão de projeto) em pequenas bacias, de forma a minimizar a tendência de se subestimar a vazão desejada ao aplicar o procedimento "extrapolação espacial da regionalização hidrológica", foi o de aumentar o período de retorno previsto no dimensionamento  de obras hidráulicas projetadas e validar essa adequação/ajuste, conforme pode-se observar nos resultados dos exemplos abordados nessa página, números: um, dois, três, quatro e oito.

Os resultados da aplicação dos ajustes mencionados apontaram para a adoção do período de retorno de 500 anos para as regiões hidrográficas dos rios Paranaíba e Grande em território mineiro  e período de retorno de 100 anos para as demais regiões hidrográficas, incluindo aí, partes dos Estados do Espírito Santo, Bahia, Goiás e Distrito Federal  inseridas no ATLAS.

Procuraram os autores dar ênfase especial ao aspecto econômico do dimensionamento, que está ligado à noção de freqüência da vazão máxima de cheia, considerando tratar-se de pequenas obras hidráulicas, as quais não acarretam perda de vidas humanas ou não provocam repercussões econômicas excepcionais, bem como apresentar um método em torno de informações hidrológicas próprias (geradas na própria região hidrográfica de interesse de instalação do projeto/obra hidráulica) de forma a liberar o problema de soluções importadas, cuja adaptação carece, em geral, de uma melhor justificativa técnica.

A necessidade de um contínuo aperfeiçoamento dos métodos de dimensionamento é indiscutível. Somente com um trabalho sistemático de verificação de obras existentes; de confronto de suas dimensões com as resultantes da utilização desta metodologia; de registro sistemático do desempenho das estruturas, sua ruína parcial ou total e suas causas, será possível estabelecer critérios de projetos mais satisfatórios, cujo resultado econômico será, sem dúvida, altamente compensador.

Dessa forma, os estudos hidrológicos regionais desenvolvidos e validados no  ATLAS representam uma ferramenta  importantíssima  ao engenheiro que trabalha com recursos hídricos nas regiões hidrográficas mineiras e demais regiões estudadas.

Ainda no contexto de "Predição de vazão em pequenas bacias" vale esclarecer que, de modo geral, a estimativa da vazão máxima em pequenas bacias hidrogáficas é realizada por meio da aplicação de um dos procedimentos:

A primeira opção (a) é a adotada no programa HIDROTEC onde a vazão é estimada utilizando-se praticamente de três situações: a) Local de interesse coincide com o local da estação fluviométrica (ajustamento de distribuições de probabilidades à série histórica dos dados de vazão); b) Local de interesse se encontra próximo de uma ou mais estações fluviométricas (transferência espacial da vazão máxima caracterizada pela freqüência por meio da vazão específica) e c) local de interesse se encontra distante das estações fluviométricas (aplicação de técnicas de regionalização hidrológica). É importante destacar que havendo dados disponíveis de vazão em quantidade adequada para se aplicar os métodos estatísticos, estes devem ser os preferidos, uma vez que essa opção elimina as incertezas de ter que transformar os dados chuva em vazão.

A segunda opção (b) apresenta a alternativa de se estimar a vazão, indiretamente, com base em dados de precipitação pluvial. Basicamente  utiliza métodos classificados como empíricos, tais como: o método racional, método racional modificado, Método de I-Pai-Wu Modificado, Ven Te Chow,  Burkli-Ziegler, MacMath, Fuller, Horton, George Ribeiro, hidrograma unitário, hidrograma unitário triangular, dentre outros. Sabe-se, entretanto, que devido as incertezas na transformação de dados de chuva em vazão (envolve diversas simplificações e coeficientes cuja compreensão e avaliação têm muito de subjetivo), e também pelo fato de se aplicar os referidos métodos em locais diferentes daqueles onde foram ajustados (maioria dos métodos  importados de outros países e desenvolvidos no final de século XIX e início do século XX), estes métodos apresentam de um modo geral, tendência de se superestimar o valor da vazão máxima acarretando um superdimensionamento da obra podendo, muitas vezes, inviabilizar seu processo construtivo.

Com relação a vazão mínima (Q7,10) vale registrar que no Exemplo abordado nº 1 (Validação dos modelos hidrológicos ajustados nas RHH) estão inseridas informações sobre um  estudo realizado (exemplo nº 1.3) objetivando a validação da estimativa dessa variável hidrológica.

Exemplos abordados: