Avaliação de um método de propagação de cheias em rios com aproximação inercial das equações de Saint-Venant

• Autor(a) principal: Fan, Fernando Mainardi
• Data de Publicação: 2014
• Outros Autores: Pontes, Paulo Rógenes Monteiro, Paiva, Rodrigo Cauduro Dias de, Collischonn, Walter
• Tipo de documento: Artigo
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/226188
• topic: Propagação de vazões; Modelos hidrológicos; Simulação numérica; Flow routing; Simulation; Inertial model

Os cálculos de propagação de ondas de cheias em rios são, normalmente, realizados utilizando soluções numéricas das equações de Saint-Venant. No entanto, em modelos hidrológicos de transformação chuva-vazão que representam além do escoamento nos rios, os demais processos do ciclo hidrológico, como a geração de escoamento superficial, a evapotranspiração, e o balanço de água no solo, é comum a utilização de métodos simplificados para representar a propagação de cheias em rios. Entre as técnicas de propagação mais utilizadas estão os métodos de onda cinemática e o método Muskingum-Cunge. Essas abordagens simplificadas, entretanto, não permitem representar o escoamento em rios de baixa declividade, em rios sujeitos ao efeito de remanso de reserva- tórios, e em estuários em que o escoamento está sujeito ao efeito da maré, porque desprezam, entre outros, o termo do gradiente de pressão nas equações de Saint-Venant. Uma alternativa, neste caso, é a utilização dos modelos não inerciais, que incluem o termo do gradiente de pressão. Mais recentemente, novos trabalhos propõe a adoção dos modelos inerciais, que incluem, além do termo do gradiente de pressão, o termo de inércia local. Este artigo apresenta alguns testes da aplicabilidade de uma solução numérica por um esquema explícito do modelo inercial unidimensional, visando sua futura integração como módulo de propagação de vazões em modelos hidrológicos chuva-vazão. O modelo inercial também é comparado com outros modelos simplificados e com uma solução hidrodinâmica completa. O conjunto de testes avaliam os modelos em situações de diferentes declividades, efeito de reservatório e remanso e, por fim, efeito de maré. Os resultados mostram que para uma variedade de casos o modelo inercial apresenta resultados próximos aos de um modelo hidrodinâmico completo, e melhores ou equivalentes que dois modelos simplificados também testados (Muskingum-Cunge Linear e Muskingum-Cunge-Todini não linear). Conclui-se que o modelo inercial, com solução baseada num esquema numérico explícito, é aplicável para a simulação da propagação de vazão em trechos de rios, e promissor para o acoplamento como módulo de propagação em modelos hidrológicos.