Determinação dos efeitos da escolha do modelo chuva-vazão e da discretização em sub-bacias nos resultados da vazão máxima de hidrogramas e volumes de armazenamento de bacias de detenção.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Silveira Neto, José Paulo da
Orientador(a): Castro, Marco Aurélio Holanda de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Volume de Bacias de Detenção
HU-NRCS
SWMM
Vazão Máxima de Hidrogranas
Discretização Espacial
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57021
Resumo: Unplanned urbanization processes led to significant impacts on rainwater drainage, it increased particularly flood frequency and intensity. Flood cont:rol in urban centers includes different solutions as detention basins. The present study aims to investigate how choosing between SWMM and HU-NRCS hydrnlogical models, as well as spatial discretization of the drainage basin, affects the computation of maximum discharge in the design hydrographs and the volume of detention basins. For this purpose, a software with a graphical user interface was developed. It enables the definition of physical and hydrological parameters of drainage basins (including its boundaries), hydrological simulation using HU-NRCS model, and flood propagation simulation using the dynamic wave method. It was applied to five sub-basins in the city of Teresina, Piauí, Brazil anda sensitivity analysis was conducted, varying basin area, CN, length and slope of the main river, time of concentration, and design rainfall duration time. Basin area and CN were the most imp01tant parameters when determining maximum discharge in the design hydrographs and the volume of the detention basins. These results were compared to a SWMM rainfall-mnoff t:ransfonnation model. Differences between thei:r results were dependent on drainage basin a:rea and rainfall duration time. ln small basins (A :S 10.00 km2 with extended rainfall duration (720 min), the HU-NRCS model results in larger peak flows. Similarly, for the volume of the detention basins, the values calculated by the HU-NRCS model are larger than those calculated by the SWMM model. Regarding the evaluation of discretization effects, six levels of spatial discretization for a drainage basin were analyzed. The higher the level of discretization was, the lower were the values computed for the maximum discharge in the design hydrographs and the volume of the detention basins.
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The present study aims to investigate how choosing between SWMM and HU-NRCS hydrnlogical models, as well as spatial discretization of the drainage basin, affects the computation of maximum discharge in the design hydrographs and the volume of detention basins. For this purpose, a software with a graphical user interface was developed. It enables the definition of physical and hydrological parameters of drainage basins (including its boundaries), hydrological simulation using HU-NRCS model, and flood propagation simulation using the dynamic wave method. It was applied to five sub-basins in the city of Teresina, Piauí, Brazil anda sensitivity analysis was conducted, varying basin area, CN, length and slope of the main river, time of concentration, and design rainfall duration time. Basin area and CN were the most imp01tant parameters when determining maximum discharge in the design hydrographs and the volume of the detention basins. These results were compared to a SWMM rainfall-mnoff t:ransfonnation model. Differences between thei:r results were dependent on drainage basin a:rea and rainfall duration time. ln small basins (A :S 10.00 km2 with extended rainfall duration (720 min), the HU-NRCS model results in larger peak flows. Similarly, for the volume of the detention basins, the values calculated by the HU-NRCS model are larger than those calculated by the SWMM model. Regarding the evaluation of discretization effects, six levels of spatial discretization for a drainage basin were analyzed. The higher the level of discretization was, the lower were the values computed for the maximum discharge in the design hydrographs and the volume of the detention basins.O processo de urbanização sem planejamento adequado resultou em grandes impactos para a drenagem urbana, sobretudo o aumento da frequência e intensidade de inundações. Para o controle das inundações em centros urbanos, utilizam-se medidas compensatórias como as bacias de detenção. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da escolha entre os modelos hidrológicos SWMM e HU-NRCS e do nível de discretização espacial da bacia hidrográfica na detenninação da vazão máxima de hidrogramas de projeto e do volume de bacias de detenção. Foi desenvolvida uma fe1rnmenta computaciona com interface gráfica de usuário, que possibilita a delimitação e definição dos parâmetros físicos e hidrológicos de bacias hidrográficas, simulação hidrológica pelo modelo HU-NRCS e simulação de propagação de cheia pelo método da onda dinâmica. A ferramenta foi aplicada em uma análise de sensibilidade em cinco sub-bacias do município de Teresina - PI, envolvendo a variação da área, CN, comprimento e declividade do rio principal, tempo de concentração e duração da chuva de projeto. Os parâmetros mais influentes na detenninação da vazão máxima dos hidrogramas de projeto e do volume de armazenamento das bacias de detenção são a área e o CN da bacia hidrográfica. Estes resultados foram contrapostos ao modelo de transformação chuva-vazão do SWMM. Os efeitos da escolha do modelo chuva-vazão sobre as vazões máximas dos hidrogramas dependem das caractelisticas da bacia hidrográfica e da precipitação. Em bacias hidrográficas de pequenas dimensões (A :S 10 km2 e precipitações de longa duração (720 min), o modelo HU-NRCS resulta em maiores picos de vazão. Quanto ao volume dos reservató1ios de detenção, os valores calculados pelo modelo HU-NRCS são superiores aos calculados pelo modelo SWMM. Em relação á investigação dos efeitos da discretização em sub-bacias, foram analisados seis níveis de discretização espacial para uma bacia hidrográfica. Quanto maior o nível de discretização, menores foram a vazão máxima dos hidrogran1as de projeto e o volume das bacias de detenção.Volume de Bacias de DetençãoHU-NRCSSWMMVazão Máxima de HidrogranasDiscretização EspacialDeterminação dos efeitos da escolha do modelo chuva-vazão e da discretização em sub-bacias nos resultados da vazão máxima de hidrogramas e volumes de armazenamento de bacias de detenção.Determination of the effects of choosing the rain-flow model and discretization in sub-basins on the results of the maximum flow of hydrographs and storage volumes of detention basins.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINAL2021_dis_jpsilveiraneto.pdf2021_dis_jpsilveiraneto.pdfapplication/pdf323760308http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/57021/1/2021_dis_jpsilveiraneto.pdf9a76af6471b8bb18b0dcec377b6abcccMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/57021/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/570212021-03-11 17:28:57.052oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2021-03-11T20:28:57Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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