Determinação do SCS-Curve Number usando dados hidrológicos observados de bacias hidrográficas brasileiras

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Pezan, Victor Faria
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Soil Conservation Service; Bacias hidrográficas; Escoamento superficial; Hidrologia; Hydrology; Runoff; SCS-CN; SCSCN; Watersheds
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-14062022-163223/

Estimar o escoamento superficial gerado em bacias hidrográficas é um dos grandes desafios da Hidrologia e da Engenharia de Recursos Hídricos. Neste sentido, diferentes modelos hidrológicos têm sido propostos, sendo o Soil Conservation Service &#8211; Curve Number (SCS-CN) um dos mais amplamente usados mundialmente. Neste método, os valores de CN foram obtidos a partir de estudos conduzidos em pequenas bacias rurais dos Estados Unidos da América e posteriormente tabelados, sendo assim usados para desenvolvimento de estudos e projetos de engenharia ao redor do mundo. No entanto, essa abordagem tende a gerar incertezas nas estimativas de escoamento superficial, principalmente para aplicação em condições ambientais distintas de onde o método foi proposto. Deste modo, pesquisas locais e regionais para determinação de valores de CN têm sido amplamente recomendadas. No Brasil, ainda existem poucos estudos desenvolvidos a fim de se obter valores de CN a partir de dados medidos em bacias hidrográficas. Assim, o objetivo deste trabalho é a obtenção dos valores do parâmetro CN para 57 bacias hidrográficas brasileiras. Além disso, também se investigou o efeito da abstração inicial (&#955;) nas estimativas de escoamento superficial. Para tanto, foram usados dados diários de precipitação e vazão de uma série histórica de 30 anos para 57 bacias hidrográficas distribuídas em quatro biomas brasileiros. Os valores de CN foram determinados através de cinco métodos: mediana, média aritmética, média geométrica, mínimos quadrados (ajuste não linear) e assintótico. Posteriormente, avaliou-se a performance do modelo SCS-CN nas estimativas de escoamento superficial a partir do CN obtido pelos cinco métodos e valores tabelados de CN. Foram avaliados valores de &#955; iguais a 0,2 e 0,05, que representam respectivamente, o valor padrão do método SCS-CN e o que vem sendo proposto em vários estudos recentes. Também foram desenvolvidas duas equações para conversão dos valores de CN com &#955; 0,2 para 0,05. Os resultados indicaram que o método dos mínimos quadrados com &#955; 0,05 foi o que apresentou os melhores resultados na estimativa de escoamento superficial, com valores de Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) superior a 0,5 para 42% de todas as bacias estudadas. Notou-se que valores tabelados de CN não apresentaram resultados satisfatórios (NSE < 0,5 para 98% das bacias estudas), o que indica a necessidade da calibração local do CN. Os achados sugerem o uso do &#955; 0,05 ao invés de 0,2; para tanto, pode-se usar a equação de conversão S0,05 = 2,287 S0,2 Pode-se concluir que o uso do método SCS-CN em bacias brasileiras é viável, sendo que sua performance ocorreu melhor em bacias do bioma Mata Atlântica que apresentaram maior geração de escoamento superficial. Em contrapartida, 32% das bacias estudadas foi observado comportamento complacente através do método Assintótico com &#955; 0,2, indicando que o método SCS-CN não é adequado. Isso ocorre principalmente em bacias onde os mecanismos de escoamento são dominados pelo escoamento subsuperficial.