A consideração da sazonalidade do regime de ocorrência das vazões apresenta um potencial para o aumento da disponibilidade de uso dos recursos hídricos. Visando dar subsídios à otimização do uso da água, neste trabalho avaliou-se o impacto da substituição das vazões de referência anuais pelas mensais no potencial de uso de água ao longo da hidrografia de uma sub-bacia do rio Paracatu. Foi avaliado o impacto tanto na Q7,10 (vazão mínima com sete dias de duração associada a um período de retorno de dez anos) quanto na Q95 (vazão cuja frequência de excedência é de 95%). A utilização das vazões mensais em substituição às anuais tem um alto potencial para a melhoria das condições de uso dos recursos hídricos na bacia analisada. A utilização da vazão Q7,10 mensal em substituição à Q7,10 anual implica em aumentos no potencial de uso que variam de valores de cerca de 10% nos meses de menor disponibilidade até valores que excedem os 200% nos meses de maior abundância dos recursos hídricos de superfície. A utilização da vazão Q95 mensal em substituição à Q95 anual implica em variações do potencial que oscilam de reduções de até 37% nos meses de maior restrição hídrica até valores que excedem os 100% nos meses de maior abundância, logo, seu uso possibilita uma utilização mais racional e segura dos recursos hídricos.

The consideration of the streamflow seasonality has a high potential to improve the water use. In order to give subsidies to the optimization of water use, it was evaluated the impact of the change of reference annual streamflow by the monthly streamflows in the potential water use throughout the hydrography of Paracatu sub-Basin. It was evaluated the impact on Q7,10 (lowest average streamflow during a 7-day period with an average recurrence of 10 years) and on Q95 (permanent flow present 95% of the time). The use of monthly streamflow to substitute the annual streamflow had a high potential of improvement of water resources use in the sub-Basin studied. The use of monthly Q 7,10 in substitution of annual Q 7,10 increases the potential water use that vary from about 10% in the months of lower water availability to values exceeding 200% in the months with higher availability of surface water resources. The use of monthly Q95 in substitution of the annual Q95 implies in changes oscillating from reduction of 37% in months of higher water restriction to values exceeding 100% in the months of higher availability, so the use of monthly Q95 instead of the annual Q95 enables the more rational and safe use of water resources.

Estradas não pavimentadas são imprescindíveis para o desenvolvimento econômico e social de um país. A erosão provocada pela concentração do escoamento superficial ao longo da estrada é a principal causa da sua degradação. A construção de bacias de infiltração para reter o volume do escoamento superficial proveniente das estradas não pavimentadas, consiste em uma alternativa comumente empregada para a solução do problema. O uso de metodologias mais coerentes para o dimensionamento de bacias de infiltração é fundamental para controlar, de forma mais adequada, o processo de degradação das estradas. Assim, o objetivo deste trabalho foi a realização de uma análise comparativa de uma metodologia para o dimensionamento de bacias de infiltração, que considera uma chuva intensa associada a determinado período de retorno, com uma metodologia que pondera uma série histórica de eventos de precipitação. Evidenciou-se, de acordo com os resultados obtidos, que o volume da bacia de infiltração calculado pelo modelo que leva em consideração todos os eventos da série de precipitação, é maior quando a taxa de infiltração da água no solo no fundo da bacia é menor.

Unpaved roads are of great importance for the economic and social development of a country. Water erosion provoked by the concentration of runoff along the road is a principle cause of its degradation. The construction of infiltration basins for runoff retention on unpaved roads is a usually alternative for the problem solution. The use of more coherent methodologies for designing infiltration basins is fundamental for the appropriate road degradation processes control. Therefore, the objective of this work was to perform a comparative analysis of a methodology for the design of infiltration basins that consider an intense rainfall associated to a determined return period, with a methodology that use all events of a determined precipitation series, and overlapping effects of their respective runoff volumes. According to the obtained results, it was found that the volume calculated for the infiltration basin by the model which considers all events of the precipitation series is greater when the rate of water infiltration into the soil at the basin bottom is lowest.

Este trabalho consistiu na modelagem hidrológica de uma microbacia hidrográfica utilizando-se o modelo HidroBacia, no qual o processo de infiltração da água no solo é representado por meio da equação de Green-Ampt modificada por Mein e Larson. Obtiveram-se, dentre os parâmetros desta equação, o potencial matricial na frente de umedecimento, a condutividade hidráulica e a umidade do solo na zona de transmissão, através de diversos métodos apresentados na literatura; desta forma, foram preparadas e testadas 36 combinações de dados de entrada, visando identificar as que apresentam melhor desempenho nas simulações do hidrograma de escoamento superficial com o modelo e se selecionaram, dentre os eventos de chuva-vazão registrados na microbacia, os 14 mais relevantes para realização das simulações. Das 36 combinações de dados de entrada testadas, seis apresentaram melhor desempenho na estimação dos hidrogramas. O modelo HidroBacia ainda necessita de aprimoramentos, juntamente com análises de sensibilidade, com vista a identificar possíveis incompatibilidades entre os dados de entrada e os respectivos resultados das simulações, uma vez que o modelo apresentou resultados incoerentes em determinadas situações.

This work consisted of the hydrologic modeling of a small watershed using the HidroBacia model. The soil water infiltration process is represented by means of the Green-Ampt equation, modified by Mein and Larson, in this model. Among the equation parameters, matric potential in the wetting front, hydraulic conductivity and soil moisture in the "field saturation" were obtained using different methods based on previous scientific literature. Thirty six input data combinations were tested in order to identify those that showed better performance on the runoff hydrograph simulations with the model. Between the rainfall-runoff events registered on watershed, the most relevant (14) of them were selected to perform the simulations. Six of 36 input data combinations tested showed better performance in the hydrograph estimations. The HidroBacia model still needs more improvenents, as well as sensitivity analysis in order to identify incompatibilities between input data and the simulation results, since the model showed incoherent results under certain situations.

Testes preliminares realizados com o modelo hidrológico HidroBacia, indicaram desequilíbrio no seu balanço de massa, despertando a necessidade de estudos visando ao seu aperfeiçoamento; assim, o presente trabalho consistiu no aprimoramento do modelo HidroBacia a partir da localização e correção de falhas no código-fonte do seu programa computacional, essas falhas foram identificadas através da depuração do modelo durante simulações do hidrograma de escoamento superficial, utilizando-se dados de uma microbacia hidrográfica experimental. A principal causa relacionada com o desequilíbrio do balanço de massa do modelo, tinha referência com a solução das equações do modelo de ondas cinemáticas usado na propagação dos hidrogramas de escoamento superficial, cujo problema foi contornado pela substituição do algoritmo linear utilizado, Bras (1990), pelo algoritmo não-linear apresentado por Li et al. (1975). A partir desta modificação, considerada principal, e outras modificações implementadas, o balanço de massa do modelo HidroBacia foi ajustado e suas simulações passaram a gerar estimativas coerentes. Em virtude das alterações efetuadas, o HidroBacia evoluiu da versão 1.0 para a versão 1.1.

In previous tests conducted by the HidroBacia hydrologic model, desequilibria in its mass balance was detected, thus showing the need for further studies for its improvement. This work consisted of improvement of the HidroBacia model by means of identification and correction of mistakes in its software source code. The mistakes were identified through adjustment during runoff hydrograph simulations using an experimental watershed data bank. The main factor, related to the mass balance desequilibria in the model, was correlated with the solution of the equations for the kinematic wave model used for propagation of the runoff hydrographs. This problem was corrected by the substitution of the linear algorithm used (Bras, 1990), by the non-linear algorithm proposed by Li et al. (1975). Starting from this modification, considered as the principal one, and other modifications made in the program, mass balance of the HidroBacia model was fitted and its simulations started to generate coherent estimates. Due to the modifications made in HidroBacia the software evolved from version 1.0 to version 1.1.

Estimativas de vazão máxima de escoamento superficial são necessárias para o projeto de obras hidráulicas em bacias urbanas e rurais. A dificuldade em aplicar os procedimentos disponíveis para calcular a variação do escoamento superficial com o tempo e de seu valor máximo deve-se à inexatidão dos métodos usados para esse objetivo e à variabilidade nos resultados que podem ser obtidos por profissionais que usem o mesmo procedimento. Dessa forma, a investigação de um método que produza estimativas confiáveis da vazão máxima e do hidrograma de escoamento superficial é de grande interesse. Neste trabalho, desenvolveu-se e avaliou-se a sensibilidade de um software (HIDROGRAMA 2.1) que permite a obtenção do hidrograma de escoamento superficial, da vazão máxima e seu tempo de ocorrência, da altura e da velocidade máximas do escoamento, do volume e da lâmina de escoamento superficial em encosta e em canais. O modelo apresentou grande sensibilidade ao período de retorno, à taxa de infiltração estável e ao comprimento da encosta e do canal.

Estimative of maximum runoff flow rates are essential for the projects of hydraulic urban and rural basins. The difficulty in applying the available procedures to estimate the temporary variation of the flow rate and its maximum value is due to the inaccuracy of some methods that are usually used and to the big variability of results that can be obtained by different professionals that use the same procedures. Therefore, research of a method that produces trustworthy assessment of peak-flow rates and hydrographs is of great interest. This paper describes the development and sensitivity analysis of a software (HIDROGRAMA 2.1) that allows obtaining surface runoff hydrograph, peak flow rate and its time of occurrence, runoff maximum height, runoff velocity and runoff volume. The model presented great sensibility to precipitation return period, infiltration rate after long time of wetting and hillside and channel length.

Desenvolveu-se uma metodologia que permite obter o hidrograma de escoamento superficial e a vazão máxima para qualquer posição ao longo de uma encosta e para seções transversais de canais utilizando o modelo de ondas cinemáticas. A área da encosta é dividida num sistema matricial composto por 100 linhas e 100 colunas. Na encosta, considera-se que o escoamento ocorre na direção da declividade e que a vazão de cada pixel é a soma da vazão produzida nesse com a vazão advinda dos pixels que contribuem com o escoamento superficial para o pixel em análise. No canal, a vazão é calculada pela soma dos hidrogramas advindos das colunas do sistema reticulado. A comparação entre os valores de lâmina e vazão máxima de escoamento superficial obtidas experimentalmente e calculadas em duas condições (encosta e bacia) permitiu evidenciar que a metodologia, comparada aos métodos Racional e do Número da Curva, ofereceu boas estimativas tanto da lâmina quanto da vazão máxima de escoamento superficial.

It was developed a methodology that allows obtaining the hydrograph of superficial flow and maxim flow of any position along a hillside and transversal sections of canals. The area of the hillside is divided in a matrix system having 100 lines and 100 columns. It was considered that the flux occurs in the direction of the hillside's slope and the flow of each pixel is the addition between its own flow and the flows that come from the pixels that contribute to the superficial flow in the pixel under analysis. In the canal the flow is taken as the addition of the hydrographs that come from the columns in the reticular system. By the new methodology the comparison of the total volume and maximum surface runoff flow values, obtained in two experimental conditions (hillside and hydrographic basin), allowed to conclude that the new model provided good performance when compared to the Rational Method and the Curve Number Method.