Avaliação de velocidade de rios em bacias montanhosas, região sul de Santa Catarina

Resumo

O presente estudo teve por objetivo avaliar a velocidade de dois rios, Malacara e Molha Coco, de bacias montanhosas no sul do Brasil. As velocidades foram avaliadas com três métodos: (a) medição direta da velocidade em campo; (b) equações de Manning e de Jarret, usando dados geomorfológicos medidos em campo; (c) simulação com HEC-RAS 2D. Para verificar a coerência das velocidades calculadas e simuladas com os coeficientes de Manning (n) de 0,03, 0,05 e 0,07, comparou-se com as velocidades medidas em campo, onde existe uma estação fluviométrica que mede o nível de água com intervalo de 10 min. As velocidades que mais se aproximaram aos dados medidos foram as calculadas pela equação de Jarrett, sendo a diferença média entre elas de 12%. As velocidades calculadas por Manning com n=0,05, também apresentaram velocidades próximas aos dados medidos. Porém, com n=0,03 a diferença aumentou significativamente. Já com o HEC-RAS 2D ocorreu o inverso de Manning, ou seja, com n=0,03 as diferenças foram menores em relação aos dados medidos. Comparando os métodos de Manning e HEC-RAS 2D com o método de Jarrett, as velocidades que mais se aproximaram foram estimadas com n=0,05 e 0,07. As equações de Manning e de Jarrett e a modelagem com HEC-RAS 2D mostraram-se adequadas para estimar a velocidade dos rios Malacara e Molha Coco. Porém, Manning e HEC-RAS 2D dependem da escolha do valor de n adequado, que é sensível à variação do fluxo na seção de medição e ao longo do canal.

Palavras-chave: velocidade. bacias montanhosas. equações empíricas. HEC-RAS 2D

Velocity assessment of rivers in mountainous watershed, southern of Santa Catarina

A B S T R A C T

This study aimed to evaluate the velocity of two rivers, Malacara and Molha Coco, in mountain watershed located in southern Brazil. Velocities were assessed with three methods: (a) direct velocity-measurement in field; (b) Manning's and Jarrett´s equations with geomorphological data measured in the field; (c) simulation with HEC-RAS 2D. To check the coherence of the calculated and simulated velocities with the Manning coefficients (n) of 0.03, 0.05 and 0.07, the present study compared velocities measured in the field, where there is a discharge station that measures the water level with 10 min interval. The velocities that were closest to the measured data were those calculated with Jarrett equation, where the mean difference between them was 12%. The velocities calculated by Manning equation with n=0.05 were also close to the measured data. However, with n = 0.03, the difference increased significantly. With the HEC-RAS 2D, the inverse of Manning occurred, i.e., with n = 0.03 the differences were smaller in relation to the measured data. Comparing the Manning and HEC-RAS 2D methods with the Jarrett method, the velocities that came closest were estimated with n=0.05 and 0.07. The present study showed a good performance of the Manning and Jarret equations and the HEC-RAS 2D modeling to estimate the velocity of the Malacara and Molha Coco rivers. However, with Manning equation and HEC-RAS 2D depended on the choice of the appropriate value of n which is sensitive to the flow variation at the measurement section and along the channel.

Keywords: velocity. mountain watershed. empirical equations. HEC-RAS 2D