Estudo comparativo do Método Racional com o Método CN para o cálculo do escoamento superficial em áreas urbanas

Abstract

Em vista da problemática de alagamentos devido ao aumento da impermeabilização do solo, há uma crescente preocupação em se calcular adequadamente as vazões de escoamento geradas por eventos intensos de precipitação em diferentes fisiografias e tipos de solo com diferentes usos e ocupação. Entre os métodos mais utilizados para os cálculos das vazões de projeto estão o Método Racional e o Método Curve Number (CN), porém um dos problemas encontrados na elaboração de projetos de drenagem urbana é a seleção do método a ser adotado para cada cenário de bacia hidrográfica, pois ao se comparar os métodos para um mesmo local de estudo, os valores de vazão de projeto encontrados podem divergir de forma significativa. Assim, neste estudo foi realizada uma análise comparativa do Método Racional e do Método CN por meio de simulações de diferentes usos e ocupações em diferentes condições fisiográficas e implementadas sobre diferentes tipos de solo. Os resultados mostraram que, dentro da faixa de cenários selecionados, áreas e taxas de impermeabilização menores resultam em maiores diferenças entre os métodos, uma vez que o pequeno tempo de concentração leva a chuvas intensas, mas com pequenas alturas totais de precipitação e, com isso, no método CN a lâmina precipitada tende a ser menor que a perda inicial nessas condições, enquanto, pelo método racional, sempre haverá uma lâmina escoada proporcional à lâmina precipitada. Para bacias de área maior e com maiores taxas de impermeabilização do solo a divergência entre as vazões de pico calculadas pelo dois métodos diminui. No entanto, diferentes conformações e declividades da bacia podem aumentar a divergência entre os métodos, em função das alterações na chuva de projeto e do comportamento da vazão. O trabalho mostra os efeitos dessas características sobre essas variáveis hidrológicas. Foi realizada uma análise utilizando o PCSWMM que mostrou que a adição da rede de drenagem utilizando os dois métodos provoca, como esperado, um aumento da vazão de pico devido à redução do tempo de concentração das ondas de cheia, porém essa relação de vazões antes e depois da rede depende do traçado da rede, podendo apresentar valores bens distintos a medida que o traçado muda. Por fim, concluiu-se que a compatibilização entre o Método Racional e o Método CN não é baseada apenas em uma calibração do coeficiente de escoamento com o CN, pois a relação dos métodos é influenciada pelas outras características da bacia, as quais alteram a intensidade da chuva, assim devendo ser analisada localmente, além da relação também depender da presença ou não da rede de drenagem na bacia.