Teoria Hidrográfica da Unidade: Definição, Limitações e Vantagens

Leia este artigo para aprender sobre a definição, suposições, limitações e vantagens da teoria hidrográfica unitária!

Definição de hidrograma unitário:

É um hidrograma típico de escoamento direto que é gerado a partir de um centímetro de chuvas efetivas que caem uniformemente em toda a bacia de drenagem durante uma duração específica. A precipitação efetiva é aquela parte da precipitação que contribui totalmente para o escoamento direto. Portanto, o hidrograma unitário também pode ser definido como o hidrograma de uma bacia de drenagem que fornece um centímetro de escoamento direto de uma tempestade de chuva de duração específica.

Suposições na Teoria Hidrográfica da Unidade:

A teoria do hidrograma unitário é baseada em certas suposições.

As principais suposições são as seguintes:

(i) A precipitação efectiva é uniformemente distribuída por toda a bacia de drenagem.

(ii) A precipitação efetiva ocorre uniformemente dentro de sua duração do especificador.

Este requisito exige a seleção de tempestades de duração tão pequena que geralmente produziriam uma chuva intensa e quase uniforme e produziriam um pico único bem definido de hidrograma de base de tempo curto. Tal tempestade pode ser denominada como “tempestade de unidade”.

(iii) As chuvas efetivas de duração igual (unidade) produzirão hidrogramas de escoamento direto com base de tempo igual ou constante.

(iv) As ordenadas dos hidrogramas de escoamento direto com a mesma base de tempo (ou seja, hidrogramas devido a chuvas efetivas de diferentes intensidades mas duração igual) são diretamente proporcionais à quantidade total de escoamento direto dado por cada hidrograma. Esta suposição importante é chamada princípio da linearidade ou proporcionalidade ou superposição.

(v) O hidrograma do escoamento de uma dada bacia de drenagem resultante, de um dado padrão de precipitação, reflete todas as características físicas combinadas da bacia. Em outras palavras, o hidrograma do escoamento direto resultante de um dado padrão de chuva efetiva permanecerá invariável independentemente de seu tempo de ocorrência. Esta suposição é chamada princípio de invariância de tempo.

Limitações da Teoria Hidrográfica da Unidade:

(i) Em teoria, o princípio do hidrograma unitário é aplicável a uma bacia de drenagem de qualquer tamanho. Na prática, no entanto, a chuva eficaz uniformemente distribuída raramente ocorre em grandes áreas. Também em grandes áreas a precipitação efetiva é muito raramente uniforme em todos os locais, dentro de sua duração especificada. Obviamente, quanto maior a área da bacia de drenagem, menores serão as chances de cumprir as hipóteses enunciadas acima. O tamanho limite da bacia de drenagem é considerado 5000 km ² . Além disso, a confiabilidade do método hidrográfico unitário diminui.

Quando a área da bacia de drenagem excede alguns milhares de km ² . A bacia hidrográfica deve ser dividida em sub-bacias e os hidrogramas unitários desenvolvidos para cada sub-bacia. A descarga de inundação na saída da bacia pode então ser estimada combinando as inundações da sub-bacia adotando o procedimento de roteiro de inundação.

(ii) O método hidrográfico unitário não pode ser aplicado quando a porção apreciável da precipitação de tempestades cair como neve porque o escoamento de neve derretida é governado principalmente por mudanças de temperatura.

(iii) Além disso, quando a área coberta de neve na bacia de drenagem é significativa, o método hidrográfico unitário torna-se inaplicável. A razão é que as chuvas da tempestade se confundem com o pacote de neve e podem produzir um escoamento retardado diferentemente sob diferentes condições do pacote de neve.

(iv) As características físicas da bacia mudam com as estações do ano, estruturas feitas pelo homem na bacia, condições de fluxo, etc. Obviamente, o princípio de invariância no tempo só é realmente válido quando o tempo e a condição da bacia de drenagem são especificados.

(v) É comum ver que não há duas tempestades de chuva com o mesmo padrão no espaço e no tempo. Mas não é praticável derivar hidrogramas unitários separados para cada padrão possível de intensidade de tempo. Portanto, além de limitar a área da bacia de drenagem até 5.000 km ^2, se tempestades de duração mais curta disserem que 1/3 a 1/4 do tempo de pico são selecionadas, é visto que os padrões de escoamento não variam drasticamente.

(vi) O princípio da linearidade também não é completamente válido. Isto é assim porque devido à variabilidade na proporção de componentes de escoamento de superfície, subsuperfície e água subterrânea durante tempestades menores e maiores da mesma duração, a ordenada máxima (pico) do hidrograma unitário derivado de tempestade menor é menor que a derivada de tempestade maior. Obviamente, o caráter e a duração do membro de recessão, que é uma função do pico de fluxo, também serão diferentes. Quando a não linearidade apreciável é vista, é necessário usar hidrogramas unitários derivados apenas para reconstruir eventos de magnitude similar.

(vii) O hidrograma unitário pode ser usado teoricamente para construir um hidrograma de inundação resultante de uma tempestade com a mesma duração de unidade. Obviamente, exige a construção de vários hidrogramas unitários para cobrir diferentes durações de tempestades. Na prática, no entanto, é visto que uma tolerância de ± 25% na duração do hidrograma unitário é aceitável. Assim, um hidrograma unitário de 2 horas pode ser aplicado a tempestades de 1, 5 a 2, 5 horas de duração.