APPLICATION OF DIFFERENT CONCENTRATION TIME FORMULAS FOR AN URBAN WATERSHED

Authors

  • Matheus Silveira de Queiroz Universidade Federal do Amazonas - UFAM
  • Neliane de Sousa Alves Universidade do Estado do Amazonas - UEA

DOI:

https://doi.org/10.20873/rtg.v9n18p219-231

Keywords:

Urban Area Basin, Manaus, Mindu Basin, Hydrological Processes

Abstract

The time of concentration is the time that the water travels from the most distant point of the basin to the point considered. There are several formulas of time of concentration resulting from laboratory and fieldwork, and there is dispersion in the results from formula to formula. The objective of this paper is to analyze the effectiveness of different time of concentration formulas for an urban watershed. For this, the concentration time was calculated in nine formulas (Kinematic Method, Carter, Picking, Giandotti, Kirpich, Kirpich_DER, David, US Corps Engineers, Johnstone), applied to the Mindu Basin, Manaus, Amazonas, which has a 66 km² and is 100% located in the urban area of the city. The effectiveness of the formulas was valid according to the mean flow velocity of the basin. The most suitable formula was that of the Kinematic Method, as indicated by the specialized literature. The Carter, Giandotti, Picking formulas are effective for the Mindu basin because they do not have a larger margin of error. While the formulas of Kirpich, Kirpich_DER, David, US Corps Engineers, Johnstone showed a larger margin of error, not being indicated for the basin.

Author Biographies

Matheus Silveira de Queiroz, Universidade Federal do Amazonas - UFAM

Graduado em Geografia pela Universidade do Estado do Amazonas/Escola Normal Superior/ENS. Mestrado em Geografia em andamento pela Universidade Federal do Amazonas - UFAM. Desenvolve trabalhos na área de Geomorfologia e Sensoriamento Remoto com ênfase nos seguintes temas: Sistemas Fluviais Amazônicos (megarivers), Sistemas Fluviais em Áreas urbanas, Morfotectônica, Erosão Fluvial, Movimento de Massa. 

Neliane de Sousa Alves, Universidade do Estado do Amazonas - UEA

Bacharel em Geologia pela Universidade Federal do Amazonas (1987), Mestre em Geologia e Recursos Minerais pela Universidade Federal de Minas Gerais (1992) e Doutora em Geografia (Geografia Física) pela Universidade de São Paulo - USP (2013). Atualmente é Professor Adjunto da Universidade do Estado do Amazonas - UEA. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geografia Física, atuando principalmente nos seguintes temas: Geomorfologia Fluvial, Riscos Naturais e Antropogênicos, Geologia e Impactos Ambientais.

References

BOTELHO, R.G.M. Bacias Hidrográficas Urbanas. In: Geomorfologia Urbana. GUERRA, A.J.T. (Org.). Rio de Janeiro: BERTRAND BRASIL, 2011.

BRASIL. Manual de hidrologia básica para estruturas de drenagem. Departamento Nacional de Infraestrutura e Transporte – DNIT. 2° edição, Rio de Janeiro, 2005.

CHOW, V.T.; MAIDMENT, D.R.; MAYS, L.W. Applied hydrology. New York, Mc Graw-Hill, 1988. 572p.

DAVID, J. Determinação de Caudais de Ponta de Cheia em Pequenas Bacias Hidrográficas. Lisboa: Laboratório Nacional de Engenharia Civil, 1976.

DESBORDES, M. Réflexions sur les methodes de calcul des reseaux urbains d’assainissement pluvial. Thèse Docteur-Ingénieur, Université des Sciences e Techniques du Languedoc, Montpellier, França, 224, 1974.

DURANT, P.C.; SILVEIRA, L.B.P.; CARVALHO, H.P.; MARTINS, L.C.; MENDES, N.G.; MENDES, L.S.; ATARASSI, R.T. Tempo De Concentração Em Uma Bacia Hidrográfica Experimental Parcialmente Urbanizada. In: Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos –SBRH, Santa Catarina, 2007.

FANG, X.; THOMPSON, D. B.; CLEVELAND, T. G.; PRADHAN, P.; MALLA, R. Time of concentration estimated using watershed parameters determined by automated and manual methods. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 134 (2), p. 202–211, 2008.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Cidades. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br/. Acesso em: Junho de 2019.

LINSLEY, R. K., KOHLER, M. A, PAULHUS, J. L. H. Hidrologia para Ingenieros. Ediciones del Castillo, Madrid, 1967.

MANAUS. Decreto N° 8.351 17 de março de 2006. Cria o parque Municipal Nascentes do Mindu. 2006a. Disponível em: http://semmas.manaus.am.gov.br/wp-content/uploads/2010/10/Decreto-8.351-de17-de-mar%C3%A7o-de-2006.pdf. Acesso em: Julho de 2019

MANAUS. Decreto N° 8.352 de 17 março de 2006. Regulamenta dispositivos do plano diretor urbano e ambiental de Manaus referente à Criação de Corredores Ecológicos. 2006b. Disponível em: http://semmas.manaus.am.gov.br/wp-content/uploads/2010/10/Decreto-8.351-de17-de-mar%C3%A7o-de-2006.pdf. Acesso em: Julho de 2019.

MANAUS. LEI Nº 219, DE 11 DE NOVEMBRO DE 1993. Institui o Conselho Municipal do Meio Ambiente, o Fundo Municipal para o Desenvolvimento e meio Ambiente, o Jardim Botânico de Manaus, as Reservas Ecológicas do Mindu e Tarumã. Disponível em: https://leismunicipais.com.br/a1/am/m/manaus/lei-ordinaria/1993/21/219/lei-ordinaria-n-219-1993-institui-o-conselho-municipal-do-meio-ambiente-o-fundo-municipal-para-o-desenvolvimento-e-meio-ambiente-o-jardim-botanico-de-manaus-as-reservas-ecologicas-do-mindu-e-taruma-e-da-outras-providencias. Acesso em: Julho de 2019.

MCCUEN, R.H.; WONG, S.L.; RAWLS, W.J. Estimating urban time of concentration. Journal of Hydraulic Engineering, v.110, n.7, p. 887-904, 1984.

MOPU, T. C. Cálculo hidrometeorológico de caudales máximos en pequeñas cuencas naturales. Textos de la Direccion General de Carreteras, n 12, Espanha, 1987.

MOTA, A.A. Tempo de concentração em pequena bacia experimental. Dissertação submetida ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, 2012.

PINTO, N. S.; HOLTZ, A.C.T.; MARTINS, J. A.; GOMIDE, F. L.S. Hidrologia Básica. São Paulo: Edgar Blücher, 1976, 278p.

PORTO,R.L; ZAHED FILHO, K.; TUCCI, C.E.M; BIDONE, F. DRENAGEM URBANA. In: TUCCI, C.E.M (Org.). Hidrologia: Ciência e Aplicação. 2 edição, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. 805-848, 2001.

QUEIROZ, M.S. Caracterização Hidrogeomorfológica da Bacia Hidrográfica do Mindu Manaus – Amazonas. Trabalho de Conclusão de Curso (Universidade do Estado do Amazonas – UEA) Manaus, 2019, 185p.

QUEIROZ, M. S.; BATISTA, S. P. M.; TOMAZ NETO, A. G.; ALVES, N.S. Expedição Mindu: Análise Geográfica do Igarapé do Mindu. In: ALBUQUERQUE, C.C; BATISTA, I.H. (Orgs.). Workshop Internacional Sobre Planejamento e Desenvolvimento Sustentável em Bacias Hidrográficas. 1ed.Boa Vista: Editora da UFRR, , v. 1, p. 922-930, 2020.

QUEIROZ, M.S. Evidências de Neotectônica na Bacia Hidrográfica do Mindu - Manaus – Amazonas. Revista Tocantinense de Geografia, v. 9, n. 18, p. 130-142, 2020.

QUEIROZ, M.S; ALVES, N.S. Análise Geomorfométrica da Bacia Hidrográfica do Mindu – Manaus – Amazonas. Geopauta, v. 4, n. 2, p. 109-123, 2020.

RODRIGUES, C. MOROZ-CACCIA GOUVEIA, I.C. Importância do fator antrópico na redefinição de processos geomorfológicos e riscos associados em áreas urbanizadas do meio trópico úmido. Exemplos na Grande São Paulo. In: GUERRA, A.J.T; JORGE, M.C.O. Processos erosivos e recuperação de áreas degradadas. Oficina dos Textos: Rio de Janeiro, 2013.

SCHAAKE, J. C., GEYER, J. C., KNAPP, J. W. Experimental examination of the rational method. Journal of Hydraulics Division, ASCE, vol. 93, No. HY6, p. 353-370, 1967.

SHARIFI, S.; HOSSEINI, S.M. Methodology for Identifying the Best Equations for Estimating the Time of Concentration of Watersheds in a Particular Region. Journal Of Irrigation And Drainage Engineering, 2011.

SILVEIRA, A.L.L. Desempenho de Fórmulas de Tempo de Concentração em Bacias Urbanas e Rurais. RBRH – Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Volume 10, n.1, pp. 05-23, 2005.

SINGH, V.P. Derivation of time of concentration. J. Hydrol., v.30, n.1- 2, p. 147-165, 1976.

STEVAUX, J.C; LATRUBESSE, M. E. Geomorfologia Fluvial. Oficina de Textos: São Paulo: 2017.

TOMAZ, P. Cálculos hidrológicos e hidráulicos para obras municipais. Universidade de São Paulo – USP, 2002.

VILLELA, S. M; MATTOS, A. Hidrologia aplicada. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil, 1975. 245 p.

WONG, T. S. W. Formulas for time of travel in channel with upstream inflow. Journal of Hydrologic Engineering 6 (5), p. 416–422, 2001.

WONG, T. S.W. Evolution of kinematic wave time of concentration formulas for overland flow. Journal of Hydrologic Engineering 14 (7), p. 739-744, 2009.

WONG, T.S.W. Assessment of Time of Concentration Formulas for Overland Flow. J. Irrig. Drain. Eng., v.131, n.4, p. 383-387, 2005.

YOSHIMOTO, T; SUETSUGI, T. Comprehensive Flood Disaster Prevention Measures in Japan. Hydrological Processes and Water Management in Urban Areas (Proceedings of the Duisberg Symposium). IAHS Publ. no. 198, 1990.

Published

2020-07-27

How to Cite

QUEIROZ, Matheus Silveira de; ALVES, Neliane de Sousa. APPLICATION OF DIFFERENT CONCENTRATION TIME FORMULAS FOR AN URBAN WATERSHED. Tocantinense Journal of Geography, [S. l.], v. 9, n. 18, p. 219–231, 2020. DOI: 10.20873/rtg.v9n18p219-231. Disponível em: https://periodicos.ufnt.edu.br/index.php/geografia/article/view/9526. Acesso em: 24 nov. 2024.