Runoff measurement and prediction for a watershed under natural vegetation in central Brazil

Abstract

This work aimed to measure and analyze total rainfall (P), rainfall intensity and five-day antecedent rainfall effects on runoff (R); to compare measured and simulated R values using the Soil Conservation Service Curve Number method (CN) for each rainfall event; and to establish average R/P ratios for observed R values. A one-year (07/01/96 to 06/30/97) rainfall-runoff data study was carried out in the Capetinga watershed (962.4 ha), located at the Federal District of Brazil, 47° 52' longitude West and 15° 52' latitude South. Soils of the watershed were predominantly covered by natural vegetation. Total rainfall and runoff for the period were 1,744 and 52.5 mm, respectively, providing R/P of 3% and suggesting that watershed physical characteristics favored water infiltration into the soil. A multivariate regression analysis for 31 main rainfall-runoff events totaling 781.9 and 51.0 mm, respectively, indicated that the amount of runoff was only dependent upon rainfall volume. Simulated values of total runoff were underestimated about 15% when using CN method and an area-weighted average of the CN based on published values. On the other hand, when average values of CN were calculated for the watershed, total runoff was overestimated about 39%, suggesting that CN method shoud be used with care in areas under natural vegetation.

Este trabalho objetivou medir e analisar o efeito das variáveis total precipitado (P), intensidade de chuva e precipitação antecedente em cinco dias, no escoamento superficial (R); comparar valores observados e simulados de R, usando o método da Curva Número (CN), proposto pelo Serviço de Conservação de Solos dos EUA, e estabelecer a relação R/P. No período de 01/07/96 a 30/06/97, foram medidos a precipitação (1.744 mm) e o escoamento superficial (52,5 mm) na microbacia do Córrego Capetinga (964,2 ha), localizada no Distrito Federal. A cobertura vegetal da microbacia é predominantemente natural, constituída de cerrados, campo-cerrado, campo sujo e campo limpo. Em virtude do pequeno volume de escoamento superficial, evidenciaram-se boas características para infiltração na microbacia, haja vista que, no período analisado, a relação R/P foi apenas de 3%. Uma análise de regressão multivariada das 31 principais chuvas, totalizando 781,9 mm as quais provocaram um escoamento de 51,0 mm, indicou que o escoamento dependeu somente da magnitude de cada chuva. Tomando valores da curva número (CN), dados pelos manuais de hidrologia a serem usados no método de mesmo nome e selecionados em função das características edafogeológicas e vegetativas da microbacia, verificou-se uma subestimativa nos valores simulados do escoamento superficial total de 15%, quando comparados com os valores observados. Utilizando valores de CN calculados para a microbacia, o método superestimou os resultados em 39%. Em razão dessas discrepâncias, recomenda-se cautela no uso desse método em áreas sob vegetação natural.