PREVISÃO DE PRODUÇÃO E TRANSPORTE DE SEDIMENTOS NA BACIA DO RIO CLARO

Transcrição

1 PREVISÃO DE PRODUÇÃO E TRANSPORTE DE SEDIMENTOS NA BACIA DO RIO CLARO Autores: Mateus Augusto Rocha Andrade Íria Vendrame, D. Sc Nadiane Smaha Kruk, Mc.

2 A IMPORTÂCIA DA MODELAGEM DO COMPORTAMENTO HIDROSSEDIMENTOLÓGICO O contínuo desmatamento da superfície vegetada na Serra do Mar combinado com as fortes declividades agrava as situações de riscos nessas regiões, com aumento da possibilidade de deslizamentos. O estudo do comportamento hidrossedimentológico das bacias hidrográficas na Serra do Mar, além de permitir o gerenciamento dos riscos existentes na presença de eventos meteorológicos extremos, irá permitir a elaboração de diagnósticos qualitativos e quantitativos da bacia hidrográfica.

3 A PARTICIPAÇÃO DO ITA NO PROJETO TEMÁTICO - Acoplamento de um modelo atmosférico a um modelo hidrológico para previsão de riscos em pequenas bacias; - Identificar áreas com risco de erosão e deslizamento de terras. Os resultados das simulações serão comparados com registros ocorridos na região de estudo.

4 A ESCOLHA DO MODELO DHSVM Tipo de dados necessários para o modelo, incluindo a variação espacial e temporal das entradas e saída do modelo; Precisão e validação do modelo, incluindo todas as simplificações assumidas; Propósito do modelo, ou seja para qual tipo de bacia, no caso com topografia acidentada; Aplicação para a qual o modelo foi elaborado.

5 DHSVM (Distributed Hydrology Soil Vegetation Model) O DHSVM é um modelo físico desenvolvido para trabalhar em áreas montanhosas cobertas com vegetação, não urbanizadas, que fornece uma representação dinâmica da distribuição da evapotranspiração, precipitação, umidade do solo e escoamento superficial, na escala espacial do modelo digital de terreno utilizado como dado de entrada.

6 CARACTERÍSTICAS DO MODELO HIDROLÓGICO Determinístico e distribuído; Código livre; Linux ou Unix; Simula escoamentos superficiais, umidade do solo, escoamento em canais; Simula os efeitos da topografia, do solo e da vegetação nos fluxos de água em uma área; Baseado no modelo digital do terreno (DEM); Resolve simultaneamente balanço de água e de energia; Resolução: 10 m m; Time step: 1 hora 24 horas; Bacias: km 2

7 O MÓDULO DE PREVISÃO DE PRODUÇÃO E TRANSPORTE DE SEDIMENTOS Conforme Doten e Lettenmaier (2004), o módulo de transporte de sedimentos do DHSVM representa as principais fontes de produção de sedimentos nestas áreas que são: perda de massa causada por deslizamentos; erosão superficial e erosão causada por estradas.

8 Funcionamento do módulo de sedimentos do DHSVM, adaptado de Doten e Lettenmaier (2004)

9 Bancos de areia no Rio Claro à montante da captação da SABESP

10 MÓDULO DE DESLIZAMENTO DE MASSA FS = ( C s + C r ) d sin ( 2S ) ( L m ) 2 tan φ + γ w tan( S) L L q 0 sat = + m + 1 γ w d γ γ w γ m ( m ) w γ C s - Coesão efetiva do solo (kg m -2 ); C r - Coesão das raízes (kg m -2 ); Φ - Ângulo de atrito do solo na camada impermeável; D - Profundidade do solo acima do plano de ruptura (m); S - Inclinação da superfície; m - profundidade de saturação relativa; q 0 sobrecarga causada pela vegetação (kg m -2 ); γ w - densidade da água (kg m -3 ); γ sat - densidade do solo saturado (kg m -3 ), e γ m - densidade do solo local (kg m -3 ).

11 MÓDULO DE EROSÃO SUPERFICIAL ( 1 C )( [ C ) M ] D + R = k rf W G 1 C R M D D R - Desprendimento de solo pelo impacto das gotas de chuva (kg m -2 s -1 ); K r - Coeficiente de erodibilidade do solo (J -1 ); F W - Fator de correção para espessura da lamina d`água; C G - Porção do solo coberto com vegetação rasteira; C C - Porção do solo coberto com vegetação com copas elevadas; M R - Quadrado do momento para uma chuva ((kg m s -1 ) 2 m -2 s -1 ), e M D -Quadrado do momento para chuva que atingiu a vegetação ((kg m s -1 ) 2 m -2 s -1 );

12 Área de Estudo Bacia do Rio Claro Litoral Norte Paulista A bacia do rio Claro é uma das subbacias do rio Juqueriquerê, a qual localiza-se no município de Caraguatatuba, litoral norte de São Paulo e inicia-se na Serra do Mar. A subbacia do rio Claro com área de 70,2km 2, se insere, na maior bacia do Litoral Norte a do rio Juqueriquerê com 419,8 km 2.

13 Jusante de ponte destruída no baixo Rio Claro

14 Rio Claro Localização da área de estudo dentro do estado de São Paulo

15 ESTADO ATUAL DOS TRABALHOS Atualmente o trabalho encontra-se na fase de preparação do banco de dados para rodar, calibrar e validar o modelo. Esta etapa do trabalho é muito extensa, pois modelos físicos exigem uma maior quantidade de dados.

16 DADOS DISPONÍVEIS Os dados de topografia que utilizados foram obtidos do trabalho de Valeriano (2005), com a resolução de 1 (~30m). Os dados de cobertura vegetal que estão sendo utilizados são os do Mapa de Vegetação Remanecente do Estado de São Paulo (2004), do programa Biota/Fapesp. O mapa pedológico que está sendo utilizado é o desenvolvido por Oliveira etal. (1999) na escala 1: do IAC.

17 Mapa de Vegetação

18 Mapa Pedológico

19 CONSIDERAÇÕES FINAIS Com o presente trabalho espera-se testar e calibrar um modelo existente para uma bacia hidrográfica real, de forma que os resultados obtidos por este modelo ajudem no conhecimento dos processos hidrossedimentológicos e no planejamento do uso do solo.