Andrea Sousa Fontes, Maria Quitéria Castro de Oliveira, Yvonilde Dantas Pinto Medeiros

Transcrição

1 Andrea Sousa Fontes, Maria Quitéria Castro de Oliveira, Yvonilde Dantas Pinto Medeiros X Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste Fortaleza, novembro de 2010

2 Introdução O semi árido entendimento dos processos hidrológicos. Carência de dados hidrológicos observados que dificultam esse entendimento do comportamento hidrológico das bacias hidrográficas para os diversos cenários característicos do semi árido.

3 Objetivo avaliar a aplicabilidade do Modelo SWAT na bacia hidrográfica do rio Jacuípe com o auxilio de informações do comportamento hidrológico local gerado por dados isotópicos.

4 Área de Estudo O rio Jacuípe possui comprimento total de 437 km, nasce na Chapada Diamantina, no município de Morro do Chapéu, atravessa a região semi árida, até a confluência com o rio Paraguaçu nas proximidades do lago de Pedra do Cavalo, situando se na parte central norte da bacia do rio Paraguaçu.

5 Área de Estudo No trecho alto deste rio, a aproximadamente 2 km da localidade de França no município de Piritiba/BA, localiza se a estação fluviométrica de França com área de drenagem de Km², a qual foi objeto de estudo no presente trabalho.

6 Metodologia Para a modelagem do trecho alto do rio Jacuípe foi utilizado o modelo matemático Soil and Water Assessment Tool SWAT, desenvolvido no U.S. Department of Agriculture (USDA) Agricultural Research Service (ARS) Grassland, Soil and Water Research Laboratory in Temple, Texas.

7 Metodologia O modelo SWAT é do tipo distribuído A bacia hidrográfica pode ser subdividida em sub bacias de modo a refletir as diferenças de tipo de solo, cobertura vegetal, topografia e uso do solo. Cada sub bacia pode ser parametrizada a partir de Unidades de Resposta Hidrológica (Hydrologic Response Units HRU) que correspondem a um único valor de cobertura e tipo de solo. A produção de água em cada HRU é calculada com base na precipitação diária, escoamento superficial, evapotranspiração, percolação e o escoamento de retorno do aqüífero raso.

8 Metodologia Os principais dados de entrada no modelo foram o tipo e uso de solo e dados hidroclimatológicos, sendo utilizado como base de informação: (i) o Projeto RADAM BRASIL Folhas SC.24/25 Aracaju/Recife, obtendo se os valores característicos dos solos Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico (Lld), Solo Litólico Distrófico (Rd) e Podzólico Eutrófico (Pe) e a cobertura vegetal, (ii) o modelo digital de terreno do USGS (GETOPO 30, SRTM no EROS DATA CENTER USGS web site), (iii) os dados de clima da estação climatológica de Morro do Chapéu referente as normais climatológicas, e (iv) dados pluviométricos e fluviométricos disponíveis no banco de dados da Agência Nacional de Águas ANA.

9 Metodologia Para a aplicação do modelo a bacia foi subdivida em 16 sub bacias de modo a representar as diferenças de uso do solo, tipo de solo, topografia e clima. O período selecionado para estudo foi de 1966 a 1982 por apresentar mais estações pluviométricas com séries sem falhas. Este período foi dividido em duas séries para possibilitar a calibração dos parâmetros do modelo SWAT ( ) e posterior verificação desta calibração ( ).

10 Metodologia Para a calibração dos parâmetros do modelo foram levados em consideração conhecimentos do comportamento hidrológico da região que agrega características comuns a rios do semi árido, associada aos resultados da investigação da dinâmica de fluxo realizada por meio de traçadores isotópicos.

11 Hidrologia Isotópica Isótopos estáveis da água: Na água, a concentração de isótopos varia em processos de mudança de fase fracionamento isotópico - bons traçadores. As medidas isotópicas são feitas experimentalmente através das razões 18 O/ 16 O; 2 H/ 1 H comparadas com as mesmas razões de uma água padrão (VSMOW), expressas em valores de δ ( ).

12 Medidas isotópicas Espectrômetro de Massa Equilíbrio do CO 2 - oxigênio (Epstein e Mayeda, 1953) Extração do hidrogênio (Brand et al. 2000)

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14 Resultados Ponto Localidade 7/5/2006 7/11/ /12/200 6 δ 18 O δ 2 H δ 18 O δ 2 H δ 18 O δ 2 1 Nascente principal H 4/21/2007 1/8/ /9/200 7 δ 18 O δ 2 H δ 18 O δ 2 H δ 2 H 2 Cachoeira Domingos Lopes França descarga de fundo Rio Barra do Ligeiro Rio Ferro Doido Barragem Angelim Rio Preto

15 Resultados Esses critérios resultaram no perfil abaixo, com deficiência na representação das vazões mínimas.

16 Resultados verificação

17 Resultados A simulação, conseguiu acompanhar satisfatoriamente o comportamento médio das vazões quanto a sua variabilidade temporal, refletida no valor do coeficiente de correlação (> 0,70) e no Teste F, representando que as duas séries (simulada e observada) são em média estatisticamente semelhantes, considerando o grau de significância de 95%. Já na verificação, ocorre uma melhor aderência nas vazões mínimas, principalmente no ano de 1975, o que não ocorre para as vazões máximas. Esse fato se refletiu na diminuição do coeficiente de correlação (< 0,70), apesar de não comprometer a representatividade da serie simulada quando avaliado o Teste F.

18 Conclusão Os resultados apresentados na calibração e verificação do modelo SWAT indicam que o mesmo é mais adequado para a previsão de fluxo de volumes mensais. A calibração foi realizada com base nas informações sobre a dinâmica einteraçõesdofluxodeáguana área de estudo obtida com os valores isotópicos, possibilitando uma melhor representação das suas características hidrológicas, em face da carência de dados disponíveis e das peculiaridades de rios do semi árido, que apresentam falha de conectividade em períodos extensos. Para as primeiras calibrações, foi verificada a dificuldade do modelo em representar as interações entre o fluxo superficial e subterrâneo, com apresentação de retorno do escoamento de base com valores maiores que o observado na série histórica de vazão. As informações da hidrologia isotópica embasaram a alteração dos parâmetros do modelo para melhor representar esta relação.

19 Obrigada! Andrea Fontes Universidade Federal do Recôncavo da Bahia