| A. Ciências Exatas e da Terra - 6. Geociências - 10. Geociências |
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BALANÇO HÍDRICO NA BACIA DO RIO CUIABÁ . ESTUDO DE CASO: BACIA HIDROGRÁFICA DO APROVEITAMENTO MÚLTIPLO DE MANSO.
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| Karina de Castro Guinard 1 |
| Débora Canongia Furtado 2 |
| Michely Libos 3 |
| Otto Corrêa Rotunno Filho 3 |
| Adilson Elias Xavier 3 |
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| (1. IGEO / UFRJ; 2. Escola Politecnica / UFRJ; 3. COPPE /UFRJ) |
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| INTRODUÇÃO: |
O escoamento de água na calha fluvial é a integração de todos os fatores hidrometeorológicos , físicos e biológicos que atuam numa dada bacia. Além disso, apresenta uma grande complexidade, exibindo variabilidade interanual e intraanual. Os fatores e processos que influenciam a vazão do rio incluem entre outros: as características físicas do solo, topografia, características da vegetação e a distribuição anual da precipitação. Os modelos hidrológicos devem portanto, ser desenvolvidos para representar estes processos e efeitos o mais acuradamente possível. O presente trabalho aplica uma metodologia de balanço hídrico com base nos dados fluviométricos e pluviométricos disponíveis, possibilitando estimar a evapotranspiração potencial ao nível da bacia hidrográfica. Essas séries são empregadas no modelo hidrológico SMAPII, codificado em FORTRAN, na sua versão hiperbólica suavizada para calibração automática de parâmetros, utilizando-se a função objetivo de mínimos quadrados. A região de estudo escolhida foi a bacia do aproveitamento múltiplo de Manso, com área de drenagem de 9400 km2 ,contida na bacia do rio Cuiabá, que situa-se a montante do Pantanal Matogrossense. Os resultados permitem melhor compreender os padrões espaço-temporais de quantidade de água na bacia. |
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| METODOLOGIA: |
Inicialmente, foram obtidas as séries de precipitação e vazão para a bacia de Manso. O período do estudo abrangeu de 01/01/1993 a 30/04/1999, antes da construção do aproveitamento de Manso. Consolidados os registros hidrológicos, bem como empregado o método de Thiessen para a estimativa da chuva média na bacia de Manso, foi aplicado o balanço hídrico sazonal, permitindo a estimativa da evapotranspiração potencial. Nesse procedimento, parâmetros do comportamento hidrológico da bacia puderam ser estimados preliminarmente. Por exemplo, foram definidos os coeficientes de recessão do escoamento superficial e subterrâneo, o tempo de concentração da bacia e as ordenadas do histograma de retardo na bacia. Partiu-se, então, para a realização de algumas simulações e avaliação dos resultados do modelo SMAPII. O modelo SMAP II suavizado exige, além das séries de precipitação, vazão e evapotranspiração potencial, a atribuição de valores iniciais para os parâmetros a serem calibrados que sejam, em princípio, condizentes com a realidade da bacia, uma vez que o processo matemático de minimização da função objetivo pode levar a diversos pontos de mínimos locais, tendo em vista que o seu caráter é altamente não linear. O processo de calibração automática é aplicado, então, a partir desse referencial inicial, de forma a melhor ajustar o hidrograma gerado pelo modelo ao hidrograma observado na seção fluviométrica de estudo, situada, neste trabalho, junto ao aproveitamento de Manso. |
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| RESULTADOS: |
Registre-se, inicialmente, a importância de obtenção da série de dados de evapotranspiração potencial, raramente mensurada, simplesmente a partir de registros de chuva e vazão . No que concerne ao emprego do modelo SMAPII, três simulações foram efetuadas, visando compreender o comportamento dos processos físicos do ciclo hidrológico. Não foi, portanto, intenção da presente pesquisa esgotar o tema no tocante à definição do conjunto ótimo de parâmetros, que minimiza a função objetivo. Na primeira simulação, foram empregados os 7 anos de dados disponíveis (1993 – 1999). Na segunda rodada, separou-se um período de calibração de 5 anos e outro de validação com 2 anos. Foi observado que existe um evento de vazão no mês de fevereiro de 1997, que é bastante elevado, não sendo proporcional aos eventos de chuva no mesmo período. Por essa razão, uma terceira simulação foi realizada com 4 anos de dados (1993 – 1996), fazendo com que o pico de vazão ocorrido em fevereiro de 1997 não influenciasse na calibração dos parâmetros. Foi possível constatar a importância de se atribuir valores iniciais aos parâmetros compatíveis com a realidade física. Apesar da simulação inicial estar distante do ótimo, pode-se observar uma representação consistente dos padrões hidrológicos da bacia, viabilizando, em uma segunda fase, a introdução de procedimentos de calibração automática como o método hiperbólico de suavização ora empregado. |
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| CONCLUSÕES: |
O estudo possibilitou realizar um estudo completo de balanço hídrico para uma bacia hidrográfica a partir somente de dados de chuva e vazão, caso muito freqüente no Brasil. A série de evapotranspiração potencial e uma série de parâmetros foram definidos com base nos processos físicos que ocorrem na bacia estudada. O emprego do modelo hidrológico permitiu mostrar a viabilidade e utilidade de tal instrumento de análise no entendimento dos padrões hidrológicos de uma bacia hidrográfica. No caso particular deste trabalho, o período de análise foi anterior à construção do aproveitamento múltiplo de Manso (1993-1999). Extensões do estudo estão previstas no sentido de avaliar o período após a construção da barragem em 2000. Adicionalmente, pretende-se incluir uma abordagem sobre os padrões de qualidade da água na região, incluindo o uso de sensoriamento remoto para quantificar e qualificar as mudanças na cobertura e uso do solo antes e depois do aproveitamento múltiplo de Manso. |
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Instituição de fomento: Programa de Educação Tutorial- PET CIVIL UFRJ– DEPEM/SESu/MEC; CNPq; Projeto CAPES/COFECUB No. 516/05
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: Balanço hídrico em bacias hidrográficas; Modelagem hidrológica; Calibração e validação de modelos hidrológicos.. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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