edital mct/cnpq/ct-hidro nº. 13/2005 modelagem hidrossedimentolÓgica no semi-Árido de pernambuco
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Edital MCT/CNPq/CT-HIDRO nº. 13/2005Edital MCT/CNPq/CT-HIDRO nº. 13/2005
MODELAGEM MODELAGEM HIDROSSEDIMENTOLÓGICA NO SEMI-HIDROSSEDIMENTOLÓGICA NO SEMI-
ÁRIDO DE PERNAMBUCOÁRIDO DE PERNAMBUCOProf. Dr. Celso Augusto Guimarães Santos(Orientador - UFPB)
Richarde Marques da Silva(Bolsista Colaborador - UFPB)
Marcela Gomes Seixas(Bolsista IC/CNPq)
OBJETIVOSOBJETIVOS
Desenvolver mapas numéricos do terreno a partir Desenvolver mapas numéricos do terreno a partir da topografia da bacia.da topografia da bacia.
Coleta de dados físicos do solo da bacia Jatobá.Coleta de dados físicos do solo da bacia Jatobá. Coleta de dados de chuva da bacia Jatobá.Coleta de dados de chuva da bacia Jatobá. Testar metodologias de discretização de bacias. Testar metodologias de discretização de bacias. Discretização da bacia Jatobá em planos e canais.Discretização da bacia Jatobá em planos e canais. Simulações da estimativa da produção de Simulações da estimativa da produção de
sedimentos.sedimentos.
E S C A LA
Localização da bacia hidrográfica da Bacia Experimental do Rio Jatobá
A ÁREA DE ESTUDOA ÁREA DE ESTUDO
730400
730400
731500
731500
732600
732600
733700
733700
734800
734800
735900
735900
737000
737000
9067
300 9067300
9068
400 9068400
9069
500 9069500
9070
600 9070600
S
N
EW
400 0 400 800 m
Elevação (m)630 - 670670 - 710710 - 750750 - 790790 - 830830 - 870870 - 910910 - 950950 - 990990 - 1030
Modelo digital de elevação da Bacia Experimental Jatobá.
A ÁREA DE ESTUDOA ÁREA DE ESTUDO
Coleta de dados da BaciaColeta de dados da Bacia
Caracterização física da bacia experimentalCaracterização física da bacia experimental
Dados pluviométricosDados pluviométricosForam instalados três pluviômetros automáticos, modelo
TB4-L Rain Gauge da Campbell Scientific, com resolução de 0,254 mm e capacidade de acumulação de 0 à 700 mm/h de pluviosidade. Cada aparelho é dotado de um datalogger, que pode ser lido a cada 10 minutos ou a cada evento de chuva. Todos os aparelhos estão locados a montante do açude Nossa Senhora de Fátima (açude principal próximo ao exultório da bacia) com as seguintes coordenadas:
P1 - Lat: 0825’38’’ e Long: 3653’43’’P2 - Lat: 0825’43” e Long: 3653’42”P3 - Lat: 0824’49” e Long: 3651’46”
Também foram instalados pluviômetros do modelo Ville de Paris em diferentes locais da bacia. Tais pluviômetros possuem uma área de captação de 400 cm², de modo que o volume de 40 ml corresponde a 1 mm de precipitação. A água acumulada no aparelho é retirada por meio de uma torneira situada no fundo e medida através de uma proveta calibrada especificamente para este tipo de pluviômetro. Esses pluviômetros estão localizados nas seguintes coordenadas geográficas:
P1 - Fazenda Jatobá: Lat: 0825’04” e Long: 3652’12”P2 - Fazenda Jatobá: Lat: 0825’20” e Long: 3652’00”P3 - Açude Fuba: Lat: 0825’05” e Long: 3652’44”P4 - Sítio Jatobá: Lat: 0825’16” e long: 3653’04”P5 - Sítio Santa Cruz: Lat: 0825’24” e Long: 3653’40”
Coleta de dados da BaciaColeta de dados da Bacia
Chuva Mensal (mm)
0
10
20
30
40
50
60
70
jan/03 fev/03 mar/03 abr/03 mai/03 jun/03 jul/03 ago/03 set/03 out/03 nov/03 dez/03
Meses
Prec
ipita
ção
(mm
)
Precipitação média observada na Bacia Experimental do Rio Jatobá em 2003
Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia
Chuva Mensal (mm)
020406080
100120140160180200220240260
jan/04 fev/04 mar/04 abr/04 mai/04 jun/04 jul/04 ago/04 set/04 out/04 nov/04 dez/04
Meses
Prec
ipita
ção
(mm
)Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia
Chuva Mensal (mm)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
jan/05 fev/05 mar/05 abr/05 mai/05 jun/05 jul/05 ago/05 set/05 out/05 nov/05 dez/05
Meses
Prec
ipita
ção
(mm
)
Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia
Chuva Mensal (mm)
0
20
40
60
80
100
120
jan/06 fev/06 mar/06 abr/06 mai/06 jun/06
Meses
Prec
ipita
ção
(mm
)Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia
Modelagem hidrossedimentológicaModelagem hidrossedimentológica Seleção do modelo hidrossedimentológicoSeleção do modelo hidrossedimentológico
Escolha do modelo Kineros2Escolha do modelo Kineros2 Discretização da bacia Jatobá em planos e canais.Discretização da bacia Jatobá em planos e canais.
Construção dos arquivos de entrada de parâmetros do modelo Construção dos arquivos de entrada de parâmetros do modelo Kineros2.Kineros2.
Estimativa dos parâmetros físicos do solo do modelo Kineros2.Estimativa dos parâmetros físicos do solo do modelo Kineros2.
Preparação dos arquivos de entrada de chuva.Preparação dos arquivos de entrada de chuva.
Primeiras simulações da produção de sedimentos na bacia Primeiras simulações da produção de sedimentos na bacia Jatobá.Jatobá.
Discretização da Bacia Experimental do Rio Jatobá em planos e canais e localização dos postos pluviométricos utilizados na modelagem.
Modelagem hidrossedimentológicaModelagem hidrossedimentológica
Descrição dos elementos discretizados para a baciaElemento Tipo Área
(ha)Comprimento
(m)Largura
(m)Declividade Média (%)
1 Plano 23,8 384,73 618,63 0,152 Plano 102,2 1710,32 597,54 0,173 Plano 67,15 1710,32 392,61 0,194 Plano 35,76 1710,32 209,10 0,155 Canal 70,02 1710,32 – 0,296 Plano – 2299,58 304,49 0,147 Plano 160,06 2299,58 696,03 0,228 Canal – 2118,92 – 0,519 Canal – 2817,75 – 0,28
10 Plano 106,86 2118,92 504,33 0,3011 Plano 6,36 2118,92 304,72 0,1912 Plano 79,56 2118,92 375,49 0,2413 Plano 79,09 2118,92 373.30 0,1614 Canal – 1647,05 – 0,1815 Plano 58,13 1154.83 503,41 0,2316 Plano 259,59 2817,75 920,20 0,1117 Plano 79,79 2817,75 283,17 0,0918 Plano 107,26 2817,75 380,67 0,15
Modelagem hidrossedimentológicaModelagem hidrossedimentológica
RESULTADOSRESULTADOS
Parâmetros físicos do solo estimados utilizados na modelagem hidrossedimentológica
Parâmetros Símbolo ValorCoeficiente de Manning n 0,02
Altura média do relevo Re 2 mm
Distância média do relevo SPa 0,3 m
Coeficiente de variação da condutividade hidráulica Cv 1
Condutividade hidráulica saturada efetiva Ks 3,5 mm/h Valor efetivo do potencial de capilaridade G 260 mmÍndice de distribuição do tamanho dos poros l 0,32Porosidade do solo f 0,35Fração volumétrica das rochas R 0,1
Coeficiente de coesão do solo Co 0,01
Efetividade do amortecimento da superfície da água ch 654
RESULTADOSRESULTADOSDiscretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG
S
N
EW
730800
9072
000
9072
000
730800
Elevação (m)940 - 985895 - 940850 - 895805 - 850760 - 805715 - 760670 - 715625 - 670
400 0 400 800 m
Grade triangular gerada a partir das curvas de nível
7308009072
000
9072
000730800
S
N
EW
400 0 400 800 m
Direção do Escoamento
1248163264128
7308009072
000
9072
000730800
S
N
EW
400 0 400 800 m
Acumulação doEscoamento
0 - 1231312313 - 2462624626 - 3693936939 - 4925249252 - 6156561565 - 7387873878 - 8619186191 - 9850498504 - 110817
Mapa da direção do escoamento das águas superficiais na bacia.
RESULTADOSRESULTADOSDiscretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG
Rede de drenagem gerada.
7308009072
000
9072
000730800
S
N
EW
400 0 400 800 m
Sub-Bacias
Hidrografia
73080090
7200
0
9072
000730800
S
N
EW
400 0 400 800 m
Sub-Bacias
Hidrografia
Discretização automatizada da bacia. Discretização convencional da bacia.
RESULTADOSRESULTADOSDiscretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG
Descrição dos elementos discretizados para a bacia através do modelo AGWAElemento Tipo Área
(ha)Comprimento
(m)Largura
(m)Declividade Média (%)
1 Plano 113,24 1.816 241 0,772 Plano 170,24 1.825 827 0,933 Plano 25,81 1.700 339 1,134 Plano 126,36 1.831 440 0,685 Plano 3,96 1.631 14 0,536 Plano 122,24 2.086 747 1,097 Plano 143,41 2.211 472 1,098 Plano 82,96 2.096 1.215 0,879 Plano 114,23 2.232 840 0,73
10 Plano 121,12 2.034 1.231 0,9411 Plano 1,28 1.550 550 0,4812 Plano 221,44 2.277 1.031 1,13
RESULTADOSRESULTADOSDiscretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG
Produção de SedimentosProdução de SedimentosRESULTADOSRESULTADOS
Produção total de sedimentos calculada no exutório da bacia experimental
Anos Produção de Sedimentos(ton/ha/ano)
Precipitação média observada(mm)
2003 0,55 358,382004 7,31 860,882005 0,37 597,922006 7,57 335,86
Produção de sedimentos simulado em cada plano discretizado
Elemento Área(ha)
2003(ton)
2004(ton)
2005(ton)
2006(ton)
Média(ton/ha)
1 23,8 4,07 12,11 1,24 15,19 1,372 102,2 0,00 13,50 0,00 0,00 0,133 67,15 0,00 59,57 0,60 50,85 1,654 35,76 0,00 18,65 0,18 21,59 1,136 70,02 0,81 4,12 0,17 3,72 0,137 160,06 8,64 61,57 1,94 27,82 0,62
10 106,86 0,00 1,43 6,78 75,02 0,7811 6,36 0,00 0,14 0,17 15,87 2,5412 79,56 0,00 22,16 0,00 0,00 0,2813 79,09 0,00 8,22 0,00 0,00 0,1015 58,13 0,00 1,00 2,20 36,52 0,6816 259,59 0,00 0,47 0,27 0,00 0,0017 79,79 0,00 0,47 0,06 0,00 0,0118 107,26 0,00 0,16 0,13 0,00 0,00
Produção de SedimentosProdução de SedimentosRESULTADOSRESULTADOS
Hietograma diário observado e escoamento superficial simulado para a Bacia Experimental do Rio Jatobá.
ProduçãoProdução de Sedimentos de SedimentosRESULTADOSRESULTADOS
Hietograma diário observado e produção diária calculada de
sedimentos simulada para a Bacia Experimental do Rio Jatobá.
Produção de SedimentosProdução de SedimentosRESULTADOSRESULTADOS
Reuniões Entre Membros do ProjetoReuniões Entre Membros do Projeto1. Recife1. RecifeData: 2006Data: 2006Assuntos discutidos: InícioAssuntos discutidos: Início
2. Campina Grande2. Campina GrandeData: 11/04/2007Data: 11/04/2007
3. João Pessoa3. João PessoaData: 18/04/2007Data: 18/04/2007Assuntos discutidos: Apresentação completa do WESP, Assuntos discutidos: Apresentação completa do WESP,
explicação de como discretizar a bacia, seleçào dos explicação de como discretizar a bacia, seleçào dos parâmetros que devem ser calibrados e medidos em campo.parâmetros que devem ser calibrados e medidos em campo.
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