edital mct/cnpq/ct-hidro nº. 13/2005 modelagem hidrossedimentolÓgica no semi-Árido de pernambuco...

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 PERNAMBUCO

Prof. 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 SC 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

906

730

0 90673

009

0684

00 90

68400

906

950

0 90695

009

0706

00 90

70600

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 pluviométricos

Foram 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

Pre

cip

ita

ção

(m

m)

Precipitação média observada na Bacia Experimental do Rio Jatobá em 2003

Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia

Chuva Mensal (mm)

0

20

40

6080

100

120

140

160

180200

220

240

260


Meses

Pre

cip

ita

çã

o (

mm

)Dados de Precipitação da BaciaDados de Precipitação da Bacia

Chuva Mensal (mm)

0

20

40

60

80

100

120

140

160


Meses

Pre

cip

itaç

ão (

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

Pre

cip

ita

çã

o (

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.


Descrição dos elementos discretizados para a bacia

Elemento TipoÁrea(ha)

Comprimento (m)

Largura (m)

Declividade Média (%)

1 Plano 23,8 384,73 618,63 0,15

2 Plano 102,2 1710,32 597,54 0,17

3 Plano 67,15 1710,32 392,61 0,19

4 Plano 35,76 1710,32 209,10 0,15

5 Canal 70,02 1710,32 – 0,29

6 Plano – 2299,58 304,49 0,14

7 Plano 160,06 2299,58 696,03 0,22

8 Canal – 2118,92 – 0,51

9 Canal – 2817,75 – 0,28

10 Plano 106,86 2118,92 504,33 0,30

11 Plano 6,36 2118,92 304,72 0,19

12 Plano 79,56 2118,92 375,49 0,24

13 Plano 79,09 2118,92 373.30 0,16

14 Canal – 1647,05 – 0,18

15 Plano 58,13 1154.83 503,41 0,23

16 Plano 259,59 2817,75 920,20 0,11

17 Plano 79,79 2817,75 283,17 0,09

18 Plano 107,26 2817,75 380,67 0,15


RESULTADOSRESULTADOS

Parâmetros físicos do solo estimados utilizados na modelagem hidrossedimentológica

Parâmetros Símbolo Valor

Coeficiente 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 mm

Índice de distribuição do tamanho dos poros l 0,32

Porosidade do solo f 0,35

Fração 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

907

200

0

907

200

0

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

730800907

200

0

907

200

0730800

S

N

EW

400 0 400 800 m

Direção do Escoamento

1248163264128

730800907

200

0

907

200

0730800

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.


Rede de drenagem gerada.

730800907

200

0

907

200

0730800

S

N

EW

400 0 400 800 m

Sub-Bacias

Hidrografia

7308009

0720

00

907

200

0730800

S

N

EW

400 0 400 800 m

Sub-Bacias

Hidrografia

Discretização automatizada da bacia.

Discretização convencional da bacia.


Descrição dos elementos discretizados para a bacia através do modelo AGWA

Elemento TipoÁrea(ha)

Comprimento (m)

Largura (m)

Declividade Média (%)

1 Plano 113,24 1.816 241 0,77

2 Plano 170,24 1.825 827 0,93

3 Plano 25,81 1.700 339 1,13

4 Plano 126,36 1.831 440 0,68

5 Plano 3,96 1.631 14 0,53

6 Plano 122,24 2.086 747 1,09

7 Plano 143,41 2.211 472 1,09

8 Plano 82,96 2.096 1.215 0,87

9 Plano 114,23 2.232 840 0,73

10 Plano 121,12 2.034 1.231 0,94

11 Plano 1,28 1.550 550 0,48

12 Plano 221,44 2.277 1.031 1,13


Produção de SedimentosProdução de Sedimentos


Produção total de sedimentos calculada no exutório da bacia experimental

AnosProdução de Sedimentos

(ton/ha/ano)Precipitação média observada

(mm)

2003 0,55 358,38

2004 7,31 860,88

2005 0,37 597,92

2006 7,57 335,86

Produção de sedimentos simulado em cada plano discretizado

ElementoÁrea(ha)

2003(ton)

2004(ton)

2005(ton)

2006(ton)

Média(ton/ha)

1 23,8 4,07 12,11 1,24 15,19 1,37

2 102,2 0,00 13,50 0,00 0,00 0,13

3 67,15 0,00 59,57 0,60 50,85 1,65

4 35,76 0,00 18,65 0,18 21,59 1,13

6 70,02 0,81 4,12 0,17 3,72 0,13

7 160,06 8,64 61,57 1,94 27,82 0,62

10 106,86 0,00 1,43 6,78 75,02 0,78

11 6,36 0,00 0,14 0,17 15,87 2,54

12 79,56 0,00 22,16 0,00 0,00 0,28

13 79,09 0,00 8,22 0,00 0,00 0,10

15 58,13 0,00 1,00 2,20 36,52 0,68

16 259,59 0,00 0,47 0,27 0,00 0,00

17 79,79 0,00 0,47 0,06 0,00 0,01

18 107,26 0,00 0,16 0,13 0,00 0,00



Hietograma diário observado e escoamento superficial simulado para a Bacia Experimental do Rio Jatobá.

ProduçãoProdução de Sedimentos de Sedimentos


Hietograma diário observado e produção diária calculada de sedimentos simulada para a Bacia Experimental do Rio Jatobá.



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 parâmetros que devem ser calibrados e medidos em campo.campo.

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