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 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


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


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.


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.


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


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


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.


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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