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01/08/2010 - 01/08/2014

Ciências Agrárias - Engenharia Agrícola - Engenharia de Água e Solo

A modelagem hidrológica tem sido largamente usada para avaliar o impacto de diferentes cenários de uso do solo na qualidade dos recursos hídricos em bacias hidrográficas. Modelos como o Water Erosion Prediction Project (WEPP), LImburg Soil Erosion Model (LISEM), Soil and Water Assessment Tool (SWAT) e AGNPS tem sido aplicados no intuito de auxiliar engenheiros a gerir os recursos naturais por todo o mundo em virtude de problemas relacionados à degradação dos mesmos. Entretanto, estes modelos são compostos por um grande número de parâmetros de difícil medição e muitas vezes inviáveis no âmbito de bacia hidrográfica apresentando um alto grau de complexidade. A maioria dos países em desenvolvimento, como o Brasil, tem escassez de dados em escala de bacias hidrográficas, exceto quando as bacias são monitoradas com fins de pesquisa ou por empresas de geração de energia. Com o intuito de superar esse inconveniente foi desenvolvido o modelo LASH (Lavras Simulation of Hydrology) que é baseado em formulações mais simples e utiliza uma base de dados reduzida. Este modelo emprega uma formulação simplificada e foi criado para simular a vazão total em seções de controle de bacias hidrográficas de locais onde existe carência de dados a respeito de clima, solo e uso do solo. Baseado no exposto, este projeto tem como objetivos: i. caracterizar os aspectos fisiográficos e de uso do solo, bem como características pedológicas, climáticas e hidrológicas, de forma distribuída, em duas bacias hidrográficas rurais do Rio Grande do Sul, sob monitoramento hidrológico da Agência Nacional de Águas (ANA), de forma a constituir uma base de dados completa para este projeto e também para servir de base para futuros trabalhos na linha de gestão de recursos naturais; ii. calibrar e validar o modelo hidrológico LASH (“Lavras Simulation of Hydrology”), para simulação hidrológica em bacias hidrográficas de diferentes tamanhos, utilizando algoritmos adequados para análise de sensibilidade, identificação de incertezas e processo de autocalibração. Além disso, o modelo será utilizado para simular diferentes usos do solo na região e seus impactos na hidrologia, erosão e transporte de sedimentos; e iii. aplicar e calibrar o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool), com base em dados de entrada distribuídos no espaço referentes às bacias hidrográficas, simulando diferentes usos do solo na região e seus impactos na hidrologia, erosão e transporte de sedimentos. Para a aplicação, calibração e validação dos modelos LASH e SWAT serão caracterizados os aspectos fisiográficos e de uso do solo, bem como características pedológicas, climáticas e hidrológicas, de forma distribuída, de duas bacias hidrográficas localizadas no sul do Estado do Rio Grande do Sul: do Arroio Fragata com seção de controle na Ponte Passo dos Carros e do Arroio Pelotas com seção de controle na Ponte Cordeiro de Farias. O modelo digital de elevação para cada bacia será construído com base em cartas topográficas disponíveis e procedimentos de interpolação por intermédio de um Sistema de Informações Geográficas. Os mapas de uso do solo serão obtidos com o auxílio de imagens do satélite Landsat ou outros satélites que forneçam maior resolução espacial, em conjunto com uma análise supervisionada das classes de uso atual. Serão coletadas amostras de solo para determinação dos atributos físicos, hídricos e químicos. Ambas as bacias hidrográficas contam com monitoramento hidrológico bastante consistente em termos de série histórica, sob a responsabilidade da Agência Nacional de Águas (ANA), fornecendo dados hidroclimáticos desde a década de 1960. Também serão executadas medições de sedimentos transportados nas seções de controle ao longo do período de execução do projeto a fim de gerar uma curva que relacione vazão e sedimento transportado. Esta curva ajudará nas análises de transporte de sedimentos ao longo dos anos e, também, nos processos de calibração e validação dos modelos computacionais. A partir deste projeto espera-se alcançar os seguintes resultados: i. aumentar a quantidade de informações fundamentais para a realização de futuros trabalhos de simulação hidrológica nas bacias estudadas, como por exemplo, parâmetros associados ao uso do solo e às características hidrológicas das bacias; ii. indicar alternativas adequadas ao planejamento e à gestão ambiental com a avaliação de diferentes cenários de uso do solo em termos de produção de água e de sedimentos; iii. geração, com aceitável precisão, da estimativa de vazões de pico para o dimensionamento de obras hidráulicas, assim como da estimativa de vazões outorgáveis para outras bacias hidrográficas localizadas no RS; iv. divulgação do modelo LASH, por meio de artigos em periódicos nacionais e internacionais, bem como pela apresentação de resumos expandidos em Congressos Científicos, estimulando sua aplicação em áreas com diferentes condições de clima, de solo, de uso do solo e da topografia; e vi. tomada de decisões para o gerenciamento de bacias hidrográficas estratégicas para diferentes regiões aplicando o modelo SWAT.