tese
Aplicação do LISEM (Limburg Soil Erosion Model) para simulação hidrológica em bacia hidrográfica tropical
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
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Programa de Pós-Graduação
DEG - Departamento de Engenharia
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Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
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Resumo
Utilizar os recursos naturais solo e água sem exauri-los é um dos principais desafios imposto à sociedade nos dias atuais. Haja vista que, com o aumento da população mundial, a demanda por produtos agrícolas e industriais aumentou e, consequentemente, a pressão sobre estes recursos também. No tocante à preservação dos recursos naturais solo e água, no contexto de bacias hidrográficas, o escoamento superficial direto assume importante papel. Inúmeros são os fatores que o governam este segmento do ciclo hidrológico e danosas são as conseqüências quando ignorados os riscos que este pode proporcionar ao meio ambiente. Assim, objetivou-se, com a realização deste trabalho, calibrar parâmetros de entrada importantes do ponto de vista da gênese do escoamento superficial: unidade do solo antecedente aos eventos de precipitação e, a espessura da camada de solo considerada no balanço hídrico, para o modelo hidrológico distribuído LISEM, tendo como saída as grandezas características do escoamento superficial direto; validar a aplicação do LISEM para eventos de precipitação de diferentes intensidades; verificar o potencial de aplicação do LISEM para prognosticar o comportamento hidrológico de bacias hidrográficas agrícolas tropicais; avaliar a sensibilidade do LISEM a eventos extremos de intensidade de precipitação; simular novos cenários de uso/ocupação do solo e o efeito por eles produzido em variáveis hidrológicas do escoamento superficial direto e identificar possíveis usos/ocupações com maior potencial de degradação dos recursos naturais solo e água na bacia hidrográfica do Ribeirão Marcela. A referida unidade ambiental, localiza-se na Região Alto Rio Grande, Município de São João Del Rei, situada a aproximadamente 70 km de Lavras, MG. O Ribeirão Marcela drena área aproximada de 470 ha, à margem direita do córrego do Jaguara, que deságua diretamente no reservatório da usina hidroelétrica de Camargos/CEMIG. Situa-se entre as coordenadas 21°14’24’’ e 21°15’54’’ de latitude S e 44°29’24’’ e 44°30’54’’ de longitude W. Informações referentes ao uso atual e às características morfométricas da bacia foram obtidas em trabalhos de campo e aquelas relacionadas aos cenários: mata natural, pastagem, eucalipto aos 7 anos de idade, café aos 15 e 35 meses de idade e milho aos 15 e 75 dias após o plantio, foram obtidas na literatura. Estas informações foram organizadas em linguagem PCRaster e compiladas no aplicativo PCRaster NutShell, que faz a comunicação entre o ambiente Windows e o LISEM. O LISEM apresentou alta sensibilidade à umidade do solo antecedente aos eventos de precipitação, sendo este o seu principal parâmetro de calibração. A umidade ótima de calibração do LISEM encontra-se próximo à umidade de saturação, sendo pouco confiável a simulação hidrológica de eventos isolados de precipitação utilizando-se parâmetros calibrados de outros eventos, mesmo que de igual intensidade de precipitação. A espessura da camada de solo mostrou-se pouco importante quando analisada isoladamente. Contudo, ao associá-la ao conteúdo de umidade do solo, pôde-se perceber que quanto maior a espessura, maior também é o conteúdo de umidade inicial ótimo de calibração do LISEM. Foi possível calibrar o LISEM para todas as espessuras de camadas de solo propostas, em todos os eventos. O LISEM não produziu resultados satisfatórios para eventos cuja intensidade de precipitação foi menor ou igual à capacidade de infiltração de água no solo, mas apresentou resultados satisfatórios quando aplicado a eventos de precipitação cuja intensidade foi superior a 30 mm h-1. Registrou-se tendência em subestimar o tempo de pico e a lâmina convertida em ESD, o que, por conseqüência, reduziu os percentuais do índice C de escoamento superficial. A variável hidrológica vazão de pico apresentou resultados satisfatórios em 82,50% das situações simuladas; esta foi sub ou superestimada em menos de 3,0 %. Constatou-se também que o coeficiente de atrito superficial (n), parâmetro fornecido ao modelo, em função do uso/ocupação do solo, é importante na calibração do tempo de pico, porém, não é o único parâmetro de calibração para esta variável. Os cenários mata natural, eucalipto e café, aos 35 meses após o plantio, atenuaram as vazões máximas em 37,62%, 42,17% e 28,04% para evento em que a intensidade máxima de precipitação foi de 48,0 mm h-1, respectivamente, quando comparados ao cenário atual. Os cenários milho aos 15 e 75 dias após o plantio, propiciaram as maiores vazões máximas, indicando ser este uso/ocupação do solo, entre as alternativas avaliadas, o que mais predispõe a bacia hidrográfica a impactos hidrológicos, principalmente na fase inicial da cultura.
Abstract
Descrição
Área de concentração
Engenharia de Água e Solo
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
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Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
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DOI
Citação
GOMES, N. M. Aplicação do LISEM (Limburg Soil Erosion Model) para simulação hidrológica em bacia hidrográfica tropical. 2008. 191 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2008.