Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/58893| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Modelagem da intermitência e do aporte hídrico a reservatórios no semiárido brasileiro: o caso da bacia do rio umbuzeiro, Ceará |
| Título em inglês: | Modeling the intermittence and water supply to reservoirs in the brazilian semi-arid: the case of the umbuzeiro river basin, Ceará |
| Autor(es): | Lima, Gabriela Domingos |
| Orientador: | Araujo, José Carlos de |
| Palavras-chave: | Recurso hídrico;Modelagem hidrológica;Escoamento;Modelo WASA;Water resource;Hydrological modeling;River discharge;WASA model |
| Data do documento: | 2021 |
| Citação: | LIMA, Gabriela Domingos. Modelagem da intermitência e do aporte hídrico a reservatórios no semiárido brasileiro: o caso da bacia do rio umbuzeiro, Ceará. 2021. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021. |
| Resumo: | O semiárido brasileiro é conhecido por apresentar secas recorrentes que resultam em uma área hidrologicamente vulnerável. Assim, a gestão dos recursos hídricos é cada vez mais exigida, pois há a necessidade de identificar e compreender a disponibilidade de água para atender à crescente demanda. A carência de dados hidrológicos em bacias semiáridas gera incertezas que podem comprometer o efetivo gerenciamento dos recursos hídricos e a avaliação de sua disponibilidade hídrica, limitando seu aproveitamento. Por isso, a modelagem hidrológica é um forte aliado para suprir a carência de dados e auxiliar na gestão das águas. Além disso, pesquisas em todo o globo indicam uma tendência crescente da intermitência em rios de diversas escalas espaciais. Nessa perspectiva, esta pesquisa foi conduzida com o objetivo de avaliar, por meio de medidas e modelagem hidrológica, a intermitência e o aporte hídrico aos reservatórios do semiárido brasileiro. O modelo utilizado, WASA, tem robusta base física e tem sido usado em diversas regiões secas do globo. A bacia em estudo é a do Rio Umbuzeiro, situada no município de Aiuaba, Ceará, tendo sido analisada em três bacias aninhadas: a do Açude Benguê (933 km²), a de Aroeira (800 km²) e a Bacia Experimental de Aiuaba (BEA, 12 km²). Foram realizadas simulações para onze parametrizações, alterando-se: a condutividade hidráulica saturada do solo nas encostas e no leito do rio; a condutividade hidráulica do embasamento cristalino; a profundidade do leito do rio; e um parâmetro de ajuste de chuva do modelo. Os resultados mostraram que, entre as onze parametrizações simuladas, nenhuma teve êxito na representação das duas variáveis (intermitência e aporte hídrico aos reservatórios) nas três escalas de bacia simultaneamente. As maiores bacias (Benguê e Aroeira) foram mais bem representadas que a bacia de pequena escala. A simulação da Bacia Experimental de Aiuaba (menor escala) obteve notável melhora após a aplicação da condutividade hidráulica dos solos conforme medição in situ, o que indica que o modelo tem base física forte. O modelo WASA conseguiu representar bem o aporte hídrico – e, consequentemente, a dinâmica dos volumes armazenados – ao Açude Benguê (18 hm³, NSE > 0,9) através da aplicação da condutividade hidráulica saturada medida em campo, sem a necessidade de parâmetro de ajuste de chuva. No reservatório Boqueirão (0,06 hm³), mesmo o melhor desempenho foi insatisfatório (NSE = 0,38), embora este resultado tenha sido obtido com a aplicação de dados medidos. Essas observações indicam que o modelo WASA responde melhor em bacias de maior escala espacial. Recomenda-se, portanto, a realização de um amplo processo de calibração do modelo WASA, utilizando para isso técnicas de otimização multivariadas. Dada a complexidade do modelo e o tempo de computação relativamente longo, tal programa deveria ser realizado em um ambiente computacional de alta eficiência. Almeja-se, assim, que o modelo WASA consiga representar tanto o aporte hídrico quanto a intermitência dos rios para diferentes escalas, visto que isso possibilitará a elaboração de estudos de mudanças globais. |
| Abstract: | The semiarid region in Brazil is known for recurrent dries that result in a hydrologic vulnerable area. This way, the management of water resources is more and more required, as well as the need to identify and understand the availability of water to attend its increasing demands. The lack of hydrological data in semiarid basins creates concern that can compromise the effective management of water resources and the evaluation of the water availability. For this reason, hydrological modeling is a solid ally to supply the lack of data and assist water management. In addition, researches across the globe indicate an increasing tendency of intermittency in rivers of different spatial scales. In this perspective, this research was conducted to classify through measurements and hydrological modeling the intermittency and water supply to the reservoirs of the Brazilian Semi-Arid area. The model used in this research, WASA, has a strong physical basis and has been used in several dry regions of the globe. The basin under study is the Umbuzeiro River, located in the city of Aiuaba, Ceará, it was evaluated in three nested basins: the Benguê (933 km²), the Aroeira (800 km²) and the Aiuaba Experimental Basin (BEA, 12 km²). Simulations were made for eleven parameterization sets, changing the saturated hydraulic conductivity of the soil on the slopes and the riverbed; the hydraulic conductivity of the crystalline basement; the depth of the riverbed; and the model rainfall adjustment parameter. The results illustrate that; among the eleven parameterization sets, none was successful in representing the two variables, (intermittency and water inflow to the reservoirs) in the three basin scales simultaneously. The largest basins (Benguê and Aroeira) were better represented than the small-scale basin. The simulation of the Experimental Basin of Aiuaba (smaller scale) obtained a notable improvement after the application of the hydraulic conductivity of the soils according to in-situ measurement. That indicates that the model has a strong physical base. The WASA model was able to represent well the water supply (and, consequently, the dynamics of stored volumes) to the Benguê Reservoir (18 hm³, NSE > 0.9) through the application of the saturated hydraulic conductivity measured in the field, without the need for a rainfall parameter of adjustment. In the Boqueirão reservoir (0.06 hm³), even the best performance was unsatisfactory (NSE = 0.38), although this result was obtained with the application of measured data. These observations indicate that the WASA model responds best in basins with a larger spatial scale. Therefore, it is recommended to carry out a wide calibration process of the WASA model, using multivariate optimization techniques. Given the complexity of the model and the relatively long computation time, such program should be done in a highly efficient computational environment. It is hoped, therefore, that the WASA model will be able to represent both the water supply and the intermittency of rivers for different scales. This will make it possible to prepare studies of global changes. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/58893 |
| Aparece nas coleções: | PPGENA - Dissertações defendidas na UFC |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| 2021_dis_gdlima.pdf | 4,56 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.