ISSN 1678-0701
Número 62, Ano XVI.
Dezembro-2017/Fevereiro-2018.
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11/12/2017MODELAGEM HIDROLÓGICA COMO INSTRUMENTO DE MANEJO AMBIENTAL DE BACIAS HIDROGRÁFICAS  
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MODELAGEM HIDROLÓGICA COMO INSTRUMENTO DE MANEJO AMBIENTAL DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

 

Cristyano Ayres Machado. Professor da Secretaria de Estado da Educação de Sergipe, doutorando em Meio Ambiente e Desenvolvimento PRODEMA Universidade Federal de Sergipe.

 

Gregório Guirado Faccioli. Professor, doutor em engenharia agrícola, professor do Programa de pós Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente Universidade Federal de Sergipe, PRODEMA.

 

Antenor de Oliveira Aguiar Netto, Pós Doutor em Recursos Hídricos, professor do Programa de pós Graduação em  Desenvolvimento e Meio Ambiente, Universidade Federal de Sergipe, PRODEMA.

 

Carlos Alberto Prata de Almeida, doutorando em Meio Ambiente e Desenvolvimento PRODEMA, Universidade Federal de Sergipe.

 

Ernesto Frederico Costa Foppel doutorando em Meio Ambiente e Desenvolvimento PRODEMA Universidade Federal de Sergipe.

 

Marcelo Machado Cunha, professor, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Sergipe, doutorando em Meio Ambiente e Desenvolvimento PRODEMA Universidade Federal de Sergipe.

 

Marinoé Gonzaga da Siva, Doutora em Meio Ambiente e Desenvolvimento PRODEMA Universidade Federal de Sergipe, professora  do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Sergipe.

 

 

RESUMO

 

A necessidade de entender o processo hidrológico de uma bacia hidrográfica é importante para prover a preservação e conservação dos recursos hídircos. Os modelos hidrológicos são ferramentas que nos levam a conhecer a dinâmica e realidade de uma bacia hidrográfica em um curto intervalo de tempo e de forma econômica quanto a recursos financeiros. Este artigo tem como objetivo avaliar a distribuição espacial da produção de água simulada pelo modelo SWAT para a bacia hidrográfica do rio Siriri. A simulação fora realizada para o período de 2000 a 2013, o processo de calibração e validação não foram realizados devido a ausência  de  um monitoramento nessa bacia  de dados de vazão. As subbacias que mais colaboraram para uma produção de água estão localizadas nas áreas que apresentam uma maior declividade d. Estas áreas precisam de uma atenção e cuidado especial com relação ao seu gerenciamento, uma vez que a maior produção de água está relacionada diretamente a uma  à maior  e diversa produção de sedimentos e consequentemente aos processos erosivos.

 

Palavras-chave: Modelo hidrológico, SWAT, recursos hídricos.


ABSTRATC

 

The need to know the hydrologic behavior of a watershed is critical to ensure the preservation and conservation of resources hídircos. Hydrological models are tools that allow to know the dynamics of a watershed in a short time and without spending costly. This study aimed to evaluate the spatial distribution of water production simulated by the SWAT model for river basin Siriri. The simulation was performed for the period 2000 to 2013, the procedure for calibration and validation were not performed due to lack of monitoring data flow. The sub-basins that produce more water are located in areas of greatest slope. These areas deserve special care with respect to its management since the increased water production is related to greater sediment production and consequently to erosive processes.

 

Keywords: hydrological model, SWAT, water resources

 

 

1 INTRODUÇÃO

 

Os primeiros estudos sobre hidrologia são oriundos do rio Nilo no Egito,há 4000 anos. O nível do rio era medido a partir de instrumento de mensuração, semelhante a uma régua, para cobrança de imposto anual. As primeiras medidas pluviometricas tem registro de 2000 anos na Índia, também com o principio tributário. A modelagem hidrológica começou com o engenheiro irlandês Thomas J.Mulvaney no ano de 1851, com uma equação que leva seu nome,que mais tarde ficou conecida como método racional. Porém a modelagem hidrológica tiveram avanços  reais que forama partir da decada de 30. Isso se deve ao interesse e investimentos em pesquisas relacionados a hidrologia dos paises desenvolvidos por

meio do fomento de suas agencias governamentais.

Na década de 50 com a disponibilidade do uso do computador e o avanço de técnicas estatisticas e numéricas ocorreu um avanço maior dos modelos que trabalham com conceitos de chuva e vazão. Durante muitos anos a hidrologia teve um papel mais descritivo do que carater quantitativo. Com o período pós-guerra ocorreu uma enorme demanda em projetos visando uma gestão mais proveitosa dos recursos hídricos, principalmente relacionados a obras de infraestrutura e abastecimento público.

Entende-se que o modelo é uma ferramenta que permite entender e representar o comportamento de uma bacia hidrográfica e prever, simular, condições distintas das observadas, dessa forma, a antecipação de ocorrência de eventos, permite a tomada de medidas preventivas (TUCCI, 2005).

O SWAT é um modelo hidrológico que permite simular diferentes processos físicos na bacia hidrográfica como, a evapotranspiração, infiltração, escoamento de água, entre outros, com o objetivo de analisar os impactos das alterações no uso do solo sobre o escoamento (superficial e subterrâneo), produção de sedimentos e qualidade de água em bacias hidrográficas. O SWAT é um modelo matemático que tem domínio público, ele foi desenvolvido em 1996 nos EUA pelo Agricultural Research Service em conjunto com a Texas A&M University (NEITSCH et al. 2005).

Com esse modelo é possível simular diferentes cenários de uso do solo, permitindo, desta forma, analisar o escoamento de água e a produção de sedimentos de forma espacial na bacia, fator fundamental quando se refere a ações de planejamento e gestão dos recursos naturais


O modelo é baseado em uma estrutura de comandos para propagar o escoamento, sedimentos e agroquímicos através da bacia hidrográfica. As variáveis usadas no modelo onde são levados como parâmetros são: hidrologia, clima, sedimentos, temperatura do solo, crescimento de plantas, nutrientes, pesticidas e ainda manejo agrícola. O componente hidrológico do modelo inclui sub-rotinas do escoamento superficial, percolação, fluxo lateral subsuperficial, fluxo de retorno do aquífero raso e evapotranspiração (NEITSCH et al. 2005).

Existem diversos estudos que utilizaram o modelo para avaliar o impacto do uso e manejo do solo em bacias hidrográficas, tanto no Brasil (ADRIOLO et al, 2008; BLAINSKI;  SILVEIRA;  CONCEIÇÃO,  2008;  BLAINSKI,  E.  et  al.,  2011;  LELIS  e

CALIJURI 2010) como em outros países (HOLVOET, 2008; KIM et al., 2010; LAM; SCHMALZ;  FOHRER,  2010;  MULUNGU  e  MUNISHI,  2007)                                                    que  vislumbram  a

possibilidade de um melhor gerenciamento e planejamento dos recursos naturais, principalmente dos recursos hídrico devido sua importância estratégica.

O presente trabalho tem por objetivo avaliar a distribuição espacial da produção de água simulada pelo modelo SWAT para a bacia hidrográfica do rio Siriri, afluente da bacia hidrográfica do rio Japaratuba, importante fonte de água para abastecimento humano e irrigação.

 

 

2 MATERIAL E MÉTODOS

 

                   Área de estudo

 

A bacia hidrográfica do rio Siriri (Fig. 1) faz parte da bacia hidrográfica do rio Japaratuba e localiza-se entre as coordenadas 10°11’ e 10°49’ latitude sul e 36°41’ e 37°26’ longitude oeste, apresentando uma área total de 433,85 km2. Seu afluente principal nasce no município de Nossa Senhora das Dores - SE, e sua área de drenagem se estende pelos municípios de Capela, Carmopólis, Divina Pastora, General Maynard, Maruim, Rosário do Catete, Santo Amaro das Brotas, Siriri, e Japaratuba.

O rio Siriri se compõe de vários tributários, mas é formado de modo consistente após a junção dos rios Siriri Vivo, Siriri Morto e Sangradouro, abastecendo integralmente o município de Nossa Senhora das Dores-SE, que possui uma população de 24.579 habitantes. De acordo com a Resolução 357/2005 do CONAMA, o rio Siriri é enquadrado como rio de água doce classe 3 (SERGIPE, 2012).

Segundo a classificação Köppen-Geiger, esses municípios são caracterizados por um clima tropical chuvoso com verão seco (As') onde a temperatura média  anual é de 25°C, com o período chuvoso concentrado entre os meses de março e agosto, com pluviosidade média anual de 1.400 mm (SERGIPE, 2009).

 

Figura 1: Localização da bacia hidrográfica do rio Siriri, no Brasil e em Sergipe

 

Os solos predominantes da região são os Argissolos. O relevo caracteriza-se pela presença de planícies litorâneas, tabuleiro costeiro, planície fluvial e feições dissecadas de colinas, cristas e interflúvios tabulares (SERGIPE, 2012).

A sub-bacia do Rio Siriri encontra-se num contexto geológico dominado por rochas da Bacia Sedimentar de Sergipe-Alagoas e de Coberturas Recentes. A bacia do Siriri está inserida em dois domínios hidrogeológicos: o poroso e o fraturadocárstico. O primeiro corresponde às rochas da Bacia Sedimentar de Sergipe, a Formação Barreiras e os sedimentos de praia e aluvião. O segundo inclui as formações Riachuelo e Cotinguiba (Grupo Sergipe), que apesar de estarem inseridas na Bacia Sedimentar de Sergipe, são constituídas basicamente por rochas calcárias, que apresentam comportamentohidrogeológico distinto dos demais sedimentos, daí a sua inclusão no domínio fraturadocárstico (BRASIL, 2005).

Os usos do solo na bacia do rio Siriri são indicados na Tabela 1, sendo que os principais usos são pastagem, 42.83%, cultivos agrícolas/solos expostos, 34.52% e área de floresta, 13.78% (SERGIPE, 2012).

 

 

Tabela 8: Usos do solo na bacia hidrográfica do rio Siriri

Uso do solo

Área (ha)

Área (%)

Associação de caatinga/cultivos/pastagem

13.05

0.03

Corpos d’água

71.69

0.17

Cultivos agrícolas/solos expostos

14923.83

34.52

Floresta estacional

5958.28

13.78

Floresta ombrófila

1262.3

2.92

Manguezal

4.92

0.01

Mata ciliar

1328.15

3.07

Pastagem

18513.72

42.83

Povoado/distritos

176.13

0.41

Sede municipal

386.24

0.89

Vegetação de restinga

27.13

0.06

Área degradada

268.19

0.62

 

 

O déficit hídrico das cidades concentra-se entre os meses e setembro a março, estando seus picos nos meses de dezembro e janeiro. Já o período chuvoso ocorre entre os meses de maio e julho, sendo que a maior precipitação média mensal (203,5 mm) observada ocorre no mês de maio (AGUIAR NETTO et al., 2009).

A área ao qual se refere esse estudo tem 416 km² de extensão, e está inserida em um contexto geológico dominado pela Bacia Sedimentar de Sergipe- Alagoas, onde se nota-se a presença de importantes reservatórios de água subterrânea. A geologia dessa região é formada por Bacias Sedimentares do Proterozóico de três períodos diferentes: do Cretáceo, do Paleogeno e do Quaternário. A bacia do rio Siriri tem uma área de drenagem que ocupa o território de 3 municípios: Siriri, Nossa Senhora das Dores e Capela (Fig. 2), sendo de extrema importância estratégica para o abastecimento desses municípios que são inseridos nessa bacia.

 

Figura 2: Municípios que integram a bacia hidrográfica do rio Siriri


O MODELO SWAT

 

O SWAT é um modelo de base física, em vez de incorporar equações de regressão para descrever as relações entre as variáveis de entrada e saída, necessita de informações específicas sobre clima, propriedades do solo,topografia, vegetação e práticas de manejo do solo que ocorrem na bacia hidrográfica. Dessa forma é possível simular processos físicos associados com o movimento da água, movimento de sedimentos, crescimento da vegetação, ciclagem de nutrientes, qualidade da água, dentre outros. Por ser um modelo distribuído, permite que a bacia hidrográfica seja dividida em subbacias, que refletem as diferenças de tipo de solo, cobretura vegetal, topografia (NEITSCH et al., 2011).

O modelo SWAT tem como vantegens a modelagem de bacias hidrográficas que não apresentam monitoramento de dados, ou seja, sem dados de vazão monitorados, utiliza dados de entrada facilmente disponíveis, muitas vezes disponíveis em órgãos governamentais, permite a simulação para grandes bacias hidrográficas com economia de tempo e sem custos dispendiosos (NEITSCH et al., 2005).

De acordo com NEITSCH et al. (2011) o modelo tem como composição os tópicos abaixo:

 

a.                         CLIMA

 

As informações referentes ao clima de uma bacia hidrográfica tratam-se dos dados referente à umidade do ar e a energia que comandam o balanço hídrico. As variáveis climáticas para trabalhar nesse modelo são os dados diários de precipitação, temperaturas do ar máxima e mínima, radiação solar, velocidade do vento e umidade relativa do ar. Sendo que há a possibilidade de inserir dados diários. O modelo gera um conjunto de dados de climatológicos e independentes para cada subbacia.

 

b.                         CICLO HIDROLÓGICO

 

Os principais processos hidrológicos do SWAT simulados são o escoamento superficial, evapotranspiração, movimento da água no solo e água subterrânea (Fig. 3)


 

Figura 3: Representação esquemática do ciclo hidrológico (Fonte: NEITSCH et al., 2005).

 

 

O balanço hídrico é a ideia que conduz todos os cenários, processos e situações simulados pelo SWAT, tornando-se indispensável para a estimativa da infiltração, do escoamento superficial e da força de desprendimento do solo pelo fluxo da água e trabalha com dados de clima, crescimento vegetal e infiltração para encontrar valores da evapotranspiração potencial, evaporação do solo e transpiração das plantas. Por meio desses dados com essas informações, o componente balanço hídrico calcula a quantidade e o estado da água no solo diariamente para cada camada e a percolação no seu perfil.

A simulação hidrológica da bacia hidrográfica é dividida em duas grandes partes: a fase terrestre do ciclo hidrológico e a fase aquática. A fase terrestre controla a quantidade de água e as cargas de sedimento, nutrientes e pesticidas  que atingem o canal principal de cada subbacia. A fase aquática tem uma ligação ao movimento da água, sedimentos, dentre outros, pela rede de canais em direção à saída da bacia hidrográfica. Na fase terrestre, o ciclo hidrológico é baseado na equação do balanço hídrico (Eq. 1):


 

Equação 1

Onde: SWt = é a quantidade final de água existente no solo (mm H2O); SW0 = é a quantidade inicial de água existente no solo em um dia i (mm H2O); t = tempo (dias); Rday = é a quantidade de precipitação em um dia i (mm H2O); Qsurf = é a quantidade de escoamento superficial em um dia i (mm H2O); Ea = é a quantidade de água evapotrasnspirada no dia i (mm H2O); wseep = é a quantidade de água que  entra na camada insaturada no dia i (mm H2O); Qgw = é a quantidade de água que retorna ao canal devido ao escoamento sub-superficial em um dia i (mm H2O);

i.                  Escoamento Superficial

O escoamento superficial rege a perda de solos e ocorre quando a taxa de aplicação de água no solo (precipitação ou irrigação) excede a taxa de infiltração. O SWAT simula o volume do escoamento superficial a taxa de escoamento de pico para cada HRU, utilizando o Método da Curva Número (CN) do Soil Conservation Service (USDA-CSC, 1972) ou pelo Método Infiltração de Green e Ampt (GREEN e AMPT, 1911). O último método necessita de dados sub-diários de precipitação.

No método da CN, a curva varia não linearmente com o conteúdo de umidade do solo. A CN diminui se o solo se aproxima do ponto de murcha e aumenta até cerca de 100 a aproximar-se da saturação do solo.

A equação da CN é:


Equação 2

Onde: Qsup é o escoamento acumulado ou excesso de chuva (mm H2O), Rday é a quantidade de chuva para o dia (mm H2O), Ia é a abstração inicial que incluem o armazenamento de água na superfície, intercepção e infiltração (mm H2O), S é o parâmetro de retenção (mm H2O).

O parâmetro de retenção varia espacialmente de acordo com o tipo de solo, o tipo de uso, manejo, declividade e o conteúdo de água no solo. O parâmetro de retenção pode ser calculado pela Equação 3:

 


Equação 3

 

Onde CN é a curva número para o dia, abstração inicial, Ia, geralmente aproximada a 0.25, dessa forma a Equação 4 pode ser definida como

 


Equação 4

 

 

Onde: Qsup é o escoamento acumulado ou excesso de chuva (mm H2O), Rday é a quantidade de chuva para o dia (mm H2O), Ia é a abstração inicial que incluem o armazenamento de água na superfície, intercepção e infiltração (mm H2O), S é o parâmetro de retenção (mm H2O).

Apesar da sua natureza empírica, o método do CN é muito utilizado com sucesso para várias aplicações e em uma enorme variedade de realidades hidrológicas.

 

ii.                 Evapotranspiração

 

No processo da evapotranspiração estão inclusos todas as ações de transpiração das plantas e evaporação de água das plantas e do solo. O SWAT possibilita que se obtenha o cálculo da evapotranspiração potencial e real. A evapotranspiração potencial pode ser estimada no modelo SWAT por três métodos distintos: Método de Penman-Monteith, Método de Priestley-Taylor e pelo de Método de Hargreaves-Samani.

Existe a possibilidade de inserção e dados diários, de evapotranspiração potencial, caso o pesquisador deseje fazer uso de outra metodologia. A metodologia de Penman-Monteith é o que melhor descreve o fenômeno e também tem uma resposta mais adequada. (LELIS, 2011).

Depois de determinada a evapotranspiração potencial, a evaporação real é calculada. O SWAT leva em consideração, primeiramente, a evaporação da água consumida pela vegetação e, com isso a quantidade de água transpirada pelas plantas e evaporada do solo.

 

iii.                Percolação

 

A percolação acontece no instante em que a quantidade de água é maior  que a capacidade de campo para uma determinada camada de solo. A componente de percolação do SWAT utiliza uma técnica de propagação do armazenamento, associado com um modelo de fluxo em fendas para simular o escoamento através de cada camada de solo.

 

iv.            Escoamento Lateral e Vazão Sub-superficial

 

O fluxo lateral poderá ser significante em áreas em que os solos  apresentem uma grande condutividade hidráulica nas camadas superficiais e camadas impermeáveis ou semipermeáveis em profundidades rasas. Nesses sistemas, a precipitação irá percolar verticalmente até atingir a camada impermeável. A água poderá se acumular acima dessa camada criando uma zona saturada que será a fonte para o fluxo lateral sub-superficial, que poderá colaborar para a vazão dos rios.

No modelo SWAT, o escoamento lateral é  calculado  simultaneamente  com a percolação, para tal fim se utiliza o modelo de armazenamento cinemático baseado na equação de continuidade de massa.

 

 

c.                         PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS

 


A produção de sedimentos é calculada, no modelo SWAT, para cada HRU, por meio da Equação Universal de Perda de Solos Modificada (MUSLE – Modified Universal Soil Loss Equation) indicada a seguir (Eq.

Equação 5

 

 

Em que: Sed = produção de sedimentos em um determinado dia (ton),;Qsurf = escoamento superficial (mm H2O ha-1); qpeak = vazão de pico do escoamento (m³.s-1); areahru = área da HRU (ha); KUSLE = fator de erodibilidade do solo; CUSLE = fator de manejo e cobertura do solo; PUSLE = fator de práticas conservacionistas; LSUSLE = fator topográfico; CFRG = fator de fragmentos grosseiros

A MUSLE prevê o aporte de sedimentos e a principal diferença com a USLE está na ausência do termo erosividade, que foi substituído  por  fatores  relacionados ao manejo, permeabilidade do solo e vazão de pico do hidrograma.

 

DADOS DE ENTRADA

 

Para a realização da modelagem da bacia hidrográfica do rio Siriri é necessário fornecer os seguintes dados: Modelo Digital de Elevação (MDE), clima, tipo de solo, uso e ocupação do solo. Os mapas de solo e uso do solo foram obtidos a partir do Atlas Digital de Recursos Hídricos de Sergipe, possuem formato vetorial em escala de 1:400.000 (SERGIPE, 2012).

O MDE utilizado foi fruto do projeto Brasil em Relevo, a partir de dados gerados pelo projeto Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Partindo do processamento digital dessas imagens, a EMBRAPA – Monitoramento por Satélite – recortou os mosaicos estaduais, e contabilizou com os produtos LANDSAT da série Brasil. Os dados possuem formato Raster, onde a área de estudo é dividida em grade regular de células numa sequência específica obtida de (MIRANDA, 2005).

Para simular os processos físicos da área em estudo, foram utilizados os seguintes parâmetros de solo: nome do solo, número de camadas, grupo hidrológico do solo, profundidade total. Quanto às camadas do solo foi considerado a profundidade, densidade do solo, capacidade de água disponível, porcentagem de carbono orgânico, condutividade hidráulica, albedo, fator de erodibilidade da camada, condutividade elétrica, porcentagem de argila, silte, areia e rocha. Os dados de solo foram obtidos por meio de coletas e análises de solos realizadas na área da bacia hidrográfica do rio Siriri.

Os valores diários de precipitação, temperatura máxima e mínima do ar, radiação solar, velocidade do vento e umidade relativa necessários para gerar os dados climáticos (Tab. 1) para as subbacias, em um período de 5 anos, tendo início


em janeiro de 2000 a dezembro de 2005, foram obtidas da estação meteorológica de Japaratuba, localizada nas coordenadas Latitude -10.59 e Longitude -36.94.

Foram utilizados dados diários de precipitação da estação de Japaratuba e  de Capela, (Latitude -10.53 e Longitude -37.03), para o período de janeiro de 2000 a dezembro de 2012.

 

Tabela 1: Elementos Climáticos obtidos da estação agrometeorológica de Japaratuba/SE.

 

Parâmetro

JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

SET

OUT

NOV

DEZ

TMPMMX

29.69

29.93

29.51

28.07

27.13

25.65

25.02

25.22

26.54

27.82

28.97

27.59

TMPMM

21.52

22.41

22.73

22.38

21.99

20.74

19.35

19.85

20.06

20.63

21.11

22.65

TMPSTDMX

1.34

1.35

1.08

1.14

1.11

1.15

1.23

0.98

1.24

1.09

0.96

1.18

TMPSTDMIN

1.12

1.34

0.96

1.01

0.99

0.98

1.98

1.32

1.21

1.22

1.55

1.24

PCPMM

81.67

68.73

84.32

117.49

219.98

231.32

172.18

125.58

75.43

59.83

30.02

71.27

PCPSTD

6.24

6.54

7.53

8.94

12.81

12.42

7.75

6.03

4.98

3.94

4.12

6.12

PCPSKW

20.00

20.00

19.31

9.65

6.23

2.92

2.81

3.08

6.15

14.82

20.00

20.00

PR_W1

0.70

0.94

0.66

0.93

0.47

0.26

0.29

0.33

0.63

0.94

0.94

0.94

PR_W2

0.46

0.27

0.34

0.87

0.94

0.94

0.94

0.94

0.47

0.30

0.14

0.25

PCPD

7.67

8.83

10.33

15.67

18.50

24.00

24.33

23.00

12.33

8.33

10.17

7.17

SOLARAV

24.80

24.92

22.77

20.24

16.77

15.55

16.45

18.78

21.76

24.83

25.30

24.92

DEWPT

16.62

21.46

21.55

20.90

20.83

19.84

18.08

19.11

19.24

19.47

20.25

21.76

WND

1.95

1.48

1.10

1.23

1.28

1.11

1.21

1.51

1.79

1.99

1.88

1.76

TMPMX - Temperatura máxima nos diferentes meses do ano (ºC); TMPMN - Temperatura mínima nos diferentes meses do ano (ºC); TMPSTDMX - Desvio padrão da máxima temperatura no mês; TMPSTDMN - Desvio padrão da mínima temperatura no mês; PCPMM - Média da precipitação no mês; PCPSTD - Desvio padrão da precipitação no mês, PCPSKW - Coeficiente Skew para a precipitação diária no mês; PR_W1 - Probabilidade de dia úmido (com chuva) seguido de um dia seco no mês; PR_W2 - Probabilidade de dia úmido seguido de outro dia úmido no mês; PCPD - Número médio de dias chuvosos no mês; SOLARAV - Radiação solar média diária no mês (MJ.m-2.dia-1); DEWPT - Ponto de orvalho médio diário no mês (°C); WNDAV - Velocidade do vento médio diário no mês (m.s-1).

 

Os dados são inseridos no modelo por uma interface entre o SWAT e o SIG ArcView®. A interface automaticamente subdivide a bacia em subbacias a partir do MDE, extraindo os dados de entrada do banco de dados relacionados para cada subbacia (DI LUZIO et al., 2002). O resultado final das informações processadas pelo SWAT foi um relatório contendo informações de variáveis que foram calculadas para o período proposto de estudo, de 2000 a 2013, dentre elas a quantificação da produção de água anual (mm) para cada subbacia.

Por falta de dados não foi realizada a calibração para a produção de água, o que não impede o seu, pois o modelo SWAT pode ser aplicado em bacias hidrográficas sem monitoramento de dados de vazão (NEITSCH et al., 2011).


RESULTADOS E DISCUSSÃO

 

No processo de delimitação da bacia hidrográfica foi definida a área de contribuição mínima para formação do canal em 80 ha, o valor mínimo. Este valor controla os detalhes da rede de drenagem e o tamanho das subbacias (GALVAN et al., 2009). O exutório foi adicionado para criação das subbacias nas coordenadas -

10.54 de latitude e -37.11 de longitude. Foram obtidas 14 subbacias em uma área total delineada de 47.30 km² (Fig.4).


Figura 4: Subbacias delineadas para a bacia hidrográfica do rio Siriri

 

 

Após a delineação da bacia hidrográfica procedeu-se a definição das HRUs foram determinados os limites para uso do solo (10%), tipos de solo (20%) e declividade (10%). Cinco classes de declividade de acordo com a EMBRAPA (2006) foram estabelecidas: 0 a 3% (relevo plano), de 3 a 8% (suave ondulado), de 8 a 20% (ondulado), de 20 a 45% (fortemente ondulado) e acima de 75% (montanhoso).

Para a definição para as HRUs foram determinados limites para o uso do solo, tipos de solo e declividade, os valores estabelecidos foram de 10, 20 e 10% respectivamente. O número final de HRUs foi 41. Após a definição das HRUs os usos dos solos, tipos de solo e declividades da área estudada foram reclassificados pelo modelo conforme as Tabelas 2, 3 e 4, respectivamente:

 

 

 

Tabela 2: Usos do solo da bacia hidrográfica do rio Poxim após a definição das HRUs

 

Uso do solo

Correspondência com uso do solo modelo SWAT

Área (%)

Área embrejada

Wetlands-Non-Forested – WETN

1.18

Pastagem

Pasture – PAST

9.30

Povoados e cidades

Residential-Med/Low Density – URML

1.39

Cana de açúcar

Sugarcane – SUGC

82.61

Floresta

Forest-Evergreen– FRSE

5.52

 

 

 

 

Tabela 4: Declividades da bacia hidrográfica do rio Poxim após a definição das HRUs

 

Declividade (%)

Área (%)

0 – 3

76.83

3 – 8

8.17

8 – 20

8.17

 

A produção de água na bacia hidrográfica do rio Siriri pode ser visualizada na Figura 5. A subbacia 1 apresentou a menor produção média de água (mm H2O ano- 1), que apresenta a pastagem como uso do solo predominante, que ocupam tanto as encostas mais íngremes quanto os terrenos de menor declividade (Fig. 13). Já as subbacias 13 e 14, ocupadas por floresta, 30.2% e 48.6%, respectivamente (Fig. 14), apresentaram a maior produção média de água, ao contrário do que encontraram LINO, CORSUIL e KOBIYAMA (2009), isto pode ser atribuído ao fato de que estas

subbacias estão localizadas nas áreas de maiores declividades, 8 – 20 %, classificado como ondulado (EMBRAPA, 2006). O aumento da declividade promove o aumento do escoamento superficial (ABRAHAM; ROEHRIG; CHEKOL, 2007; KIMWAGA et al., 2011).


 

Figura 5: Produção média de água na bacia hidrográfica do rio Siriri referente ao período de 2000 a 2013.

 


Figura 6: Usos do solo na bacia hidrográfica do rio Siriri


 

Figura 7: Classes de declividade para a bacia hidrográfica do rio Siriri

 

SUGESTÕES

 

Como sugestão apresentamos que sejam mantidos e monitoradas os dados climatológicos, químicos e físicos desta bacia hidrográfica e que tais dados sejam disponibilizados de forma virtual a quem desejar buscar tais informações.

Que os gestores públicos façam ações educacionais nas unidades de ensino para que a comunidade local entenda a importância da preservação e fator estratégico que é a bacia Hidrográfica do Siriri.

Que ocorra uma fiscalização para detectar o lançamento de resíduos ou efluentes nesse corpo hídrico de forma que isso seja constante e que a população conheça essa ferramenta de denúncia e seja incentivada a fazer uso dela.

Que ocorra ações de gestão dos meios públicos para que as ações antrópicas sejam reparadas e na suas possiblidades encerradas,Inclusive de educação ambiental,nas comunidades inseridas na bacia hidrográfica estudada.

Essas sugestões tem a função de melhorar a gestão deste corpo hídrico, ação que nem sempre é fácil e muito menos ocorre em pouco tempo. Entendemos que o sucesso de tais ações será passivo de uma chance muito maior de galgar grandes resultados para o fato que não seja uma ação temporária e ainda que população nativa e usuários da bacia hidrográfica do rio Siriri seja inserida de forma ampla, com participação e tomada de decisões no que se refere para as ações educacionais para que tenham noções do poder das consequências da degradação de uma bacia hidrográfica.

Sabemos que as bacias hidrográficas em seu contexto social e econômico ainda não são conhecidas por meio da população, dessa forma as sugestões acima citadas servem para não só uma melhor gestão da bacia hidrográfica mas também como meio de preservar um fator de extrema importância para a população mundial que são os recuros hídricos.

 

CONCLUSÃO

 

Perante estes dados estudados notamos que ocorre uma pressão antrópica razoável na bacia hidrográfica do rio Siriri. Essa presssão antrópica decorre de váriso fatores sejam econômicos, sociais, culturais. Tais ações geram pressões antrópicas com consequências diretas relacionadas a qualidade da água desse copro hídrico. Como ele apresenta uma função estratégica que é o abastecimento dos municípios e comunidades que está inserido, gerirem de forma correta essa bacia é garantir que a produção de água seja mantida não só em quantidade adequada, mas também com qualidade elevada.

Os fatores químicos e biológicos mensurados na bacia hidrográfica do rio Siriri a determinam que sejam calssificadas na classe 3 em sua maioria de parâmentros estudados, porém ocorrem situações em que os parâmetros de classificação de classe poderiam ser elevados ou até mesmo reduzidos, mas em fatos isolados não comprometendo a qualidade geral da água.

Alguns problemas são pontuais e ocorreram em determinados anos,  embora tenham ocorrido aumentos de contaminação por partde resíduos sólidos, e tais contaminantes tiveram seus valores estabilizados na maioria das situações

Percebendo que no ano de 2008 houve uma considerável elevação na produção de sedimentos bem como presença de Fósforo e nitrogênio orgânico, caracterizado pela presença de resíduos e lançamento de efluentes não tratados, mas que conforme as informações tiveram seus índices reduzidos, dessa forma mantendo-se nos padrões aceitáveis para o abastecimento público. Nesse decorrer de anos pode-se perceber que não houve uma grande mudança nos dados estudados.

A modelagem matemática apresenta-se como uma ferramenta de gestão não só para os gestores públicos, mas para pesquisadores que venham a buscar mais detalhes referentes a essa bacia visando maiores informações relevantes para a sua gestão. Nota-se elevada presença de pastagens e cultivo de cana-de-açucar nesta área, de certa forma colaborando de forma significativa para degradação e contaminação do solo seja por resíduos provenientes do gado, seja por resíduos proveniemnte das industrias de cana-de-açucar.

 

 

REFERÊNCIAS

 

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of Kassel-Witzenhausen and University of Gottingen, October 9-11, 2007, 5pp.

 

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Campo Grande. Anais..., Campo Grande: ABRH, v. 1. p. 1-11, 2009.

 

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CENTRAIS HIDRELÉTRICAS, 6., 2008. Belo Horizonte. Anais… Belo Horizonte: Comitê Brasileiro de Barragens, 2008.

 

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NEITSCH, S. L. et al. Soil and Water Assessment Tool: Theoretical Documentation

– Version 2009. Texas Water Resources Institute Technical Report Nº 406. Temple: Agricultural Research Service (USDA) & Texas Agricultural Experiment Station (Texas A&M University), 2011. 647p.

 

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