Processos hidrológicos na bacia da Ribeira dos Covões

• Autor(a) principal: Ferreira, Carla Sofia Santos
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/602
• topic: Engenharia do ambiente; Hidrologia; Bacias hidrográficas; Urbanização; Utilização do solo

O presente trabalho tem como principal objectivo avaliar os processos hidrológicos numa bacia hidrográfica urbanizada. Neste sentido, seleccionou-se como área de estudo a ribeira dos Covões, localizada nas imediações da cidade de Coimbra, devido às suas características de área peri-urbana. Esta é uma bacia de pequenas dimensões (cerca de 7 Km2) e que apresenta uma população residente de aproximadamente 7000 habitantes, distribuída de forma assimétrica. Sobretudo nas últimas três décadas, esta área tem sido alvo de um processo contínuo de urbanização, representando o tecido urbano cerca de 25% da área total da bacia, no ano 2002. O estudo hidrológico da bacia iniciou-se com a caracterização físico-química dos solos (textura, densidade aparente, capacidade máxima para a água, capacidade de campo, pH e matéria orgânica) a diferentes profundidades (0-2 cm, 5-7 cm e 15-17 cm). Esta caracterização incidiu sobre 13 locais seleccionados em função do uso do solo (urbano, florestal, agrícola, culturas arbóreas e terrenos abandonados) e da distância às linhas de água. Nestes locais foram ainda monitorizados, ao longo do tempo, o teor de humidade do solo, a hidrofobia e a capacidade de infiltração de água. Os resultados indicaram variações espaciais e temporais dentro da bacia, e diferentes respostas em locais com o mesmo uso do solo. A área de eucaliptal foi a que revelou menor condutividade hidráulica do solo (entre 0,007 e 0,307 m d-1), enquanto que os valores mais elevados foram registados numa área de olival (0,194 - 2,314 m d-1) e num terreno abandonado junto a uma zona residencial (0,737 – 2,056 m d-1). Com o objectivo de perceber a influência da cobertura do solo na geração de escoamento superficial, foram instaladas e monitorizadas parcelas fechadas, que revelaram que um solo desprotegido (cobertura apenas com pedras) promove a geração de escoamento entre 9 e 42% da precipitação registada, enquanto solos com 100% de cobertura (vegetação e material em decomposição) não proporcionam escoamento superficial. De modo a perceber o impactes da intervenção humana/uso do solo nos processos hidrológicos, foram realizados ensaios de simulação de chuva em áreas florestais, desflorestadas, em áreas agrícolas lavradas e abandonadas, bem como em áreas sujeitas a obras de construção civil. Estes ensaios revelaram uma total infiltração da precipitação nas áreas agrícolas (0% de escoamento), diferenças pouco significativas entre as áreas florestadas e desflorestadas (30-37% da precipitação convertida em escoamento), e a geração de escoamento superficial em quantidades variáveis nas áreas intervencionadas com maquinaria pesada (40-45% de escoamento), com elevada carga de material sólido. No intuito de avaliar a resposta hidrológica ao nível da bacia, foi analisada a relação entre a precipitação e o escoamento superficial, com base em dados recolhidos no ano 2005 e 2008. Esta relação é variável ao longo do ano, concentrando-se a maior parte do escoamento nos meses entre Dezembro e Março (67,4% em 2005, sem considerar o mês de Janeiro). De 2005 para 2008 os valores de escoamento aumentaram de 5,5% (sem Janeiro) para 9,1 % (entre Janeiro e Setembro), o que se pode dever à maior queda pluviométrica, podendo também querer reflectir o aumento da impermeabilização da bacia entre estes anos. O estudo de dados recolhidos em intervalos de tempo de 5 minutos, revelou ainda que a bacia dos Covões proporciona uma resposta bastante rápida aos eventos de precipitação, mas diferenciada ao longo do tempo, que se traduz por picos de cheia súbitos e que demonstram a sua vulnerabilidade ao processo de urbanização. Contudo, os resultados apresentados são apenas preliminares e constituem uma pequena parte de um estudo muito mais abrangente, desenvolvido no âmbito do projecto POCI/CLI/60421/2004, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia. ABSTRACT: The present work was developed to evaluate hydrological processes in an actively urbanizing catchment. To achieve this goal, the Ribeira dos Covões catchment, in the outskirts of Coimbra, was selected as the study site because of its urban fringe situation. The catchment is relatively small (7 km2), with a 7,000 population concentrated in about 25 % of the area. The area has undergone both progressive urbanisation (and abandonment of rural land uses) particularly over the last three decades and by 2002 urban land use represented about 25% of the catchment area. The hydrological study of the catchment started with a soil physico-chemical characterization (texture, bulk density, maximum water capacity, field capacity, pH and organic content) at different depths (0-2 cm, 5-7 cm e 15-17 cm). This was done in 13 locations of varying land use (urban, forest, agricultural, trees cultures and badlands) and distance to a watercourse. Soil moisture content, water repellency and infiltration capacity were monitored at different times to assess variations with season and antecedent weather. Significant spatial and temporal variations were recorded, including differences between sites of the same land use. Hydraulic conductivity was low in the eucalyptus area (0,007 - 0,307 m d-1), but higher in olive groves (0,194 - 2,314 m d-1) and in an abandoned area close to a residential zone (0,737 – 2,056 m d-1). To try to understand the influence of soil cover in runoff, several bounded plots were installed and monitored. Whereas bare soil sites (covered only with stones) led to runoff of 9 – 42 % of the rainfall, soils with total coverage by vegetation and/or litter did not promote any overland flow. Human intervention/land use impacts on overland flow and erosion were assessed by rainfall simulation experiments in forested, deforested, tilled agriculture and badland areas, and also in areas undergoing civil construction. Total rain infiltration (zero runoff) occurred in agriculture areas; intermediate runoff in forest and deforested areas (30-37% of rainfall) and highest runoff (40-45 %) and erosion in some urbanising sites due to compaction by machinery and people. To evaluate hydrological catchment response, rainfall and stream runoff relationships were analysed using 2005 and 2008 data. Streamflow varied greatly with season, with highest flows in December and March (67% in 2005). Runoff increased from 5,5% (without January) in 2005 to 9,1% in 2008 (January to September). This may be due to higher rainfall in 2008, but it may also reflect an increase in the percentage of impermeable urban land over the period. The 5-minute-interval data collected demonstrated a relatively small, but flashy response of “Ribeira dos Covões” catchment to rainfall events, suggesting that parts of the urban section of the catchment were providing this quick response. The presented results are only provisional and represent a small part of a larger project (POCI/CLI/60421/2004) funded by the Portuguese Science and Technology Foundation.