Variabilidade espacial da condutividade hidráulica do solo saturado e implicações no escoamento superficial direto em escala de bacia hidrográfica

• Autor(a) principal: Santos, Rodrigo César de Vasconcelos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7499
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS; Recursos hídricos; Análise de incerteza; Geoestatística; LISEM; Simulação hidrológica; Simulação sequencia gaussiana; Uncertainty analyzes; Geostatistical; Hydrological model LISEM; Hydrological simulation; Sequential Gaussian simulation

As propriedades hidrológicas do solo, especialmente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat) e a umidade do solo (ϴi), são fatores chave para entender os diferentes processos do ciclo hidrológico, assim como são parâmetros críticos para a aplicação em modelos hidrológicos. Portanto, tais propriedades são de grande importância para apoiar a tomada de decisão sobre a gestão dos recursos hídricos na escala de bacias hidrográficas. Este trabalho objetivou avaliar a influência da variabilidade espacial da Ksat e a ϴi sobre hidrogramas de escoamento superficial direto (ESD) originados de eventos de chuva, com base em simulação hidrológica pelo modelo LImburg Soil Erosion Model (LISEM) na bacia hidrográfica sanga Ellert (BHSE), no município de Canguçu – RS, Brasil. Para tal, utilizaram-se da simulação sequencial gaussiana (SSG) para analisar a variabilidade espacial da Ksat e sua incerteza para assim reproduzir diferentes cenários, bem como da Krigagem Ordinária. Posteriormente, esses cenários foram incorporados no LISEM, juntamente com informações acerca de 5 eventos de precipitação, características da vegetação e do solo, coeficiente de rugosidade Manning, modelo digital de elevação e ϴi, para simular os hidrogramas de ESD na BHSE. A calibração do LISEM foi realizada por meio do coeficiente de rugosidade de Manning e da ϴi (fator multiplicativo sobre a umidade de saturação). A SSG foi de grande importância para descrever o comportamento da variabilidade espacial da Ksat, bem como útil para avaliar a propagação das incertezas para as vazões de pico. Os resultados mostraram que a Ksat é heterogênea, sendo que sua incerteza variou entre 718,59 e 866,57 mm·h-1 para os percentis de 5% e 95%, respectivamente, possivelmente devido ao tipo de solo, uso e ocupação, textura, bem como a malha amostral utilizada. O ESD é mais sensível à ϴi do que de Ksat e as duas propriedades hidrológicas do solo sofreram influência dos 5 eventos de precipitação. As vazões de pico são sensíveis à ϴi e também ao coeficiente de Manning e sofreram influência dos 5 eventos de precipitação. Percebeu-se que não houve diferença entre os parâmetros calibrados quando se considerou a Ksat obtida por SSG e KO. Constatou-se que as vazões de pico não se alteraram fortemente com a incorporação das incertezas de Ksat para eventos analisados por meio da SSG e da KO. À medida que a intensidade e o volume de precipitação diminuíram, percebeu-se uma maior propagação das incertezas de Ksat nas vazões de pico. O LISEM se mostrou incapaz em capturar (em relação ao fator multiplicativo sobre a umidade de saturação) as variações de Ksat entre a SSG e a KO. Mesmo utilizando a Ksat como verdade de campo, percebeu-se que o LISEM foi capaz de representar de forma satisfatória as vazões de pico na BHSE, sendo essas fortemente dependentes da ϴi.