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Edital MCT/CNPq/CT-HIDRO nº. 13/2005 MODELAGEM HIDROSSEDIMENTOLÓGICA NO SEMI-ÁRIDO DE PERNAMBUCO Prof. Dr. Celso Augusto Guimarães Santos (Orientador -

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1 Edital MCT/CNPq/CT-HIDRO nº. 13/2005 MODELAGEM HIDROSSEDIMENTOLÓGICA NO SEMI-ÁRIDO DE PERNAMBUCO Prof. Dr. Celso Augusto Guimarães Santos (Orientador - UFPB) Richarde Marques da Silva (Bolsista Colaborador - UFPB) Marcela Gomes Seixas (Bolsista IC/CNPq)

2 OBJETIVOS Desenvolver mapas numéricos do terreno a partir da topografia da bacia. Desenvolver mapas numéricos do terreno a partir da topografia da bacia. Coleta de dados físicos do solo da bacia Jatobá. Coleta de dados físicos do solo da bacia Jatobá. Coleta de dados de chuva da bacia Jatobá. Coleta de dados de chuva da bacia Jatobá. Testar metodologias de discretização de bacias. Testar metodologias de discretização de bacias. Discretização da bacia Jatobá em planos e canais. Discretização da bacia Jatobá em planos e canais. Simulações da estimativa da produção de sedimentos. Simulações da estimativa da produção de sedimentos.

3 Localização da bacia hidrográfica da Bacia Experimental do Rio Jatobá A ÁREA DE ESTUDO

4 Modelo digital de elevação da Bacia Experimental Jatobá. A ÁREA DE ESTUDO

5 Coleta de dados da Bacia Caracterização física da bacia experimental Caracterização física da bacia experimental Dados pluviométricos Dados pluviométricos Foram instalados três pluviômetros automáticos, modelo TB4-L Rain Gauge da Campbell Scientific, com resolução de 0,254 mm e capacidade de acumulação de 0 à 700 mm/h de pluviosidade. Cada aparelho é dotado de um datalogger, que pode ser lido a cada 10 minutos ou a cada evento de chuva. Todos os aparelhos estão locados a montante do açude Nossa Senhora de Fátima (açude principal próximo ao exultório da bacia) com as seguintes coordenadas: P1 - Lat: e Long: P2 - Lat: e Long: P3 - Lat: e Long:

6 Também foram instalados pluviômetros do modelo Ville de Paris em diferentes locais da bacia. Tais pluviômetros possuem uma área de captação de 400 cm², de modo que o volume de 40 ml corresponde a 1 mm de precipitação. A água acumulada no aparelho é retirada por meio de uma torneira situada no fundo e medida através de uma proveta calibrada especificamente para este tipo de pluviômetro. Esses pluviômetros estão localizados nas seguintes coordenadas geográficas: P1 - Fazenda Jatobá: Lat: e Long: P2 - Fazenda Jatobá: Lat: e Long: P3 - Açude Fuba: Lat: e Long: P4 - Sítio Jatobá: Lat: e long: P5 - Sítio Santa Cruz: Lat: e Long: Coleta de dados da Bacia

7 Precipitação média observada na Bacia Experimental do Rio Jatobá em 2003 Dados de Precipitação da Bacia

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11 Modelagem hidrossedimentológica Seleção do modelo hidrossedimentológico Seleção do modelo hidrossedimentológico Escolha do modelo Kineros2 Escolha do modelo Kineros2 Discretização da bacia Jatobá em planos e canais. Discretização da bacia Jatobá em planos e canais. Construção dos arquivos de entrada de parâmetros do modelo Kineros2. Construção dos arquivos de entrada de parâmetros do modelo Kineros2. Estimativa dos parâmetros físicos do solo do modelo Kineros2. Estimativa dos parâmetros físicos do solo do modelo Kineros2. Preparação dos arquivos de entrada de chuva. Preparação dos arquivos de entrada de chuva. Primeiras simulações da produção de sedimentos na bacia Jatobá. Primeiras simulações da produção de sedimentos na bacia Jatobá.

12 Discretização da Bacia Experimental do Rio Jatobá em planos e canais e localização dos postos pluviométricos utilizados na modelagem. Modelagem hidrossedimentológica

13 Descrição dos elementos discretizados para a bacia ElementoTipo Área (ha) Comprimento (m) Largura (m) Declividade Média (%) 1 Plano23,8384,73618,630,15 2 Plano102,21710,32597,540,17 3 Plano67,151710,32392,610,19 4 Plano35,761710,32209,100,15 5 Canal70,021710,32–0,29 6 Plano–2299,58304,490,14 7 Plano160,062299,58696,030,22 8 Canal–2118,92–0,51 9 Canal–2817,75–0,28 10 Plano106,862118,92504,330,30 11 Plano6,362118,92304,720,19 12 Plano79,562118,92375,490,24 13 Plano79,092118, ,16 14 Canal–1647,05–0,18 15 Plano58, ,410,23 16 Plano259,592817,75920,200,11 17 Plano79,792817,75283,170,09 18 Plano107,262817,75380,670,15 Modelagem hidrossedimentológica

14 RESULTADOS Parâmetros físicos do solo estimados utilizados na modelagem hidrossedimentológica Parâmetros Símbolo Valor Coeficiente de Manning n 0,02 Altura média do relevo ReRe 2 mm Distância média do relevo SP a 0,3 m Coeficiente de variação da condutividade hidráulica CvCv 1 Condutividade hidráulica saturada efetiva KsKs 3,5 mm/h Valor efetivo do potencial de capilaridade G 260 mm Índice de distribuição do tamanho dos poros l 0,32 Porosidade do solo f 0,35 Fração volumétrica das rochas R 0,1 Coeficiente de coesão do solo CoCo 0,01 Efetividade do amortecimento da superfície da água chch 654

15 RESULTADOS Discretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG Grade triangular gerada a partir das curvas de nível

16 Mapa da direção do escoamento das águas superficiais na bacia. RESULTADOS Discretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG Rede de drenagem gerada.

17 Discretização automatizada da bacia. Discretização convencional da bacia. RESULTADOS Discretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG

18 Descrição dos elementos discretizados para a bacia através do modelo AGWA ElementoTipo Área (ha) Comprimento (m) Largura (m) Declividade Média (%) 1 Plano113, ,77 2 Plano170, ,93 3 Plano25, ,13 4 Plano126, ,68 5 Plano3, ,53 6 Plano122, ,09 7 Plano143, ,09 8 Plano82, ,87 9 Plano114, ,73 10 Plano121, ,94 11 Plano1, ,48 12 Plano221, ,13 RESULTADOS Discretização automatizada utilizando técnicas de Geoprocessamento e SIG

19 Produção de Sedimentos Produção de Sedimentos RESULTADOS Produção total de sedimentos calculada no exutório da bacia experimental Anos Produção de Sedimentos (ton/ha/ano) Precipitação média observada (mm) 20030,55358, ,31860, ,37597, ,57335,86

20 Produção de sedimentos simulado em cada plano discretizado Elemento Área (ha) 2003 (ton) 2004 (ton) 2005 (ton) 2006 (ton) Média (ton/ha) 1 23,8 4,0712,111,2415,19 1, ,2 0,0013,500,00 0, ,15 0,0059,570,6050,85 1, ,76 0,0018,650,1821,59 1, ,02 0,814,120,173,72 0, ,06 8,6461,571,9427,82 0, ,86 0,001,436,7875,02 0, ,36 0,000,140,1715,87 2, ,56 0,0022,160,00 0, ,09 0,008,220,00 0, ,13 0,001,002,2036,52 0, ,59 0,000,470,270, ,79 0,000,470,060,00 0, ,26 0,000,160,130,00 Produção de Sedimentos Produção de Sedimentos RESULTADOS

21 Hietograma diário observado e escoamento superficial simulado para a Bacia Experimental do Rio Jatobá. Produção de Sedimentos Produção de Sedimentos RESULTADOS

22 Hietograma diário observado e produção diária calculada de sedimentos simulada para a Bacia Experimental do Rio Jatobá. Produção de Sedimentos Produção de Sedimentos RESULTADOS

23 Reuniões Entre Membros do Projeto 1. Recife Data: 2006 Assuntos discutidos: Início 2. Campina Grande Data: 11/04/ João Pessoa Data: 18/04/2007 Assuntos discutidos: Apresentação completa do WESP, explicação de como discretizar a bacia, seleçào dos parâmetros que devem ser calibrados e medidos em campo.

24 Artigos Publicados ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS NA BACIA EXPERIMENTAL JATOBÁ A PARTIR DE TÉCNICAS DE MODELAGEM E GEOPROCESSAMENTO. Simpósio da ABRH 2007, São Paulo. ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS NA BACIA EXPERIMENTAL JATOBÁ A PARTIR DE TÉCNICAS DE MODELAGEM E GEOPROCESSAMENTO. Simpósio da ABRH 2007, São Paulo. ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS NO SEMI-ÁRIDO NORDESTINO. Encontro Unificado de extensão e Montioria. UFPB ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS NO SEMI-ÁRIDO NORDESTINO. Encontro Unificado de extensão e Montioria. UFPB 2007.

25 Etapas Futuras Coleta de dados observados de erosão nas parcelas. Coleta de dados observados de erosão nas parcelas. Determinação de valores de parâmetros físicos do solo. Determinação de valores de parâmetros físicos do solo. Calibração do modelo hidrossedimentológico para as parcelas com valores de parâmetros físicos do solo. Calibração do modelo hidrossedimentológico para as parcelas com valores de parâmetros físicos do solo. Simulação da produção de sedimentos na bacia a partir da calibração dos parâmetros para as parcelas. Simulação da produção de sedimentos na bacia a partir da calibração dos parâmetros para as parcelas.


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