An observational and hydrological modeling study with a micro-scale rainforest catchmente in Central Amazonia / Estudo observacional e de modelagem hidrológica de uma micro-bacia em floresta não perturbada na amazônia central

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi melhorar o entendimento das complexas interações entre os processos de superfície e atmosféricos, numa micro-bacia em área de floresta não perturbada na Amazônia central, visando a melhoria das representações destes processos e do cálculo da evapotranspiração em modelos de interação superfície vegetada-atmosfera. A área de estudo localiza-se, na Reserva Biológica do Rio Cuieiras, 60 km a noroeste de Manaus, na micro-bacia do Igarapé Asu. Contou-se com três seções de medição de descarga, formando um sistema de bacias aninhadas, de primeira, segunda e terceira ordem (Asu1, Asu2 e Asu3, respectivamente). Inicialmente foi feita uma análise observacional das componentes do ciclo hidrológico monitoradas: precipitação, interceptação, evapotranspiração, umidade do solo, lençol freático e descarga. A segunda etapa do trabalho com a modelagem hidrológica, através da implementação de dois modelos. O primeiro foi o modelo hidrológico físico-distribuído DHSVM (Distributed Hydrology Soil Vegetation Model). Este modelo fornece uma representação dinâmica da distribuição espacial da evapotranspiração, umidade do solo, profundidade do lençol freático e geração de escoamento na escala espacial do MDT (Modelo Digital de Terreno). O MDT foi obtido dos dados de topografia do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Os mapas de solo e vegetação foram obtidos através do descritor de terreno HAND (Height Above the Nearest Drainage). O modelo foi calibrado e validado para simular a umidade do solo, a profundidade do lençol freático e a descarga na micro-bacia Asu2. Os parâmetros obtidos desta calibração foram usados para aplicar o DHSVM nas micro-bacias Asu1 e Asu3. O outro modelo implementado foi o PDM (Probabilistic-distributed Model), amplamente usado na modelagem hidrológica de macro-escala, para testar sua aplicabilidade em bacias de micro-escala na Amazônia. Finalmente, a partir dos resultados da modelagem realizou-se uma análise de escala exploratória e preliminar. A análise observacional mostrou como a variação temporal da precipitação influenciou consideravelmente na interceptação, umidade do solo na camada 0 - 1,0 m e na profundidade do lençol freático nas áreas de platô. Porém não foram detectadas variações na evapotranspiração, nem observadas flutuações na umidade do solo nas camadas mais profundas, nem na profundidade do lençol freático nas áreas de baixio, ecótono e vertente. Tampouco foram observadas variações no escoamento base, mostrando que as vazões de estiagem são regularizadas, característica típica de sistemas com aqüíferos de grande volume (subsolo poroso com grandes profundidades), como é o caso na área de estudo. O DHSVM teve um bom desempenho, mostrando sua capacidade para ser usado em regiões diferentes daquelas para as quais foi desenvolvido e testado. O modelo simulou bem a umidade do solo e o lençol freático, no entanto o modelo teve dificuldades em representar as descargas mínimas nas estações secas, e as máximas nas estações úmidas. Também não conseguiu capturar a variabilidade temporal na interceptação como observada nas medições. A evapotranspiração simulada foi bastante similar à série de evapotranspiração de referência (medida e estimada). A representação funcional dos terrenos, com significado hidrológico, foi demonstrada na aplicação do descritor HAND na modelagem com o DHSVM. O modelo de macro-escala PDM conseguiu simular os processos hidrológicos na micro-escala. Em geral o PDM deu melhores resultados que o DHSVM, principalmente na simulação da descarga. A análise dos parâmetros do PDM mostrou que os efeitos de escala no comportamento hidrológico estão relacionados com as características topográficas.

ASSUNTO(S)

modelagem hidrológica micro-escala amazônia water hydrological modeling hidrologia hydrology ciclo hidrológico

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