Michely Inêz Prado de Camargo Libos
Título
Modelagem Hidrológica Quali-Quantitativa: Estudo de Caso da Bacia Hidrográfica do Rio Manso - MT
Resumo
Modelos do tipo chuva-vazão são empregados para melhor compreensão da fase terrestre do ciclo hidrológico e como subsídio para a gestão de recursos hídricos e ambientais. O progresso nessa área tem sido atingido através do uso de duas grandes classes de modelos: concentrados e distribuídos. Todavia, muitos desafios permanecem, como, por exemplo, incluir novas fontes de dados e como aperfeiçoar os métodos para calibração, validação, parametrização e integração de diferentes escalas espaço-temporais. Esta tese enfoca o estudo comparativo de quantidade e qualidade de água via três abordagens distintas: diagnóstico de longo curso via análise de regressão e sistema de informações geográficas, modelo concentrado SMAP suavizado diário e modelo distribuído MGB-IPH diário. A região de estudo abrange a bacia hidrográfica do rio Cuiabá, a montante do Pantanal Matogrossense. Mais especificamente, optou-se por um detalhamento da modelagem hidrológica e da avaliação da poluição difusa por nitrogênio e fósforo na sub-bacia do rio Manso, com aproximadamente 9.400 km2 , abrangendo o período de 1993 a 1999. Os resultados obtidos via abordagem de longo curso permitiram a elaboração de um diagnóstico revelando a bacia do rio Manso como potencial geradora de nutrientes nitrogênio e fósforo total a partir da pesquisa sobre o tipo de ocupação e uso do solo que foi realizada para a bacia do rio Cuiabá. Mais ainda, foi possível desenvolver e mostrar o potencial de realizar estudos integrados de quantidade e qualidade de água via modelos chuva-vazão concentrado e distribuído. Ambos os modelos apresentaram comportamento bastante satisfatórios, destacando-se que os produtos de quantidade e qualidade de água podem ser gerados no nível diário. A metodologia ganha relevância, pois os nutrientes nitrogênio e fósforo total apresentaram um padrão de distribuição espacial compatível com a realidade da bacia do rio Manso, ainda que deva ser aperfeiçoada e melhor validada em função da superestimativa, em alguns casos, dos parâmetros de qualidade de água analisados.
Abstract
Rainfall-runoff models are used to achieve a better understanding of the land phase of the hydrological cycle and to provide support for water resources and environmental management. Progress in this area has been through the development and use of two broad classes of models: lumped and distributed. However, many issues remain, such as how to include new input data sources as well as how to improve methods for calibration, validation, parameterization and upscaling. This thesis focuses on a comparative study through three different approaches: long term diagnostic with statistical regression analysis and geographical information system, daily lumped smoothed SMAP model, daily distributed MGB-IPH model. The study area covers the Cuiaba river watershed, which is upstream of the Pantanal Matogrossense. More specifically, an option was made for conducting a detailed research for hydrological modeling and for total nitrogen and phosphorus nonpointsource pollution evaluation applied to the Manso river watershed, with a total drainage area close to 9,400 km2, during the time period of 1993 to 1999. The results for the long term diagnostic revealed the Manso river watershed as potentially generating nonpoint-source pollution under the framework of the research developed about land use and cover for the Cuiabá river watershed. In addition, it was developed and it was shown the possibility of performing quantity and quality integrated studies using lumped and distributed rainfall-runoff models. Both models presented good results, allowing to generate water quantity and water quality hydrological products at the daily step. The methodology becomes even more important since the total nitrogen and phosphorus nutrients presented a spatial distribution quite reasonable with respect to the actual distribution for the Manso river watershed. On the other hand, it should be emphasized that the methodology still requires to be improved and to be better validated due to the fact it sometimes overestimates the water quality parameters analyzed.
