Lígia Maria Nascimento de Araujo
Título
Identificação de Padrões Hidrológicos de Precipitação e de Umidade do Solo na Bacia Hidrográfica do Rio Piabanha/RJ
Orientador(es)
Otto Corrêa Rotunno Filho
Nelson Ferreira Fernandes
Resumo
A necessidade de melhor compreender, de forma conjunta, os fenômenos atmosféricos e hidrológicos naturais constitui um desafio instigante que requer atenção. Questões científicas surgem diante do cenário de incerteza de estimativas de disponibilidade hídrica, de previsões de eventos extremos e de mudanças climáticas globais. A presente tese objetiva identificar processos hidrológicos dominantes com vistas a estabelecer diretrizes de monitoramento para capturar a dinâmica e impacto dos fenômenos hidrometeorológicos naturais na escala da bacia hidrográfica. Estudou-se a bacia do rio Piabanha, na região serrana do Rio de Janeiro, monitorada intensivamente quanto a variáveis hidrometeorológicas e processos naturais, examinando-se desde a parcela de solo ao monitoramento hidrológico sistemático. Duas bacias representativas e três bacias experimentais, de variadas magnitudes e cobertura vegetal, encontram-se dispostas na área. Foram explorados dados medidos in situ, em especial relativos a séries temporais de precipitação, variáveis meteorológicas e vazões fluviais, em conjunto com estimativas oriundas de sensoriamento remoto de precipitação, umidade do solo e índices espectrais de vegetação. As variáveis foram analisadas em escalas horária, diária, mensal e anual. Delinearam-se padrões espaço-temporais de precipitação, umidade do solo e cobertura vegetal, com base em técnicas de análise determinística e estocástica de séries espaço-temporais, contribuindo para o aprimoramento da avaliação hidrológica e emprego de modelos chuva-vazão. Os procedimentos adotados são aplicáveis à predição e à previsão e ao monitoramento de eventos extremos e à gestão dos recursos hídricos na escala da bacia hidrográfica.
Abstract
The need to better understand, jointly, the natural atmospheric and hydrological phenomena constitutes a compelling challenge that requires attention. Scientific questions arise to address water availability estimates uncertainty, scenario of extreme events forecasting and global climate change. This thesis aims to identify dominant hydrological processes in order to establish monitoring guidelines to capture the dynamics and impact of natural hydrometeorological phenomena at the scale of the river basin. The Piabanha river basin, in the mountainous region of Rio de Janeiro, monitored intensively with respect to hydrometeorological variables and natural processes, has been studied examining since the soil parcels scaled up to the systematic hydrological monitoring. Two representative basins and three experimental basins of varying magnitudes and vegetation cover are available in the area. Time series datasets regarding in situ measured variables were explored especially for precipitation, meteorological variables and river flows together with estimates derived from remote sensing of precipitation, soil moisture and spectral vegetation indices. The variables were analysed in hourly, daily, monthly and yearly scales. Spatiotemporal patterns of rainfall, soil moisture and vegetation cover were delineated based on techniques of deterministic and stochastic analysis of spatio-temporal series, contributing to the improvement of the hydrologic assessment and use of rainfall-runoff models. The adopted procedures are applicable to predicting, forecasting and monitoring of extreme events and to water resources management at the river basin scale.
