TRABALHO DE HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

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Alexandre Yasser Awadallak RA: 6240206041
Adriana M. Da costa RA: 7035522659
Saulo H. Da Costa RA: 7035522646
Leandro Jaines RA: 6659423230

TRABALHO DE HIDROLOGIA E MANEJO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS

Cascavel 2017

1 INTRODUÇÃO

A água é um fator primordial para a todos, o manejo correto, agrupada as legislações corretas, podem garantir um uso correto dela sobre o meio, o estudo dos processo de contaminação e a formas pelas quais eles acontecem, é de suma importância, para que possamos corrigir problemas previamente causados, e prevenir os futuros, as normas reguladoras é que por sua vez tem como trabalho garantir que os parâmetros sejam atendidos, normas essas que trazem consigo uma mensuração da qualidade, se está própria para consumo, se não está. Assim, entendemos que a água é algo muito além de apenas o estudo do corpo hídrico, mas também sua  da região de entorno, pois fatores, como solo, mata ciliar, entre outros, estão ligados diretamente aos corpos hídricos.

2 MOVIMENTO DA ÁGUA NO SOLO

Os usos do solo na agricultura e pecuária tornam o uso sustentável dos recursos hídricos um desafio a ser superado. Quando se trata de conservação hídrica se faz necessário o entendimento das propriedades hidráulicas, suas condições de redistribuição da água no solo, a fim de evitar a saturação. Para entendimento dos parâmetros hidráulicos do solo, como teor de água, potencial matricial e condutividade hidráulica se faz necessário o uso de fórmulas e equações. A quantificação do movimento da água no solo é feita pelas chamadas equações de fluxo. Estas equações são definidas para duas situações, uma na qual as características do fluxo não variam com o tempo mas podem variar com a posição e a outra na qual as características do fluxo variam com o tempo e a posição. As equações desenvolvidas para o primeiro tipo de situação são denominadas de equações para fluxo em regime estacionário e as desenvolvidas para o segundo tipo de situação, de equações para fluxo em regime não estacionário ou transiente.

Os modelos para a descrição do fluxo de água no solo, requerem o conhecimento de parâmetros físico-hídricos do solo de difícil obtenção, incluindo as relações K-θ e Ψ-θ. Muitos esforços têm sido feitos para a obtenção de equações ou modelos matemáticos que se ajustem a estas relações (Mualem, 1976; Van Genuchten, 1980; Libardi et al. 1980; Chong et al. 1981).

Os modelos existentes para a estimativa da condutividade hidráulica do solo (K) em função do teor de água (θ) ou potencial matricial (Ψm) podem ser subdivididos em três grupos: os empíricos, os macroscópicos e os estatísticos (Mualem, 1986). Os modelos empíricos relacionam o teor de água do solo ou potencial matricial com a condutividade hidráulica através de equações funcionais que não têm fundamento teórico. Equações desse tipo foram desenvolvidas principalmente até a década de 60 e algumas das mais utilizadas são as de Brooks & Corey (1964) e de Rijtema (1965). Os modelos macroscópicos representam uma relação analítica entre K e Ψm ou θ, normalmente deduzida com base na integração de fenômenos microscópicos. Neste grupo encontram-se os modelos de Averjanov (1950), Yuster (1951) e Mualem (1978), também citados por Mualem (1986). Os modelos denominados “estatísticos” estabelecem a relação entre Ψm ou θ e a condutividade hidráulica relativa, sendo essa última a razão entre condutividade hidráulica não saturada e saturada. Nesses modelos, o solo é considerado um conjunto de poros interconectados que conduzem água, quando saturados, conforme a lei de Poiseuille. A divergência entre os modelos está na maneira em que simplificam o sistema poroso a fim de poder desenvolver equações utilizáveis. O modelo estatístico mais desenvolvido é o de Mualem (1976), que o testou com base em dados de quase 50 solos de 18 diferentes lugares do mundo. Com base nesse modelo, Van Genuchten (1980) desenvolveu um conjunto de equações que relaciona a curva de retenção de água no solo com a curva de condutividade hidráulica. Em trabalhos mais recentes, novas técnicas para estimar propriedades hidráulicas do solo foram apresentadas. Entre estas, as aproximações através da teoria fractal ganharam importância. Tyler & Wheatcraft (1989, 1990) propuseram um modelo físico para a descrição da estrutura da porosidade em função da granulometria, baseado no conceito da geometria fractal. Com base na mesma teoria, Perfect et al. (1996) desenvolveram um modelo tridimensional para um meio poroso que mostrou ajustar-se muito bem a 36 curvas de retenção de diferentes solos. Também se encontram na literatura, alguns trabalhos dedicados exclusivamente à comparação de métodos para a determinação da condutividade hidráulica. Marion et al. (1994) compararam três métodos de campo e três de laboratório. Eles consideraram que os resultados obtidos pelos métodos de campo têm uma maior confiabilidade, e destacaram que o método de Libardi et al. (1980) mostrou acurácia apenas para as maiores profundidades. Stolte et al. (1994) avaliaram seis métodos de laboratório em solos de textura média e arenosa, e concluíram que uma das dificuldades em medir a condutividade hidráulica está na histerese entre os valores obtidos durante a secagem e o molhamento. Yates et al. (1992) compararam o método de Van Genuchten/Mualem (Van Genuchten, 1980) com dados obtidos diretamente e encontrados na literatura, para 36 diferentes solos. Eles propõem vários métodos de ajuste das curvas de retenção e de condutividade hidráulica, em função dos dados disponíveis. Prevedello et al. (1995) testaram o método de Van Genuchten/Mualem para uma areia marinha, utilizando para o parâmetro empírico ξ o mesmo valor encontrado por Mualem (1976), e comparando os valores com aqueles obtidos através do método do perfil instantâneo. Esses autores encontraram uma boa correlação entre os dois métodos. Setiawan & Nakano (1993), estudando a condutividade hidráulica num solo arenoso e de textura média, concluíram que as estimativas através da curva de retenção conforme Mualem (1976) são melhores para condições mais secas, mas subestimam para teores de água do solo próximos à saturação. Os valores da condutividade hidráulica obtidos pelo método de campo descrito por Hillel et al. (1972), foram comparados com os estimados pelo modelo de Van Genuchten (1980), em um Latossolo Vermelho-Amarelo, textura média por Bacchi & Reichardt (1988). Eles concluíram que o modelo de Van Genuchten subestima os valores de condutividade 19 hidráulica para teores de água próximos à saturação e a estima satisfatoriamente para teores de água do solo menores. Timm (1994), avaliou o desempenho dos modelos de Brooks & Corey, de Campbell e de Van Genuchten, comparando os resultados de condutividade hidráulica do solo não-saturado, obtidos pelos modelos, com aqueles obtidos experimentalmente, em nível de campo, para sete solos. Em geral, todos os modelos subestimaram os valores determinados de condutividade hidráulica, sendo que os modelos de Brooks & Corey e de Campbell apresentaram estimativas praticamente iguais em todos os solos estudados, e foram melhores que o modelo de Van Genuchten na predição da condutividade hidráulica. Jong van Lier & Libardi (1999), estudaram a variabilidade dos parâmetros da equação que relaciona condutividade hidráulica com o teor de água do solo utilizando o método do perfil instantâneo, e concluíram que os valores do teor de água do solo versus tempo ajustaram-se muito bem a uma equação de potência e os valores de potencial total versus profundidade ajustaram-se muito bem a uma equação polinomial de segundo grau. Os mesmos autores também concluíram que as grandes diferenças ocorridas entre repetições de determinações da função K(θ), pelo método do perfil instantâneo devem-se principalmente à variabilidade muito grande dos valores de Ks estimados por esse método, em consequência das diferenças nos valores de θs, e em menor grau às diferenças entre os valores de γ encontrados.

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