Monitoramento e modelagem matemática dos processos hidrossedimentológicos em bacias hidrográficas florestais no sul do Brasil
Resumo
O efeito das florestas de eucalipto nos processos hidrossedimentológicos tem sido pouco
explorado pela comunidade científica, o que resulta em banco de dados contendo informações
incipientes relacionadas a esses efeitos, principalmente na escala de bacias. O monitoramento e
a modelagem matemática são reconhecidos como eficientes ferramentas científicas para suprir a
carência de informações, principalmente na gestão dos recursos naturais, na representação e na
predição desses processos. Nesse sentido, objetivou-se com este estudo, descrever os dados
do monitoramento, avaliar os efeitos dos cultivos de eucalipto nos processos
hidrossedimentológicos, calibrar os parâmetros de entrada e verificar o potencial de aplicação do
modelo Limburg Soil Erosion Model (LISEM) na representação dos processos hidrológicos de
bacias hidrográficas embutidas, com cobertura florestal. O estudo foi desenvolvido em duas
bacias hidrográficas florestais situadas em Eldorado do Sul RS, sendo que a bacia possui área
de drenagem de 94,46 ha e a sub-bacia, que se encontra à montante e embutida em relação à
bacia, possui área de drenagem de 38,86 ha. O monitoramento hidrossedimentométrico teve
início em fevereiro de 2011 e foi realizado no exutório das bacias, em duas seções automáticas,
compostas de linígrafos, turbidímetros e pluviógrafos. O presente trabalho contemplou o
monitoramento durante um período de seis meses, de 16/02/2011 a 15/08/2011. Os resultados
do monitoramento demonstram que os períodos com maior volume de precipitação
apresentaram aumento significativo nos picos de vazão em relação aos intervalos mais secos,
assim como aumento na concentração de sedimentos em suspensão, para a bacia e para a subbacia.
Os eventos com maior intensidade máxima de precipitação demonstraram que a pequena
área de drenagem e o relevo mais acentuado da sub-bacia geraram respostas rápidas na vazão
e concentração de sedimentos. Para a bacia hidrográfica, na maioria dos eventos, ocorreu
amortização da onda de cheia com hidrogramas menos íngremes e ocorrência após o pico de
vazão da sub-bacia. A produção de sedimentos foi de 38,41 e 33,65 Mg km-2, durante os seis
meses de monitoramento para a bacia e para a sub-bacia, respectivamente. O modelo LISEM foi
calibrado a partir de seis eventos de chuva. Os parâmetros de entrada utilizados para o modelo
foram obtidos por meio de levantamentos realizados na bacia e de dados da literatura. Para
avaliar a capacidade do modelo em representar os processos hidrológicos, foram utilizados
hidrogramas medidos no exutório da bacia. A análise estatística aplicada foi o teste BIAS (Erro
(%)) para os parâmetros vazão de pico, escoamento superficial direto e tempo de pico. Para
avaliar a eficiência do modelo em reproduzir adequadamente o formato dos hidrogramas, foi
utilizado o Coeficiente de eficiência Nash-Sutcliffe (COE) para os seis eventos utilizados na
calibração. O modelo LISEM foi capaz de reproduzir adequadamente a vazão de pico e o
escoamento superficial direto para os seis eventos utilizados na calibração, indicado pelos
baixos erros percentuais. Por outro lado, o tempo de pico e a forma do hidrograma não
apresentaram ajuste adequado, indicado pelos elevados erros e valores negativos para o erro e
para o COE, respectivamente.