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Título: Parâmetros hidrossedimentológicos da bacia hidrográfica do São José, no Cariri cearense
Título em inglês: São José river catchment hydrosedimentological parameters, in cariri region at the Ceará state
Autor(es): Costa, Kassius Vinissius de Morais
Orientador(es): Mendonça, Luiz Alberto Ribeiro
Palavras-chave: Engenharia agrícola
Erosão
Sedimentos fluviais
Sistemas de Informação geográfica
Erosion
River Sediments
Data do documento: 2013
Citação: COSTA, K. V. M. (2013)
Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal analisar os parâmetros hidrossedimentológicos da bacia hidrográfica do São José (BHSJ), avaliar a produção de sedimentos e definir o mapa de susceptibilidade dos solos à erosão, a partir da Equação Universal de Perdas do Solo (USLE). Para isso determinou-se: (i) a erosividade da chuva na bacia, a partir de formulações desenvolvidas com base em Wischmeier e Smith (1958) e Fournier (1960); (ii) a erodibilidade do solo na bacia, desenvolvida a partir do nomograma de Wischmeier et al. (1971); (iii) o fator topográfico da bacia, através do método de Bertoni e Lombardi Neto (1990), utilizando o Modelo Numérico do Terreno (MNT) gerado através de dados do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM); (iv) a identificação, delimitação e descrição dos tipos de uso e ocupação dos solos na bacia, através de SIGs, utilizando a classificação de imagens de satélite multitemporais pré-processadas. A razão de aporte de sedimentos (RAS) da bacia foi estimada a partir de equações propostas por Maner (1958), Roehl (1962), Vanoni (1975), Renfro (1975) e Williams e Brendt (1972), a partir das quais escolheu-se a que apresentou resultado mais próximo do valor de descarga sólida em suspensão medido no exutório para o ano hidrológico monitorado de Setembro de 2011 a Setembro de 2012. Os resultados mostraram que: (i) a erosividade, determinada a partir da equação desenvolvida nesse trabalho e validada com coeficiente de Nash e Sutcliffe de 0,81; apresentou resultados satisfatórios no ajuste da equação da USLE para a BHSJ, com melhor ajuste dentre as metodologias comparadas, que apresentaram erros percentuais de pelo menos 50%. (ii) a erodibilidade determinada foi espacializada na bacia por Krigagem, utilizando modelo Gaussiano testado e validado; (iii) o fator topográfico foi determinado e espacializado na bacia, considerando-se valores médios para seis classes distintas de declividades; (iv) os tipos de uso e ocupação dos solos na bacia foram divididos em agricultura, caatinga, cerrado, floresta úmida, solo exposto, área urbana e vegetação rasteira. A partir da USLE estimou-se uma taxa de erosão na bacia de 364 t.ha-1.ano-1, correspondendo a uma produção de 1,48 x 106 t de sedimentos no ano hidrológico. O mapa de susceptibilidade à erosão mostrou que a bacia apresentou grau de erosão: baixo, médio, alto e muito alto, respectivamente, em 26,39, 34,34, 30,37 e 8,90% da área. A SDR determinada pelas equações propostas por Maner (1958) e Vanoni (1975) apresentaram valores bem próximos da descarga sólida em suspensão medida no exutório durante os eventos monitorados, com erros percentuais de –12,4 e – 2,6%, respectivamente.
Abstract: This study aimed to analyse the São José river catchment (BHSJ) hydrosedimentological parameters, evaluate the sediment yield and define the susceptibility of soils to erosion based on the Equation Universal Soil Loss (USLE). Therefore, it was determined: (i) the rainfall erosivity (R - factor) at catchment, based on the formulations proposed by Wischmeier and Smith (1958) and Fournier (1960), (ii) the soil erodibility (K – factor) at catchment, it was calculated using the nomograph developed by Wischmeier et al. (1971), (iii) the topographic factor (LS – factor) was obtained through the method of Bertoni and Lombardi Neto (1990), using the Digital Elevation Model (DEM) generated by the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), (iv) identification, delineation and description of the land cover (C – factor), using GIS, through by the classification techniques of multitemporal satellite images. The sediment delivery ratio (SDR) of the catchment was estimated based in equations proposed by Maner (1958), Roehl (1962), Vanoni (1975), Renfro (1975) and Williams and Brendt (1972). The equation that presented the best fit was selected, comparing modelled and measured data at the catchment outlet, for hydrological year monitored since September 2011 to September 2012. The results show the following: (i) the rainfall erosivity, determined by the equation developed in this study and validated with Nash and Sutcliffe coefficient of 0.81; presented satisfactory results in the adjustment of the USLE equation for BHSJ, with best adjustments among the compared methods, that presented percentage errors of at least 50%; (ii) the soil erodibility determined was spatialized in the catchment by Kriging, using the method of interpolation Gaussian model tested and validated; (iii) the topographic factor was determined and spatialized in the catchment, considering average values for six distinct classes of slopes; (iv) the use types and occupation of the basin were divided into agriculture, caatinga, cerrado, tropical rainforest, bare soil, urban and undergrowth. In the catchment, the rate of erosion was estimated at 364 t ha-1.year-1 from the USLE, corresponding to a sediment yield of 1.48 x 106 t in the hydrological year. The map of erosion susceptibility showed that the degree of erosion basin presented: low, medium, high and very high, respectively, 26.39, 34.34, 30.37 and 8.90% of the area. SDR determined by the equations proposed by Maner (1958) and Vanoni (1975) presented values near suspended sediment discharge measured at the catchment outlet during the monitored events, with percentage errors of -12.4 and -2.6%, respectively.
Descrição: COSTA, Kassius Vinissius de Morais. Parâmetros hidrossedimentológicos da bacia hidrográfica do São José, no Cariri cearense. 2013. 103 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18619
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