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Tipo documento: Tese
Título: Vazões líquidas e sólidas em bacias hidrográficas sob diferentes cenários ambientais no Sul da Amazônia
Autor(es): Borella, Daniela Roberta
Orientador(a): Souza, Adilson Pacheco de
Coorientador: Zolin, Cornélio Alberto
Membro da Banca: Souza, Adilson Pacheco de
Membro da Banca: Almeida, Frederico Terra de
Membro da Banca: Paulino, Janaina
Membro da Banca: Salvador, Conan Ayade
Membro da Banca: Silva, Leonardo Duarte Batista da
Resumo : O aumento da demanda pelos recursos naturais água e solo na região de transição dos biomas Cerrado-Amazônia tem estimulado a necessidade de conhecer a disponibilidade hídrica e a dinâmica dos processos hidrossedimentológicos para adequada gestão dos recursos hídricos. Visto que, o uso e ocupação da terra sem planejamento têm gerado grandes perdas de solo por erosão hídrica, aumento da carga de sedimentos nos rios, poluição das águas e redução do escoamento superficial. Nesse contexto, o presente estudo avaliou: I - vazõeslíquidas (QL) obtidas pelos métodos tradicional e acústico por Efeito Doppler; II - vazões sólidas (Qs) coletadas pelo método do igual incremento de largura com amostragens de sólidos em suspensão (Qss) por vertical, composta, vertical padrão e percentis, e, III - determinou as características fisiográficas e estabeleceu curvas-chave para as vazões líquida e sólida. As medidas de QL e coletas de Qs foram realizadas mensalmente entre 2018 e 2021 para representar a sazonalidade hídrica e a dinâmica hidrossedimentológica das seções hidrológicas dos rios Caiabi 1 e 2, Celeste, Nandico, Preto, Renato 1 e 2 e córrego Rosana, afluentes do rio Teles Pires. As QL foram obtidas por molinete hidrométrico MLN-7 e Perfilador de Corrente Acústico Doppler (ADCP RiverRay), enquanto as Qs foram obtidas por amostradores de sedimentos em suspensão e de arrasto, e as vazões sólidas totais (Qst) foram calculadas. Foram ajustados modelos de regressão para verificar a concordância das QL obtidas entre molinete e ADCP, das profundidades entre haste metálica graduada e ADCP, para estimativas de Qss e Qst, e para as curvas-chave líquida e sólida. Os desempenhos estatísticos foram avaliados pelo erro relativo médio (MBE), raiz do erro relativo médio (RMSE), índice de concordância de Willmott (dw), eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) e teste de médias. As características fisiográficas foram determinadas utilizando o software QGIS versão 3.16.11. As QL obtidas por molinete e ADCP apresentaram dinâmica semelhantes na sazonalidade hídrica e em cada seção hidrológica, com picos de máxima e mínima entre o período chuvoso e seco da região, respectivamente. As QL variaram de 3,5 a 61,0 m3 s -1 para o molinete e 2,7 a 54,0 m3 s -1 para o ADCP, entre as seções hidrológicas, com dw de 0,9998 para QL e superior a 0,9995 para profundidade. As Qs apresentaram dinâmica semelhantes entre as formas de amostragem, acompanhando os picos de máximas e mínimas das QL em cada seção hidrológica. As Qss e Qst variaram de 0,31 a 39,35 t d-1 e de 0,32 a 43,70 t d-1 , respectivamente, entre o período seco e chuvoso da região e entre as seções hidrológicas. Quanto as estimativas das Qs, os valores de dw foram superiores a 0,9815 para Qss e 0,9975 para Qst. A sub-bacia hidrográfica do rio Renato apresentou densidade de drenagem regular = 0,505 km km-2 , formato alongado (kf = 0,19; kc = 2,17 e Ic = 0,21) e o relevo variou de plano a fortemente ondulado (0 a 30%). Os modelos de regressão (linear, polinomial, potencial e exponencial) ajustados para QL apresentaram desempenho estatístico satisfatório, com dw entre 0,8999 e 0,9599 e NSE entre 0,60 e 0,83, enquanto para as Qs os modelos não ajustaram de forma satisfatória. As medições pelo método tradicional e ADCP apresentaram compatibilidade para obtenção das QL em rios rasos (até 6,5 m de profundidade) da bacia hidrográfica do rio Teles Pires. A dinâmica de produção e transporte de sedimentos foi influenciada pelo uso e ocupação da terra, área de drenagem e sazonalidade hídrica da região. As diferentes formas de amostragens de sedimentos em suspensão apresentam compatibilidade para obtenção da vazão sólida em suspensão e total. A sub-bacia hidrográfica do rio Renato é pouco susceptível a ocorrência de enchentes, devido seu formato alongado e densidade de drenagem regular. Os modelos de regressão ajustaram de forma satisfatória para QL e insatisfatória para Qss e Qst. Palavras-chave: Hidrologia; Hidrossedimentologia; Rio Teles Pires; Fronteira agrícola brasileira; Transição Cerrado-Amazônia.
Resumo em lingua estrangeira: The increased demand for the natural resources of water and soil in the transition region of the Cerrado-Amazon biomes has stimulated the need to know water availability and the dynamics of hydro-sedimentological processes for proper management of water resources. Since, the use and occupation of the land without planning have generated great losses of soil by water erosion, increase of the load of sediments in the rivers, water pollution and reduction of the surface drainage. In this context, the present study evaluated: I - net flows (QL) obtained by traditional and acoustic methods by Doppler Effect; II - solid flows (Qs) collected by the method of equal increment of width with samples of solids in suspension (Qss) by vertical, composite, standard vertical and percentiles, and, III - determined the physiographic characteristics and established key curves for the flows liquid and solid. QL measurements and Qs collections were carried out monthly between 2018 and 2021 to represent the water seasonality and the hydrosedimentological dynamics of the hydrological sections of the Caiabi 1 and 2, Celeste, Nandico, Preto, Renato 1 and 2 rivers and Rosana stream, tributaries of the river Teles Pires. QL were obtained by MLN-7 hydrometric windlass and Doppler Acoustic Current Profiler (ADCP RiverRay), while Qs were obtained by suspended and drag sediment samplers, and total solid flows (Qst) were calculated. Regression models were adjusted to verify the agreement of the QL obtained between reel and ADCP, of the depths between graduated metal rod and ADCP, for estimates of Qss and Qst, and for the liquid and solid key curves. Statistical performances were evaluated by mean relative error (MBE), root mean relative error (RMSE), Willmott concordance index (dw), NashSutcliffe efficiency (NSE) and test of means. Physiographic characteristics were determined using QGIS software version 3.16.11. The QL obtained by windlass and ADCP showed similar dynamics in the water seasonality and in each hydrological section, with maximum and minimum peaks between the rainy and dry periods of the region, respectively. The QL ranged from 3.5 to 61.0 m3 s -1 for the windlass and 2.7 to 54.0 m3 s -1 for the ADCP, between hydrological sections, with dw of 0.9998 for QL and greater than 0.9995 for depth. The Qs showed similar dynamics between the sampling methods, following the maximum and minimum peaks of the QL in each hydrological section. The Qss and Qst ranged from 0.31 to 39.35 t d-1 and from 0.32 to 43.70 t d-1 , respectively, between the dry and rainy periods of the region and between the hydrological sections. As for the Qs estimates, the dw values were greater than 0.9815 for Qss and 0.9975 for Qst. The Renato River sub-basin had a regular drainage density = 0.505 km km-2 , an elongated shape (Kf = 0.19; Kc = 2.17 and Ic = 0.21) and the relief varied from flat to strongly undulating (0 to 30%). The regression models (linear, polynomial, potential and exponential) adjusted for QL showed satisfactory statistical performance, with dw between 0.8999 and 0.9599 and NSE between 0.60 and 0.83, while for Qs the models did not adjust in a satisfactory way. Measurements by the traditional method and ADCP were compatible to obtain QL in shallow rivers (up to 6.5 m deep) in the Teles Pires river basin. The dynamics of sediment production and transport was influenced by land use and occupation, drainage area and water seasonality in the region. The different ways of sampling suspended sediments are compatible to obtain suspended and total solid flow rates. The Renato river hydrographic sub-basin is little susceptible to the occurrence of floods, due to its elongated shape and regular drainage density. The regression models adjusted satisfactorily for QL and unsatisfactorily for Qss and Qst.
Palavra-chave: Hidrologia
Hidrossedimentologia
Rio Teles Pires
Fronteira agrícola brasileira
Transição Cerrado-Amazônia
Palavra-chave em lingua estrangeira: Hydrology
Hyidrossedimentology
Teles Pires river
Brazilian agricultural frontier
Cerrado-Amazon transition
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental
Referência: BORELLA, Daniela Roberta. Vazões líquidas e sólidas em bacias hidrográficas sob diferentes cenários ambientais no Sul da Amazônia. 2022. 129 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/5539
Data defesa documento: 16-Dez-2022
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado

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