Fatores de controle dos fluxos fluviais de material em suspensão em diferentes cenários climáticos na bacia do rio Solimões

Abstract

Este trabalho faz uma análise dos principais fatores que controlam a vulnerabilidade à erosão e o fluxo de sedimentos em dezesseis estações de referência na bacia do rio Solimões. A modelagem da interação desses fatores foi baseada em dados observacionais e fisiográficos, fazendo uso de geotecnologias e análises numéricas. A utilização das geotecnologias permitiu integrar bases de dados de diferentes fontes e formatos para caracterizar os fatores naturais e antrópicos dessas áreas. Os índices de vulnerabilidade foram definidos para cada fator, atribuindo valores próximos de (1.0) para as áreas onde ocorre a predominância dos processos de pedogênese. Os valores ao redor de (2.0) foram atribuídos às classes intermediárias e valores próximos de (3.0) foram atribuídos para classes com predomínio dos processos de morfogênese. A partir dessas representações temáticas com os respectivos índices de vulnerabilidade, foi realizada a integração por álgebra de mapas. Os cenários hidrossedimentológicos foram gerados com base na análise espacial dos fatores de controle da descarga líquida (Q), descarga sólida (Qs), balanço de fluxo sólido e produção específica de sedimento em dezesseis estações de referência. Para isso, foram utilizados dados calculados e analisados considerando uma abordagem interanual, independente do período adotado, tanto para dados de sedimento em suspensão quanto para dados de vazão. O regime hidrológico foi obtido de séries a partir dos anos de 1970. O cálculo de QS considerou os períodos compatíveis entre medidas de Q e coletas de sedimento. Finalmente, com os resultados obtidos, pôde-se comparar a vulnerabilidade de cada área de contribuição com o fluxo de sedimentos obtidos e concluir que a bacia hidrográfica do rio Solimões apresenta média/alta vulnerabilidade morfodinâmica.

This thesis analyzes the main factors that control erosion vulnerability and suspended sediment yields in sixteen reference stations of the Solimões River. Geotechnological methods and numerical analyses were used to model the interaction of these factors based on observational and physiographic data. Data from different sources and in multiple formats were integrated to characterize the natural and anthropogenic factors affecting these areas. Vulnerability indices were defined based on the relative empirical values of the relationship between morphogenesis and pedogenesis for each of the following variables: geology, geomorphology, pedology, vegetation, land use and climate, ranging from 1,0 (morphogenesis process predominance) to 3,0 (pedogenesis process predominance) and 2,0 (for intermediary class). The integration of these vulnerability indices was performed using map algebra. Hydrosedimentological scenarios were generated based on a spatial analysis of the factors controlling the liquid discharge (Q), solid discharge (Qs), solid flow budget and specific production of sediment at sixteen locations. For both the suspended sediment and liquid discharge scenarios, we calculated and analyzed data using an interannual approach with the adopted period as an independent variable. The hydrological regime series from the 1970s was obtained, and the calculation of Qs considered only periods with compatible Q measures and sediment samples. Using the results, we correlated the vulnerability of each contribution area to the suspended sediment yield and concluded that Solimões River basin has an average/high vulnerability morphodynamics.