Modelagem numérica do fluxo da água no solo e do escoamento de base em uma bacia experimental em área agrícola no Cerrado

Abstract

Este trabalho apresenta um estudo experimental para avaliar a aplicabilidade de uma ferramenta de modelagem numérica do fluxo da água no solo, o FEFLOW, na simulação da variação do nível freático e do escoamento de base em uma bacia hidrográfica representativa de áreas agrícolas do bioma Cerrado. Em seu desenvolvimento, foram definidas áreas representativas do ambiente de interesse, nas quais se realizou intenso levantamento de dados para a caracterização física e hidrológica desses espaços. Além de fundamentais para a calibração e a verificação do modelo utilizado, os dados e as informações geradas foram organizados de forma a representar referências para outros estudos hidrológicos em regiões similares. Tendo como base os resultados da modelagem obtidos com a utilização dos dados medidos e aplicados de forma espacialmente distribuída, avaliaram-se outras possibilidades de aplicação desses dados, como, por exemplo, agrupados por classe, textura ou característica hidrogeológica do solo. Também se verificou a viabilidade de utilização de bases de dados disponíveis na literatura, demonstrando-se que, em alguns casos, essa ação pode gerar erros significativos aos resultados da modelagem. Os resultados do trabalho indicam que é possível ter simulações coerentes do escoamento de base em áreas onde o meio é bem representado. Nesses casos, utilizando-se os dados medidos já se tem boas estimativas do fenômeno de interesse, fazendo com que as alterações sofridas no processo de calibração sejam pequenas (apenas ajustes), melhorando toda a modelagem hidrológica do sistema e mantendo íntegra a sua base física. Contudo, neste trabalho também se verificou a dificuldade que existe em representar adequadamente o meio físico, principalmente quando o estudo é realizado em escala de bacia hidrográfica.

This work presents an experimental study to evaluate the applicability of a groundwater numerical modeling tool, the FEFLOW, in simulating the water-table level variation and the baseflow in a watershed that is representative of agricultural areas of the Cerrado biome. For developing this study, some representative areas of this environment were selected, in which an intense monitoring program was carried out in order to characterize them, physically and hydrologically. The collected data and the generated information were organized for the model calibration and verification processes and to be used as references for other hydrological studies in similar areas. The results obtained by using the measured data applied in a spatial distributed way were used to evaluate the possibility of utilizing those data grouped by soil class, texture or hydrogeological characteristics. The viability of using data collected directly from the literature was also verified, being demonstrated that, in some cases, this alternative can lead to significant errors. The results of this work indicate that it is possible to have coherent baseflow simulations in areas where the environment has been well represented. In those cases, good estimates of the phenomenon were achieved using only measured data and, as consequence, during the calibration process the model parameters values undergo small adjustments, improving the results yet maintaining its physical basis. However, in most of the cases difficulties were experienced on representing adequately the environment in the application of spatial distributed physical models, mainly when the study is accomplished in such a river basin scale.