LANDIM, Rafael Bezerra Tavares Vasques. Uso do modelo Dryrios na simulação de trocas hídricas entre um trecho do Rio Jaguaribe e o Aquífero Aluvionar na Bacia Hidrográfica Patos / Cariús / Iguatu - Ceará. 2014. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Vitor Campos (vitband@gmail.com) on 2016-10-14T23:07:38Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rbtvlandim.pdf: 3778257 bytes, checksum: f93151a4dd261906bdba7716249fe2cc (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2016-10-18T18:50:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rbtvlandim.pdf: 3778257 bytes, checksum: f93151a4dd261906bdba7716249fe2cc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T18:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rbtvlandim.pdf: 3778257 bytes, checksum: f93151a4dd261906bdba7716249fe2cc (MD5) Previous issue date: 2014 / The hydrology of semiarid region is quite different from the hydrology of humid and arid regions. Understanding the hydrology under current and future climate, as well as under the influence of the use and occupation of land, is essential for the management and planning of water resources. The interaction mechanism river-aquifer indirectly reflects the knowledge of the groundwater recharge, thus being a prerequisite for the efficient and sustainable management of the groundwater resource. The Dryrios model was developed to simulate the dynamics of river-aquifer in arid and semiarid regions. In this context, the aim of this study was to evaluate the dynamics of river-aquifer flow in the Basin Patos / Carius / Iguatu, located in the South Central region of the state of Ceará, using Dryrios model. In this work we carried out the three monitoring wells located in the study area in the period 2010-2013. Flows River were monitored by CPRM. With information on hydrological variables obtained three parameterizations were performed. Considering seven observed hydrological events, we carried out a sensitivity analysis using the Error (E) as a parameter for analysis. Simultaneously there was the calibration of the model, considering the most sensitive parameters, using the analysis the coefficient of efficiency NASH (COE), reducing the uncertainties of the model parameterization process. Then took place the seven hydrological simulations events aiming to validate the model using E and the COE in the analysis of the results of flow of the river and the aquifer hydraulic loads. The analysis also compared the calculated and observed values of the volumes transported by the event and the maximum peak flows. The results showed that only two parameters had sensitivity saturated hydraulic conductivity and wetting front suction. To calibrate the model, it was found not acceptable improvements. After the calibration of the model, the COE for better flow rates was 36%, an acceptable value. In all calibrations hydraulic loads of the aquifer showed no COE's acceptable. Thus, the use of Dryrios civil society and water resources management institutions did not represent reality, preventing decisionmaking, especially when it comes to groundwater. / A hidrologia do semiárido é bastante diferente da hidrologia de regiões úmidas e áridas. Compreender a hidrologia sob o clima atual e futuro, bem como sob a influência do uso e ocupação da terra, é essencial para a gestão e planejamento dos recursos hídricos. O mecanismo de interação rio-aquífero reflete indiretamente no conhecimento da recarga das águas subterrâneas, sendo, portanto, um pré-requisito para uma gestão eficiente e sustentável do recurso hídrico subterrâneo. O modelo Dryrios foi desenvolvido para simular a dinâmica rio-aquífero em regiões áridas e semiáridas. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar a dinâmica de fluxo rio-aquífero na Bacia Hidrográfica Patos/ Cariús/ Iguatu, localizada na Região Centro-Sul do Estado do Ceará, utilizando o modelo Dryrios. Nesse trabalho realizou-se o monitoramento de três poços localizados na área de estudo, no período de 2010 a 2013. As vazões do rio foram monitoradas pela CPRM. Com informações de variáveis hidrológicas obtidas foram realizadas três parametrizações. Considerando sete eventos hidrológicos observados, realizou-se uma análise de sensibilidade, utilizando o Erro (E) como parâmetro de análise. Simultaneamente realizou-se a calibração do modelo, considerando os parâmetros mais sensíveis, utilizando na análise o coeficiente de eficiência NASH (COE), reduzindo incertezas do processo de parametrização do modelo. Em seguida realizou-se simulações dos sete eventos hidrológicos buscando a validação do modelo, utilizando o E e o COE na análise dos resultados obtidos de vazões do rio e cargas hidráulicas do aquífero. Na análise também comparou-se os valores calculados e observados dos volumes transportados por evento e dos picos máximos de vazão. Os resultados mostraram que apenas dois parâmetros apresentaram sensibilidade, condutividade hidráulica saturada e sucção na frente de molhamento. Na calibração do modelo, não constatou-se melhoras aceitáveis. Após as calibrações do modelo, o melhor COE para as vazões foi de 36%, um valor aceitável. Em todas as calibrações as cargas hidráulicas do aquífero não apresentaram COE's aceitáveis. Assim, a utilização do Dryrios pela sociedade civil e instituições gestoras de recursos hídricos não representa bem a realidade, inviabilizando a tomada de decisões, especialmente em se tratando de águas subterrâneas.

Variações climáticas podem resultar na entrada insuficiente de água no balanço hídrico de uma região, acarretando em inconsistências relacionadas à outorga de água superficial. O sistema de outorga de água superficial utiliza as vazões percentis (Q7,10, Q90, Q95) para definir a vazão máxima outorgável. No entanto, em períodos de estiagem tais vazões de referência podem não ser suficientes para atender a demanda outorgada, demandando a captação de águas subterrâneas para contrabalançar essa insuficiência hídrica do manancial superficial. Portanto, a outorga dos recursos hídricos deve ocorrer de forma integrada e sustentável, considerando a alteração da descarga do aquífero para o rio devido à captação subterrânea. O objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade hídrica integrada (superficial e subterrânea), por meio de um modelo empírico linear, proposto como função da média móvel da precipitação de períodos anteriores relacionados ao tempo de regulação do aquífero. Técnicas de correlação e espectrais foram empregadas na análise de séries temporais de precipitação (P) e vazão (Q) da bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, com o objetivo de determinar os tempos de resposta de Q em relação a P. A metodologia proposta foi verificada para precipitação e vazões observadas na bacia com área de 65 km2 no período de 2003 a 2014. Os resultados indicam que o aquífero armazena uma parcela de água precipitada e controla o fluxo para o rio, com tempos de regulação de aproximadamente 60 dias para o escoamento subsuperficial e de aproximadamente 2 anos para o escoamento de base. A metodologia também foi testada para duas sub-bacias hidrográficas do Rio Jacaré-Guaçu, com áreas de 1867 e 3519 km2. A adoção da metodologia proposta permite calcular uma vazão de referência sustentável, possibilitando prever a variação da vazão de base nos períodos de recessão, por estar definida em função de precipitações passadas. Portanto, tal vazão seria mais condizente com as observadas no meio ambiente, proporcionando um adequado funcionamento do ecossistema, garantindo assim a sua preservação. / Climatic variation may result in insufficient input of water in the water balance in a region, resulting in inconsistencies in the water rights permits. Brazilian water allocation system uses the flow duration curves (Q7,10, Q90, Q95) to establish the maximum allowable discharge. However, during droughts such reference discharges may not reach the water rights permits, requiring groundwater extraction to compensate this deficiency in surface water bodies. Hence, the water right permits must be integral, considering the base flow variation due to the groundwater extraction. The aim of this study is to determine the integrated water availability (surface and groundwater), using an empirical linear model, proposed as a function of the average rainfall of previous periods related to the aquifer regulation time. Correlation and spectral techniques were employed for time-series analysis of precipitation (P) and discharge (Q) in the Ribeirão da Onça watershed, to determine response times of Q as a function of P. The proposed methodology was developed for precipitation and discharge observed from 2003 to 2014 in a watershed with an area of 65 km2. The obtained results indicate that the aquifer stores the rainfall water with regulation times of approximately 60 days for the subsurface flow, ans approximately 2 years for the base flow. The methodology was also tested for two sub-basins of the Jacaré-Guaçú River watershed, with areas of 1867 and 3519 km2.The proposed methodology allows the estimation of a sustainable reference discharge making it possible to predict the base flow variation during recession periods, since it is defined as a function of past rainfall. Therefore, this discharge is more consistent with the values observed in the environment, allowing a proper functioning of the ecosystem, thereby ensuring their preservation.

Variações climáticas podem resultar na entrada insuficiente de água no balanço hídrico de uma região, acarretando em inconsistências relacionadas à outorga de água superficial. O sistema de outorga de água superficial utiliza as vazões percentis (Q7,10, Q90, Q95) para definir a vazão máxima outorgável. No entanto, em períodos de estiagem tais vazões de referência podem não ser suficientes para atender a demanda outorgada, demandando a captação de águas subterrâneas para contrabalançar essa insuficiência hídrica do manancial superficial. Portanto, a outorga dos recursos hídricos deve ocorrer de forma integrada e sustentável, considerando a alteração da descarga do aquífero para o rio devido à captação subterrânea. O objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade hídrica integrada (superficial e subterrânea), por meio de um modelo empírico linear, proposto como função da média móvel da precipitação de períodos anteriores relacionados ao tempo de regulação do aquífero. Técnicas de correlação e espectrais foram empregadas na análise de séries temporais de precipitação (P) e vazão (Q) da bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, com o objetivo de determinar os tempos de resposta de Q em relação a P. A metodologia proposta foi verificada para precipitação e vazões observadas na bacia com área de 65 km2 no período de 2003 a 2014. Os resultados indicam que o aquífero armazena uma parcela de água precipitada e controla o fluxo para o rio, com tempos de regulação de aproximadamente 60 dias para o escoamento subsuperficial e de aproximadamente 2 anos para o escoamento de base. A metodologia também foi testada para duas sub-bacias hidrográficas do Rio Jacaré-Guaçu, com áreas de 1867 e 3519 km2. A adoção da metodologia proposta permite calcular uma vazão de referência sustentável, possibilitando prever a variação da vazão de base nos períodos de recessão, por estar definida em função de precipitações passadas. Portanto, tal vazão seria mais condizente com as observadas no meio ambiente, proporcionando um adequado funcionamento do ecossistema, garantindo assim a sua preservação. / Climatic variation may result in insufficient input of water in the water balance in a region, resulting in inconsistencies in the water rights permits. Brazilian water allocation system uses the flow duration curves (Q7,10, Q90, Q95) to establish the maximum allowable discharge. However, during droughts such reference discharges may not reach the water rights permits, requiring groundwater extraction to compensate this deficiency in surface water bodies. Hence, the water right permits must be integral, considering the base flow variation due to the groundwater extraction. The aim of this study is to determine the integrated water availability (surface and groundwater), using an empirical linear model, proposed as a function of the average rainfall of previous periods related to the aquifer regulation time. Correlation and spectral techniques were employed for time-series analysis of precipitation (P) and discharge (Q) in the Ribeirão da Onça watershed, to determine response times of Q as a function of P. The proposed methodology was developed for precipitation and discharge observed from 2003 to 2014 in a watershed with an area of 65 km2. The obtained results indicate that the aquifer stores the rainfall water with regulation times of approximately 60 days for the subsurface flow, ans approximately 2 years for the base flow. The methodology was also tested for two sub-basins of the Jacaré-Guaçú River watershed, with areas of 1867 and 3519 km2.The proposed methodology allows the estimation of a sustainable reference discharge making it possible to predict the base flow variation during recession periods, since it is defined as a function of past rainfall. Therefore, this discharge is more consistent with the values observed in the environment, allowing a proper functioning of the ecosystem, thereby ensuring their preservation.