CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Para tentar auxiliar na resoluÃÃo do problema da seca, as decisÃes polÃticas priorizaram a construÃÃo de reservatÃrios, produzindo âredes de alta densidade de reservatÃriosâ na regiÃo Nordeste Brasileira. Via de regra, a construÃÃo de um reservatÃrio interrompe o fluxo natural do rio, interferindo, assim, na dinÃmica de Ãgua a jusante. Objetivou com esse trabalho estudar os processos envolvidos na conectividade hidrolÃgica, bem como a interferÃncia da rede de mÃltiplos reservatÃrios na conectividade hidrolÃgica de uma grande bacia semiÃrida. O estudo de caso à a bacia hidrogrÃfica do aÃude OrÃs â BHAO (24.211 km2), situada no SemiÃrido do CearÃ. A pesquisa foi iniciada com o levantamento da topologia da rede densa de reservatÃrio da BHAO, realizada utilizando tÃcnicas de sensoriamento remoto (SR), ferramentas de geoprocessamento (SIG) e imagem de satÃlite no fim do perÃodo chuvoso de 2011. A anÃlise da conectividade hidrolÃgica foi realizada usando o modelo âReservoir Network Modelâ (ResNetM), que simulou os processos hidrolÃgicos e considerou a conectividade hidrolÃgica entre os reservatÃrios, conforme os critÃrios estabelecidos nesta pesquisa. Na busca de se identificar os principais elementos naturais e antrÃpicos da bacia que afetam a conectividade hidrolÃgica, foi realizada uma anÃlise de sensibilidades (IS) de alguns parÃmetros de entrada do modelo, o que possibilitou avaliar o impacto da rede de reservatÃrios sobre o volume armazenado no aÃude OrÃs. O levantamento da rede de reservatÃrios com SR e ferramentas automÃticas de SIG demonstrou duas falhas: a interpretaÃÃo de sombras como reservatÃrios e a mà identificaÃÃo da superfÃcie da Ãgua real devido à presenÃa de macrÃfitas nos reservatÃrios. Desse modo, foram gerados automaticamente 6.002 polÃgonos, dos quais, apÃs ajuste manual, confirmaram-se, como reservatÃrios, apenas 4.717 polÃgonos (79%). A pesquisa constatou que, na Ãltima dÃcada, ocorreu um aumento de 17,5% no nÃmero de reservatÃrio da BHAO e que, nas regiÃes com embasamento cristalino, a densidade de reservatÃrios à 80% maior do que nas regiÃes sobre geologia sedimentar. A anÃlise de sensibilidade indicou que o nÃmero de reservatÃrio da rede foi a variÃvel à qual o sistema apresentou maior sensibilidade (IS = 1,07), considerando-se a conectividade hidrolÃgica. Contrariamente, a variaÃÃo da evaporaÃÃo (IS = 0,19) e da perda em trÃnsito (IS= 0,01) nÃo induziu a mudanÃas significativas da conectividade hidrolÃgica da BHAO. O volume armazenado no aÃude OrÃs nÃo sofreu mudanÃas significativas (IS = 0,21) ao se modificar a topologia da rede de reservatÃrio. Por exemplo, ao se simular a retirada dos pequenos e mÃdios reservatÃrios da rede (4.664, ou 98,9% dos reservatÃrios), o aÃude OrÃs indicou um acrÃscimo de apenas 14% em seu volume mÃdio armazenado. Com base nas observaÃÃes, concluiu-se que ocorreu uma reduÃÃo na taxa de incremento anual de reservatÃrios na BHAO nos Ãltimos 10 anos, o que marca o inÃcio da fase de estabilizaÃÃo da referida rede. Entre os elementos naturais avaliados, o coeficiente de escoamento superficial (natural) foi o que demonstrou maior significÃncia para a conectividade hidrolÃgica. Sua importÃncia deve-se ao fato de, no sistema natural da BHAO, raramente se observa escoamento de base significativo. Dos elementos antrÃpicos analisados, a rede densa de reservatÃrios, obteve a maior importÃncia para a conectividade hidrolÃgica. O motivo para esse comportamento à que os reservatÃrios promovem a laminaÃÃo da onda de cheia, aumentando o nÃmero de dias com vazÃo fluvial e, consequentemente, maior frequÃncia da conectividade hidrolÃgica. AlÃm disso, novos reservatÃrios diminuem o comprimento dos trechos a serem ligados, atenuando as perdas em trÃnsito e facilitando a ocorrÃncia da conectividade hidrolÃgica. A variaÃÃo da rede de reservatÃrio comprovou que, ao diminuir o nÃmero de reservatÃrio da rede, ocorre uma reduÃÃo na conectividade hidrolÃgica da BHAO, porÃm, nÃo altera significativamente a vazÃo afluente ao aÃude OrÃs, o exutÃrio da bacia deste trabalho. A rede densa de reservatÃrios provou que, no inÃcio do perÃodo chuvoso, atua como barreira à vazÃo fluvial, causando a quebra da conectividade hidrolÃgica. Com o passar do tempo e com a continuidade da precipitaÃÃo, os milhares de reservatÃrios favorecem a conectividade hidrolÃgica por meio da laminaÃÃo da onda de cheia. / Attempting to solve the drought problem, political decisions prioritized the construction of reservoirs,
what eventually resulted in the construction of a "high density network of reservoirs" in the Brazilian
Northeast. Usually, a reservoir interrupts the natural river flow, thus interfering in the water dynamics
downstream. This work was aimed at studying the processes involved in the hydrological connectivity
as well as the interference of multiple reservoirs in the hydrologic network connectivity of a large
semiarid basin. The case study is the catchment area of the OrÃs - BHAO (24,211 km2
) reservoir,
located in Semiarid CearÃ. The research began with a survey of the BHAO dense reservoir network
topology, conducted using remote sensing (RS), GIS tools (GIS) and satellite image at the end of the
2011 rainy season. The hydrological connectivity analysis was performed using the 'Reservoir
Network Model' (ResNetM), which simulated hydrologic processes and considered the hydrological
connectivity between the reservoirs, according to the criteria established in this research model. While
seeking to identify the key natural and anthropogenic factors affecting the hydrological connectivity of
the basin, an analysis of input sensitivity (IS) of some input parameters of the model was performed,
this allowed us to evaluate the reservoir network impact on the stored volume on the OrÃs reservoir.
The survey of the network of reservoirs with SR and automatic GIS tools showed two shortcomings:
the misinterpretation of shadows as reservoirs and the misidentification of the actual water surface due
to the macrophyte presence in reservoirs. Thus, of the 6,002 automatically generated polygons, only
4717 polygons (79%) were confirmed as reservoirs, after manual adjustment. The survey found that in
the last decade, there was a 17.5% increase in the number of BHAO reservoirs and that, in regions
with crystalline geology, the density of reservoirs is 80% higher than in regions of sedimentary
geology. The sensitivity analysis indicated that the number of reservoirs in the network was the
variable to which the system showed higher sensitivity (SI = 1.07), considering the hydrological
connectivity. In contrast, the evaporation variation (SI = 0.19) and loss in transit (SI = 0.01) did not
induce significant changes on BHAO hydrological connectivity. Also, the volume stored in the OrÃs
reservoir showed no significant changes (SI = 0.21) when the reservoir network topology was
modified. For example, when the removal of small and medium network reservoirs (4,664, or 98.9%
of the reservoirs) was simulated, the OrÃs reservoir indicated an increase of only 14% in its average
volume stored. Based on observations, it was concluded that there was a reduction in the rate of annual
BHAO reservoir increment in the past 10 years, marking the beginning of the stabilization phase of the
said network. Among the evaluated natural elements, it was the (natural) runoff coefficient which was
demonstrated to have the most significance for the hydrological connectivity. Its importance is due to
the fact that in the BHAO natural system, underground flow is infrequent. Of the human elements
analyzed, the dense reservoir network, obtained the highest importance for hydrological connectivity.
The reason for this is that the reservoirs promote the lamination of the flood wave, increasing the
number of days with river flow and, consequently, increase the frequency of hydrological
connectivity. In addition, new reservoirs decrease the length of the passages to be connected, reducing
losses in transit and promoting hydrological connectivity. The variation of the reservoir network
demonstrated that decreasing the number of network reservoirs, a decrease in BHAO hydrological
connectivity occurs, not changing, however, significantly the inflow to the OrÃs reservoir, the
convergence focus of the network. A dense reservoir network showed that, at the beginning of the
rainy season, it acts as a barrier to river flow, breaking hydrological connectivity. Over time and with
continued rainfall, the thousands of reservoirs promote hydrological connectivity by lamination of the
flood wave.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:7507 |
| Date | 28 November 2013 |
| Creators | Cristian EpifÃnio de Toledo |
| Contributors | Jose Carlos de AraÃjo, Josà Carlos Parente de Oliveira, Eunice Maia de Andrade, Adunias dos Santos Teixeira, George Leite Mamede, Carlos Eduardo Ferraz de Mello |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em Engenharia AgrÃcola, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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