Gestão Integrada de Bacias
Hidrográficas - Modelação
Ramiro Neves & Pedro Chambel Leitão
O ciclo da água
BEST – IST, 2006
A visão do Gestor de Cheias
A visão do Gestor do Nitrato
http://www.initrogen.org/fileadmin/user_upload/INI_Brochure_10Jun05.pdf
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Conceitos básicos - Ciclo do Azoto
Na atmosfera…
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Bacia de Montargil – Uso do Solo
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Gestão de bacias Hidrográficas
• Tem que gerir quantidade e qualidade da água
em função do uso do solo e do clima.
• A gestão integrada requer a análise da
interdependência entre os processos que
determinam o escoamento e a qualidade da
água.
• A complexidade do sistema requer o uso de
modelos.
Integrated Basin Modeling
Sampling station
Discharge
SPM
Sampling station
Time
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Integrated Basin Modeling
Flow Production
• 2 Different Soils
• Infiltration
• Overland Flow
Rain Intensity
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Integrated Basin Modeling
Sediment Transport
• 2 Catchments
• 1 Reservoir
Rain Intensity
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Implementação do modelo CE QUAL W2 à albufeira de
Vale do Gaio
A Montante: Modelação
meteorológica
Dia mundial da água, Cascais, 2007
http://meteo.ist.utl.pt/
A Jusante
Biological scales are longer than tidal scale but processes are not independent
Thessaloniki NATO ARW (19-24 April 2005)
Que modelos?
•
•
•
•
Modelos Atmosféricos,
Modelos de escoamento superficial,
Modelos de Rios,
Modelos zona Vadosa,
Modelos de Aquíferos,
• Modelos de Albufeiras,
• Modelos de Estuários,
• Modelos Oceânicos.
Estatísticos ou Deterministicos?
Modelos Estatísticos
• São baseados na análise estatística de dados
de campo.
• Contribuem para a interpretação dos dados,
• Podem ser usados para:
– Completar séries incompletas de dados,
– Fazer previsões se entretanto não tiverem
ocorrido alterações importantes do sistema.
– São mais adequados para grandes escalas.
Modelos Determinísticos
• São baseados na descrição dos processos.
• Requerem condições de fronteira, condições
iniciais e um conjunto de parâmetros.
• Os parâmetros aproximam-nos dos modelos
estatísticos.
• São mais complexos do que os modelos
estatísticos, mas permitem estudar cenários
de gestão (através da variação das condições
de fronteira).
Mohid Land
1D Drainage network
 H
Q   Q 2 
Q2 n2 

 2 4/3   0

  gA 
t
x  A 
A Rh 
 x
2D Overland flow
A.Rh2 / 3 H / x
Q
n
3D Porous Media
 h z 

  K ( h) 


t
 xi xi 
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Precipitation
Variable in Time
& Space
Plantas, água e a fertilização
Precipitação e
Irrigação
Evapotranspiração
potencial
Vantagens Optimização da aplicação
de fertilizantes
para a agricultura
•quantidade
•modo de aplicação,
Problemas Ambientais
Percolação - Recarga
e de saúde publica e
Perdas económicas
Minimizar a quantidade de
produto lixiviados
Que Modelos ?
•
•
•
•
•
•
RZWQM - Unidimensional (escala da cultura)
HYDRUS - Bidimensional (sem processos biológicos)
SWAT – Baseado no modelo EPIC (escala da bacia)
DAISY – Mike She (tipo RZWQM)
MOHID LAND
.......
Modelos para estudo de processos vs
modelos de Gestão
• Os modelos para estudo de processos descrevem
os processos em detalhe. São pesados em termos
de cálculo são normalmente dirigidos para um
aspecto do problema.
• Modelos de gestão, que descrevem o conjunto da
bacia e a generalidade dos aspectos relevantes
para a sua gestão, parametrizando os processos
mais complexos.
• Com o tempo ambos os modelos tendem a
convergir num único.
Que modelo ensinar em GIBH?
• O modelo SWAT – “Soil Water Assessment
Tool” .
• É integrado, de implementação fácil e requer
poucos recursos informáticos.
• O modelo MOHID Land é mais versátil, mas de
implementação mais complexa e por isso não
é utilizável nesta disciplina.