Estimativa de evapotranspiração real com base na análise de recessão dos hidrogramas
Resumo
Resumo: Para o manejo adequado de bacias hidrográficas são necessários dados realistas sobre a quantidade de água disponível em cada bacia. Dados de chuva e vazão vêm sendo coletados há bastante tempo e, apesar da falta de controle na qualidade, fornecem informações importantes da climatologia da bacia. As estimativas da evapotranspiração anual têm sido feitas, frequentemente, através do balanço hídrico. Este estudo visa melhorar essas estimativas, diminuindo a escala de tempo e atendendo a conservação de massa para pequenas escalas. A idéia principal é calcular o armazenamento de uma bacia hidrográfica para dois finais de recessões consecutivos, desde que nos momentos finais de uma recessão, a vazão seja considerada como uma função do armazenamento. Os resultados da análise dos dados de vazão no período de recessão mostraram o comportamento do rebaixamento do lençol freático de um aquífero e forneceram os parâmetros médios que influem na determinação do armazenamento. Um estudo qualitativo desse comportamento pode ser feito através das análises linear e não-linear. Os resultados mostraram que para uma recessão longa, a análise não-linear se aproxima de uma linear, e o comportamento linear representa bem o esvaziamento da água para a maioria das bacias hidrográficas. O método para estimar a evapotranspiração do período entre dois finais de recessão foi chamado de "balango hídrico sazonal" (BHS). As estimativas feitas por esse método fornecem evapotranspiração de perfodos irregulares que são convertidas para médias mensais. O BHS foi aplicado para 2 bacias do Paraná e 46 sub-bacias de Minas Gerais. Essa ampla aplicação permitiu traçar mapas com isolinhas de evapotranspiração do, onde se constatou que regiões mais elevadas evapotranspiram menos que regiões de vales. Para estender a aplicabilidade desse método em regiões sem medição e que apresentam características semelhantes as da bacia onde se processou o BHS e, também para refinar a escala de tempo das estimativas de evapotranspiração, foi desenvolvido o modelo hidrometeorológico de evapotranspiração (HEM). O modelo consiste basicamente de uma análise de regressão entre as estimativas mensais de evapotranspiração feitas pelo BHS para períodos não muito maiores que um mês e dados hidrometeorológicos. O HEM foi aplicado para as 2 bacias do Paraná e as suas estimativas foram satisfatórias. Abstract: For the adequate management of a basin's water resources, realistic information on the available water is necessary. Rainfall and streamflow data have been routinely measured for a long time, and although they are often of poor quality and lacking quality control, they provide important information on a basin's climatology. Currently, annual evapotranspiration estimates can be derived form the basin's water budget. This work aims at improving (i.e.: lessening) the time scale of water budget estimates while at the same time closing the water budget at these smaller scales. The main idea is to calculate the basin's water budget between the ends of two consecutive recessions, since during the last stage of a recessing storage and streamflow can be safely assumed to be functionally related. Recession analysis shows the aquifer's behavior and can produce the average parameters the determine the aquifer's storage. À qualitative study of process of aquifer depletion can be done by means of a linear and a non-linear analysis, and we have found that a linear behavior can be representative of most actual watersheds. We call the method to estimate evapotranspiration between the recession ends "seasonal water budget". The irregular water budget periods can be redistributed to produce monthly estimates. We applied this methodology for 2 basins in Paraná State, and 46 continguous basins in Minas Gerais State. This larger application made it possible to produce evapotranspiration maps, where it is clear that the higher elevations generate less evapotranspiration than the lowlands. In order to extend the applicability of this methodology to ungaged nearby catchments, as well as to refine the time scale of the evapotranspiration estimates, we developped a hydrometeorological evapotranspiration model (HEM). It basically consists of a regression analysis between monthly evapotranspiration estimates derived from water budget periods not much greater than a month and meteorological data, and an application for two watersheds in Paraná State shows that the model has a satisfactory performance.
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