O Projeto Integrador

...

avaliação da qualidade da água. Com isso, várias modificações foram feitas no SWRRB incorporando: o destino dos pesticidas; a tecnologia SCS opcional para estimar vazão pico; e as equações para calcular a produção de sedimentos. Essas modificações deram ao modelo maior capacidade para lidar com uma grande variedade de bacias hidrográficas, buscando a solução para problemas de gestão.

Segundo Pinto (2014), desde o princípio quando o SWAT foi desenvolvido ele vem sendo revisado e ecxpandido das capacidades, sendo que as melhorias mais significativas do modelo ao longo do tempo entre as suas versões incluem:

• SWAT94.2: incorporou as unidades de resposta hidrológica (URHs);

• SWAT96.2: foram adicionados como opção de gerenciamento: fertilização, autoirrigação e armazenamento de água no dossel; incorporou a equação de evapotranspiração potencial de Penman-Monteith;

• SWAT98.1: rotinas de qualidade da água foram melhoradas; rotinas de ciclagem de nutrientes expandidas; adicionou o fluxo do canal como função do manejo, aparecendo como opção de gestão; foi modificado para uso no hemisfério sul (utilização em áreas tropicais);

• SWAT99.2: rotinas de ciclagem de nutrientes que tinham sido expandidas em 98 foram melhoradas; ocorreram mudanças nas rotinas dos reservatórios e lagoas; banco de armazenamento de água nas margens foi acrescentado; todas as referências aos anos passaram dos últimos dois dígitos do ano para os quatro dígitos do ano; a influência das 19 construções da área urbana sobre o ciclo hidrológico foram acrescentadas através das equações de regressão da USGS;

• SWAT2000: rotinas do transporte de bactérias foram adicionadas; modelo de infiltração de Green & Ampt acrescentado; gerador de clima melhorado; permitiu obter os valores de radiação solar diária, a umidade relativa e a velocidade dos ventos; todos os métodos de ET (evapotranspiração) foram revistos; permitiu incorporar número ilimitado de reservatórios; foi desenvolvido uma interface com o SIG através do GRASS e do ArcView;

• SWAT2005: rotinas de transporte de bactérias que foram adicionadas em 2000 sofreram melhorias; o parâmetro de retenção utilizado no cálculo diário da curva número (CN) passou a ser função do conteúdo de água no solo ou da evapotranspiração das plantas;

• SWAT2009: essa versão apresenta algumas mudanças importantes relacionadas ao uso de SIGs, como a incorporação do ArcView 9.3.2, gerando o ArcSWAT: o modelo também passou a ser submetido à validação extensiva. (PINTO, p. 18/19, 2014).

Essas atualizações a cada dia vêm melhorando o desempenho do modelo, assim facilitando para os usuários usarem o modelo.

2.2 Descrição Geral do Modelo

O processo de modelagem com o SWAT se dá inicialmente através da inserção de dados relacionados às características físico-climática da bacia. Os dados de entrada no modelo SWAT correspondem aos planos de informação cartográficos (PIs) e a dados alfanuméricos.

As características básicas do modelo SWAT são apresentadas por Arnold et al., (1998), como sendo:

• O modelo requer informações específicas sobre o clima, as propriedades do solo, a topografia, a vegetação e as práticas de manejo do solo que ocorrem na bacia hidrográfica. Os processos físicos associados ao movimento da água, movimento dos sedimentos, crescimento das culturas, ciclagem de nutrientes, entre outros, são diretamente modelados pelo modelo utilizando esses dados de entrada. Um aspecto positivo dessa característica do modelo é que foi desenvolvido para ser aplicado em bacias não monitoradas;

• É computacionalmente eficiente, podendo simular extensas bacias hidrográficas sem gastos excessivos de tempo;

• É um modelo contínuo, capaz de simular os efeitos das mudanças no uso e manejo do solo em longos períodos de tempo. O modelo não foi desenvolvido para simular eventos isolados de precipitação;

A bacia é discretizada, com base no relevo, em sub-bacias, estas, por sua vez, são parametrizadas através das Unidades de Resposta Hidrológica (Hydrologic Response Units – HRUs). Cada HRU corresponde a uma única combinação de uso da terra, tipo do solo e declividade da superfície. Subdividir a bacia em áreas contendo combinações únicas possibilita ao modelo considerar diferentes condições hidrológicas para diferentes usos e solo.

Baseado nas características básicas do modelo, tem-se o fluxograma de processamento do SWAT, como mostra a Figura 01:

Figura 01: fluxograma de processamento do modelo SWAT

Fonte: Google imagens

Para determinar cada tópico da Figura 01 tem uma fórmula para determinar como mostra as Figuras 02, 03, 04:

Figura 02: Produção de água

Fonte: Autor

A Figura 02 mostra como fazer os cálculos para determinar a produção de água.

Figura 03: Equação Universal de Perda de solo

Fonte: Autor

Para calcular a produção de sedimentos utiliza a equação universal de perda de solo como mostra a Figura 03 acima. E para dimensionar a propagação do canal utilizada duas fórmulas uma para calcular uma para calcular a propagação da água e a outra a propagação de sedimentos como mostra as Figuras 04 e 05 respectivamente.

Figura 04: Propagação da Água

Fonte: Autor

Figura 05: Propagação de Sedimento

Fonte: Autor

A Figura 06 abaixo mostra como calcular propagação no reservatório, usando a fórmula para propagação de água.

Figura 06: Propagação do Reservatório

Fonte: Autor

2.2.1 Componentes do Modelo SWAT

Os componentes que compõem o modelo são oito, como mostra Pinto (p. 19/20, 2014):

• Hidrologia: com