Implementação de gatilhos para simulação da produção de sedimentos por movimentos de massa no MGB-SED

Abstract

Dados hidrossedimentológicos em bacias hidrográficas são escassos e de difícil obtenção, isso torna a modelagem matemática uma alternativa auxiliar para realização da gestão integrada dos recursos hídricos e minimização de impactos provenientes do ciclo hidrossedimentológico. Na modelagem hidrossedimentológica, eventos extremos, como movimentos de massa são de difícil mensuração quanto a deflagradores e aporte de sedimentos, sendo assim este trabalho visa a obtenção de deflagradores para movimentos de massa na bacia do rio dos Sinos, utilizando o modelo hidrossedimentológico MGB-SED. A bacia do rio dos Sinos sofreu eventos de movimentos de massa próximos ao munícipio de Rolante – RS em janeiro de 2017. O MGB-SED foi desenvolvido a partir do acoplamento do módulo de sedimentos ao modelo hidrológico MGB, sendo sua equação principal a MUSLE. A calibração do modelo foi realizada para os parâmetros K (fator de erodibilidade do solo) e C (fator de manejo e uso do solo), com a metodologia de calibração manual por tentativa e erro. Os valores de descarga sólida em suspensão simulados foram comparados aos valores observados nos dados do portal “Hidroweb”, da Agência Nacional de Águas e Saneamento (ANA), utilizando dados de 2 estações sedimentométicas ao longo da bacia, sendo o período simulado de 2010 até 2020, por conter dados disponíveis em ambas estações. Para a validação do modelo foi utilizado o período entre 1997 a 2007, porém apenas uma das estações apresentava dados disponíveis. A validação foi realizada comparando os resultados observados e simulados sem alteração nos parâmetros obtidos durante a calibração. Por conta da baixa quantidade de dados disponíveis, não se mostrou uma boa opção a diminuição do período de calibração e validação, afim de usar ambas estações nas métricas. As métricas de desempenho utilizadas na calibração e validação foram o Nash-Sutcliffe (NSE), Correlação de Pearson (r) e Erro de Volume (ΔV), com a calibração e validação apresentando valores satisfatórios a bons. O MGB-SEDmm foi definido com dois gatilhos, um pluviométrico (Plu) e um sobre o fator topográfico acumulado (LSacu) e, um multiplicador sobre o valor final de sedimentos produzidos, neste modelo foram realizadas 19 simulações, com período entre 2010 e 2020, com as novas variáveis sendo alteradas entre 4 a 6 vezes para obtenção da melhor representação da produção de sedimentos por movimentos de massa na bacia do rio do Sinos. Os resultados foram comparados com os resultados obtidos no MGB-SED, para análise da diferença gerada pelos gatilhos. Na comparação das 19 simulações realizadas com a combinação dos gatilhos mais restritivos, Plu>100 e LSacu>90000 foram as que geraram aumentos na produção de sedimentos, apenas, próximo ao período do evento de movimentos de massa que ocorreram em Rolante-RS em janeiro de 2017.

Hydrosedimentological data in hydroelectric basins are scarce and easy hydrographic data, this makes mathematical modeling an auxiliary alternative for carrying out the integrated management of water resources, minimizing impacts from the sedimentological cycle. In hydrossed modeling, as the movements of extreme events, such as mass movements are difficult to measure in terms of triggers and sediment input, so this work visalogical to triggers for mass movements in the Sinos River, the use of basin or the transport of MGB-SED sediments. Rio de Janeiro 2017 modified the movements of the bells for the nearby mass – RS in January 2017 MGB-SED was developed from the advancement of the sediment module to the model to the hydrological MGB, with its main basin to the MGBLE. The model operation performed for the parameters K (soil method erodibility factor) and C (manual operation factor by and error). The simulated suspended solid discharge lengths were simulated at the values observed in the compared data from the “Hidroweb” portal, from the National Water and Sanitation Agency (ANA), using data from 2 sedimentometric stations to the basin, being the period from 2010 to 2020, by data available in both stations. For the validation of the model, it was used in the period between 1997 and 2007, but only one of the stations had available data. Validation was performed during observed and simulated results performed during manipulation of results. Due to the low amount of availability, it was not a good option to increase the period of data use and validation, in order to measure both stations. The performance and performance measurements performed and validation were the NaSudo of Volumeson (NSE), presenting the performance correction (NSE) with an evaluation success (NSE) The MGB-SEDmm was defined with two triggers, one pluviometric (Plu) and one on the topographic factor (LSacu) and, a multiplier on the final sediment value, in this model 19 simulations were launched, with a period between 2010 and 2020, with the new variables being changed 4 to 6 times for the best representation of sediment production by mass movements in the Rio dos Sinos basin. The results obtained were compared with the MGB-ED results, obtained for analysis of the difference by the triggers. In the comparison 19 simulations performed with more than 19 restrictive triggers and LSa>1900 were generated, only from the 19 most restrictive simulations, plurals>1900 in sediment production, only from the simulations to the period of the event of mass movements close that increased in January in Roller-RS of 2017.