Estudo experimental e de modelagem matemática do escoamento subterrâneo em uma vertente de zona ripária no bioma Cerrado

Abstract

Zonas ripárias possuem papel essencial de conectividade hidrológica entre a vertente e os corpos hídricos, ressaltando a importância da compreensão dos processos hidrológicos que nelas se estabelecem. Diante disso, este trabalho consiste na aquisição de dados geofísicos para caracterização indireta do comportamento da água no solo e a resolução de um modelo numérico bidimensional vertical voltado à simulação do fluxo de água em ambiente de zona ripária. A bacia do córrego Capetinga, localizada na porção sul do Distrito Federal, foi utilizada como área experimental para coleta de dados geofísicos e monitoramento da umidade do solo no período de agosto de 2015 a fevereiro de 2016. Os levantamentos geofísicos foram realizados pelo método elétrico de corrente contínua, com técnica de caminhamento elétrico e arranjo de Wenner, considerando a variação espacial num trecho de 200 m de vertente, totalizando seis linhas de monitoramento (cinco paralelas e uma horizontal ao córrego Capetinga). A equação diferencial que rege o fluxo de água em superfícies de saturação variável foi solucionada por aproximação numérica pelo método de elementos finitos. O imageamento elétrico possibilitou acompanhar a variação espacial e temporal nos valores de resistividade elétrica do solo, como um indicativo do comportamento da água, especialmente no que diz respeito à identificação da zona saturada na vertente. Desse modo, as informações geofísicas permitiram a caracterização das condições iniciais e a verificação dos resultados de carga hidráulica simulados. Com relação à umidade do solo, os métodos gravimétrico, sonda TDR e de blocos de gesso foram aplicados com o intuito de instrumentalizar a obtenção de dados diretos e indiretos e ampliar a escala temporal e espacial de monitoramento do teor de água na zona não saturada. O modelo numérico, por sua vez, apresentou convergência para condutividade hidráulica equivalente a 0,04 m/dia. Nesse caso, os valores de escoamento de base simulados resultaram em ordem de grandeza equivalente àqueles decorrentes do filtro automático de Arnold e Allen (1999). De modo geral, este trabalho contribuiu para a análise do comportamento da água no solo, sendo um passo inicial para compreensão da complexidade dos processos hidrológicos estabelecidos em ambientes de vertente.