Calibração Modelo VIC

EXPLORAÇÃO DO MODELO

A exploração dos resultados do modelo VIC após a sua calibração foi feita em três etapas principais. Numa primeira fase procedeu-se à análise dos resultados para a situação de referência, isto é para o uso e coberto actual do solo. Foram analisadas as séries mensais de caudais obtidas para várias secções da área de estudo, as séries temporais da precipitação, evapotranspiração, escoamento total e água no solo.

Numa segunda etapa procurou-se perceber melhor qual o papel da floresta densa decídua, da agricultura, das áreas arbustivas e do matagal no regime hidrológico do Baixo Zambeze.

Por fim foram identificados dois cenários de uso e coberto vegetal onde uma fracção da área florestal é convertida em agricultura, áreas arbustivas e em matagal. Foi ainda identificado um terceiro cenário que procura representar a ocupação vegetal de há 10 anos atrás do Baixo Zambeze, onde a floresta densa decídua era classe predominante. O regime hidrológico correspondente a estes três cenários foi comparado com o regime hidrológico correspondente ao uso e coberto actual da terra.

ANÁLISE DO REGIME HIDROLÓGICO PARA A SITUAÇÃO DE REFERÊNCIA

Os modelos VIC e ROUT permitem uma análise do regime hidrológico ao nível dos principais elementos do balanço de água (precipitação, evapotranspiração, escoamento gerado e água no solo) e ao nível dos caudais em determinadas secções.

Nas Figuras seguintes apresentam-se as séries temporais simuladas das principais componentes do balanço de água na célula 107 (Morrumbala).

Séries mensais simuladas da evapotranspiração e escoamento na célula 107 (Distrito de Morrumbala)

Série mensal simulada da água no solo na célula 107 (Distrito de Morrumbala)

O regime hidrológico simulado reflecte bem as diferenças observadas quer ao nível da precipitação quer ao nível do uso e cobertura da terra.

Nas Figuras apresentam-se os valores anuais da precipitação, evapotranspiração e do escoamento total para os anos de 2007 e 2010. Estas ilustram bem as diferenças espaciais no regime hidrológico do Baixo Zambeze.

PRECIPITAÇÃO 2007	PRECIPITAÇÃO 2010

EVAPOTRANSPIRAÇÃO 2007	EVAPOTRANSPIRAÇÃO 2010

ESCOAMENTO TOTAL 2007	ESCOAMENTO TOTAL 2010

AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO COBERTO VEGETAL NO REGIME HIDROLÓGICO

De modo a melhor compreender o efeito do tipo de coberto vegetal no regime hidrológico foram feitas simulações nas células 107 (no distrito de Morrumbala) e 114 (no distrito de Chemba) assumindo que toda a superfície das células é ocupada por um único tipo de vegetação e foram consideradas quatro classes de vegetação nesta análise, a saber: floresta densa decídua; agricultura; área arbustivas; e matagal.

Na Figura seguinte ilustra-se a simulação de uma série mensal da evapotranspiração na célula 107, onde é evidenciado que os valores máximos da evapotranspiração são simulados para o uso agrícola durante a estação húmida, que corresponde á estação de crescimento. Quando a água no solo não limita a evapotranspiração na estação seca a evapotranspiração das culturas é claramente inferior à das florestas, das áreas arbustivas e matagal.

Séries temporais de evapotranspiração simuladas na Célula 107 admitindo um único tipo de vegetação

As séries mensais de escoamento simuladas para cada um dos tipos de vegetação na célula 107 são apresentadas na Figura seguinte. Os caudais máximos simulados para o uso agrícola são claramente superiores aos simulados para floresta, áreas arbustivas e matagal

Séries temporais de escoamento superficial simuladas na Célula 107 admitindo um único tipo de vegetação

CENÁRIOS DE USOS E COBERTURA DA TERRA

Seguindo o preconizado nos Termos de Referência, foram definidos os cenários de uso da terra cujas implicações no regime hidrológico se procuram identificar. A agricultura é reconhecida como fundamental para o desenvolvimento sócio-económico da região do Baixo Zambeze, o que se tem reflectido nos vários estudos que tem sido promovidos em torno da agricultura (MUNGUAMBE et al., 2009).

Os três cenários de uso e cobertura da terra identificados e o cenário base foram modelados com o mesmo conjunto de dados de entrada deferindo apenas quanto à representatividade de cada uma das classes como é ilustrado no Quadro seguinte.

Representatividade das classes de uso e cobertura em % dos cenários

RESULTADOS

A resposta hidrológica às alterações do uso e cobertura da terra foram avaliadas em quatro secções da área de estudo: a montante das confluências dos rios Zangué e Sangadeze com rio Zambeze (CEL60 e CEL96, respectivamente), no rio Zambeze a jusante da confluência do rio Zangué (CEL59) e na secção final do rio Cuácua (CEL53).

No Quadro seguinte apresentam-se os resultados obtidos. Embora o a área agrícola tenha como consequência um aumento do escoamento gerado, os resultados do Quadro mostram que o aumento da área agrícola preconizados nos cenários 01 e 02 tem um efeito praticamente nulo no regime hidrológico do Baixo Zambeze.

Caudal médio, máximo e mínimo simulado para diferentes cenários de uso e cobertura da terra

Os resultados da modelação hidrológica dos cenários do uso e cobertura da terra mostram que o cenário 01 e 02 só se traduzem numa ligeira diminuição da evapotranspiração anual na margem esquerda do rio Zambeze. A ocupação de área florestal por campos cultivados assim como por área arbustivas e matagal, tem como efeito uma exígua diminuição da evapotranspiração na estação húmida e na estação seca. A diminuição da evapotranspiração na estação seca tem significado, apenas, nas células da grelha onde água no solo não constitui um factor limitante para evapotranspiração, como é exemplificado na Figura seguinte.

Evapotranspiração simulada para o cenário base, cenário 01, cenário 02 e cenário 03

No que se refere às séries de escoamento simulados ao nível das células constata-se que os cenários 01 e 02 conduzem a um pequeno aumento dos picos máximos (Figura seguinte) nas células onde a precipitação é elevada, como é o caso da célula 107.

Nas células onde a precipitação é baixa (caso da célula 114), os vários cenários não produzem diferenças ao nível do escamento gerado.

Escoamento simulado para o cenário base, cenário 01, cenário 02 e cenário 03

O cenário 01 e o cenário 02 conduzem a um ligeiro aumento dos caudais máximos gerados na foz do rio Cuácua (CEL53) assim como no rio Zambeze na célula 59. As alterações do uso e cobertura da terra não produziram qualquer modificação no hidrograma gerado para as células 96 (rio Sangadeze) e 60 (rio Zangué).

Os regimes hidrológicos simulados para os cenários 01 e 02 comparativamente com o cenário base caracterizam-se por uma pequena diminuição da evapotranspiração e um dos valores máximos de caudal nos anos de elevada pluviosidade. As mudanças de coberto projectadas exprimem-se numa diminuição do índice de área foliar na estação seca e consequentemente na diminuição da evapotranspiração que associada à menor profundidade de solo explorada pelas raízes resulta na extracção de menos água do solo. Verificando-se uma pequena tendência para o aumento dos caudais mínimos.

No cenário 03 observa-se a inversão dos impactos hidrológicos identificados nos cenários 01 e 02. O aumento generalizado da área florestal em toda a área de estudo tem como consequências directas uma diminuição dos caudais máximos e mínimos em resultado da menor produção de escoamento superficial e de base e um aumento da evapotranspiração.

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