Transfer function-noise modeling and spatial interpolation to evaluate the risk of extreme (shallow) water-table levels in the Brazilian Cerrados

Marcuzzo

Wendland

2012

Pesq. agropec. bras.

Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço-temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos -muito profundos ou muito superficiais -e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.Termos para indexação: água subterrânea, geoestatística, geoinformação, gestão de recursos hídricos, incertezas, modelo digital de terreno. Integration of spatial and temporal models to predict extreme water table depthsAbstract -The objective of this work was to evaluate extreme water table depths in a watershed, using methods for geographical spatial data analysis. Groundwater spatio-temporal dynamics was evaluated in an outcrop of the Guarani Aquifer System. Water table depths were estimated from monitoring of water levels in 23 piezometers and time series modeling available from April 2004 to April 2011. For generation of spatial scenarios, geostatistical techniques were used, which incorporated into the prediction ancillary information related to the geomorphological patterns of the watershed, using a digital elevation model. This procedure improved estimates, due to the high correlation between water levels and elevation, and aggregated physical sense to predictions. The scenarios showed differences regarding the extreme levels -too deep or too shallow ones -and can subsidize water planning, efficient water use, and sustainable water management in the watershed.

Section: Resultsunclassified

Section: Introductionunclassified

Integração de modelos espaciais e temporais para predições de níveis freáticos extremos

Marcuzzo

Wendland

2012

Pesq. agropec. bras.

“…These statistics are used, for example, to analyze or model the relationship between the hydrogeological regime and factors such as crop growth (FEDDES et al, 1988;VAN DAM, 2000), soil conditions or ecological conditions (GROOTJANS, 1985;WITTE et al, 1992; VAN EK et al, 2000). In addition, they are used to generate scenarios about extreme conditions of groundwater levels for rural and urban planning or even public policy formulations ( VAN HEESEN, 1970;BOUCNEAU et al, 1996;BIERKENS et al, 2000;MANZIONE et al, 2010).…”

Section: Simulating Water Table Dynamics Characteristicsmentioning

confidence: 99%

Physical-based time series model applied on water table depths dynamics characteristics simulation

2018

RBRH

Time series modelling applied to study water table depths monitoring data is an elegant way to model irregular and continuous data. When successive observations are dependent, future values may be predicted from past observations, and target parameters can be estimated. These may include expected values of groundwater levels, or probabilities that critical levels are exceeded at certain times or during certain periods. These target parameters are estimated with the purpose of obtaining characteristics of the development of a certain domain in time and such characteristics can, for instance, be extrapolated to future situations. In a system identification approach, is it possible to establish the dynamic relationship between water table perturbations and climatological events, vegetation, hydrogeological local conditions, management and groundwater abstraction. The aim of this work was demonstrate the use of a physical-based time series model to stablish the relationship between precipitation and water table depths from hydrogeological monitoring data. The results enabled to infer about water table dynamics even when it is affected by different climatological patterns, simulating mean, maximum and minimum states.Keywords: Modelling; Groundwater; Monitoring; PIRFICT model. RESUMOA análise de séries temporais aplicada ao estudo de dados de monitoramento do nível freático é uma maneira elegante de modelar dados irregulares e contínuos. Quando observações sucessivas são dependentes, os valores futuros podem ser previstos a partir de observações passadas, e os parâmetros alvo podem ser estimados. Estes podem incluir os valores esperados das profundidades das águas subterrâneas, ou probabilidades de que os níveis críticos sejam excedidos em determinados momentos ou durante determinados períodos. Estes parâmetros alvo são estimados com a finalidade de obter características do desenvolvimento de um determinado domínio no tempo, e tais características podem, por exemplo, ser extrapoladas para situações futuras. Através de uma abordagem de identificação de sistema, é possível estabelecer a relação dinâmica entre perturbações nos níveis freáticos e eventos climáticos, vegetação, condições hidrogeológicas locais, manejo e abstração das águas subterrâneas. O objetivo desse trabalho foi demonstrar a aplicação de um modelo de séries temporais fisicamente embasado no estabelecimento da relação entre precipitação e oscilação de níveis freáticos a partir de dados de monitoramento hidrogeológico. Os resultados permitiram inferir sobre a dinâmica dos níveis freáticos mesmo quando afetados por diferentes padrões climatológicos, simulando estados médios, mínimos e máximos de alturas do nível freático. Physical-based time series model applied on water table depths dynamics characteristics simulation Palavras

“…Tais impactos interferem na qualidade hídrica dos mananciais superficiais e subterrâneos (aquíferos), demonstrando o quão frágil uma bacia hidrográfica pode se tornar mediante a exploração desordenada dos recursos naturais (MANZIONE et al, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Fragilidade Ambiental Da Bacia Hidrográfica Do Rio Capivara, Botucatu-Sp

Traficante¹,

Campos

et al. 2017

EnergAgric

RESUMO:O objetivo deste trabalho foi identificar a fragilidade ambiental da Bacia Hidrográfica do Rio Capivara, Botucatu-SP. Foram utilizados os atributos uso da terra, solos, declividade e geologia através da Combinação Linear Ponderada (álgebra de mapas) em que cada um foi considerado um fator condicionante à fragilidade ambiental. A normalização dos fatores se deu pelas classes de fragilidade com notas variando de um a cinco, de muito baixa à muito alta, respectivamente, e a determinação dos pesos pelo método do Processo Hierárquico Analítico. Os resultados indicaram que a bacia apresentou altos índices de fragilidade, em 90,4% de sua área total, tendo o uso da terra ocupado pelas áreas de pastagens degradadas como o maior vetor de pressão. Somente 9,6% da área total da bacia foi classificada com baixos índices de fragilidade onde estão as áreas com cobertura florestal (nativas e reflorestamento de eucalipto) mata ciliares e as áreas de várzea. Estes índices de alta fragilidade vêm contribuindo para a redução da disponibilidade hídrica da bacia como consequência da falta de planejamento ambiental e exploração desordenada dos recursos naturais. PALAVRAS-CHAVE:Análise Multicriterial, EASY AHP, SIG, Planejamento Ambiental. ENVIRONMENTAL FRAGILITY IN CAPIVARA RIVER WATERSHEDABSTRACT: The aim of this study was to identify the environmental fragility of Capivara River Watershed, Botucatu, Sao Paulo State, Brazil. Attributes like land use, soil, slope and geology were combined through weighted linear combination (map algebra) in which each of them was considered a conditioning factor to the environmental fragility. Factors standardization was given through the fragility classes with grades ranging from one to five, very low to very high, respectively, and the determination of weights by the Analytical Hierarchy Process method. The results indicated that the Capivara River Watershed showed high levels of fragility, with 90.4% of total area, and the land use occupied by degraded pastures was the greatest pressure vector for these high rates. Only 9.6% of the basin total area were classified as low fragility indexes, which are the areas with forest cover (natives and eucalyptus forest), riparian forest and lowland areas. These high fragility indexes have contributed to the reduction of water availability in basin because of lack of environmental planning and uncontrolled exploitation of natural resources. (COSTA et al., 2015). KEYWORDS:A intensificação do uso agrícola e pecuário desrespeitando a aptidão do solo bem como a inadequação do planejamento urbano, e os impactos da poluição difusa em áreas de alta vulnerabilidade natural tem ocasionado relevante mudança na dinâmica funcional de uma bacia hidrográfica. Tais impactos interferem na qualidade hídrica dos mananciais superficiais e subterrâneos (aquíferos), demonstrando o quão frágil uma bacia hidrográfica pode se tornar mediante a exploração desordenada dos recursos naturais (MANZIONE et al., 2010).A interação de um grande número de variáveis se torna possível e s...