APRESENTAÇÃO DOS ARQUIVOS DE ENTRADA DO MODELO

Os dados de entrada do modelo referem-se a informações específicas sobre clima, propriedades do solo, topografia, vegetação, água subterrânea, qualidade de água, gestão na bacia hidrográfica, entre outros, que são organizados em nível da bacia como um todo e em subunidades: sub-bacias ou unidades de resposta hidrológica (HRUs).

O primeiro nível de subdivisão é a sub-bacia, a qual possui uma posição geográfica na bacia e é espacialmente relacionada com as demais sub-bacias. A delimitação da sub-bacia é definida através da topografia ou através das células grid limítrofes.

Unidades de resposta hidrológica são porções de uma sub-bacia que possuem atributos únicos para uso e ocupação do solo/manejo/atributos do solo. As HRUs são utilizadas necessariamente pelo SWAT, sendo definidas no mínimo uma por sub-bacia, já que elas simplificam o processo de simulação reunindo áreas de usos e solos semelhantes.

Dois tipos de canais são definidos em cada sub-bacia: o canal principal e os canais tributários, que são as ramificações. Os dados do canal principal definem o caminho de fluxo mais longo em uma sub-bacia. O fluxo dos canais tributários é lançado em direção ao canal principal.

O termo canal tributário é usado para diferenciar dados de entrada de fluxo canalizado da vazão superficial gerada em uma sub-bacia. Os dados do canal tributário são utilizados no cálculo do tempo de concentração e perdas de transmissão de vazão enquanto escoa ao canal principal.

A vazão superficial é o fluxo que ocorre sobre o solo ao longo de uma superfície inclinada. Utilizando as quantidades de precipitação diárias, o SWAT simula os volumes do escoamento superficial e picos de vazão para cada HRU.

Corpos d’água dentro de uma sub-bacia podem ser modelados como tanques, áreas alagadas (banhados), várzeas ou lagos. Corpos d’água localizados na rede de canais são modelados como reservatórios. Apesar do termo reservatório ser geralmente usado para estruturas criadas pelo homem e lagos para corpos d’água naturais, o uso do termo reservoir (reservatório) no SWAT não implica que seja uma estrutura criada pelo homem.

O transporte de sedimentos, nutrientes e pesticidas de áreas terrestres para corpos d’água é uma conseqüência do desgaste que atua nas paisagens. Erosão e rendimento de sedimentos são estimados para cada HRU com a equação

Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE) (NEITSCH, 2002).

O SWAT modela diretamente o carreamento de água, pesticidas sedimentos e nutrientes de áreas terrestres em uma bacia hidrográfica. O transporte e destino de nutrientes, sedimentos e pesticidas dependem das transformações e combinações sofridas no solo. O SWAT modela o ciclo completo de nutrientes para nitrogênio e fósforo, bem como a degradação de quaisquer pesticidas aplicados em uma HRU. (NEITSCH, 2002).

Para considerar os lançamentos de uma fonte pontual, o SWAT permite adicionar dados de um ponto de origem, médias diárias, para a rede de canais principais. Estes lançamentos são então dirigidos juntamente com os carreamentos superficiais. A fonte pontual mais comum é uma estação de tratamento de esgoto.

Os arquivos de entrada do SWAT são organizados por tópicos, que referem-se às suas extensão. O Quadro 9 apresenta uma listagem dos arquivos utilizados, que são automaticamente gerados pelo modelo com base nos dados inseridos durante o processo de modelagem. Os coeficientes que não são determinados pelo usuário são preenchidos com o valor padrão adotado pelo SWAT.

QUADRO 9: GRUPOS DE DADOS DE ENTRADA DO SWAT

Extensão Descrição

.fig Arquivo de configuração da bacia hidrográfica, que contém informações utilizadas pelo SWAT para simular os processos ocorridos nas sub-bacias e para executar o

roteamento das entradas de poluentes e vazões ao longo da rede de canais da bacia. File.cio Arquivo de controle de dados de entrada e saída, que contém os nomes dos arquivos

associados com as sub-bacias, base de dados, clima, entre outros, acessados pelo SWAT durante a simulação, bem como o nome dos arquivos nos quais os dados de saída serão armazenados.

.cod Arquivo que regula a operação do SWAT, definindo que processos serão ou não serão modelados na simulação e os formatos dos arquivos de saída.

... CONTINUAÇÃO QUADRO 9

Extensão Descrição

.bsn Arquivo que contém as definições dos atributos gerais da bacia. Esses atributos controlam uma diversidade de processos físicos que ocorrem no nível da bacia. .sub Arquivo que contém informação relacionada a uma diversidade de características das

sub-bacias. Os dados contidos neste arquivo podem ser agrupados nas seguintes categorias: propriedades dos canais tributários na sub-bacia, número de HRUs da bacia, variáveis relacionadas às mudanças climáticas, entre outros.

.pcp Arquivo que contém os dados de precipitação diária, em mm, obtidos nas estações climáticas. Os valores podem ser lidos a partir de registros de dados observados ou serem gerados pelo SWAT com base nas estatísticas da estação climática fornecidas. .tmp Arquivo que contém os dados diários de temperatura máxima e mínima do ar, em ºC,

obtidos nas estações climáticas. Os valores podem ser lidos a partir de registros de dados observados ou serem gerados pelo SWAT.

.slr Arquivo que contém os dados diários de radiação solar, em MJ/m .dia, obtidos nas estações climáticas. Os valores podem ser lidos a partir de registros de dados observados ou serem gerados pelo SWAT com base nas estatísticas da estação climática fornecidas.

.wnd Arquivo que contém os dados diários de velocidade do vento, em m/s, obtidos nas estações climáticas e utilizados pelo SWAT quando, para o cálculo da evaporação potencial, o método de Penman-Monteith é selecionado. Os valores podem ser lidos a partir de registros de dados observados ou serem gerados pelo SWAT com base nas estatísticas da estação climática fornecidas.

.hmd Arquivo que contém os dados diários de umidade do ar, em %, obtidos nas estações climáticas e utilizados pelo SWAT quando, para o cálculo da evaporação potencial, o método de Penman-Monteith ou o de Priestley-Taylor é selecionado. Os valores podem ser lidos a partir de registros de dados observados ou serem gerados pelo SWAT com base nas estatísticas da estação climática fornecidas.

.pet Arquivo que contém os dados diários de evapotranspiração potencial, caso o usuário queira utilizar outro método de cálculo, que não seja os disponíveis no modelo: Penman-Monteith, Priestley-Taylor, or Hargreaves. Este arquivo possui apenas um registro que é utilizado para toda a bacia.

.wgn Arquivo que contém as estatísticas necessárias para geração dos dados diários de clima para as sub-bacias. O ideal é que sejam utilizados 20 anos de registros para calcular os parâmetros desse arquivo, de forma que sejam representativos. Os dados se referem à precipitação média mensal da série, desvio padrão, probabilidade de um dia de chuva ser seguido por outro, média de dias com chuva no mês, média mensal da radiação solar, média mensal da velocidade do vento, entre outros.

Crop.dat Arquivo de banco de dados que contém os coeficientes dos diferentes tipos de cobertura do solo / crescimento vegetal disponíveis no SWAT. Esses coeficientes podem ser alterados pelo usuário de acordo com as necessidades e abrangem: biomassa, Curve Number (CN), USLE, temperatura de crescimento, fósforo, nitrogênio, entre outros. O crescimento potencial das plantas e seu rendimento não são normalmente alcançados devido às restrições impostas pelo meio ambiente. O modelo estima as tensões causadas pela água, nutrientes e temperatura. O modelo de crescimento vegetal é utilizado para avaliar a remoção de água e nutrientes da zona das raízes, transpiração, e produção de biomassa.

Till.dat Arquivo de banco de dados que contém os coeficientes de redistribuição de nitrogênio, pesticidas e resíduos e eficiência e profundidade da mistura dos diferentes tipos de operações agrícolas disponíveis no SWAT. Esses coeficientes podem ser alterados pelo usuário de acordo com as necessidades.

Pert.dat Arquivo de banco de dados que contém os coeficientes de mobilidade e degradação dos diferentes tipos de pesticida disponíveis no SWAT. Esses coeficientes podem ser alterados pelo usuário de acordo com as necessidades.

... CONTINUAÇÃO QUADRO 9

Extensão Descrição

Fert.dat Arquivo de banco de dados que contém os coeficientes de nutrientes dos diferentes tipos de fertilizantes disponíveis no SWAT. Esses coeficientes podem ser alterados pelo usuário de acordo com as necessidades.

Urban.dat Arquivo de banco de dados que contém os coeficientes de acúmulo e dispersão dos sólidos, impermeabilização do solo, entre outros, das diferentes classificações de áreas urbanas disponíveis no SWAT. Esses coeficientes podem ser alterados pelo usuário de acordo com as necessidades.

.hru Arquivo que contém informação relacionada a uma diversidade de características das unidades de resposta hidrológicas - HRUs. Os dados contidos neste arquivo podem ser agrupados nas seguintes categorias: área; coeficientes que afetam a vazão e a erosão; evaporação do solo, nitrogênio e fósforo, irrigação, lagos; entre outros.

.mgt Arquivo utilizado para sumarizar as práticas de manejo em cenários de gerenciamento. O objetivo da modelagem ambiental é avaliar o impacto das atividades humanas no sistema, incluindo as práticas de manejo do solo e da água. Esse arquivo contém dados para plantações, colheitas, práticas de irrigação, nutrientes, pesticidas, varrição de ruas em áreas urbanas e operações agrícolas, entre outros.

.wus .Arquivo que agrupa os dados sobre uso consuntivo de água, ou seja, a remoção de água da bacia para irrigação, uso urbano ou industrial, que é considerada como perda do sistema.

.sol Arquivo que agrupa as características físicas de cada layer dos diferentes tipos de solo. É executado no SWAT como um arquivo de banco de dados, porém, não vem definido no modelo como os demais arquivos de banco de dados, devendo ser especificado pelo usuário, com base no formato modelo incluído. Inclui coeficientes de textura, porosidade, capacidade de armazenamento de água, infiltração, profundidade das camadas, albedo, USLE, condutividade, entre outros.

.chm Arquivo que agrupa as características químicas do solo, utilizado para determinar os níveis iniciais desses coeficientes no solo.

.gw Arquivo que agrupa as propriedades que governam o movimento de água dos aqüíferos subterrâneos, que contribuem para a vazão de retorno nos cursos d’água da bacia, tais como profundidade, “fator alpha”, coeficiente “revap”, recarga, entre outros.

.rte Arquivo que contém as características físicas que governam o movimento da água e transporte de sedimentos, nutrientes e pesticidas no canal principal da sub-bacia, visando simular os processos físicos que interferem neste processo, tais como largura, profundidade, declividade, comprimento, coeficiente de Manning, condutividade hidráulica, erodibilidade, cobertura vegetal e outros.

.wwq Arquivo que agrupa os coeficientes gerais referentes à qualidade da água, utilizados para modelar pesticidas, sedimentos e transformações de nutrientes, por meio dos algoritmos do QUAL2E.

.swq Arquivo que agrupa os coeficientes referentes à qualidade da água, utilizados para modelar pesticidas, sedimentos e transformações de nutrientes, por meio do QUAL2E, no canal principal da sub-bacia.

.pnd Arquivo de entrada de dados referentes a lagos, banhados e várzeas localizados na sub-bacia, contendo coeficientes utilizados para modelar o balanço de nutrientes, sedimento e água.

.res Arquivo que agrupa os dados de reservatórios localizados nos corpos d’água principais da bacia, tais como: volume, área, nutrientes, entre outros.

.lwq Arquivo que agrupa os dados de lagos localizados nos corpos d’água principais da bacia, que permite o modelo simular os processos que afetam os níveis de nutrientes, pesticidas e sedimentos.