Groundwater recharge estimation using water budget method for Bauru Aquifer system in a Cerrado environmental protection area

Authors

  • Thiago Ramires UNESP/FCA-Botucatu
  • Rodrigo Lilla Manzione UNESP

DOI:

https://doi.org/10.5935/PAeT.V12.N2.02

Keywords:

monitoring, GIS, geotechnologies, precipitation

Abstract

Agrometeorological water budget can be an efficient tool on water resources management and water use plans elaboration. However, different sources of precipitation data and how they are included in the water budget equations can significantly alter the results. In this study were estimated groundwater recharges at Bauru Aquifer System in a Cerrado protection area at Águas de Santa Barbara/SP-Brazil from different sources of precipitation data obtained by remote sensing satellites, meteorological radar and ground surface climate stations. These data were integrated with systematic hydrological monitoring data from 2014/2015 and land use cover classification data in a model in a geographical information system environment. The spatial analysis of water budget data demonstrate a significant local recharge in the study area, with the percentual volume from precipitation varying from 20.43% using ground surface climate station; 23.67% using precipitation data estimated by Z-R Calheiros radar equation; and 35.54% using TRMM satellite data.

Author Biographies

Thiago Ramires, UNESP/FCA-Botucatu

Bacharel em Geografia, Mestre em Agronomia (Irrigação e Drenagem)

Rodrigo Lilla Manzione, UNESP

O Professor Rodrigo Lilla Manzione é engenheiro agrônomo, docente na UNESP - Campus de Ourinhos, onde ministra aulas nas áreas de climatologia, agrometeorologia e recursos hídricos junto ao Curso de Geografia. Mestre em agronomia (UNESP/FCA-2002) e doutor em sensoriamento remoto (INPE-2007). Esteve durante o doutorado pelo período de um ano estagiando no Instituto Alterra/Wageningen, Holanda, trabalhando com hidrologistas, pedólogos e estatísticos desenvolvedores de métodos aplicados a oscilações de níveis freáticos e análise espacial de dados geográficos. Também é professor no curso de pós-graduação em Agronomia da UNESP/FCA – Campus de Botucatu, área de concentração em Irrigação e Drenagem, onde ministra a disciplina de Águas Subterrâneas.

References

ACKER, J. G.; LEPTOUKH, G. Online Analysis Enhances Use of NASA Earth Science Data. Eos, Trans. AGU, v l.88, p. 14-17, 2007.

ALLEN, R. G.; WALTER, I. A.; ELLIOTT, R. L.; HOWELL, T. A.; ITENFISU, D.; JENSEN, M. (Eds.) ASCE Standardized Reference Evapotranspiration Equation. Task Committee on Standardization of Reference Evapotranspiration – Environmental and Water Resources Institute of the American Society of Civil Engineers, 2005. 59 p. doi: 10.1061/40499(2000)126

BARRETO, C. E. A. G. Balanço hídrico em zona de afloramento do Sistema Aquífero guarani a partir do monitoramento hidrogeológico. Dissertação (Mestrado em Hidráulica e Saneamento), Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2005. 249 p.

CALLEGARI-JACQUES, S. M. Bioestatística: princípios e aplicações. Porto Alegre: Artemed, 2003. 255 p.

CALHEIROS, R. V. Resolução espacial de estimativas de precipitação com radar hidrometeorológico. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento), Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1982.

COELHO, C. A. S., CARDOSO, D. H. F; FIRPO, M. A. F. Precipitation diagnostics of an exceptionally dry event in São Paulo, Brazil. Theor. Appl. Climatol., v. 125, p. 769 – 784, 2006. doi: 10.1007/s00704-015-1540-9

DIXON, M.; WIENER, G. TITAN: Thunderstorm Identification, Tracking, Analysis & Nowcasting - A radar-based methodology. J. Atmos. Oceanic Technol., v. 10, p.785-797, 1993

MELO, A. C. G.; DURIGAN, G. Plano de manejo da Estação Ecológica de Santa Bárbara. São Paulo: Instituto Florestal, 2011. 222 p.

FUZZO-SILVA, D. F.; PRELA, A.; CAMARGO, M. B. P. Análise de dados de precipitação estimados pelo satélite TRMM para o vale do Médio Paranapanema SP. Revista Engenharia na Agricultura, v. 21, p.138-147, 2013.

GODDARD EARTH SCIENCES DATA AND INFORMATION SERVICES CENTER (GES DISC). Disponível em: http://disc.gsfc.nasa.gov/precipitation/tovas. Acesso em 20 nov. 2015.

GOMES, A. M. Tópicos em Meteorologia com Radar. Bauru: IPMET, 1993.

HEALY, R. W.; COOK, P. G., Using groundwater levels to estimate recharge. Hydrogeology Journal, v. 10, p. 91-109, 2002.

HEALY, R. W. Estimating groundwater recharge. Cambridge: Cambridge University Press, 2010. 245 p.

HONDA, E. A. Repartição da água da chuva sob o dossel e umidade do solo no gradiente fisionômico da vegetação do Cerrado. Tese (Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental), Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 2013. 145 p.

LIMA, W. P.; NICOLIELO, N. Precipitação efetiva e interceptação em florestas de pinheiros tropicais e em reserva de cerradão, IPEF, n. 24, p. 43 – 63, 1983.

MANZIONE, R. L.; TANIKAWA, D. H.; SOLDERA, B. C.; Relação entre a resposta espectral da vegetação em diferentes cultivos agrícolas e níveis freáticos em área de recarga do Sistema Aquífero Guarani, Águas Subterrâneas, v. 28, p. 1-13, 2014.

PEREIRA, G.; SILVA, M. E. S.; MORAES, E. C.; CARDOZO, F. S. Análise dos dados de precipitação estimados pelo satélite TRMM para o Brasil. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 18, p. 139 - 148, 2013.

ROSENFELD, D.; WOLFF, D. B.; ATLAS, D. General probability-matched relations between radar reflectivity and rain rate. Journal of applied meteorology, v. 32, n 1, p. 50-72, 1993.

ROZANTE, J. R.; MOREIRA, D. S.; GONÇALVES, L. G. G.; VILA, D. A. Combining TRMM and Surface Observations of Precipitation: Technique and Validation over South America. Weather and Forecasting, v. 25, p. 885 - 894, 2010.

SAFRE, A. L. S.; MANZIONE, R. L. Avaliação do escoamento superficial gerado por eventos de precipitação na bacia do ribeirão do Bugre, Águas de Santa Bárbara. In: Congresso de Iniciação Cientifica da UNESP, 27, p. 1, 2015.

SANTOS M. M.; CHANG M. R. C.; KIANG C. H. Geotecnologia aplicada na avaliação do uso das águas subterrâneas em municípios da porção centro-oeste do estado de São Paulo. In: Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 17, p. 1 – 4, 2012.

SCANLON, B. R.; HEALY, R. W.; COOK, P. G. Choosing appropriate techniques for quantifying groundwater recharge. Hydrogeology Journal, v. 10, p. 18-39, 2002.

SILVA, R. C. F.; MANZIONE, R. L. Aplicação do modelo HARTT no estudo das oscilações dos níveis freáticos do Sistema Aquífero Bauru (SAB) sob vegetação de Cerrado. Águas Subterrâneas, v. 30, p. 362-374, 2016.

TUBELIS, A. Conhecimentos práticos sobre clima e irrigação. Viçosa: Ed. Aprenda Fácil, 2001. 114 p.

TUCCI, C. E. M. (Org). Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre: UFRGS/ABRH, 2007. 943 p.

VAREJÃO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia. Versão digital 2. Recife: Mario Adelmo Varejão-Silva, 2006. 449 p.

Published

07-01-2020

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