O Laboratório de Recursos Hídricos e Meio Ambiente, que atua junto ao Programa de Engenharia Civil, foi concebido no ano de 2010 com vistas a adotar uma perspectiva multidisciplinar, interdisciplinar e transdisciplinar na formação de futuras lideranças científicas na área de recursos hídricos. Sintonizado com as demandas sociais, o Laboratório opera através de bolsistas de graduação (Programa de Educação Tutorial – PET/MEC-SESu – apoio CAPES e Programa PIBIC – apoio CNPq) e bolsistas de pós-graduação (mestrado e doutorado), dando grande ênfase na emergente questão de gerenciamento integrado de bacias hidrográficas.

A formação do novo Laboratório reúne e integra os Laboratórios que historicamente vieram a se desenvolver junto ao Programa de Engenharia Civil da COPPE/UFRJ, a saber: Laboratório de Traçadores (1972); Laboratório de Hidrologia (1987) e Laboratório de Hidráulica Computacional (1998).

A principal missão do Laboratório de Recursos Hídricos e Meio Ambiente é a construção de uma base de dados e o desenvolvimento de ferramentas de análise integráveis a um sistema de apoio à decisão voltado à gestão de recursos hídricos com suporte na modelagem ambiental e no monitoramento hidrometeorológico e de mudanças climáticas globais na escala da bacia.

Diretrizes Estratégicas

A estratégia do laboratório é orientada por eixos acadêmico-científicos que merecem destaque:

1. Hidrologia superficial e subterrânea

2. Interações superfície-atmosfera, micrometeorologia e hidrometeorologia de mesoescala

3. Qualidade da água, do ar e do solo

4. Hidráulica fluvial

5. Transporte de sedimentos

6. Estruturas hidráulicas

7. Hidrometria

8. Aplicação de traçadores em hidrologia

9. Modelagem ambiental e gestão de recursos hídricos em bacias hidrográficas rurais e urbanas

10. Mudanças climáticas globais e seus efeitos regionais

Essas temáticas incentivam o desenvolvimento de técnicas de sensoriamento remoto e geofísica, com o objetivo de suprir a carência de dados e auxiliar na solução de problemas relacionados a bacias hidrográficas brasileiras. Um exemplo disso é a busca por melhorar a qualidade, reduzir os custos e otimizar o tempo de aquisição de dados hidrológicos básicos. Isso é essencial para a previsão, controle e estratégias de ação durante eventos de secas e cheias, além de permitir estimativas sobre os impactos das mudanças climáticas no ciclo hidrológico, nos regimes fluviais e na identificação de riscos hidrológicos e medidas de adaptação a novas condições ambientais.

Perguntas Científicas

O laboratório busca responder a questões científicas fundamentais, como:

• Quais fatores afetam a variabilidade interanual do escoamento superficial e subterrâneo em bacias hidrográficas?

• Como os padrões temporais e espaciais da umidade do solo influenciam os balanços de energia e água, e a variabilidade do escoamento?

• Como determinar as incertezas nas vazões de modelos hidrológicos com base em campos espaço-temporais pluviométricos?

• Como modelar e integrar os padrões de quantidade e qualidade da água em bacias hidrográficas e ambientes estuarinos e costeiros?

Programas de Estudo

Para atender a essas questões, o LABH2O desenvolve três programas de estudo principais:

1. Programa 1 – Modelagem ambiental e gestão integrada dos recursos hídricos em bacias rurais e urbanas

   Este programa enfoca a importância da modelagem computacional na quantificação de variáveis-chave para o processo decisório. A integração dos resultados dos modelos com sistemas de gestão, considerando a análise integrada de riscos e impactos ambientais e sociais, é central. As temáticas incluem mudanças climáticas, vulnerabilidade de aquíferos, contaminação de recursos hídricos e o uso de traçadores fluorescentes para estudar a dispersão de poluentes.

2. Programa 2 – Hidrologia espacial e sensoriamento remoto como fonte de dados para modelagem computacional

   Este programa explora o uso de plataformas automáticas e de sensoriamento remoto como fontes diretas de dados hidrológicos ou como entradas para modelos hidrológicos, hidrodinâmicos e de qualidade de água. O foco está no desenvolvimento de tecnologias de informação integradas, incluindo cartografia digital, para apoiar a gestão e modelagem dos recursos hídricos e do meio ambiente.

3. Programa 3 – Modelagem hidrológica-hidráulica-atmosférica e da qualidade da água

   A modelagem numérica é a base deste programa, com a intenção de integrar os processos hidrológicos, hidráulicos, atmosféricos e geomorfológicos em diferentes escalas espaço-temporais. A criação de modelos integrados, ambiental e socialmente sustentáveis, é um dos objetivos principais deste eixo de pesquisa.

Projetos

O laboratório desenvolve projetos em diversas bacias hidrográficas, tanto rurais quanto urbanas, com diferentes escalas, incluindo:

• Bacia do rio Paraíba do Sul

• Bacias rurais e urbanas no estado do Rio de Janeiro

• Bacia Amazônica

• Bacia do rio Cuiabá

• Bacia do rio São Francisco

Esses projetos visam a construção e disseminação de conhecimento sobre a gestão adequada de bacias hidrográficas, com parcerias entre instituições acadêmicas, científicas, operacionais e a sociedade. Um dos principais projetos é o estudo da bacia experimental do rio Piabanha, localizada na região serrana do Rio de Janeiro (EIBEX), afluente do rio Paraíba do Sul. Esta bacia, com biomas de Mata Atlântica, áreas agrícolas e urbanas, serve como um laboratório em escala real para o desenvolvimento de novas metodologias científicas e inovações tecnológicas.