Estimativa de vazão e produção de sedimentos na Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco, utilizando o modelo SWAT

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: FERNANDES, Josimar Gurgel
• Orientador(a): GALVÍNCIO, Josiclêda Domiciano
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Brasil; Recurso Hídrico; Solo; Água; Reservatório; Análise de Sensibilidade
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/13922

A simulação hidrológica é uma importante ferramenta no planejamento e gestão dos recursos hídricos em uma bacia hidrográfica, podendo ser utilizado para fazer previsões de vazão, assim como estimativas de produção de sedimentos, além de analisar as respostas hidrológicas da bacia em decorrência das mudanças de uso e ocupação do solo. Nesse sentido, esse trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade do uso do modelo SWAT para vazão e estimativa da produção de sedimento na bacia hidrográfica do rio São Francisco. Para a modelagem com o SWAT dividiu-se a bacia em seis projetos: Três Marias, Sobradinho, Itaparica, Paulo Afonso, Xingó e Foz, onde foi utilizado o modelo numérico do terreno, disponibilizado pelo IBGE, os dados de solo foram fornecidos pela EMBRAPA, e os dados meteorológicos foram providos pelo INMET e ANA que também disponibilizou as informações de uso e ocupação da bacia. Com essas informações foram montados os bancos de dados necessários a modelagem da bacia. A calibração do modelo foi realizada através do SWAT-CUP por meio de uma série histórica de dados, onde o período de 1988 a 1991 foi utilizado para o warm up “aquecimento do modelo” e calibrado para o período de 1992 a 2012, totalizando assim 21 anos (252 meses). O tempo de retardo das águas subterrâneas - GW_DELEY, curva número - CN2 e a constante de recessão - ALPHA_BF, foram os parâmetros mais sensíveis para a bacia. As estatísticas utilizadas para avaliar a precisão da calibração do modelo foram o Coeficiente de Nash e Sutcliffe – COE, Coeficiente de Determinação – R2 e o percentual de viés das vazões simuladas em relação as observadas – PBIAS, que apresentaram respostas significativas para a bacia, com resultados variando entre 0.63 a 0.99 para o COE e 0.64 a 0.99 para o R2. Esses valores apresentam-se dentro da faixa de classificação consideradas: boa e muito boa para a calibração. Os resultados do PBIAS variaram entre ± 0.1 a ± 13.9 indicando que os processos de superestimavas e subestimativas do modelo para as diferentes regiões da bacia são inferiores a 15%, ficando dentro da faixa de classificação considerada boa a muito boa para a resposta da modelagem. Os resultados para produção de sedimentos durante o período analisado apresentam uma tendência de superestimava, apresentando maiores valores médios de produção para os projetos Sobradinho com 9.463,13 t.km2.ano-1 e Três Marias com 9.191,18 t.km2.ano-1. Já os projetos Itaparica, Paulo Afonso e Xingó apresentaram uma produção de sedimentos menor, com respectivamente 2.989,25 t.km2.ano-1, 459,70 t.km2.ano-1 e 348,05 t.km2.ano-1 e para o projeto Foz a estimativa média de produção de sedimento foi de 1.284,55 t.km2.ano-1. Conclui-se que o SWAT mostrou-se um modelo robusto em simular a perda de solo e seu transporte na bacia do São Francisco. Entretanto, existe uma tendência do modelo em superestimar a produção de sedimentos. Com relação a vazão as superestimavas e subestimativas apontadas pelo índice estatístico PBIAS podem estar relacionadas com a utilização do mapa de uso e cobertura do solo. Sendo que os projetos situados após o reservatório de Sobradinho apresentaram melhores resultados estatísticos, com COE e R2 variando entre 0.94 e 0.99, indicando que para essa região da bacia o controle de vazão pelo reservatório contribuiu para melhores resultados do modelo. No geral o modelo apresentou bons resultados estatísticos.