Modelagem hidrossedimentológica na bacia hidrográfica do rio Pomba utilizando o Swat

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Rosa, David Rafael Quintão
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Sedimentos; Transporte de sedimentos; Pomba, Rio, Bacia (MG); Bacias hidrográficas - Modelos matemáticos; Solos - Uso; Simulação por computador; SWAT (Programa de computador); Engenharia Agrícola
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8197

O excesso de sedimentos presentes nos cursos d' água pode ocasionar prejuízos ambientais, econômicos e sociais. Portanto, ferramentas computacionais capazes de simular adequadamente todos os processos relacionados à produção, transporte e deposição de sedimentos são considerados atualmente essenciais para o adequado planejamento e gestão de bacias hidrográficas. Desta forma, objetivou-se avaliar o desempenho do modelo SWAT (Soil and Water Assesment Tool) na estimativa da produção e transporte de sedimentos e também na avaliação dos impactos de possíveis mudanças no uso do solo na produção de sedimentos em condições edafloclimáticas de uma bacia hidrográfica do sudeste brasileiro. As informações necessárias para a representação da bacia do Rio Pomba utilizadas para a aplicação do SWAT foram o Modelo Digital de Elevação hidrograficamente consistente (MDEHC), os mapas de solo e de seu uso, dados de precipitação, vazão e de concentração de sedimentos em suspensão, disponibilizados pela ANA (Agência Nacional de Águas), dados climáticos, disponibilizados pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), e informações de solo obtidos no projeto RADAMBRASIL. Foi necessária a utilização de uma curva-chave de sedimentos para a geração da série contínua de concentração de sedimentos. Foi realizada a análise de sensibilidade para identificar entre os parâmetros do modelo aqueles que mais interferem no seu desempenho. Na sequência, o modelo foi calibrado para a vazão e concentração de sedimentos em suspensão, tendo como seção de controle a estação fluviométrica denominada Cataguases (58770000), utilizando o período de 01/01/1995 a 31/12/1999. Para a validação, foram empregados dois testes distintos: split sample test e proxy basin test. Com o intuito de avaliar a capacidade de utilização do modelo como ferramenta para prever impactos de possíveis mudanças no uso do solo na produção de sedimentos, foram simulados dois cenários: Cenário I: constituiu-se da substituição de área de pastagens por reflorestamento, prevendo um crescimento de 5% ao ano da área de reflorestamento em um período de 10 anos; Cenário II: constituiu-se da substituição de área de pastagens por agricultura, prevendo uma porcentagem de crescimento de 12% ao ano para o mesmo período utilizado no Cenário I. Ambos os cenários hipotéticos foram aplicados na área de drenagem referente à estação fluviométrica, denominada Usina Maurício, localizada a montante da seção de calibração. As análises estatísticas feitas para avaliar o desempenho do modelo nas etapas de calibração e validação foram o coeficiente de Nash e Sutcliffe (E NS ) e o percentual de viés das vazões e concentrações de sedimento em suspensão simuladas em relação às observadas (P BIAS ). Os resultados permitiram constatar que: a) os parâmetros para quais o modelo apresentou maior sensibilidade foram: número da curva inicial para a condição de umidade ACMII (CN2); armazenamento de água no solo (SOL_AWC); tempo de retardo do escoamento superficial direto (SURLAG); fator de práticas de manejo da USLE (USLE_P); declividade média da sub-bacia (SLOPE); coeficiente linear de fluxo de sedimentos (SPCON); condutividade hidráulica do solo saturado (SOL_K); e profundidade da camada de solo (SOL_Z); b) o modelo SWAT pode ser aplicado para simulação hidrossedimentológica na mesma seção de calibração, utilizando uma série temporal de dados diferente; c) o modelo SWAT pode ser aplicado para simulação hidrossedimentológica em seções a montante das quais foi calibrado, porém com características edafoclimáticas semelhantes à área de drenagem utilizada na calibração; d) na simulação de cenários hipotéticos de uso do solo, a substituição de áreas de pastagem por reflorestamento provocou uma redução na concentração média anual de sedimentos em suspensão. Entretanto, a substituição de áreas de reflorestamento por agricultura aumentou a concentração média anual de sedimento em suspensão.