Metodologia para avaliação de eventos extremos em bacias hidrográficas sob os cenários RCP4.5 e RCP8.5

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Rodrigues, Gisele Carvalho
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Seca; Cheia; SWAT; Projeção climática e hidrológica; Mudanças climáticas; Drought; Full; Climatic and hydrological projection; Climate changes
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/236242

Os eventos extremos como de cheias e secas podem causar diversos impactos para a sociedade, como perdas de vidas, falta de água para abastecimento humano, perda de moradias e bens materiais (em casos de cheias), e além disso, podem causar danos ambientais e na agricultura. E isso fica mais preocupante com as mudanças climáticas, pois o aumento da temperatura média global pode influenciar na ocorrência e intensidade desses eventos extremos (cheia e seca). Diante disso, esse trabalho tem como propósito detalhar uma metodologia para análise de tendência, intensidade e ocorrência dos eventos observados e projetados de cheia e seca no período do verão, período úmido e ano hidrológico, por meio do Índice de Precipitação Padronizada (SPI) e do Índice de Seca de Vazões (SDI). Isso para os horizontes de tempo observado (2002-2019), e de curto (2034-2051), médio (2058-2075) e longo prazo (2082-2099) com um cenário de alta emissão de gases de efeito estufa (RCP8.5) e um cenário de estabilização (RCP4.5). O trabalho foi aplicado com a finalidade de exemplificação nas bacias hidrográficas do Alto Tiete (BH-AT) e do São José dos Dourados (BH-SJD), localizadas no Estado de São Paulo, sendo a primeira densamente urbanizada e a segunda predominantemente rural. Os dados de precipitação e vazão observados em cada bacia foram utilizados para calcular o SPI e o SDI, respectivamente, no período observado. Para simular a vazão futura no exutório das bacias hidrográficas, foi usado o modelo hidrológico SWAT, os quais foram calibrados e validados através do SWAT-CUP. As variáveis climáticas projetadas a partir de modelos climáticos Eta-MIROC5, Eta- CANESM2, Eta- HadGEM2-ES e Eta-BESM frente aos cenários RCP4.5 (Cenário I) e RCP8.5 (Cenário II) foram obtidas do CPTEC/INPE e corrigidas através do método Direct Approach. Diversas análises foram realizadas comparando as variáveis climáticas observadas nas bacias, com as variáveis simuladas pelos modelos citados. A precipitação mensal, variável climática considerada como a principal neste estudo, simuladas pelo Eta-CANESM2 e Eta-BESM, apresentou correlação de 0,65 e 0,7 com a precipitação mensal observada na BH-AT e BH-SJD, respectivamente, sendo a maior entre os modelos analisados. Deste modo as projeções climáticas desses modelos foram utilizadas para simular a vazão dos períodos futuros nas áreas de interesse, e posteriormente para calcular os índices. No período observado da BH-SJD os principais eventos de seca ocorreram em 2002-2003 e de 2011 a 2014, que foram épocas de crise hídrica na região. Nos períodos projetados com o Cenário I observou-se tendência crescente significativa na série de SPI do verão, período úmido e do ano hidrológico a curto prazo e no verão do médio prazo, que apontam aumento de precipitação nesse período. Por outro lado, no Cenário II a tendencia é de redução da precipitação no longo prazo nos três períodos analisados. Em relação as vazões os resultados do Cenário II mostraram tendência significativa decrescente na série de SDI nos três períodos analisados a partir do médio prazo. Já no Cenário I e no horizonte de médio prazo a tendencia observada foi crescente no verão, indicando aumento de chuvas, e decrescente no longo prazo. Na BH-AT foi identificado eventos de seca principalmente em 2013-2014, período o qual a região passou por uma crise hídrica, que afetou milhares de pessoas. Os resultados projetados pelo Cenário I e na série de SDI mostram tendência significativa, sendo crescente no período úmido a curto prazo e no ano hidrológico a longo prazo. Os resultados dos índices de seca e cheia também indicam aumento da ocorrência dos eventos extremos nas duas bacias hidrográficas e alteração na intensidade de tais eventos. Conclui-se que a metodologia apresentada tem potencial para ser uma grande ferramenta para estudos de eventos extremos, o que pode colaborar com a gestão dos recursos hídricos e apontar possíveis períodos de risco, tornando possível a elaboração de projetos de mitigação.