Modelagem hidrológica na bacia hidrográfica do rio Mucuri com a utilização do modelo SWAT

Abstract

Os recursos hídricos vem sendo ameaçados cada vez mais, basicamente em função da crescente população mundial. Dessa forma, existe uma crescente demanda de estudos relacionados aos impactos das atividades humanas nos recursos hídricos. Os modelos hidrológicos se encaixam perfeitamente nesse contexto, visto que buscam representar todo o funcionamento físico do sistema hidrológico, sendo capaz assim de simular os impactos das atividades antrópicas no ciclo hidrológico. Com base nessa premissa, avaliou-se a aplicabilidade do modelo hidrológico SWAT como ferramenta de planejamento e gestão dos recursos hídricos na bacia do rio Mucuri, bem como o levantamento das suas bases de dados. Buscou-se, neste contexto, a obtenção do melhor método de classificação do uso do solo, com a utilização do classificador supervisionado por máxima verossimilhança (maxver) através da avaliação de diferentes tamanhos das amostras de treinamento do classificador e da utilização de filtros de áreas menores que a área mínima mapeável (AMM); e estudar os impactos no regime de vazões da bacia hidrográfica do rio Mucuri em função de três diferentes cenários de alteração no uso do solo, sendo: substituição da área de agricultura geral pela cultura do eucalipto, substituição da área florestal pela cultura da cana-de-açúcar e substituição da área de pastagem por área de solo exposto. A aplicabilidade do modelo foi testada por meio da comparação entre os resultados simulados e observados para a vazão, obtidos de diversas estações distribuídas ao longo da bacia. Os resultados obtidos demonstraram que a calibração e a validação dos dados apresentaram-se classificadas como bom e satisfatório respectivamente, em uma escala diária. Dessa forma, concluiu-se que o modelo SWAT demonstrou potencial para o planejamento e gestão dos recursos hídricos na bacia do rio Mucuri, ainda se mostrou eficiente para simular o impacto dos cenários de alteração do uso do solo no regime de vazões. A substituição de agricultura por eucalipto na bacia propiciou uma diminuição nas vazões médias e mínimas de referência, e as substituições de cobertura florestal por cana-de-açúcar e de pastagem por solo exposto propiciaram um aumento nas vazões média e mínimas de referência.

Water resources have been increasingly threatened as the world population grows. Under these circumstances, there is a greater demand in studies focused on the impacts of human activities on water resources. Hydrological models fit perfectly in this context, since they can represent the entire physical operation of the water system and, hence, simulating the impacts of human activities on the hydrological cycle. Based on this premise, this thesis aims to evaluate the applicability of the hydrological model SWAT as a planning and management tool of water resources in the Mucuri River basin and data collection. In this context, we analyzed the best method of land use classification. We used the classifier supervised by maximum likelihood (Maxver), evaluating different sizes of the classifier training samples and using a filter of areas smaller than the minimum mappable area (AMM). We also studied the impacts on the watershed flow regime of the Mucuri river according to three different scenarios of land use: replacement of the general field of agriculture by eucalyptus cultivation, replacement of the forest area by the culture of sugarcane and replacement of pasture for exposed soil area. The applicability of the model was tested by comparing the simulated and observed results from several stations distributed throughout the basin. The comparison shows that the calibration and validation data are classified as good and satisfactory, respectively, on a daily scale. Thus, we concluded that the SWAT model demonstrates potential for planning and management of water resources in the river basin Mucuri. It is also efficient to simulate the impact of change scenarios of land use in flow regime. The replacement of eucalyptus for agriculture in the basin led to a decrease in the average and minimum flows of reference while the substitution of forest cover by sugarcane and pasture for soil exposed provided an increase in average and minimum flows of reference.