Efeitos das mudanças climáticas globais no comportamento hidrológico da bacia do rio Jucu

Abstract

A gestão eficiente dos recursos hídricos em bacias hidrográficas requer uma compreensão abrangente dos padrões climáticos atuais e futuros. A modelagem hidrológica desempenha um papel crucial nesse processo, e a precisão dos resultados depende da qualidade dos dados climáticos utilizados. Nesta dissertação, foi realizada uma avaliação com bases de dados meteorológicos e sua influência na modelagem hidrológica da bacia do rio Jucu em cenários passados para aplicação em projeções futuras, utilizando as bases de dados do protocolo CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6) e XAVIER como referência. O modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) foi empregado para realizar estas modelagens hidrológica da bacia. Os resultados evidenciaram diferenças nos padrões de vazões e precipitação entre as bases de dados, afetando os resultados da modelagem hidrológica. Na comparação dos resultados, os dados XAVIER, mostraram-se mais apropriados para a modelagem. Essas comparações ressaltam a importância de selecionar adequadamente as bases de dados climáticos para uma gestão sustentável dos recursos hídricos em cenários futuros. A abordagem adotada consistiu em realizar 5 fases distintas para o desenvolvimento da metodologia: i) Elaboração de um banco de dados que inclui informações sobre o tipo e uso do solo, topografia e clima, essenciais para a implementação do Soil and Water Assessment Tool (SWAT) na simulação do ciclo hidrológico Bacia do Rio Jucu utilizando o SWAT; ii) Calibração e validação do SWAT; iii) Compreensão e análise dos resultados históricos de calibração XAVIER e CMIP6_HISTÓRICO; iv) Execução das simulações dos cenários de mudanças climáticas futuras, com os dados CMIP6_FUTURO SSP2-4.5 e SSP5-8.5; v) Análise dos resultados obtidos nas simulações, proporcionando uma avaliação crítica dos impactos hidrológicos em condições futuras. Averiguou-se que i) O modelo hidrológico realiza uma simulação precisa das condições da bacia durante o período histórico, sugerindo que possui robustez para realizar previsões hidrológicas com os dados XAVIER; ii) A tendência no geral em relação as mudanças climáticas é de redução das vazões, mesmo tendo uma aumento nas vazões durante os meses chuvosos dezembro a março, e não tendo mudanças no uso e ocupação do solo. Palavras-chave: Bacia hidrográfica. Modelagem. Rio Jucu. SWAT. CMIP6.The efficient management of water resources in river basins requires a comprehensive understanding of current and future climate patterns. Hydrological modeling plays a crucial role in this process, and the accuracy of the results depends on the quality of the climate data used. In this dissertation, an evaluation was carried out with meteorological databases and their influence on hydrological modeling of the Jucu River basin in past scenarios for application in future projections, using the CMIP6 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6) and XAVIER protocol databases as a reference. The SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model was used to carry out this hydrological modeling of the basin. The results showed differences in the patterns of flows and precipitation between the databases, affecting the results of the hydrological modeling. When comparing the results, the XAVIER data proved to be more appropriate for modeling. These comparisons highlight the importance of properly selecting climate databases for sustainable water resource management in future scenarios. The approach adopted consisted of five distinct phases for the development of the methodology: i) Preparation of a database including information on land type and use, topography and climate, essential for implementing the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) in simulating the hydrological cycle of the Jucu River Basin using SWAT; ii) Calibration and validation of SWAT; iii) Understanding and analyzing the historical calibration results XAVIER and CMIP6_HISTORICAL; iv) Running the simulations of future climate change scenarios, with the CMIP6_FUTURE data SSP2-4. 5 and SSP5-8.5 data; v) Analysis of the results obtained in the simulations, providing a critical assessment of the hydrological impacts under future conditions. It was found that i) the hydrological model accurately simulates the conditions in the basin during the historical period, suggesting that it is robust enough to make hydrological forecasts with the XAVIER data; ii) the general trend in relation to climate change is a reduction in flows, even though there is an increase in flows during the rainy months from December to March, and there are no changes in land use and occupation. Keywords: Hydrographic basin. Modeling. Jucu River. SWAT. CMIP6.