Modelagem hidrológica da bacia do rio Paracatu: avaliação do modelo WEAP como ferramenta de planejamento e gestão de recursos hídricos

Abstract

O rápido crescimento populacional assim como outras atividades usuárias de água aliado às mudanças climáticas vem promovendo pressão sobre os recursos naturais em todo o mundo, sobretudo nos recursos hídricos. A demanda por água para suprir a necessidade das culturas pela irrigação é um dos principais tipos de captação de água dos rios, fato que não difere na bacia do Paracatu. Essa bacia se destaca pela intensa atividade agrícola, principalmente da agricultura irrigada e, consequentemente, pelos potenciais conflitos entre os demais usuários da água. Analises da sustentabilidade dos recursos hídricos considerando cenários futuros são fundamentais para antecipar possíveis conflitos e auxiliar no processo de gestão da água, porém ainda são pouco utilizados. Modelos hidrológicos, tais como o o Water Evaluation and Planning System – WEAP, surgiram para viabilizar o planejamento e gestão dos recursos hídricos em nível de bacia hidrográfica e são ferramentas que podem auxiliar a análise de cenários futuros. Desta forma, o objetivo geral do trabalho foi avaliar o modelo hidrológico WEAP como ferramenta de planejamento e gestão de recursos hídricos em um trecho da bacia do rio Paracatu-MG, Brasil. A área de estudo foi subdividida em dez sub-bacias. para utilização do WEAP foram analisadas as mudanças do uso e cobertura da terra de 1985 a 2014, e tendências das vazões máximas, médias e mínimas (Q max , Q med , Q min ) em série histórica anual e mensal de 1980 a 2017. O modelo WEAP foi calibrado (2000-2009) e validado (2010-2014), apresentando coeficiente Nash elevados, entre 0,89-0,91. Com base na modelagem hidrológica com o WEAP, cenários futuros foram projetados para RCP 4.5 e 8.5 (cenários do IPCC), considerando e desconsiderando o aumento da área irrigada até 2030. Indices de sustentabilidade foram gerados para cada sub-bacia em estudo. Para o cenário mais pessimista, RCP 8.5 com o aumento da demanda pela irrigação até 2030, os índices de sustentabilidade para todas as sub-bacias foram reduzidos, principalmente na sub-bacia do ribeirão Entre-Ribeiros. O WEAP comprovou ser uma ferramenta com grande potencial de uso para planejamento e gestão de recursos hídricos em nível de bacia hidrográfica.The fast population growth as well as others user water activities combined with climate change has been putting pressure on natural resources around the world, especially in water resources. The demand for water to supply the need of crops through irrigation is one of the main types of withdrawal water from rivers a fact that does not differ in the Paracatu basin. This watershed stands out for its intense agricultural activity, mainly irrigated agriculture. Analyzes of the sustainability of water resources considering future scenarios are fundamental to anticipate possible conflicts and help in the process of water management, but are still limited. Hydrological models, such as the Water Evaluation and Planning System (WEAP), were created for the planning and management of water resources at the river basin level and are tools that can aid in the analysis of future scenarios. In this way the general objective of the work is to evaluate the WEAP hydrological model as a tool for planning and management of water resources in a section of the Paracatu-MG river basin, Brazil. This study area was subdivided into ten sub-basins. To use WEAP Model, land use and land cover changes from 1985 to 2014 and trends of maximum, medium and minimum flows (Q max , Q med , Q min ), in an annual and monthly historical series from 1980-2017 were analyzed. The WEAP model was calibrated (2000-2009) and validated (2010-2014, showing high Nash coefficient, between 0.89-0.91. Through the modeling, future scenarios were designed for RCP 4.5 and 8.5 (IPCC scenarios), considering and disregarding the increase of irrigation until 2030. Sustainability indexes were generated for each sub-basin under study. For the most pessimistic scenario, RCP 8.5 with increasing demand for irrigation by 2030, sustainability indices for all basins were reduced, mainly in the sub-basin of the Entre-Ribeiros. WEAP proved to be a tool with great potential for water resource planning and management at the river basin level.