Aplicação do modelo SWAT na modelagem do escoamento superficial e perda de solo na Bacia do Ribeirão Candidópolis em Itabira-MG

Abstract

As mudanças no uso e ocupação no solo de bacias hidrográficas, decorrentes de ações antrópicas comprometem a qualidade e quantidade hídrica dos cursos d’água, podendo propiciar o aumento do escoamento superficial, a ocorrência de processos erosivos e o carreamento de partículas sólidas desagregadas para os canais fluviais, causando o assoreamento desses e de reservatórios à jusante. O presente estudo teve como objetivo avaliar a aplicabilidade do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) na modelagem do escoamento superficial e perda de solo na bacia do Ribeirão Candidópolis, que contribuem para o assoreamento do reservatório da barragem da Estação de Tratamento de Água (ETA) Pureza, em Itabira, MG. Foi realizada a simulação do Modelo SWAT para quatro diferentes cenários: o primeiro, mantendo o uso e ocupação do solo atual; o segundo, adicionando as Áreas de Preservação Permanente (APP) nas margens dos cursos d’água, nascentes e lagos; o terceiro, alterando as áreas de pastagem do uso e ocupação do solo atual para agroflorestal, e o quarto, alterando as áreas de pastagem do uso e ocupação com APP para agrofloresta. O cenário 4 apresentou o melhor desempenho com a maior redução do escoamento superficial e da perda do solo, de maneira que ocorra a diminuição do transporte e acúmulo de sedimentos na barragem da ETA Pureza. Foi realizada a batimetria no Reservatório em dois períodos por meio de transectos empregando o Acoustic Doppler Profiler (ADP) e interpolando os dados levantados, para a constatação do assoreamento. A interpolação dos dados obtidos na batimetria não apresentou resultados satisfatórios na estimativa do assoreamento do Reservatório. A avaliação pontual da batimetria, por outro lado, possibilitou a constatação em campo da ocorrência do aporte de sedimentos ao longo da Bacia. As análises de amostras de água apontaram valores maiores para os parâmetros DBO e condutividade elétrica, no período seco e para cor, turbidez, coliformes totais, sólidos totais e sólidos no período chuvoso, sendo indicadores do carreamento de sedimentos. Constatou-se que a Bacia possui um formato alongado, baixa capacidade de drenagem e canal principal mais retilíneo, a partir da análise morfométrica, favorecendo o escoamento superficial e carreamento de sedimentos.

Changes in the use and occupation in hidrografic basins, resulting from anthropogenic actions, compromise the water quality and quantity of the watercourses, which may lead to an increase in surface runoff, the occurrence of erosive processes and the carrying of disaggregated solid particles for the river channels. These solid particles can be deposited in the bed of the watercourses causing silting up of these and of downstream reservoirs. The objective of this study was to evaluate the applicability of the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model to the surface runoff modeling and soil loss in the Candidópolis river basin, which contributes to the sedimentation of the dam reservoir of the Water Treatment Pant (WTP) of Pureza, in Itabira, MG. The SWAT Model simulation was performed for four different scenarios: the first scenario, maintains the current use and occupation of the soil; the second, adding the Permanent Preservation Areas (PPA) along the rivers, springs and lakes; the third, altering the pasture areas of the current use and occupation of the soil for agroforestry, and the fourth, altering the pasture areas of the use and occupation with PPA for agroforestry. Scenario 4 presented the best performance with the greatest reduction of runoff and soil loss, so that transport and sediment accumulation can be reduced in the WTP Pureza reservoir. The bathymetry in the reservoir was carried out in two periods by means of transects using the Acoustic Doppler Profiler (ADP) and interpolating the collected data, to verify the silting. The interpolation of the data obtained in the bathymetry did not present satisfactory results in the estimation of the sedimentation of the reservoir. The punctual evaluation of bathymetry, on the other hand, made it possible to verify in the field the occurrence of sediment inputs along the basin. The analysis of water samples showed higher values for BOD and electrical conductivity in the dry period and for color, turbidity, total coliforms, total solids and solids in the rainy season, being indicators of sediment loading. It was observed that the basin has an elongated shape, low drainage capacity and main channel rectilinear, from the morphometric analysis, favoring the surface runoff and sediment loading.