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Título: Impactos hidrológicos decorrentes de diferentes cenários de cobertura do solo e mudanças climáticas em uma bacia hidrográfica da Serra da Mantiqueira, utilizando o modelo DHSVM/
Autor(es): Alvarenga, Lívia Alves
Orientador: Colombo, Alberto
Orientador: Mello, Carlos Rogério de
Coorientador: Pineda, Luz Adriana Cuartas
Membro da banca: Viola, Marcelo Ribeiro
Membro da banca: Beskow, Samuel
Membro da banca: Pineda, Luz Adriana Cuartas
Assunto: Modelagem hidrológica distribuída
HAND
DHSVM
Alterações na cobertura do solo
Eta/HadGEM2-ES
Mudanças climáticas
Distributed hydrological modeling
Land cover Changes
Climate changes
Data de Defesa: 10-Jul-2015
Data de publicação: 28-Out-2015
Agência de Fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: ALVARENGA, L. A. Impactos hidrológicos decorrentes de diferentes cenários de cobertura do solo e mudanças climáticas em uma bacia hidrográfica da Serra da Mantiqueira, utilizando o modelo DHSVM. 2015. 170 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.
Resumo: A interferência humana no sistema climático e na cobertura do solo em bacias hidrográficas tem apresentado riscos para o equilíbrio dos sistemas naturais. Sendo assim, ganha destaque os estudos sobre possíveis impactos no ciclo da água devido a alterações de cobertura do solo bem como de mudanças climáticas. Este estudo foi conduzido na Bacia Hidrográfica Lavrinha (BHL), localizada na Serra da Mantiqueira, Minas Gerais. Utilizando o modelo hidrológico “Distributed Hydrology Soil Vegetation Model” (DHSVM), os processos hidrológicos foram simulados. Inicialmente foi feita a calibração e validação do DHSVM com quatro anos de dados (2006-2010). Assim, os efeitos das possíveis mudanças hidrológicas devido às alterações na cobertura da terra foram avaliados utilizando cinco diferentes cenários na BHL. A comparação dos diferentes cenários de cobertura do solo mostrou que o desmatamento da Mata Atlântica pode levar a mudanças mensais nos processos hidrológicos, tais como um aumento da umidade do solo, escoamento superficial, escoamento total e vazão, e uma diminuição da água interceptada pelo dossel, evapotranspiração e profundidade do lençol freático. Neste trabalho, a resposta hidrológica da BHL, também, foi comparada utilizando diferentes mapas de classes de solo. Foram utilizados mapas de solos obtidos com base em levantamento pedológico e pelo modelo HAND. Quando comparado às simulações feitas com o mapa de solos, obtido do levantamento pedológico, as simulações baseadas no mapa de solos, obtido pelo modelo HAND indicaram pequenas variações nos valores simulados de vazão, escoamento superficial e, também, das variáveis hidrológicas distribuídas. Esta pesquisa, também, analisou os componentes hidrológicos simulados para diferentes cenários de larguras de vegetação ripária. Os resultados mostraram que a vegetação ripária desempenha um papel importante na recarga de águas subterrâneas nas condições da BHL. No entanto, a vazão média anual mostrou uma diminuição com o aumento da vegetação ripária na área estudada. Estes resultados podem ser explicados, principalmente, pelo aumento médio diário da evapotranspiração e interceptação da precipitação e diminuição média diária do escoamento superficial. Por fim, os impactos hidrológicos associados a variações climáticas, também, foram avaliados neste estudo. As mudanças climáticas projetadas pelo modelo climático regional EtaCPTEC/INPE acoplado ao Modelo de Circulação Global HadGEM2-ES para o cenário futuro RCP 8.5 indicaram diminuição da concentração de chuvas e o aumento da temperatura do ar na região estudada. Assim, as projeções futuras das vazões mensais simuladas pelo DHSVM, ao longo do século XXI, mostraram uma diminuição entre 20 e 77% na BHL.
Abstract: Human interference in the climate system and land cover in watersheds has presented risks to natural balance. As such studies on the potential impacts on the water cycle due to land cover changes as well as climate change stand out. This study was conducted in the Lavrinha Watershed (LW), located in the Serra da Mantiqueira range, Minas Gerais. Using the hydrological model "Distributed Hydrology Soil Vegetation Model" (DHSVM), hydrological processes have been simulated. Initially, calibration and validation of the DHSVM with four years of data (2006-2010) was carried out. Thus, the effects of possible hydrological changes due to land cover changes were assessed using five different scenarios in the LW. The comparison of different land cover scenarios showed that deforestation in the Atlantic Forest can lead to monthly changes in hydrological processes, such as increased soil moisture, overland flow, total runoff and streamflow, and a decrease of water intercepted by the canopy, evapotranspiration and water table depth. In this work, the hydrological response of the LW was also compared using different soil class maps. Soil maps were used obtained based on pedological survey and the HAND model. When compared to simulations made with the soil maps obtained from pedological survey, the simulations based on soil maps obtained by the HAND model showed small variations in the simulated of streamflow and overland flow values and also of the distributed hydrological variables. This research also analyzed the simulated hydrological components for different width scenarios of riparian vegetation. The results showed that the riparian vegetation plays an important role in the groundwater recharge under the LW conditions. However, the average annual streamflow showed a decrease with increasing riparian vegetation in the area studied. These results can be mainly explained by the increase in average daily evapotranspiration and interception of precipitation and average daily reduction of overland flow. Finally, the hydrological impacts associated with climate change were also assessed in this study. Climate changes projected by the regional climate model Eta-CPTEC/INPE coupled to the Global Circulation Model HadGEM2-ES, for the RCP 8.5 future scenario indicated decreased rainfall concentration and the increase in air temperature in the region studied. Thus, future monthly streamflow projections simulated by DHSVM over the twenty-first century showed a decrease between 20 and 77% in the LW.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/10544
Publicador: Universidade Federal de Lavras
Idioma: por
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