Comportamento do armazenamento de água subterrânea em bacias de cabeceira de Minas Gerais

dc.contributor.advisorMello, Carlos Rogério de
dc.contributor.refereeViola, Marcelo Ribeiro
dc.contributor.refereePinto, Leandro Campos
dc.contributor.refereeMelo, Pâmela Aparecida
dc.contributor.refereeBeskow, Samuel
dc.creatorRibeiro, Camila Lúcia Cardoso
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5753827362640015
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-2206-987X
dc.date.accessioned2026-06-29T15:29:33Z
dc.date.issued2026-03-27
dc.description.abstractChanges in rainfall and temperature patterns impact aquifer recharge in river basins, affecting water availability, especially during drought periods when baseflow maintains the necessary flows to meet water demands. The objective of this thesis is to evaluate if climate change is affecting water production and storage in the main basins of the state of Minas Gerais, and if so, since when and at what rate of change this is occurring; and to simulate groundwater storage throughout the century in future climate change scenarios. In the first part of the study, river basins located in the headwater regions of the state of Minas Gerais were analyzed, namely the Jequitinhonha, Piracicaba, São Francisco, Grande, and Sapucaí River basins. Potential evapotranspiration was calculated using the Thornthwaite method, and groundwater storage was calculated using the Brutsaert methodology for these basins. The Mann-Kendall test and Sen's coefficient were used to assess trends in historical series. According to the Mann-Kendall test, the most studied sub-basins showed an upward trend in temperature and evapotranspiration, while a nonsignificant trend was found for annual precipitation in some sub-basins. Mean annual streamflow, minimum streamflow over seven consecutive days (Q7,min), and groundwater storage (S) showed downward trends in most sub-basins. The Jequitinhonha sub-basin is the closest hydrological unit to the pristine conditions, indicating that changes in climate have impacted its hydrological response. The São Francisco and Grande River sub-basins are the most anthropized and showed the lowest reduction rates, showing that these sub-basins have a relevant resilience to climate change. In the second part of the study, the Grande and Jequitinhonha River basins were analyzed based on streamflow sections in their respective headwater regions. The MHD-INPE hydrological model was used for hydrological simulation, with a simulation horizon up to the year 2099, using climate data from the global climate models HadGEM2-ES, MIROC5, CanESM2 and BESM regionalized with the ETA/CPTEC model, in the RCPs 4.5 and 8.5 scenarios. The minimum annual groundwater storage was obtained using the Brutsaert method. And the existence of trends in the simulated flow and groundwater storage series was analyzed using the Mann-Kendall test and the Sen's coefficient. The results obtained in the calibration and validation phases of the MHD model were satisfactory in both basins. Analyzing the simulated flow series, significant reduction trends were observed in all projections in both basins. Regarding the minimum annual groundwater storage, significant reduction trends were also observed in all projections in both basins. The results obtained can contribute to water resource management in Minas Gerais, as they indicate the basins most vulnerable to the impacts of climate change. Thus, the results can assist in decision-making and the use of water resource management tools to ensure water availability in these basins in the future.
dc.description.acaoclimatica2. Uso sustentável da água e do solo
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.concentrationHidrologia
dc.description.odsODS 6: Água potável e saneamento
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.odsODS 17: Parcerias e meios de implementação
dc.description.researchLineHidrologia
dc.description.resumoMudanças nos padrões de chuva e temperatura impactam a recarga de aquíferos em bacias hidrográficas, afetando a disponibilidade de água, especialmente em períodos de seca, nos quais o escoamento base mantém as vazões necessárias para suprir as demandas hídricas. O objetivo desta tese é avaliar se as mudanças climáticas estão afetando a produção e o armazenamento de água nas principais bacias do estado de Minas Gerais, e se sim, desde quando e a que taxa de alteração isso está ocorrendo; e simular o armazenamento subterrâneo ao longo do século em cenários futuros de mudanças climáticas. Na primeira parte do estudo foram analisadas bacias de regiões de cabeceira do estado de Minas Gerais, sendo estas as bacias dos rios Jequitinhonha, Piracicaba, São Francisco, Grande e Sapucaí. Foi calculada a evapotranspiração potencial por meio do método de Thornthwaite, e o armazenamento subterrâneo utilizando a metodologia de Brutsaert para as referidas bacias. O teste de Mann-Kendall e o Coeficiente de Sen foram utilizados para avaliar tendências nas séries históricas. De acordo com o teste de Mann-Kendall, a grande maioria das bacias analisadas apresentaram tendência de aumento na temperatura e na evapotranspiração no período analisado (1981-2020). Para a precipitação não foi encontrada tendência significativa em nenhuma delas. As séries anuais de vazões média e mínima em 7 dias consecutivos (Q7) e de armazenamento subterrâneo mostraram tendências de redução na maioria das bacias. A bacia do rio Jequitinhonha é a mais próxima das condições originais de uso do solo, indicando que as mudanças no clima têm impactado quase que exclusivamente sua resposta hidrológica. As bacias dos rios São Francisco e Grande são as mais antropizadas e apresentaram as menores taxas de redução, mostrando-se resilientes às mudanças climáticas. Na segunda parte do estudo foram estudadas as bacias dos rios Grande e Jequitinhonha com seções fluviométricas nas respectivas regiões de cabeceira. Foi utilizado o modelo hidrológico MHD-INPE para a simulação hidrológica, com um horizonte de simulação até o ano de 2099, utilizando-se dados climáticos dos modelos climáticos globais HadGEM2-ES, MIROC5, CanESM2 e BESM regionalizados com o modelo ETA/CPTEC, nos cenários RCPs 4.5 e 8.5. O armazenamento subterrâneo mínimo anual foi obtido utilizando-se o método de Brutsaert. Por meio do Teste de Mann-Kendall e do Coeficiente de Sen, foi analisada a existência de tendências nas séries simuladas. Os resultados obtidos nas fases de calibração e de validação do MHD foram satisfatórios em ambas as bacias. Ao analisar as séries de vazões simuladas, foram verificadas tendências significativas de redução em todas as projeções, em ambas as bacias. Quanto ao armazenamento subterrâneo mínimo anual, em ambas as bacias também foram verificadas tendências significativas de redução em todas as projeções. Os resultados obtidos podem contribuir com a gestão dos recursos hídricos em Minas Gerais, visto que indicam as bacias mais vulneráveis aos impactos das mudanças climáticas. Assim, os resultados podem auxiliar na tomada de decisão e na utilização de ferramentas de gestão dos recursos hídricos, de forma a garantir a disponibilidade hídrica nessas bacias no futuro.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationRIBEIRO, Camila Lúcia Cardoso. Comportamento do armazenamento de água subterrânea em bacias de cabeceira de Minas Gerais. 2026. 117 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60956
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Engenharia (EENG)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
dc.relation.ispartofGroundwater storage trend in headwater basins: shreds of evidence from the last decades in Minas Gerais state, Brazil link: https://link.springer.com/article/10.1007/s12665-024-11645-8
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectMudanças climáticas
dc.subjectModelagem hidrológica
dc.subjectRecursos hídricos
dc.subjectÁgua - Disponibilidade
dc.subjectClimate change
dc.subjectHydrological modeling
dc.subjectWater production
dc.subjectClimate impacts
dc.subject.cnpqRecursos Hídricos
dc.titleComportamento do armazenamento de água subterrânea em bacias de cabeceira de Minas Gerais
dc.title.alternativeGroundwater storage behavior in headwater catchments of Minas Gerais, Brazil
dc.typetese

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