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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
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Universidade Federal de Lavras
Faculdade, Instituto ou Escola
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Departamento de Engenharia
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
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.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
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)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.