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Tipo: Dissertação
Título: Modelagem da disponibilidade hídrica natural na bacia do rio Paracatu em cenário de mudanças climáticas
Título(s) alternativo(s): Modeling of natural water availability in the river basin Paracatu in climate change scenario
Autor(es): Rodrigues, Nívia Carla
Primeiro Orientador: Pruski, Fernando Falco
Primeiro coorientador: Justino, Flávio Barbosa
Segundo coorientador: Mello, Eloy Lemos de
Primeiro avaliador: Pereira, Silvio Bueno
Segundo avaliador: Cecílio, Roberto Avelino
Abstract: O aumento da demanda pelo uso da água vem ocasionando problemas ambientais e conflitos entre os usuários, e, mediante evidências de que o clima global está mudando, quadros de escassez hídrica podem ser agravados pela diminuição da disponibilidade hídrica. Assim, para realizar o manejo adequado dos recursos hídricos é necessária a quantificação adequada da sua disponibilidade, bem como estudos preditivos de escassez, a fim de possibilitar a tomada de medidas prévias para mitigar possíveis prejuízos. Nesse contexto se insere a modelagem, que possibilita o melhor entendimento do comportamento hidrológico na bacia hidrográfica, sendo que sua utilização apresenta grande potencial para caracterizar a disponibilidade hídrica em condições de mudanças no clima. O presente estudo teve como objetivos: desenvolver modelo que permita, a partir de dados hidroclimáticos, estimar a vazão mínima de sete dias consecutivos e período de retorno de 10 anos (Q7,10); e avaliar a tendência de variação da Q7,10 em nove seções da bacia hidrográfica do rio Paracatu até o final do século XXI. Para a realização do estudo foram utilizados dados mensais de precipitação e temperatura, e dados diários de vazão para o período de 1980 a 2000. O modelo para estimar as vazões mínimas foi desenvolvido com base na curva de recessão do escoamento subterrâneo, que tem como parâmetros o coeficiente de recessão (!) e a vazão no início do período de recessão (Q0). A Q0 foi estimada em função de um balanço hídrico, que contemplou os valores mensais de precipitação (P) e evapotranspiração real (ETR), obtida pelo balanço hídrico climatológico desenvolvido por Thornthwaite e Mather. O ! foi obtido pela análise dos hidrogramas anuais de escoamento subterrâneo, sendo utilizado, para cada estação, seu valor médio. Obteve-se uma equação preditiva de Q0 e um valor de ! para cada estação. Com as vazões diárias obtidas pelo modelo, obteve-se a Q7 (média das sete menores vazões) para cada ano (1980 a 2000) e com esses valores, foi estimada a Q7,10. Foi calculada também para cada estação fluviométrica, a Q7,10 a partir da série histórica de vazões para o período de 1980 a 2000. A avaliação do modelo foi realizada por intermédio do coeficiente de Willmott (d), do erro relativo percentual (ER), e dos coeficientes angular e linear da equação de regressão. Para avaliar o declínio da Q7,10 frente às mudanças climáticas, foram simulados para o período de 2011 a 2099, dados de precipitação e temperatura mensais, pelo modelo climático regional ETA, cenário A1B do IPCC, Membro 2. Os valores de P e ETR foram utilizados no modelo proposto, obtendo assim as vazões diárias. Com estas, calculou-se, para cada estação, a Q7 para cada ano (2011 a 2099) e a Q7,10 para cada uma das nove décadas do período. Com os valores de Q7,10 para cada década, foi ajustada uma regressão linear. O modelo obtido com base em dados hidroclimáticos, estima satisfatoriamente os valores das vazões mínimas de sete dias consecutivos e período de retorno de 10 anos. Estimou-se tendência de redução no balanço hídrico e na q7,10 até o fim do século XXI, sendo que quatro das nove estações estudadas apresentaram valores nulos no limite inferior do intervalo de confiança com um nível de confiança de 99% para o parâmetro q7,10, na década 2091-2099, fato que indica que nessas quatro seções, pelo menos uma vez a cada 10 anos, o rio provavelmente secará por sete dias consecutivos.
The increased demand for water use has caused environmental problems and conflicts between users. The management of water resources requires proper quantification of its availability. Concrete evidence of global climate change mandates the predictive study of water scarcity in basins along with preparatory actions to mitigate potential losses. In this context, the hydrological modeling allows a better understanding of the hydrological behavior in the basin. The use of hydrological models has great potential to characterize water availability in terms of climate change or land use. The objective of this work was development of a model, from hydroclimatic data, that estimates the minimum flow for seven consecutive days and return period of 10 years (Q7,10) and to assess the trend of variation of Q7,10 in nine sections of the Paracatu River until the end of the 21st century. To conduct the study, monthly data of precipitation and temperature, and daily flow data for the period 1980 to 2000 were used. The model for estimating the minimum flow was developed based on the recession curve of underground flow, which has as parameters the recession coefficient (!) and the flow corresponding to the beginning of the recession period (Q0). The Q0 was estimated based on water balance, which included the monthly values of precipitation (P) and real evapotranspiration (ETR), obtained by the climatic water balance developed by Thornthwaite and Mather. The ! value was obtained by analysis of annual hydrographs of groundwater flow, and its average value was used for each season. A predictive equation for Q0 and a value of ! was obtained for each station. With the daily flow rates obtained by the model, Q7 was obtained (average of seven smaller flows) for each year (1980 to 2000) and with these values Q7,10 were estimated. Was also calculated for each station fluviometric, the Q7, 10 from the streamflow time series for the period 1980 to 2000. The model evaluation was performed using the coefficient Willmott (d), the relative percentage error (ER), and angular and linear coefficients of the regression equation. To assess the decline of Q7,10 due to climate change, data of monthly precipitation and temperature were simulated for the period 2011 to 2100, using the regional climate model ETA, A1B IPCC scenario, Member 2, in which the response to temperature change is low. The values of P and ETR were used in the model, thereby obtaining daily flow. With these, the Q7 for each year (2011 to 2100) and season, and Q7,10 for each of the nine decades were calculated. Using the values of Q7,10 for each decade, a linear regression was adjusted for each fluviometric station. The model based on data hydroclimatic data, satisfactorily estimated values of minimum flows for seven consecutive days and return period of 10 years. It was estimated a tendency of reduction in water balance and q7,10 until the end of the century, with four of the nine stations studied showed null values at the lower limit of the confidence interval with a confidence level of 99% for the parameter q7,10, in the decade 2091-2099, which indicates that these four sections, at least once every 10 years, the river probably will dry for seven consecutive days.
Palavras-chave: Hidroclimatologia
Disponibilidade hídrica
Bacia hidrográfica
Mudanças climáticas
Hydroclimatology
Water availability
River basin
Climate Change
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA::CLIMATOLOGIA
Idioma: por
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Agrometeorologia; Climatologia; Micrometeorologia
Programa: Mestrado em Meteorologia Agrícola
Citação: RODRIGUES, Nívia Carla. Modeling of natural water availability in the river basin Paracatu in climate change scenario. 2013. 75 f. Dissertação (Mestrado em Agrometeorologia; Climatologia; Micrometeorologia) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2013.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/5260
Data do documento: 4-Mar-2013
Aparece nas coleções:Meteorologia Agrícola

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