Evolução do uso e cobertura na Bacia do rio São Francisco e seus impactos nas variáveis hidrológicas.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lima, Carlos Eduardo Sousa
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64204
Resumo: The growing impact of human activities on the environment has increased their influence on the planet's natural cycles. As for the hydrological cycle, these activities started to impact it in a more representative way, influencing the availability of water and surface water flows. In a watershed, these activities impact its hydrological cycle, modifying fundamental processes for the watershed's water and energy balances. In this context, the present work sought to evaluate the impacts of anthropogenic modifications on the hydrological cycle of the São Francisco River Basin (SFRB) between 1985 and 2015. The study area comprised the entire SFRB, for a more general analysis, and 10 sub-basins that comprise it, for more specific analyses. The data used covered Land Use and Land Cover (LULC) data and precipitation, flow, and temperature data. The methodology incorporated: i) the assessment of LULC dynamics; ii) the trend analysis with the Mann-Kendall method and slope Sen; iii) the decomposition of the total streamflow variation with Budyko's hypothesis and with the concept of climatic elasticity of streamflow and iv) hydrological modeling with the Soil Moisture Accounting Procedure (SMAP) model, using the DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis (DREAM) method for model calibration under parametric uncertainty. With this, it is possible to detect a clear anthropic modification of the SFRB, led by the expansion of agriculture and cattle ranching. Trend analysis exhibited positive trends for potential evapotranspiration throughout the basin, negative trends for streamflow rates, and generally no trend for the precipitation series. The decomposition of the total variation in streamflow, in both approaches used, pointed to a greater contribution of the anthropic component in most of the sub-basins evaluated. The coefficients of climatic elasticity of streamflow pointed to an increased sensitivity to climate variations in the period considered. The evolution of the frequency distribution of SMAP parameters over the evaluated period indicated changes in several processes of the hydrological cycle, such as: decrease in aquifer recharge, decrease in baseflow, increase in runoff generation and reduction in infiltration. The results allowed to identify and quantify the impacts of anthropic modifications on the hydrological cycle of the SFRB.
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The study area comprised the entire SFRB, for a more general analysis, and 10 sub-basins that comprise it, for more specific analyses. The data used covered Land Use and Land Cover (LULC) data and precipitation, flow, and temperature data. The methodology incorporated: i) the assessment of LULC dynamics; ii) the trend analysis with the Mann-Kendall method and slope Sen; iii) the decomposition of the total streamflow variation with Budyko's hypothesis and with the concept of climatic elasticity of streamflow and iv) hydrological modeling with the Soil Moisture Accounting Procedure (SMAP) model, using the DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis (DREAM) method for model calibration under parametric uncertainty. With this, it is possible to detect a clear anthropic modification of the SFRB, led by the expansion of agriculture and cattle ranching. Trend analysis exhibited positive trends for potential evapotranspiration throughout the basin, negative trends for streamflow rates, and generally no trend for the precipitation series. The decomposition of the total variation in streamflow, in both approaches used, pointed to a greater contribution of the anthropic component in most of the sub-basins evaluated. The coefficients of climatic elasticity of streamflow pointed to an increased sensitivity to climate variations in the period considered. The evolution of the frequency distribution of SMAP parameters over the evaluated period indicated changes in several processes of the hydrological cycle, such as: decrease in aquifer recharge, decrease in baseflow, increase in runoff generation and reduction in infiltration. The results allowed to identify and quantify the impacts of anthropic modifications on the hydrological cycle of the SFRB.O crescente impacto das atividades antrópicas no meio ambiente aumentou a influência dessas nos ciclos naturais do planeta. Quanto ao ciclo hidrológico, tais atividades passaram a impacta-lo de forma mais representativa, influenciando a disponibilidade hídrica e as vazões superficiais. Em uma bacia hidrográfica, essas atividades impactam o seu ciclo hidrológico, modificando processos fundamentais para os balanços hídrico e energético da bacia. Nesse contexto, o presente trabalho buscou avaliar os impactos das modificações antrópicas no ciclo hidrológico da Bacia Hidrográfica do rio São Francisco (BHSF) entre 1985 e 2015. A área de estudo compreendeu toda a BHSF, para uma análise mais geral, e 10 sub-bacias que a compõem para análises mais específicas. Os dados utilizados abrangeram dados de Uso e Cobertura do Solo (UCS) e de precipitação, vazão e temperatura. A metodologia incorporou: i) a avaliação da dinâmica do UCS; ii) a análise de tendência com o método Mann-Kendall e declividade Sen; iii) a decomposição da variação total da vazão via hipótese de Budyko e via elasticidade climática da vazão e iv) a modelagem hidrológica com o modelo Soil Moisture Accounting Procedure (SMAP), utilizando o método DiffeRential Evolution Adaptive Metropolis (DREAM) para calibração do modelo sob incerteza paramétrica. Com isso, possível detectar uma clara modificação antrópica da BHSF, liderada pela expansão da agropecuária. A análise de tendência exibiu tendências positivas da evapotranspiração potencial ao longo de toda a bacia, tendências negativas para as vazões e, em geral, ausência de tendência para as séries de precipitação. A decomposição da variação total da vazão, em ambas as abordagens utilizadas, apontou para uma maior contribuição da componente antrópica na maioria das sub-bacias avaliadas. Os coeficientes de elasticidade climática da vazão apontaram para um aumento da sensibilidade às variações do clima no período considerado. A evolução da distribuição de frequência dos parâmetros do SMAP ao longo do período avaliado indicou alterações em diversos processos do ciclo hidrológico da bacia, tais como: diminuição da recarga dos aquíferos, diminuição do escoamento de base, aumento da geração de escoamento superficial e redução da infiltração. Os resultados permitiram identificar e quantificar os impactos das modificações antrópicas no ciclo hidrológico da BHSF.Silveira, Cleiton da SilvaLima, Carlos Eduardo Sousa2022-02-25T19:50:03Z2022-02-25T19:50:03Z2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLIMA, Carlos Eduardo Sousa. Evolução do uso e cobertura na Bacia do rio São Francisco e seus impactos nas variáveis hidrológicas. 2022. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Fortaleza, 2022.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64204porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-02-25T19:50:03Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/64204Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:54:01.004433Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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