Avaliação das alterações de vazões na bacia hidrográfica do rio São Francisco entre 1985 e 2019 : análise de tendências e relações com variáveis climáticas e antrópicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Larissa Silva Melo
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/50803
https://orcid.org/0000-0002-9107-1423
Resumo: Os efeitos das intervenções antrópicas e das mudanças climáticas na hidrologia das bacias hidrográficas têm sido, ao longo dos anos, amplamente discutidos. Estudos de vazões são de grande importância para o conhecimento da disponibilidade hídrica de uma região. De fato, compreender o efeito combinado das variáveis climáticas, do uso da água e cobertura do solo é essencial para o desenvolvimento de planos sustentáveis de recursos hídricos. Com base nesse enfoque, se propõe, com o presente trabalho, estudar o comportamento espaço-temporal das vazões médias anuais na bacia do rio São Francisco (BHSF), a fim de identificar possíveis tendências nas séries e associar esse comportamento às variáveis climáticas e antrópicas. A bacia em questão foi escolhida pelo fato de possuir grande variabilidade da precipitação e diversidade de cobertura e uso do solo, com regiões de intensa atividade agrícola e/ou densamente florestadas. Primeiramente, foi avaliado o comportamento da vazão média anual em três regiões fisiográficas da bacia do rio São Francisco. Posteriormente, foram analisados os comportamentos das variáveis climáticas (precipitação, temperatura, evapotranspiração média anual) e antrópicas (usos da água, agricultura e vegetação natural) em três trechos da bacia. Para analisar o comportamento dessas variáveis foram utilizados três testes estatísticos (Mann-Kendall, Pettitt, Levene). Além dos testes de hipóteses, também foi utilizada análise espectral wavelet nas variáveis climáticas. Por fim, para a quantificação e compreensão do efeito combinado das variáveis climáticas e antrópicas na variabilidade das vazões foi utilizada a equação Budyko do tipo Fu, juntamente com o método de decomposição. Os resultados da análise das vazões apontaram indícios de redução em todos os trechos analisados, porém nos dados de precipitação média anual não foi possível constatar um padrão de mudanças. Nos dados de temperatura e evapotranspiração foi observada uma mudança de comportamento com aumento em todas as regiões. Quanto às atividades antrópicas foi possível identificar uma redução da vegetação natural, aumento nas áreas de agricultura e aumento do consumo de água em todos os trechos da bacia. Portanto, percebe-se que a precipitação analisada não parece ter influência importante nas alterações dessa vazão, e as possíveis mudanças encontradas nas vazões podem estar relacionadas à temperatura, evapotranspiração, agricultura, vegetação natural e consumo da água. Os resultados obtidos a partir da aplicação do método de decomposição mostram que a mudança climática é o fator determinante para a redução da vazão no Alto São Francisco, já no Médio e Baixo São Francisco, as atividades antrópicas se destacam.
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Com base nesse enfoque, se propõe, com o presente trabalho, estudar o comportamento espaço-temporal das vazões médias anuais na bacia do rio São Francisco (BHSF), a fim de identificar possíveis tendências nas séries e associar esse comportamento às variáveis climáticas e antrópicas. A bacia em questão foi escolhida pelo fato de possuir grande variabilidade da precipitação e diversidade de cobertura e uso do solo, com regiões de intensa atividade agrícola e/ou densamente florestadas. Primeiramente, foi avaliado o comportamento da vazão média anual em três regiões fisiográficas da bacia do rio São Francisco. Posteriormente, foram analisados os comportamentos das variáveis climáticas (precipitação, temperatura, evapotranspiração média anual) e antrópicas (usos da água, agricultura e vegetação natural) em três trechos da bacia. Para analisar o comportamento dessas variáveis foram utilizados três testes estatísticos (Mann-Kendall, Pettitt, Levene). Além dos testes de hipóteses, também foi utilizada análise espectral wavelet nas variáveis climáticas. Por fim, para a quantificação e compreensão do efeito combinado das variáveis climáticas e antrópicas na variabilidade das vazões foi utilizada a equação Budyko do tipo Fu, juntamente com o método de decomposição. Os resultados da análise das vazões apontaram indícios de redução em todos os trechos analisados, porém nos dados de precipitação média anual não foi possível constatar um padrão de mudanças. Nos dados de temperatura e evapotranspiração foi observada uma mudança de comportamento com aumento em todas as regiões. Quanto às atividades antrópicas foi possível identificar uma redução da vegetação natural, aumento nas áreas de agricultura e aumento do consumo de água em todos os trechos da bacia. Portanto, percebe-se que a precipitação analisada não parece ter influência importante nas alterações dessa vazão, e as possíveis mudanças encontradas nas vazões podem estar relacionadas à temperatura, evapotranspiração, agricultura, vegetação natural e consumo da água. Os resultados obtidos a partir da aplicação do método de decomposição mostram que a mudança climática é o fator determinante para a redução da vazão no Alto São Francisco, já no Médio e Baixo São Francisco, as atividades antrópicas se destacam.The effects of human interventions and climate change on the hydrology of watersheds have been widely discussed over the years. Flow studies are of great importance for the knowledge of water availability in a region. Indeed, understanding the combined effect of climate variables, water use and land cover is essential for the development of sustainable water resource plans. Based on this approach, the present work proposes to study the spatio-temporal behavior of the average annual flows in the São Francisco River basin (BHSF), in order to identify possible trends in the series and associate this behavior with climatic and anthropic variables. The basin in question was chosen because of the great variability of precipitation and diversity of land cover and use, with regions of intense agricultural activity and/or densely forested. First, the behavior of the average annual flow in three physiographic regions of the São Francisco River basin was evaluated. Subsequently, the behavior of climatic variables (rainfall, temperature, annual average evapotranspiration) and anthropic variables (water use, agriculture and natural vegetation) in three parts of the basin were analyzed. To analyze the behavior of these variables, three statistical tests were used (Mann-Kendall, Pettitt, Levene). In addition to hypothesis testing, wavelet spectral analysis was also used for climatic variables. Finally, to quantify and understand the combined effect of climatic and anthropic variables on the variability of flows, the Fu-type Budyko equation was used, together with the decomposition method. The results of the flow analysis showed signs of reduction in all the analyzed sections, however in the data of average annual precipitation it was not possible to verify a pattern of changes. In the temperature and evapotranspiration data, a change in behavior was observed with an increase in all regions. As for human activities, it was possible to identify a reduction in natural vegetation, an increase in agricultural areas and an increase in water consumption in all parts of the basin. Therefore, it can be seen that the analyzed precipitation does not seem to have an important influence on the changes in this flow, and the possible changes found in the flows may be related to temperature, evapotranspiration, agriculture, natural vegetation and water consumption. The results obtained from the application of the decomposition method show that climate change is the determining factor for the reduction of flow in the Upper São Francisco, in the Middle and Lower São Francisco human activities stand out.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos HídricosUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALEngenharia sanitáriaRecursos hídricos - DesenvolvimentoGestão de recursos hídricosMudanças climáticasAtividade antrópicaModelo bayesiano hierárquicoBudykoGestão de recursos hídricosMudanças climáticasAtividades antrópicasAvaliação das alterações de vazões na bacia hidrográfica do rio São Francisco entre 1985 e 2019 : análise de tendências e relações com variáveis climáticas e antrópicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALLarissa Silva Melo.pdfLarissa Silva Melo.pdfapplication/pdf11779598https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50803/1/Larissa%20Silva%20Melo.pdf3baa7388f1e2596df178a55202ec3d7cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50803/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/508032023-03-10 14:09:24.281oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-03-10T17:09:24Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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