Efeito de cenários climáticos e de uso e cobertura da terra futuros nos processos hidrossedimentológicos: o caso da bacia do Rio Taperoá – estado da Paraiba

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Leonardo Pereira e
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26195
Resumo: Anthropogenic actions on land cover and climate variability are the controlling factors of the environment, these factors are even more impacting in the semi-arid region of Brazil, which is characterized by high spatial-temporal variability of precipitation and high values of evapotranspiration. This study aimed to analyze the influence of pessimistic and optimistic future climate scenarios on hydrosedimentological processes for the Taperoá River basin in the period between 2046 and 2064. Initially, the study identified changes in land use and cover in the Taperoá River basin. in the years 1990, 1999 and 2002, and then estimated the land cover for the year 2060 using the LCM model through the RNMLP dynamic modeling algorithm. The pessimistic and optimistic future climate scenarios were estimated using atmospheric global circulation models CNRM-CM3 and MIROC3.2. The study also performed hydrosedimentological modeling to estimate the flow and production of future sediments using the SWAT model and future land cover based on RNMLP. The main changes in land use and land cover in 2002 when compared to 1990 was the decrease in the class of arboreal shrubby vegetation to shrubby vegetation, this behavior was observed mainly in the eastern portion of the basin. Dynamic modeling using the RNMLP showed satisfactory results for the Taperoá River basin with an accuracy of 89.69% and a Kappa index of 0.61. The scenario foreseen for 2060 showed an increase in the area occupied by the herbaceous shrub vegetation class (38%) and a decrease in the shrubby arboreal vegetation class (2.95%). The flow results obtained for calibration and validation show that the SWAT overestimated the average flow observed, however it presented satisfactory results of R² and Nash of 0.85 and 0.82 for the calibration and 0.90 and -0.02 for the validation, respectively. The results presented showed a great variability of sediment production estimated by climate models. The results showed that the CNRM-CM3 model in the pessimistic scenario estimated at 22.74 ton/ha/year, while the MIROC3.2 model in the pessimistic scenario, the sediment production was 5.36 ton/ha/year. Thus, it can be concluded that the choice of the chosen model, added to the uncertainties in land use and cover, greatly influence the results of flow and sediment production in the region.
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Initially, the study identified changes in land use and cover in the Taperoá River basin. in the years 1990, 1999 and 2002, and then estimated the land cover for the year 2060 using the LCM model through the RNMLP dynamic modeling algorithm. The pessimistic and optimistic future climate scenarios were estimated using atmospheric global circulation models CNRM-CM3 and MIROC3.2. The study also performed hydrosedimentological modeling to estimate the flow and production of future sediments using the SWAT model and future land cover based on RNMLP. The main changes in land use and land cover in 2002 when compared to 1990 was the decrease in the class of arboreal shrubby vegetation to shrubby vegetation, this behavior was observed mainly in the eastern portion of the basin. Dynamic modeling using the RNMLP showed satisfactory results for the Taperoá River basin with an accuracy of 89.69% and a Kappa index of 0.61. The scenario foreseen for 2060 showed an increase in the area occupied by the herbaceous shrub vegetation class (38%) and a decrease in the shrubby arboreal vegetation class (2.95%). The flow results obtained for calibration and validation show that the SWAT overestimated the average flow observed, however it presented satisfactory results of R² and Nash of 0.85 and 0.82 for the calibration and 0.90 and -0.02 for the validation, respectively. The results presented showed a great variability of sediment production estimated by climate models. The results showed that the CNRM-CM3 model in the pessimistic scenario estimated at 22.74 ton/ha/year, while the MIROC3.2 model in the pessimistic scenario, the sediment production was 5.36 ton/ha/year. Thus, it can be concluded that the choice of the chosen model, added to the uncertainties in land use and cover, greatly influence the results of flow and sediment production in the region.NenhumaAs ações antrópicas sobre a cobertura da terra e a variabilidade climática são os fatores controladores do meio ambiente, esses fatores são ainda mais impactantes na região semiárida do Brasil que se caracteriza pela alta variabilidade espaço-temporal da precipitação e valores elevados de evapotranspiração. Este trabalho teve como objetivo analisar a influência de cenários climáticos futuros pessimista e otimista nos processos hidrossedimentológicos para a bacia do Rio Taperoá no período entre 2046 e 2064. Inicialmente, o estudo identificou as mudanças ocorridas no uso e cobertura da terra na bacia do Rio Taperoá nos anos de 1990, 1999 e 2002, e em seguida estimou a cobertura da terra para o ano de 2060 usando o modelo LCM através do algoritmo de modelagem dinâmica RNMLP. Os cenários climáticos futuros pessimista e otimista foram estimados usando os modelos atmosféricos de circulação global CNRM-CM3 e MIROC3.2. O estudo também realizou uma modelagem hidrossedimentológica para estimar a vazão e a produção de sedimentos futuros usando o modelo SWAT e a cobertura da terra futura baseada em RNMLP. As principais alterações no uso e cobertura da terra de 2002 quando comparado com o ano de 1990 foi a diminuição da classe vegetação arbórea arbustiva para vegetação arbustiva, esse comportamento foi observado principalmente na porção leste da bacia. A modelagem dinâmica usando o RNMLP mostrou resultados satisfatórios para a bacia do Rio Taperoá com acurácia de 89,69% e índice Kappa de 0,61. O cenário previsto para 2060 apresentou um aumento da área ocupada pela classe vegetação arbustiva herbácea (38%) e diminuição da classe vegetação arbórea arbustiva (2,95%). Os resultados de vazão obtidos para calibração e validação mostram que o SWAT superestimou a vazão média observada, entretanto apresentou resultados satisfatório de R² e Nash de 0,85 e 0,82 para a calibração e 0,90 e -0,02 para a validação, respectivamente. Os resultados apresentados mostraram uma grande variabilidade da produção de sedimentos estimada pelos modelos climáticos. Os resultados apresentaram que o modelo CNRM-CM3 no cenário pessimista estimou em em 22,74 ton/ha/ano, enquanto o modelo MIROC3.2 no cenário pessimista, a produção de sedimentos foi de 5,36 ton/ha/ano. Assim, pode-se concluir que a escolha do modelo escolhido somado as incertezas no uso e cobertura da terra influenciam bastante nos resultados da vazão e produção de sedimentos na região.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Civil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBSantos, Celso Augusto Guimarãeshttp://lattes.cnpq.br/4223859537570442Silva, Richarde Marques dahttp://lattes.cnpq.br/1007409099917860Silva, Leonardo Pereira e2023-02-06T17:26:00Z2022-07-012023-02-06T17:26:00Z2019-09-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26195porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2023-05-22T15:59:54Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/26195Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2023-05-22T15:59:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
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