Crise hídrica no abastecimento de água em Campina Grande: análise de cenários futuros no volume de água do reservatório Epitácio Pessoa entre 2020 e 2030
Autor(a) principal: | |
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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/123456789/19026 |
Resumo: | The water supply in Campina Grande has been suffering since 2012 with severe occurrences due to rain reduction, delineating a complex scenario of water scarcity. Thus, the objective of this study was to analyze future impacts on the Epitácio Pessoa reservoir volume, based on rainfall variability, population growth and recent changes in the land use and cover. This objective was based on the hypothesis that the water availability of the reservoir will not meet the demand of the population supplied by the reservoir, even with the transposition of the waters of the São Francisco river. In order to reach the objective of the study, several techniques of Geographic Information Systems, Remote Sensing and hydrological modeling were used, besides historical time series such as: (a) rainfall, (d) soil types, (c) land use and cover, d) land slope, and (e) demographic data. Several methodological procedures were performed: (a) non-parametric Mann-Kendall and Sen tests, (b) Pettitt's test, (c) simulation of land use and cover scenarios using the LCM algorithm, (d) simulation of future rainfall scenarios for the period from 2020 to 2030, (e) calibration and validation of the SWAT model for the period 1963 to 1991, and (f) prediction of reservoir volume. The results indicated that there were no significant rainfall trends in the study area, however, they showed a significant decrease in rainfall between 1963 and 1991. The SWAT calibration and validation results were considered satisfactory based on R², Nash, and PBIAS. As for the rainfall time series, a period of 10 years (1981 to 1991) was selected, in which reductions were applied in the monthly volumes (-40%, -45% and -50%). Then, the results were assumed as rainfall scenarios for the period from 2020 to 2030, together with the land use and cover scenario for 2030, including the estimated outflow for the transposition of the São Francisco river. The results confirm the veracity of the hypothesis in this study since in the three rainfall scenarios adopted, the reservoir reaches its critical volume in the first two years of the analyzed period, returning to increase the reservoir volume until 2024 and subsequently returns to critical volume, reaching the critical volume 2030. |
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Crise hídrica no abastecimento de água em Campina Grande: análise de cenários futuros no volume de água do reservatório Epitácio Pessoa entre 2020 e 2030ModelagemSIGSensoriamento remotoCenários futurosVolume de águaModelingGISRemote sensingFuture scenariosWater volumeCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIASThe water supply in Campina Grande has been suffering since 2012 with severe occurrences due to rain reduction, delineating a complex scenario of water scarcity. Thus, the objective of this study was to analyze future impacts on the Epitácio Pessoa reservoir volume, based on rainfall variability, population growth and recent changes in the land use and cover. This objective was based on the hypothesis that the water availability of the reservoir will not meet the demand of the population supplied by the reservoir, even with the transposition of the waters of the São Francisco river. In order to reach the objective of the study, several techniques of Geographic Information Systems, Remote Sensing and hydrological modeling were used, besides historical time series such as: (a) rainfall, (d) soil types, (c) land use and cover, d) land slope, and (e) demographic data. Several methodological procedures were performed: (a) non-parametric Mann-Kendall and Sen tests, (b) Pettitt's test, (c) simulation of land use and cover scenarios using the LCM algorithm, (d) simulation of future rainfall scenarios for the period from 2020 to 2030, (e) calibration and validation of the SWAT model for the period 1963 to 1991, and (f) prediction of reservoir volume. The results indicated that there were no significant rainfall trends in the study area, however, they showed a significant decrease in rainfall between 1963 and 1991. The SWAT calibration and validation results were considered satisfactory based on R², Nash, and PBIAS. As for the rainfall time series, a period of 10 years (1981 to 1991) was selected, in which reductions were applied in the monthly volumes (-40%, -45% and -50%). Then, the results were assumed as rainfall scenarios for the period from 2020 to 2030, together with the land use and cover scenario for 2030, including the estimated outflow for the transposition of the São Francisco river. The results confirm the veracity of the hypothesis in this study since in the three rainfall scenarios adopted, the reservoir reaches its critical volume in the first two years of the analyzed period, returning to increase the reservoir volume until 2024 and subsequently returns to critical volume, reaching the critical volume 2030.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCampina Grande vem sofrendo com o abastecimento de água desde 2012, com severos problemas decorrentes de reduções da chuva, delineando um cenário complexo de escassez hídrica. Assim, o objetivo deste estudo foi analisar os impactos futuros no volume do reservatório Epitácio Pessoa, com base na variabilidade da precipitação, crescimento populacional e mudanças recentes no uso e ocupação do solo. Estando baseado na hipótese de que a disponibilidade hídrica do reservatório não atenderá a demanda da população de Campina Grande e demais cidades abastecidas pelo reservatório, mesmo com a transposição das águas do Rio São Francisco. Para alcançar o objetivo do estudo foram utilizadas técnicas estatísticas, de Sensoriamento Remoto e modelagem hidrológica, além de: (a) séries históricas de precipitação, (d) tipos de solo, (c) uso e cobertura do solo, (d) declividade, e (e) dados demográficos. Foram realizados diversos procedimentos metodológicos, a saber: (a) testes não paramétricos de Mann-Kendall e Sen, (b) teste de Pettitt, (c) simulação de cenários de uso do solo utilizando o algoritmo LCM, (d) simulação de cenários futuros de chuva para o período de 2020 a 2030, (e) calibração e validação do modelo SWAT para o período de 1963 a 1991, (f) predição do volume do reservatório. Os resultados dos testes de Mann-Kendall, Sen e Pettitt apontaram a não existência de tendências de precipitação significativas na área de estudo, porém, eles mostram uma significante diminuição da precipitação entre 1963 e 1991. Os resultados da calibração e validação do SWAT foram considerados satisfatórios pelos índices R², Nash e PBIAS. A partir da série de precipitação, foi selecionado um período de 10 anos (1981 a 1991), onde foram aplicadas reduções nos volumes precipitados (-40%, -45% e -50%). Em seguida, os resultados foram assumidos como cenários de precipitação para o período de 2020 a 2030, juntamente com o cenário de uso do solo para o ano de 2030, gerando as vazões estimadas para o período de 2020 a 2030, incluindo a vazão estimada para a transposição do Rio São Francisco. Os resultados comprovam a veracidade da hipótese levantada neste estudo, pois nos três cenários de precipitação adotados, o reservatório atinge seu volume morto já nos dois primeiros anos do período analisado, retornando a acumular volume até o ano de 2024 e posteriormente voltando a perder volume, atingindo o volume morto no ano de 2030.Universidade Federal da ParaíbaBrasilGeografiaPrograma de Pós-Graduação em GeografiaUFPBSilva, Richarde Marques dahttp://lattes.cnpq.br/1007409099917860Santos, Celso Augusto Guimarãeshttp://lattes.cnpq.br/4223859537570442Silva, Jorge Flávio Casé Braga da Costa2021-01-01T21:34:25Z2019-10-212021-01-01T21:34:25Z2019-03-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/19026porhttp://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:UFPB2021-08-20T19:57:29Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/19026Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2021-08-20T19:57:29Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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