Aplicação do modelo SWAT na simulação hidrológica da bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas-PA.

A bacia amazônica representa a maior extensão de florestas tropicais da Terra, exercendo significativa influência no clima local e global devido aos fluxos de energia e água na atmosfera. Exerce um papel importante no sequestro de carbono, bem como na emissão de água para a atmosfera que é fundamental na manutenção da própria floresta. Vários modelos hidrológicos têm sido aplicados para os biomas do Brasil, desde bases conceituais até a inserção dos SIG’s desenvolvendo os modelos distribuídos de base física. Dentre estes, o Soil and Water Assessment Tool – SWAT é um modelo hidrológico para grandes bacias e foi desenvolvido para simular processos que ocorrem em uma bacia hidrográfica. O objetivo desse trabalho foi utilizar o modelo SWAT para simular a vazão fluvial, alguns processos hidrológicos e risco de erosão da bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas, sudeste do Estado do Pará, bem como sua calibração e validação do modelo para a bacia de estudo. Para isto foram necessários dados de uso e ocupação do solo, tipos de solo, declividade. Bem como dados climáticos e fluviométricos de precipitação, temperatura, vento, umidade relativa, radiação solar e vazão fluvial. Os resultados demostraram que para a análise do risco de erosão para a bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas foi constatado que ás áreas de maior risco para erosão, foram ás regiões de maior altitude com solos de fácil degradação e com uma dinâmica de uso de solo elevada, sendo estas na jusante da bacia e na porção sul do município de Marabá. Na validação da vazão obtida através do modelo SWAT, foi observado que todos os índices estatísticos aplicados mostraram que a vazão simulada tive um bom desempenho, em relação a vazão observada na estação fluviométrica da ANA. Foi validado ainda a evapotranspiração potencial simulada pelo SWAT, a partir de outros dois métodos, Linacre e Turc e observou-se que todos os índices estatísticos aplicados a evapotranspiração simulada com SWAT tive um bom desempenho em relação aos outros dois métodos de estimar evapotranspiração. Já na comparação dos métodos de Linacre teve um menor desempenho, em relação ao método de Turc, haja visto que na estimativa feita por Turc é levado em consideração radiação solar, o que torna o método mais robusto em relação a Linacre. Logo o modelo SWAT teve um bom desempenho em simular a vazão, evapotranspiração e outros processos hidrológicos para a bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas e pode ser uma fundamental ferramenta no monitoramento hidrológico dessa bacia, além de auxiliar os tomadores de decisões em uma boa gestão dos seus recursos.The Amazon basin represents the largest expanse of tropical rainforests on Earth, exerting significant influence on the local and global climate due to the energy and water fluxes in the atmosphere. It plays an important role in carbon sequestration as well as in the emission of water into the atmosphere that is essential in maintaining the forest itself. Several hydrological models have been applied to the biomes of Brazil, from conceptual bases to the insertion of the GIS, developing the distributed models of physical base. Among these, the Soil and Water Assessment Tool - SWAT is a hydrological model for large basins and was developed to simulate processes that occur in a watershed. The objective of this work was to use the SWAT model to simulate river flow, some hydrological processes and risk of erosion of the Itacaiúnas river basin, southeast of the State of Pará, as well as its calibration and validation of the model for the study basin. For this, data on land use and occupation, soil types and slope were required. As well as climatic and fluviometric data of precipitation, temperature, wind, relative humidity, solar radiation and river flow. The results showed that for the analysis of the erosion risk for the Itacaiúnas river basin, it was found that the areas with the highest risk for erosion were the highest altitude areas with easily degraded soils and a high soil use dynamics, being these downstream of the basin and in the southern portion of the municipality of Marabá. In the validation of the flow obtained through the SWAT model, it was observed that all the applied statistical indices showed that the simulated flow had a good performance, in relation to the flow observed in the fluviometric station of the ANA. It was also validated the potential evapotranspiration simulated by SWAT, from two other methods, Linacre and Turc, and it was observed that all the statistical indices applied to simulated evapotranspiration with SWAT performed well in relation to the other two methods of estimating evapotranspiration. In the comparison of the methods of Linacre had a lower performance, in relation to the method of Turc, since in the estimation made by Turc is taken into consideration solar radiation, which makes the method more robust in relation to Linacre. The SWAT model performed well in simulating flow, evapotranspiration and other hydrological processes for the Itacaiúnas river basin and can be a fundamental tool in the hydrological monitoring of this basin, besides helping decision-makers in a good way. management of its resources.CNP

Variabilidade Climática e Precipitação, Cidade de Blumenau-SC

As variabilidades climáticas nos últimos anos podem afetar cidades historicamente atingidas por desastres naturais de origem hidroclimática. O objetivo deste trabalho é analisar a variabilidade espaço-temporal da precipitação pluviométrica sob condicionantes climáticas no município de Blumenau no período de 1986 a 2015. Utilizou-se índices climáticos (National Oceanic and Atmospheric Administration); dados de precipitação (Agência Nacional de Águas); dados estimados pluviométricos do GPCC (Global Precipitation Climatology Center) para a espacialização. Calculou-se o Índice de Anomalia de Chuva, o coeficiente de correlação e determinação de Pearson. Há uma tendência de anomalias positivas do Atlântico tropical e da Antártica, sendo o oposto para o Pacífico tropical. Observa-se um aumento pluvial nos últimos 10 anos, com 2002 (1.243,3 mm) a mínima e 2008 (2.685,5 mm) a máxima pluvial. O trimestre mais chuvoso é Jan-Fev-Mar (255,4 mm-194,2 mm-159,7 mm) e o menos chuvoso Jun-Jul-Ago (112,8 mm-114,2 mm-97,5 mm). O mês de maior abastecimento hídrico foi Jan (1,63 mm) e o de maior escassez foi Ago (-0,81 mm). A estação chuvosa é (Out – Mar) e a estiagem é (Abri-Set). A climatologia indica que os menores volumes pluviais estão ao sul e as maiores concentrações de chuvas ao norte do município. A precipitação está mais relacionada com as oscilações do Pacífico tropical com r = 0,89 e r² = 0,79 (79 %). A cidade deve estar em alerta na questão da retirada da floresta, pois a área ao norte pode estar sujeita a desastres naturais de excesso e ao sul de carência hídrica

Avaliação da seca de 2005 na Amazônia: uma análise da calha do rio Solimões

A Bacia Amazônica, com uma área estimada de 6.110.000 km², sofre influência de diversos sistemas atmosféricos. Estes podem ser agrupados em 3 tipos: convecção diurna resultante do aquecimento da superfície e condições de larga-escala favoráveis; linhas de instabilidade originadas na costa N-NE do litoral do Atlântico; e aglomerados convectivos de meso e larga escala, associados com a penetração de sistemas frontais na região S/SE do Brasil e interagindo com a região Amazônica. A consequência direta destes pode ser observada nas variações de nível d´água verificadas nas bacias hidrográficas componentes. A presente proposta teve por objetivo realizar uma análise espacial da precipitação durante o período chuvoso e menos chuvoso, do ano de 2005, na calha do rio Solimões, marcado por uma das maiores secas na Amazônia, associando aos sistemas atmosféricos atuantes nessa região e causadores desta estiagem severa. Os resultados obtidos ilustram que o médio-baixo curso do rio Solimões, foi o mais afetado no período pela redução da precipitação, com valores próximos a 104 mm período de (julho-dezembro); esta precipitação pode ser vinculada aos fenômenos do ENOS fase positiva e do dipolo do Atlântico positivo, que são fortes moduladores da precipitação na Amazôni

Net Radiation in the Semiarid Region of the States of Paraíba and Rio Grande do Norte Using the MODIS Sensor

This study aimed to estimate the surface net radiation (Rn) for the States of Paraíba and Rio Grande do Norte and validate the results with data measured in validate the results with measurements in experimental recovering (CRec), degraded (CDeg), and preserved (CPres) areas of Caatinga. Seventeen images of the MODIS sensor on board the Terra satellite were selected for CRec and CDeg in the State of Paraíba and twenty-eight images for CPres in the state of Rio Grande do Norte, corresponding to the period of January to December 2014. The MODIS-Terra MOD09A1 and MOD11A2 products were used. Parametric (Shapiro-Wilk) and non-parametric (Kolmogorov-Smirnov and Wilcoxon-Mann-Whitney) tests were applied to understand the patterns. Statistical error indices were applied to verify the accuracy of the estimates in relation to the observed values. Only the measured albedo (α_meas) met the assumption of normality. According to mean absolute percentage error statistics, the model used to estimate the albedo was classified as inappropriate for CPres and CRec ( 25%), while it was satisfactory for CDeg (15-25%). Significant differences between observed and estimated values were absent only for the variable Rn in the three observation sites. The good performance of Rn estimates confirms the efficiency of the application of the method in semiarid regions

IMPACTOS DAS MUDANÇAS DE USO DA TERRA E DOS EVENTOS CLIMÁTICOS EXTREMOS EM SISTEMAS HIDROLÓGICOS DA AMAZÔNIA ORIENTAL - BACIA DO RIO CAPIM (PA-MA)

A bacia do rio Capim (NE do estado Pará) compõe a região de maior produção econômica do estado; sua relevância justificou a necessidade do estudo de seu comportamento hidrológico considerando a variabilidade climática (eventos de La Niña e El Niño) e a influência das formas de uso e cobertura da terra (LULC – land use and land cover). Foram adotados os dados oriundos do GPCC (Global Precipitation Climatology Centre) e de precipitação pluviométrica, distribuição das vazões e cotas da ANA (Agência Nacional das Águas). Os dados de LULC foram obtidos do projeto TerraClass 2014 (INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Para análise de eventos extremos foi adotado o seguinte critério: La Niña (2011), El Niño (2015) e a série histórica como. Os resultados obtidos indicaram: maior sensibilidade aos efeitos de La Niña; as sub-bacias mais afetadas localizam-se nas cabeceiras (Alto Capim, Ararandeua, Cauaxi e Surubijú); Agosto, Setembro e Outubro - trimestre menos chuvoso; Fevereiro, Março e Abril - trimestre mais chuvoso; máximo e mínimo de precipitação (média mensal) – 448,7 mm e 7,1 mm; vazões máximas e mínimas (média mensal) – acima de 850 m³/s e abaixo de 300 m³/s; a distribuição pluviométrica varia de sudeste (menores índices - maior alteração na paisagem associada as formas de LULC) para o noroeste (maiores índices); o melhor estado de conservação está no Alto Capim e no Médio-baixo curso do rio Surubijú. Logo, as sub-bacias de cabeceira apresentaram uma maior vulnerabilidade (cerca de 9000 km² de área alterada - 24% do total da área da bacia), com uma correlação positiva com a variabilidade da precipitação pluviométrica e do regime de vazões

IMPACTOS DAS MUDANÇAS DE USO DA TERRA E DOS EVENTOS CLIMÁTICOS EXTREMOS EM SISTEMAS HIDROLÓGICOS DA AMAZÔNIA ORIENTAL - BACIA DO RIO CAPIM (PA-MA)

A bacia do rio Capim (NE do estado Pará) compõe a região de maior produção econômica do estado; sua relevância justificou a necessidade do estudo de seu comportamento hidrológico considerando a variabilidade climática (eventos de La Niña e El Niño) e a influência das formas de uso e cobertura da terra (LULC – land use and land cover). Foram adotados os dados oriundos do GPCC (Global Precipitation Climatology Centre) e de precipitação pluviométrica, distribuição das vazões e cotas da ANA (Agência Nacional das Águas). Os dados de LULC foram obtidos do projeto TerraClass 2014 (INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). Para análise de eventos extremos foi adotado o seguinte critério: La Niña (2011), El Niño (2015) e a série histórica como. Os resultados obtidos indicaram: maior sensibilidade aos efeitos de La Niña; as sub-bacias mais afetadas localizam-se nas cabeceiras (Alto Capim, Ararandeua, Cauaxi e Surubijú); Agosto, Setembro e Outubro - trimestre menos chuvoso; Fevereiro, Março e Abril - trimestre mais chuvoso; máximo e mínimo de precipitação (média mensal) – 448,7 mm e 7,1 mm; vazões máximas e mínimas (média mensal) – acima de 850 m³/s e abaixo de 300 m³/s; a distribuição pluviométrica varia de sudeste (menores índices - maior alteração na paisagem associada as formas de LULC) para o noroeste (maiores índices); o melhor estado de conservação está no Alto Capim e no Médio-baixo curso do rio Surubijú. Logo, as sub-bacias de cabeceira apresentaram uma maior vulnerabilidade (cerca de 9000 km² de área alterada - 24% do total da área da bacia), com uma correlação positiva com a variabilidade da precipitação pluviométrica e do regime de vazões

AVALIAÇÃO DA SECA DE 2005 E 2010 NA AMAZÔNIA: ANÁLISE DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO SOLIMÕES

A bacia hidrográfica do rio Solimões tem sua recarga hídrica modulada por diversos sistemas atmosféricos, onde a porção norte sofre maior influência da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) e a porção sul tem influência da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), bem como aglomerados convectivos e sistemas frontais atuantes nessa região. Contudo eventos de El Niño e Dipolo do Atlântico podem modular o regime pluvial causando estiagens severas. O objetivo deste estudo foi analisar o comportamento pluviométrico na bacia hidrográfica do rio Solimões nos anos de 2005 e 2010, marcados como as maiores secas do século na Amazônia. Os resultados obtidos mostraram que a pluviometria na bacia do rio Solimões foi drasticamente reduzida na região sudoeste em 2005. Já em 2010 toda a porção oeste e sul da bacia foram afetadas durante a seca. Este comportamento está vinculado ocorrência dos fenômenos ENOS fase positiva e do dipolo do Atlântico positivo, que são fortes moduladores da precipitação na Amazônia. Logo, observa-se que o rio Solimões tem sofrido com os fenômenos climáticos que atuam na Região Amazônica, com consequente repercussão nas cidades que se localizam as suas margens

Suscetibilidade à erosão hídrica do solo: bacia hidrográfica do rio Capim (MA-PA)

The objective of this study was to analyze the sustainability to water erosion in the Capim river/PA-MA. Acquired precipitation (GPCC), slope (TOPODATA project), land use and land cover data (MapBiomas) and pedology (Brazilian Soil Classification System) were obtained. Based on these variables, in a Geographic Information System environment, the product representing the sustainability to soil water erosion was generated. A sustainability gradient for soil water erosion was observed in the SE-NW direction, where it was higher near the mouth of the Capim River. The other variables were: clinical component presenting predominance of stability and high sustainability in the south of the basin; land use influences the entire axis of the basin, indicating instability in the medium-low Capim and in the extreme southeast. It was observed that the sustainability to erosion in the Capim watershed is motivated by intensified land use near the mouth. The zoning carried out in the basin is a warning sign for the municipalities of São Domingos do Capim, Rondon do Pará and Goianésia do Pará.O objetivo deste trabalho foi analisar a suscetibilidade à erosão hídrica na bacia hidrográfica do rio Capim/PA-MA. Foram obtidos dados de precipitação (GPCC), declividade (projeto TOPODATA), dados de uso e cobertura da terra (Projeto MapBiomas) e pedologia (Sistema Brasileiro de Classificação de Solos). Baseando-se nestas variáveis, gerou-se em um ambiente de Sistema de Informações Geográfica o produto representativo de suscetibilidade à erosão hídrica do solo. Observou-se um gradiente de suscetibilidade à erosão hídrica do solo no sentido SE-NO, onde foi maior nas proximidades da foz do rio Capim. As demais variáveis tiveram como destaque: componente clinográfica, apresentando predominância de estabilidade e alta suscetibilidade ao sul da bacia; o uso da terra influencia todo o eixo da bacia, indicando instabilidade no médio-baixo Capim e no extremo sudeste. Foi observado que a suscetibilidade à erosão na bacia hidrográfica do Capim é motivada pela intensificação do uso da terra próximo à foz. O zoneamento realizado na bacia representa um sinal de alerta para os municípios de São Domingos do Capim, Rondon do Pará e Goianésia do Pará

FOUR DECADES OF HYDROLOGICAL PROCESS SIMULATION OF THE ITACAIÚNAS RIVER WATERSHED, SOUTHEAST AMAZON

The impacts of anthropogenic degradation are becoming increasingly more evident in the Amazon and are jeopardizing its environmental systems and water resources, particularly in low monitored watersheds. Thus, the use of hydrological models is necessary to gain an understanding of these impacts on Amazonian river systems. The aim of this study was to analyze the simulation of some hydrological processes in the Itacaiúnas River watershed and its relation with human-induced impacts in the Southeast region of the Pará state using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. SWAT modeling requires several databases, such as relief, land use and land occupation, soil type, and climatic and hydrological variables. These data are input parameters for the SWAT model. The results showed that the hydrological variables in the Amazon tend to follow the seasonal precipitation cycle, with the highest values occurring between January and June and lowest between July and November. It was evident that base and lateral flows are responsible for maintaining perennial river flow during the dry season. Regarding anthropogenic actions in the watershed, precipitation, evapotranspiration, and sediment transportation are clearly affected by environmental degradation, as well as by the replacement of forest by grassland and mining activities. The results may assist in public policy including mitigation and adaptation of environmental systems in the region. In addition, they can improve the management of natural resources in the Itacaiúnas River watershed