Modelagem hidrológica e climática para estimativa da disponibilidade hídrica em bacias hidrográficas do semiárido como subsídio para a gestão ambiental

Abstract

A distribuição da água é condicionada a partir da atuação de diferentes fatores ambientais, políticos e culturais, que atuam em escalas geográficas variadas. Ainda assim, o clima é considerado determinante para a disponibilidade espacial e temporal desse recurso. Diante do exposto, o objetivo da presente tese consistiu em determinar e analisar a disponibilidade hídrica em bacias hidrográficas de clima semiárido, frente a cenários de mudanças climáticas e demográficas, como subsídio para a gestão ambiental. Inicialmente, foi realizado um mapeamento espaço-temporal do uso e cobertura da terra, entre os anos de 1985 e 2018. Em seguida, empregou-se o modelo hidrológico SWAT para simulação da vazão das bacias hidrográficas dos rios Brígida e Pajeú. Por fim, foram projetados cenários de mudanças climáticas, crescimento populacional e disponibilidade hídrica. Os resultados obtidos para o uso e cobertura da terra das bacias hidrográficas estudadas revelaram que houve significativa perda das áreas de vegetação nativa e crescimento dos perímetros agrícolas. Na bacia hidrográfica do rio Brígida, por exemplo, a Savana Estépica Arborizada sofreu importante redução quando comparado ao ano de 2018, passando de 73,5% para 58,7%, enquanto as áreas voltadas para a Agricultura de Sequeiro cresceram 12%. Em relação a bacia hidrográfica do rio Pajeú, a taxa de desmatamento foi a mesma observada para a bacia do rio Brígida, porém, as áreas agrícolas cresceram 14,8%. Quanto à calibração do modelo hidrológico SWAT, para o trecho simulado no rio Pajeú, obteve-se valores e Nash-Sutcliffe acima de 0,80, enquanto que para as estações de validação o intervalo de variação foi de -0,05 e 0,71. A extrapolação dos parâmetros físicos da bacia do rio Pajeú para a do rio Brígida se mostrou um procedimento promissor. Quando considerados os mesmos parâmetros e intervalos de incertezas, o Nash-Sutcliffe variou entre 0,88 e 0,91. Como em outros estudos, a maior dificuldade para realizar novos testes recaiu sobre a ausência de dados de vazão observada e melhor qualidade daqueles relacionados à precipitação pluviométrica. Por outro lado, conclui- se que a calibração do modelo foi bem sucedida e esse pode ser utilizado para fins de planejamento e monitoramento ambiental. As projeções climáticas indicaram tímido aumento da temperatura em meses pontuais, e redução para a maior parte, o que reflete, de certa forma, o comportamento do baseline do modelo. Porém, em relação à precipitação pluviométrica, houve redução sistemática do volume de chuvas, principalmente para o período considerado úmido na região. Quanto à evolução demográfica, o método utilizado para estimativa mostrou-se consistente, com valores de R2 = 0,99 e Nash-Sutcliffe ≥ 0,9. As projeções revelam cenários de significativo crescimento populacional. Nas duas bacias hidrográficas analisadas, o contingente populacional quase que triplicará até o ano de 2060. Para a disponibilidade hídrica per capita, verificou-se nível de estresse hidrológico para todos os cenários analisados. O crescimento populacional e redução da precipitação tendem a agravar ainda mais o problema. Com isso, constatou-se que o estudo conseguiu confirmar a hipótese norteadora: as bacias hidrográficas do semiárido pernambucano possuem características físico-naturais comuns entre elas que permitem a calibração e validação de modelos hidrológicos de forma indireta, possibilitando o desenvolvimento de estudos sobre predições hidroclimáticas. Por fim, conclui-se que o presente estudo trouxe novas contribuições no campo metodológico e para a gestão dos recursos hídricos em regiões de clima semiárido. As respostas aqui alcançadas preencheram algumas das lacunas observadas no ensaio inicial, ainda dentro de um projeto de dissertação. Embora, outras análises possam e devam ser desenvolvidas, no sentido de testar novas hipóteses e procedimentos, com vistas a contribuir com a gestão ambiental.