Análise do desempenho de um modelo hidrológico a dados de entrada de uso do solo obtidos através de índice de vegetação para a Bacia Hidrográfica do Rio Pajeú

Abstract

A compreensão e aquisição de dados de uso do solo são fundamentais para a análise integrada e proposição de melhorias de ferramentas da gestão hídrica em uma bacia hidrográfica. Distinguir diferentes padrões de uso do solo e o quão esse fator é sensível em modelos hidrológicos é de extrema importância para compreender a dinâmica hídrica, garantir da segurança e acesso a água. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo analisar produtos de uso do solo no desempenho de simulações das vazões superficiais na área da bacia hidrográfica do rio Pajeú, no Estado de Pernambuco. Para obtenção dos mapas de uso do solo dos anos de 2002 e 2015 foi utilizada uma técnica de sensoriamento remoto, o índice de vegetação Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Já para modelagem hidrológica da bacia foi utilizado o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) para duas etapas: (i) simulação sem ajuste de parâmetros e (ii) simulação com parâmetros ajustados. Para a primeira etapa, foram realizadas duas simulações, uma para cada mapa de uso do solo e, em seguida foi analisado qual mapa obteve um melhor desempenho em simular vazão quando comparados ao conjunto de dados observados (in situ). Na segunda etapa foi realizado o procedimento de ajuste de parâmetros no SWAT-CUP, onde foi utilizado o mapa de uso do solo que obteve melhor desempenho anteriormente, e por fim os valores de vazão foram comparados ao conjunto de dados observados e aos valores de vazão obtidos pela simulação do SUPer. Os resultados indicaram que em relação as mudanças de uso do solo houve o aumento de área das classes de solo exposto (2,83%) e vegetação rasteira (12,96%) e uma diminuição nas áreas de vegetação arbustiva (12,43%) e arbórea (3,12%) quando comparados os mapas de 2002 e 2015. A análise do desempenho do modelo sem ajuste de parâmetros mostrou que a simulação com a entrada de uso do solo de 2002 forneceu resultados positivos para os cinco postos fluviométricos (NS, PBIAS e R2). Já para o mapa de uso do solo de 2015 o desempenho não foi satisfatório, obtendo valores negativos para os postos fluviométricos. A comparação entre a simulação do SUPer, simulação para o mapa de uso do solo de 2002 e os dados observados (in situ) mostrou que para os cinco postos fluviométricos os valores obtidos seguiram o mesmo comportamento gráfico, porém com parâmetros estatísticos variando para baixo. A etapa de ajustes de parâmetros demonstrou que modelo sem calibração obteve respostas positivas para vazão mesmo com a variação do dado de entrada de uso do solo. De maneira geral as mudanças decorrentes do uso do solo na bacia do rio Pajeú indicaram um aumento de áreas com vegetação menos densa, podendo ser uma indicação de degradação do bioma na bacia hidrográfica do rio Pajeú. Nesse contexto, pode-se dizer que, o uso de índices de vegetação como entrada para uso do solo no modelo SWAT demonstrou comportamento favorável quando comparados aos dados observados.