Análise dos possíveis impactos decorrentes das mudanças climáticas na disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica do Rio Gravataí

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Data
2017-01
Orientador
Oliveira, Guilherme Garcia De
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Resumo
As mudanças climáticas tem sido o foco de discussões político-ambientais em todo o mundo. Em vista disto, diversos estudos têm sido realizados nas últimas décadas sobre o tema, principalmente, no que se refere à maneira como o homem pode potencializar este processo. Estas mudanças afetam diretamente o balanço hídrico do planeta, podendo provocar diversos impactos, como o calor excessivo no verão, tempestades tropicais muito mais intensas, entre outros. Em vista disso, este trabalho busca realizar uma análise da disponibilidade hídrica para o futuro, levando em consideração as mudanças climáticas, na Bacia Hidrográfica do Rio Gravataí, localizada no estado do Rio Grande do Sul, uma vez que esta já sofre com a escassez hídrica, no período de verão. Para tanto, foi utilizado o modelo hidrológico IPH-II para transformar a precipitação em vazão. O modelo foi calibrado utilizando o algoritmo SCE-UA. Nesse processo de modelagem foi necessária a obtenção de dados de precipitação, vazão e temperatura, esta última para ser transformada em evapotranspiração pelo método de Thornthwaite. Na segunda etapa, foram geradas séries sintéticas estocásticas futuras para precipitação e temperatura, fazendo o uso do modelo MAGICC/SCENGEN que usa critérios do Quarto Relatório Científico do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, para gerar cenários futuros. As séries estocásticas foram geradas com modelos estatísticos, markovianos, e por meio do modelo de Thomas-Fiering. Após isso, foram simuladas 25 séries de vazão para o período futuro, entre 2021 e 2050. O modelo calibrado apresentou um coeficiente Nash-Sutcliffe satisfatório, igual a 0,75. O processo de geração de séries sintéticas estocásticas se mostrou satisfatório apresentando um erro médio de apenas 0,2%. De modo geral, as séries geradas para o futuro apresentaram aumento nas precipitações e na taxa de evapotranspiração. Além disso, pode-se observar uma tendência de aumento na disponibilidade hídrica, por meio da análise da vazão média e de vazões mínimas como a Q7 (vazão mínima com duração de sete dias). Entretanto, também foi observado que, no período futuro (2021-2050), poderão ocorrer períodos críticos quanto às vazões no rio Gravataí, principalmente nos meses que antecedem o verão (outubro e novembro), período com maior demanda hídrica para o cultivo do arroz na bacia. Isso poderá resultar na escassez de água principalmente para atividades agrícolas e abastecimento nas cidades da Região Metropolitana de Porto Alegre.

Climate change has been the focus of political and environmental discussions worldwide. In view of this, various studies have been made in the last decades on this subject, especially regarding the way mankind can boost this process. These changes directly affect the water balance of the planet, which can cause various effects, such as excessive heat in summer, heavier tropical storms, among others. Considering that, this paper seeks to carry out an analysis of water availability for the future, taking into account climate change, in the Gravataí River Basin, in the state of Rio Grande do Sul, since it already suffers from water scarcity during summer time. Therefore, the hydrologic model IPH-II was used to convert precipitation into flow. The model was calibrated using the SCE-UA algorithm. In the modeling process it was needed to obtain precipitation, flow and temperature data, the latter to be converted into evapotranspiration by Thornthwaite method. In the second stage, were generated future synthetic stochastic series for precipitation and temperature, through the MAGICC/SCENGEN which uses criteria of the Fourth Scientific Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, to generate future scenarios. The stochastic series were generated with markovian, statistical models, and through the Thomas-Fiering model. After that, were simulated 25 flow series for the future period, between 2021 and 2050. The calibrated model presented a satisfactory Nash-Sutcliffe coefficient, equal to 0.75. The process of stochastic synthetic series generation proved itself to be satisfactory with an average error of only 0.2%. In general, the generated series for the future showed increases in rainfall and evapotranspiration ratio. Moreover, one can observe an increasing trend in water availability, through the average flow analysis and minimum flow rates such as the Q7 (minimum flow lasting seven days). However, it was also observed that in the future period (2021-2050), there may be critical periods as the flow in the Gravataí river, especially in the months before the summer (October and November), when there is greater water demand for rice cultivation in the basin. This may result in water scarcity mainly for agricultural activities and water supply in the cities of the metropolitan area of Porto Alegre.
Descrição
Palavras-chave
Modelagem hidrológica; Modelos estocásticos; Climatologia; Recursos hídricos
Citação
TURATTI, Felipe. Análise dos possíveis impactos decorrentes das mudanças climáticas na disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica do Rio Gravataí. 2016. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 29 jun. 2016. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/1274.