Simulação hidrológica numa bacia hidrográfica representativa dos latossolos na região Alto Rio Grande

Abstract

A simulação do comportamento hidrológico de bacias hidrográficas consiste numa das principais ferramentas na gestão dos recursos hídricos, devido à possibilidade de predição de impactos hidrológicos decorrentes de alterações no uso do solo. Neste sentido objetivou-se com este trabalho, aplicar o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na simulação hidrológica da bacia hidrográfica do ribeirão Jaguara (BHRJ), localizada na região Alta Rio Grande (MG), a montante da Usina Hidrelétrica de Camargos/MG. A aplicação do modelo requer mapas georreferenciados de uso e tipos de solos, modelo digital de elevação (MDE), além de dados tabulares de clima, precipitação e vazão. Foi utilizada uma série histórica de 31 de setembro de 2006 a 31 de agosto de 2010, sendo que a mesma fora dividida em três períodos. O primeiro de 01 de setembro de 2006 a 31 de agosto de 2008, utilizado para a calibração do modelo e a validação do mesmo foi realizada de 01 de setembro de 2008 a 31 de agosto de 2009. O período de 01 de setembro de 2009 a 31 de agosto de 2010, foi gerada uma série sintética de vazão com base nos dados meteorológicos existentes na BHRJ. O modelo foi calibrado e validado para dados diários e mensais. Um dos coeficientes para verificar a desempenho do modelo, tanto na etapa de calibração quanto na de validação, foi o coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (CNS). Para os dados diários, o CNS foi de 0,660 e 0,872 respectivamente para calibração e validação, enquanto para os dados mensais, o CNS foi de 0,939 para a calibração e 0,853 para a validação. Os resultados demonstraram que o modelo teve comportamento adequado e bom, tanto para os dados diários e mensais, de acordo com Moriasi et al. (2000). Nas análises das curvas de permanência pode-se concluir que o modelo superestimou as vazões nas menores permanências e subestimou as vazões nas maiores permanências. O uso do modelo SWAT para a extensão de séries de vazão, baseado nos bons resultados obtidos tanto na calibração quanto na validação, permitiu o desenvolvimento de séries históricas sintéticas, demonstrando sua capacidade para usos vinculados à gestão dos recursos hídricos em bacias desprovidas de monitoramento.

The hydrologic simulation in watersheds consists is one of the most important water resources management tool, supporting the hydrologic impacts prediction due to changes in land use. This work aimed to calibrate and validate the SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) for hydrological simulation of the Jaguara Creek Watershed (JCW), located at Alto Rio Grande region (MG). For application of model, it is necessary geo-referenced maps of soils and land-use, digital elevation model (DEM) and climate and stream discharge data sets. It was used a historic data sets from September 31th, 2006 to August 31th, 2010, divided into three periods. The first period, from September 1st, 2006 to August 31th, 2008, was used to calibrate the model; the period from September 1st, 2008 to August 31th, 2009 was used to validate the model. From September 1st, 2009 to August 31th, 2010 period was used to simulate a discharge synthetic data set based on meteorological data of JCW. SWAT model was calibrated and validated using mensal and daily time steps approaches. Nash-Sutcliffe (CNS) performance coefficient was used to verify the model performance. SWAT model presented a CNS value of 0.660 and 0.872 for calibration and validation, respectively, based on daily time step. Considering a monthly time step, the model presented a CNS value of 0,939 and 0,853 to the calibration and validation respectively. The results showed that SWAT model had a good performance for both daily and monthly time step, according to specific literature about hydrological modeling. Yet, it was concluded that the permanent stream discharge curve simulated by the model overestimated the flows related to the smallest permanent and underestimated the flows related to the greatest permanent. Based on the good results for calibration and validation phases, the use of the SWAT model for generation of discharges series produced good estimates, characterizing it as a practical tool for water resources management in ungauged basins.