Urban hydrological challenges: spatial interrelations between LULC and water resources.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: BRITO, Higor costa de.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/42327
Resumo: À medida que a urbanização acelera em todo o mundo, as cidades enfrentam desafios na gestão dos recursos hídricos em meio a mudanças nos padrões de uso e na cobertura da terra (LULC), pressões climáticas e desigualdades sociais. Enquanto algumas regiões enfrentam escassez de água, outras lutam contra inundações recorrentes, o que ressalta a urgência de abordar as vulnerabilidades relacionadas à água por meio do planejamento urbano integrado e da gestão de recursos. Nesse contexto, esta tese investiga os desafios hidrológicos urbanos decorrentes das inter-relações espaciais entre as mudanças no LULC e os recursos hídricos, especificamente por meio da análise de dois contextos urbanos contrastantes: Campina Grande (Brasil), caracterizada pela escassez de água, e Washington, D.C. (EUA), conhecida por inundações urbanas recorrentes. O objetivo é avaliar como as mudanças no LULC afetam a disponibilidade de água e aumentam as vulnerabilidades urbanas às inundações. Em Campina Grande, as questões de escassez de água são exploradas por meio da análise de sentimentos, destacando os impactos sociais e estruturais das secas. A análise espacial e os métodos de simulação estimam a demanda doméstica de água sob mudanças demográficas e pressões de urbanização. Uma análise de sensibilidade dos modelos LULC identifica os fatores que influenciam a dinâmica da urbanização e suas implicações para a disponibilidade e a qualidade dos recursos hídricos. Em Washington, D.C., a pesquisa avalia os perigos de inundação exacerbados pelas transformações do LULC, empregando técnicas de autocorrelação espacial para identificar grupos de vulnerabilidade e avaliar os sistemas de drenagem urbana sustentável. Essas práticas são analisadas ainda sob uma perspectiva de justiça ambiental, examinando as disparidades espaciais na distribuição da infraestrutura. A análise entre as cidades enfatiza uma premissa fundamental: independentemente dos níveis de desenvolvimento ou da disponibilidade de água, as áreas urbanas em todo o mundo enfrentam desafios para gerenciar o nexo LULC – água de forma sustentável, seja abordando a escassez (como no Brasil) ou as inundações (como nos EUA). A integração dos estudos de caso permite uma reflexão sobre como as transformações territoriais associadas à urbanização influenciam diferencialmente os recursos hídricos em contextos com realidades socioambientais diversas, oferecendo metodologias replicáveis e ferramentas de apoio para o planejamento urbano sustentável e o desenvolvimento de cidades mais resilientes diante das pressões climáticas e dos desafios da gestão integrada da água.
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Nesse contexto, esta tese investiga os desafios hidrológicos urbanos decorrentes das inter-relações espaciais entre as mudanças no LULC e os recursos hídricos, especificamente por meio da análise de dois contextos urbanos contrastantes: Campina Grande (Brasil), caracterizada pela escassez de água, e Washington, D.C. (EUA), conhecida por inundações urbanas recorrentes. O objetivo é avaliar como as mudanças no LULC afetam a disponibilidade de água e aumentam as vulnerabilidades urbanas às inundações. Em Campina Grande, as questões de escassez de água são exploradas por meio da análise de sentimentos, destacando os impactos sociais e estruturais das secas. A análise espacial e os métodos de simulação estimam a demanda doméstica de água sob mudanças demográficas e pressões de urbanização. Uma análise de sensibilidade dos modelos LULC identifica os fatores que influenciam a dinâmica da urbanização e suas implicações para a disponibilidade e a qualidade dos recursos hídricos. Em Washington, D.C., a pesquisa avalia os perigos de inundação exacerbados pelas transformações do LULC, empregando técnicas de autocorrelação espacial para identificar grupos de vulnerabilidade e avaliar os sistemas de drenagem urbana sustentável. Essas práticas são analisadas ainda sob uma perspectiva de justiça ambiental, examinando as disparidades espaciais na distribuição da infraestrutura. A análise entre as cidades enfatiza uma premissa fundamental: independentemente dos níveis de desenvolvimento ou da disponibilidade de água, as áreas urbanas em todo o mundo enfrentam desafios para gerenciar o nexo LULC – água de forma sustentável, seja abordando a escassez (como no Brasil) ou as inundações (como nos EUA). A integração dos estudos de caso permite uma reflexão sobre como as transformações territoriais associadas à urbanização influenciam diferencialmente os recursos hídricos em contextos com realidades socioambientais diversas, oferecendo metodologias replicáveis e ferramentas de apoio para o planejamento urbano sustentável e o desenvolvimento de cidades mais resilientes diante das pressões climáticas e dos desafios da gestão integrada da água.As urbanization accelerates globally, cities face increasing challenges in managing water resources amid changes in land use and land cover (LULC), climate pressures, and social inequalities. While some regions struggle with water scarcity, others contend with recurrent flooding, underscoring the urgency of addressing water-related vulnerabilities through integrated urban planning and resource management. In this context, this thesis investigates urban hydrological challenges arising from the spatial interrelations between LULC changes and water resources, specifically through the analysis of two contrasting urban contexts: Campina Grande (Brazil), characterized by water scarcity, and Washington, D.C. (USA), known for recurrent urban flooding. The objective is to assess how LULC changes affect water availability and increase urban flood vulnerabilities. In Campina Grande, water scarcity issues are explored through sentiment analysis, highlighting the social and structural impacts of droughts. Spatial analysis and simulation methods are used to estimate domestic water demand under demographic changes and urbanization pressures. A sensitivity analysis of LULC models identifies the factors influencing urbanization dynamics and their implications for water resource availability and quality. In Washington, D.C., the research evaluates flood hazards exacerbated by LULC transformations, employing spatial autocorrelation techniques to identify clusters of vulnerability and assess sustainable urban drainage systems. These practices are further analyzed from an environmental justice perspective, examining spatial disparities in infrastructure distribution. The cross-city analysis emphasizes a fundamental premise: regardless of development levels or water availability, urban areas worldwide face challenges in sustainably managing the LULC–water nexus, whether addressing scarcity (as in Brazil) or flooding (as in the USA). The integration of case studies enables reflection on how territorial transformations associated with urbanization differentially influence water resources in contexts with diverse socio-environmental realities, offering replicable methodologies and support tools for sustainable urban planning and the development of more resilient cities in the face of climate pressures and the challenges of integrated water management.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTALUFCGRUFINO, Iana Alexandra Alves.RUFINO, I. A. A.http://lattes.cnpq.br/7751984072554691HENDRICKS, Marccus D.SILVA, Samíria Maria Oliveira da.MACEDO, Marina Batalini de.NEVES, Marllus Gustavo Ferreira Passos das.BRITO, Higor costa de.2025-05-282025-07-01T12:49:08Z2025-07-012025-07-01T12:49:08Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/42327BRITO, Higor costa de. Urban hydrological challenges: spatial interrelations between lulc and water resources. 2025. 202 f. 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