Impactos das mudanças climáticas e da expansão agrícola na disponibilidade hídrica e geração de energia elétrica na bacia hidrográfica do Alto Rio Grande

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Melo, Pâmela Aparecida
• Orientador(a): Alvarenga, Lívia Alves
• Banca de defesa: Alvarenga, Lívia Alves, Oliveira, Luiz Fernando Coutinho de, Martins, Minella Alves, Tomasella, Javier, Andrés Rodriguez, Daniel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Recursos Hídricos
• Departamento: Departamento de Recursos Hídricos
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Modelagem hidrológica; Modelos climáticos; Uso do Solo; Ocupação do Solo; Hidrelétricas; Hydrological modeling; Climate models; Land Use; Land occupation; Hydroelectric plants
• Área do conhecimento CNPq: Hidrologia
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58508

As mudanças no clima e no uso e ocupação do solo causam alterações importantes no regime hidrológico. As bacias hidrográficas de cabeceira em regiões de forte efeito orográfico são estratégicas para satisfazer a demanda hídrica do país. Visto isso, o objetivo central deste trabalho visa avaliar os impactos nos recursos hídricos na bacia hidrográfica do Alto Rio Grande de 1985 a 2015 e em cenários futuros. Assim, esse estudo pretende compreender como as alterações do clima e do uso e ocupação do solo podem afetar a segurança hídrica e energética da região. Inicialmente, separou-se os impactos relacionados com fatores climáticos e antropogênicos no deflúvio observado entre 1985 e 2015 pelo método de decomposição da curva de Budyko. A seguir, foi realizada análise de incertezas relacionada aos parâmetros do modelo hidrológico estimados na frente de Pareto por método de otimização multiobjetivo (SPEA2) na estimativa da vazão diária, além de analisar as incertezas na projeção de deflúvio de longo termo pelos seguintes métodos: curva de Budyko e modelagem hidrológica (MHD- INPE). Assim, a partir da calibração do MHD-INPE foram avaliados os impactos hidrológicos a partir de cenários futuros de mudanças climáticas (simulados por modelo climático regional, modelo Eta, associado a quatro modelos de circulação global) e cenário de mudança de uso e ocupação do solo (projetado considerando a expansão agrícola observada no período histórico pelo modelo Dinâmica EGO). Por fim, estimou-se a variação na geração de energia elétrica nas usinas hidrelétricas Camargos e Itutinga a partir da vazão diária simulada nos cenários futuros considerando a operação das hidrelétricas pela energia firme associada a 5% de risco no período histórico de cada modelo climático. Como resultados, na série histórica entre 1985 e 2015, a variação do índice de aridez e da ocupação com áreas agrícolas na bacia hidrográfica foram as variáveis que melhor representaram a variação do deflúvio de longo termo na bacia, em que o aumento de áreas agrícolas se relaciona com a variação do deflúvio em seis de nove bacias estudadas. Na análise de incertezas, considerando os parâmetros do modelo hidrológico (MHD- INPE) na frente de Pareto, foram verificadas diferenças nos extremos de vazão diária simulada e poucas variações foram verificadas na projeção futura do deflúvio de longo termo. O método de Budyko tende a projetar maior deflúvio quando comparado ao MHD-INPE em anos com maior precipitação, bem como menor deflúvio em anos com menor precipitação. Por fim, os cenários de mudanças do clima indicam redução no deflúvio anual médio e, principalmente, na magnitude das vazões mínimas com frequência de excedência maior que 95%. Consequentemente, estima-se redução na geração de energia elétrica e no armazenamento de água do reservatório de Camargos, com aumento das falhas no sistema. No cenário combinado de expansão de agricultura de sequeiro com as mudanças climáticas, os impactos foram verificados com menor magnitude, principalmente em condições de clima menos úmido devido a restrições na transpiração das culturas sob estresse hídrico. Portanto, os impactos estimados para expansão da agricultura de sequeiro são mais amenos em cenários de clima mais críticos.