Avaliação dos impactos das mudanças climáticas e das mudanças no uso da terra na bacia do rio Piracicaba, utilizando modelagem hidrológica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Edna Lizeth Higuera Castro
• Orientador(a): Maria Mercedes Gamboa Medina
• Banca de defesa: Danielle de Almeida Bressiani, Dulce Buchala Bicca Rodrigues
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
• Programa de Pós-Graduação: Engenharia (Hidráulica e Saneamento)
• País: BR
• Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.18.2022.tde-05082022-170655

Alterações nos componentes do ciclo hidrológico, decorrentes das mudanças climáticas, afetam a produção agrícola, a disponibilidade hídrica, a intensificação e frequência de eventos extremos, comprometendo a segurança hídrica e alimentar. Os impactos das mudanças climáticas junto com mudanças no uso da terra têm sido estudados e a avaliação desses impactos seria um insumo importante para o planejamento dos recursos hídricos, ainda mais em bacias onde os diversos usos simultâneos do recurso incrementam a complexidade econômica, técnica e social do gerenciamento, como a bacia do rio Piracicaba, no sudeste do Brasil. O objetivo da pesquisa de mestrado consistiu em avaliar os efeitos, nas vazões e nas principais variáveis climáticas, decorrentes das mudanças climáticas e mudanças no uso da terra na bacia do rio Piracicaba. A metodologia foi desenvolvida em quatro etapas: i) reformulação, calibração e validação do modelo hidrológico da bacia do rio Piracicaba no SWAT e SWAT-CUP para o período 1979-2011; ii) Obtenção das vazões futuras nos reservatórios do Sistema Cantareira, mediante simulação hidrológica da bacia e simulação simplificada da operação dos reservatórios; iii) Obtenção e redução de escala das projeções de mudanças climáticas, provenientes do modelo climático global GFDL-ESM4 do CMIP6; iv) Definição e simulação da resposta hidrológica da bacia para os cenários de mudanças climáticas com e sem mudanças no uso da terra. Primeiramente, quatro projeções de mudanças climáticas foram definidas, para dois Caminhos Socioeconômicos Compartilhados do CMIP6, SSP2-4.5 e SSP5-8.5, avaliados a médio (2021-2050) e longo prazo (2051-2080). Em segundo lugar, cinco tipos de mudanças no uso da terra foram definidos, com e sem desmatamento e simulados em conjunto com cenários de mudanças climáticas, considerando 70% de mudança de área e simulados para as piores condições de cobertura do solo. Finalmente, vinte cenários de mudanças no uso da terra foram obtidos para todas as combinações de cenários de mudanças climáticas. Nos resultados, os cenários de mudanças climáticas CC2 (SSP2-4.5 para o período 2051-2080) e CC4 (SSP5-8.5 para o período 2051-2080) apresentaram maior variabilidade na precipitação e tiveram os maiores valores na temperatura máxima e mínima, ao longo do tempo. Para os cenários de mudanças climáticas, a vazão na bacia do rio Piracicaba teve diminuição entre 36% e 50% nos valores mínimos e aumento entre 16% e 72% nos valores máximos, em relação os valores históricos. As temperaturas máxima e mínima das projeções climáticas das emissões altas de gases de efeito estufa (SSP5-8.5) a médio e longo prazo, tiveram aumento temporal significativo (p<0.05). Conclui-se: i) O modelo hidrológico simula adequadamente as condições da bacia para o período histórico e infere-se que é robusto para fazer predições hidrológicas. ii) Impactos de mudanças climáticas são intensificados com mudanças no uso da terra, aumentando a probabilidade de ter vazões máximas superiores e vazões mínimas inferiores, com relação às vazões históricas, favorecendo a ocorrência de possíveis eventos extremos, e possíveis panoramas de escassez hídrica e inundações. iii) Estudos de avaliação de mudanças climáticas e de mudanças no uso da terra são necessários para facilitar o gerenciamento do recurso hídrico.