Impactos de mudanças no uso e ocupação da terra no balanço hídrico da bacia hidrográfica do rio Sorocaba
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Data
Autores
Orientador
Guandique, Manuel Enrique Gamero 
Coorientador
Bressiani, Danielle de Almeida
Pós-graduação
Ciências Ambientais - ICTS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O crescimento urbano e as mudanças no uso e cobertura da terra proporcionam impactos significativos na quantidade e qualidade dos recursos hídricos, ocasionando oscilações no escoamento superficial e na infiltração da água no solo. Nesse contexto, esta pesquisa objetivou avaliar a resposta hidrológica da Bacia Hidrográfica do Rio Sorocaba (SP), com área de 5.261,86 km², localizada no centro-sudeste do Estado de São Paulo, pela da aplicação do modelo hidrológico SWAT+ e análise de diferentes cenários de uso e cobertura da terra. A metodologia desenvolvida empregou o modelo hidrológico Soil & Water Assessment Tool Plus (SWAT+), o qual integrou dados de relevo, pedologia, uso e ocupação da terra, bem como informações hidrometeorológicas da área de estudo. A simulação foi realizada para o período de 2006 a 2023, com três anos para o período de aquecimento (warm-up), dez anos para a calibração (2014 a 2023) e sete anos para a validação (2006 a 2013). Para avaliar os efeitos das mudanças no uso e cobertura da terra sobre os componentes do balanço hídrico, foram considerados três cenários: 1) cenário Base, referente ao uso atual da bacia; 2) cenário Otimista, pela incorporação de matas ciliares ao longo da rede de drenagem; 3) cenário Pessimista, pela conversão de áreas de cobertura vegetal em soja. Os resultados demonstram que a bacia do Rio Sorocaba apresenta 47,8% de sua área composta por atividades antrópicas. Na modelagem, a bacia foi discretizada em 28 sub-bacias, com áreas entre 7,82 e 499,14 km². As simulações indicaram a eficácia do uso do SWAT+ na modelagem de diferentes cenários de uso e cobertura da terra em bacias hidrográficas, com KGE de até 0,80 e NSE de até 0,77. A avaliação dos hidrogramas, em todas as estações fluviométricas, após a calibração e na validação, evidenciou períodos de subestimação e superestimação, corroborando os resultados do PBIAS. Ainda assim, o modelo mostrou-se capaz de captar a variabilidade dos eventos e responder adequadamente à precipitação. Para a estação E4-019, cuja área de contribuição inclui o reservatório de Itupararanga, apesar da inserção de parâmetros estruturais, tais informações não foram suficientes para simular com precisão o efeito regulador do reservatório sobre o regime de vazões naturalizadas. Quanto às alterações no uso e cobertura da terra e suas influências na vazão, evidencia-se que, no cenário Otimista, houve redução do escoamento superficial e aumento do escoamento subsuperficial e da percolação, em comparação aos demais cenários. Já no cenário Pessimista, o escoamento superficial apresentou aumento, indicando que a ampliação das áreas de uso antrópico favorece processos erosivos e reduz a capacidade de infiltração da água no solo. Para estudos futuros, sugere-se a inclusão de parâmetros relacionados à operação do reservatório de Itupararanga para melhor simulação das vazões, bem como a inserção de diferentes práticas de manejo e a avaliação da produção de sedimentos, de agroquímicos e da qualidade da água.
Resumo (inglês)
Urban growth and changes in land use and land cover have significant impacts on both the quantity and quality of water resources, causing fluctuations in surface runoff and soil water infiltration. In this context, this study aimed to evaluate the hydrological response of the Sorocaba River Basin (SP), covering an area of 5,261.86 km² in the central-southeastern region of the State of São Paulo, through the application of the SWAT+ hydrological model and the analysis of different land-use and land-cover scenarios. The methodology employed the Soil & Water Assessment Tool Plus (SWAT+) hydrological model, which integrated data on topography, soil, land use, and occupation, as well as hydrometeorological information for the study area. The simulation was conducted for the period 2006–2023, including three years for the warm-up period, ten years for calibration (2014–2023), and seven years for validation (2006–2013). To assess the effects of land use and land cover changes on the components of the water balance, three scenarios were considered: 1) Base scenario, representing the current land use in the basin; 2) Optimistic scenario, incorporating riparian forests along the drainage network; 3) Pessimistic scenario, through the conversion of vegetated areas into soybean cultivation. The results show that 47.8% of the Sorocaba River Basin is composed of anthropogenic activities. In the modeling, the basin was discretized into 28 sub-basins, with areas ranging from 7.82 to 499.14 km². The simulations demonstrated the effectiveness of using SWAT+ for modeling various land use and land cover scenarios in watersheds, with KGE values reaching up to 0.80 and NSE values reaching up to 0.77. The evaluation of hydrographs at all gauging stations, after calibration and validation, revealed periods of underestimation and overestimation, consistent with the PBIAS results. Nonetheless, the model was able to capture the variability of events and respond appropriately to precipitation. For station E4-019, whose contributing area includes the Itupararanga reservoir, the inclusion of structural parameters alone was insufficient to accurately simulate the reservoir’s regulating effect on naturalized flow regimes. Regarding land use and land cover changes and their influence on flow, the Optimistic scenario showed a reduction in surface runoff and an increase in subsurface flow and percolation compared to the other scenarios. In the Pessimistic scenario, surface runoff increased, indicating that the expansion of anthropogenic land use promotes erosive processes and reduces the soil’s water infiltration capacity. For future studies, it is recommended to include parameters related to the operation of the Itupararanga reservoir for better flow simulation, as well as the incorporation of different management practices and the assessment of sediment production, agrochemicals, and water quality.
Descrição
Palavras-chave
Bacias hidrográficas, Hidrologia - Modelos, Uso e ocupação da terra, Calibração, Estudos de validação, Vazão, Watersheds, Calibration, Validation studies
Idioma
Português
Citação
ARAUJO, Elisangela de. Impactos de mudanças no uso e ocupação da terra no balanço hídrico da bacia hidrográfica do Rio Sorocaba. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2026.
