Modelagem hidrológica sob a perspectiva de recuperação da mata ciliar na mitigação de eventos de inundação

A intensificação de eventos hidrológicos extremos evidencia a necessidade de compreender como mudanças no uso e cobertura do solo (LULC) e a variabilidade climática afetam a dinâmica hidrológica de bacias regularizadas. Este estudo aplicou o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) à sub-bacia do Rio Sorocaba (SP, Brasil) para avaliar os efeitos das transformações temporais de LULC e da restauração da vegetação ciliar sobre a vazão e o escoamento superficial no período de 1992 a 2022. Foram integrados dados tabulares e geoespaciais para simulação de vazões e escoamento sob cenários históricos de uso do solo, bem como cenários de recuperação parcial e integral de Áreas de Preservação Permanente (APPs) ao longo do canal principal, priorizando áreas mais suscetíveis a inundações. As análises espaço-temporais indicaram regeneração florestal de aproximadamente 5% e expansão urbana de 65% no período. Embora tenha sido observada redução na intensidade das chuvas (≈7% por década) e diminuição da vazão média observada (≈28% por década), o balanço hídrico revelou mudanças estruturais na partição dos fluxos. O escoamento superficial aumentou 51,03%, enquanto a percolação e a recarga profunda reduziram cerca de 11%, e a evapotranspiração apresentou variação discreta (−1,61%) nos cenários LULC, caracterizando transição para um regime mais dominado por processos superficiais e maior geração de escoamento direto. Ainda assim, o escoamento de base permaneceu representativo, correspondendo a aproximadamente 66% da vazão total. Em termos globais, as simulações indicaram incremento de 2,7% no escoamento total anual e de 2,0% nas vazões médias anuais ao longo da série histórica gerados pelo SWAT. Os cenários de LULC apresentaram variações de vazão inferiores a 1%, evidenciando o forte controle exercido pela regulação do reservatório, enquanto a restauração das APPs promoveu aumento da percolação, do fluxo subterrâneo e do escoamento de base, à medida que a cobertura vegetal foi ampliada. A calibração da vazão mensal apresentou desempenho classificado como bom a muito bom (NSE > 0,60; KGE = 0,76), considerado adequado para vazões reguladas. Conclui-se que, em sistemas hidrologicamente regulados, a restauração da mata ciliar atua como medida complementar na regulação do ciclo hidrológico e pode contribuir para reduzir a suscetibilidade a cheias em áreas de baixo e médio risco, embora a mitigação estrutural dependa fortemente da gestão operacional do reservatório. Os resultados reforçam a aplicabilidade do SWAT como ferramenta estratégica para o planejamento e a gestão integrada de recursos hídricos em bacias regularizadas sob intensa transformação de LULC frente às mudanças climáticas.

Resumo (inglês)

The intensification of extreme hydrological events highlights the need to understand how land use and land cover (LULC) changes and climate variability affect the hydrological dynamics of regulated watersheds. This study applied the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to the Sorocaba River sub-basin (São Paulo State, Brazil) to evaluate the effects of temporal LULC transformations and riparian vegetation restoration on streamflow and surface runoff from 1992 to 2022. Tabular and geospatial datasets were integrated to simulate streamflow and runoff under historical land use scenarios, as well as partial and full restoration scenarios of Riparian Buffer Zones (RBZs) along the main channel, prioritizing flood-prone areas. Spatiotemporal analyses indicated approximately 5% forest regeneration and 65% urban expansion over the study period. Although a reduction in rainfall intensity (≈7% per decade) and a decrease in observed mean streamflow (≈28% per decade) were identified, the water balance revealed structural changes in flow partitioning. Surface runoff increased by 51.03%, while percolation and deep aquifer recharge decreased by approximately 11%, and evapotranspiration showed minor variation (−1.61%) under LULC scenarios, indicating a transition toward a more surface-dominated hydrological regime with enhanced direct runoff generation. Nevertheless, baseflow remained significant, representing approximately 66% of total streamflow. Overall, SWAT simulations indicated increases of 2.7% in total annual runoff and 2.0% in mean annual streamflow over the historical series. LULC scenarios resulted in streamflow variations below 1%, highlighting the strong influence of reservoir regulation, whereas riparian restoration scenarios promoted increases in percolation, groundwater flow, and baseflow as vegetation cover expanded. Monthly streamflow calibration showed good to very good performance (NSE > 0.60; KGE = 0.76), considered adequate for regulated basins. It is concluded that in hydrologically regulated systems, riparian forest restoration acts as a complementary measure in hydrological regulation and may contribute to reducing flood susceptibility in low- and medium-risk areas, although structural mitigation strongly depends on reservoir operational management. The findings reinforce the applicability of SWAT as a strategic tool for planning and integrated water resources management in regulated basins undergoing intense LULC transformation under climate change.

Palavras-chave

Recuperação e remediação ambiental , Hidrologia florestal , Solo - Uso , Inundações , Previsão hidrológica , Environmental restoration and remediation , Forest hydrology , Land use , Floods , Hydrological forecasting

Idioma

Português

Citação

RAMOS, Victor Barycza Fernandes. Modelagem hidrológica sob a perspectiva de recuperação da mata ciliar na mitigação de eventos de inundação. 2026. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2026.