Slide 1 - PRPPG

SIMULAÇÃO DOS IMPACTOS DE CENÁRIOS DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS
SOBRE AS VAZÕES NA BACIA DO RIO APUCARANINHA, PARANÁ.
Bolsista PIBIC/ CNPq: Isabela Raquel Ramos Iensen – e-mail: [email protected]
Orientador: Prof. Dr. Irani dos Santos – e-mail: [email protected]
Colaboradores: Cesar Augusto Crovador Siefert / Gilson Bauer Schultz
Setor de Ciências da Terra – Departamento de Geografia – Laboratório de Hidrogeomorfologia (LHG)
Introdução
Resultados e Discussões
A modelagem matemática possibilita a representação dos processos hidrológicos de bacias
hidrográficas, assim, é possível simular os impactos resultantes de modificações nas condições
climáticas. Neste sentido, este trabalho visa simular os impactos das mudanças climáticas no regime
de vazões da bacia do rio Apucaraninha, considerando os cenários A2 (pessimista em relação às
emissões de gases de efeito estufa) e B2 (otimista em relação às emissões de gases de efeito estufa),
desenvolvidos pelo IPCC. A bacia do rio Apucaraninha (Figura 1.) está localizada nos municípios de
Tamarana, Londrina, Mauá da Serra e Marilândia do Sul, região noroeste do estado do Paraná e possui
uma área de drenagem de 504 km². Para a simulação do efeitos dos cenários climáticos foi utilizado o
modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool).
• A Figura 2. demonstra a comparação entre as vazões mensais observadas e simuladas em uma base
mensal de análise. O COE obtido no período de calibração foi de 0.75 e R²= 0.81. Os resultados obtidos na
calibração foram reproduzidos na validação, assim, os resultados na simulação da vazão são satisfatórios.
• A Tabela 1. evidencia a comparação entre as condições atuais e os resultados obtidos a partir da
simulação dos cenários climáticos A2 e B2. Destacando a redução das vazões médias relacionadas a
redução na precipitação média anual.
• A Figura 3. caracteriza a curva de permanência da bacia, ressaltando a diminuição das vazões médias para
os dois cenários climáticos.
60
Simulado
Observado
Vazão (m³/s)
40
20
0
Oct/89
Sep/91
Aug/93
Jul/95
Jun/97
May/99
Apr/01
Mar/03
Validação
Feb/05
Jan/07
Dec/08
Calibração
COE: 0.75/ R²: 0.81
COE: 0.74/ R²: 0.79
Fig. 2. Comparação entre vazões observadas e simuladas pelo modelo para o período de calibração e validação.
Fig. 1. Localização da bacia do rio Apucaraninha
Objetivos
Objetivo geral – Avaliar as respostas hidrológicas da bacia do rio Apucaraninha, por meio de modelagem
matemática, frente a mudanças climáticas previstas pelo IPCC.
Objetivos específicos :
Precipitação média
Cenários
anual (mm)
Atual
A2
B2
1.634
1.281
1.189
Vazão (m³/s)
Média Máximo Mínimo
14,3
8,3
7,9
46,7
36,7
35,5
5,6
0,3
0,4
- Calibrar e validar o modelo SWAT para a bacia do rio Apucaraninha;
- Simular as condições hidrológicas da bacia decorrentes de dois cenários de mudanças climáticas.
Materiais e métodos
Para simular as condições hidrológicas da bacia foi utilizado o modelo hidrológico SWAT. O modelo
requer que seja consolidada uma base de dados hidroambientais da bacia que envolvam séries temporais
e dados espaciais sobre o MDT, tipo de solo e uso do solo da bacia. O modelo requer também a
compartimentação em sub-bacias que foram delimitadas seguindo a metodologia proposta por Otto
Pfafstatter, denominadas ottobacias, essa compartimentação resultou em 834 sub-bacias maiores que um
hectare. O modelo foi calibrado e validado, com base em dados mensais de vazão, utilizando a série de
dados de 1987-2012. A eficiência da calibração foi avaliada utilizando o coeficiente de eficiência de NashSutchiffe (COE) e coeficiente de determinação (R²). Após a calibração do modelo foram inseridos dados
climáticos regionalizados, obtidos por meio da técnica de downscaling, dos cenários A2 e B2, propostos
pelo IPCC para o período de 2071-2100.
• O cenário A2 é caracterizado pelo contínuo crescimento populacional global chegando próximo a 15
bilhões de pessoas em 2100 e conjectura-se o aumento de 2ºC e 5,4ºC na temperatura até 2100.
• O cenário B2 caracteriza um crescimento populacional global a uma taxa menor do que no cenário A2,
estimando uma população de 10,4 bilhões em 2100, em relação as condições climáticas presume-se que
o aumento na temperatura varie entre 1,8 ºC e 3,8 ºC.
Vazão (m³/s)
50
A2
40
B2
Atual
30
20
10
0
0
20
40
60
80
100
Frequência (%)
Tabela 1. Precipitação média anual e vazão média atual e
Fig.3- Curva permanência de vazões com base mensal.
valores médios simulados pelos cenários climáticos
Considerações finais
• Com a calibração e validação, o modelo apresentou boa capacidade de reproduzir as condições
hidrológicas atuais da bacia estudada.
• Os resultados obtidos neste estudo evidenciaram a diminuição nas vazões médias, para o cenário A2 e
B2, em 41% e 44%, respectivamente. De modo geral, o modelo apresentou tendência a superestimar as
vazões mínimas, assim, sugere-se melhoramentos na calibração do modelo.
• Os resultados sugerem que as alterações climáticas, previstas pelos cenários elaborados pelo IPCC,
geram significantes impactos sobre o regime de vazões na bacia.
Referências Bibliográficas
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE - IPCC. Novos cenários climáticos. 2007.
Disponível em: <http://www.ecolatina.com.br/pdf/IPCC-COMPLETO.pdf>. Acesso 08 ago. 2013.
PERAZZOLI, M.; PINHEIRO, A.; KAUFMANN, V. Assessing the impact of climate change scenarios on
water resources in southern Brazil. Hydrological Sciences Journal, 58:1, 77-87