Modeling runoff response to land-use changes using the SWAT model in the Mundaú watershed, Brazil

Abstract

Land-use change has a significant influence on runoff process of any watershed, and the deepening of this theme is essential to assist decision making, within the scope of water resources management. The study was conducted for Mundaú River Basin (MRB) using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model. The study aims to assess the issue of land-use change and its effect on evapotranspiration, surface runoff, and sediment yield. Input data like land use, topography, weather, and soil data features are required to undertake watershed simulation. Two scenarios of land use were analyzed over 30 years, which were: a regeneration scenario (referring to use in the year 1987) and another scene of degradation (relating to use in the year 2017). Land use maps for 1987 and 2017 were acquired from satellite images. Overall, during the last three decades, 76.4% of forest was lost in the MRB. The grazing land increased in 2017 at a few more than double the area that existed in 1987. Changes in land use, over the years, resulted in an increase of about 37% in the water yield of MRB. Changes have led to increased processes such as surface runoff and sediment yield and in the decrease of evapotranspiration. The spatial and temporal distribution of land use controls the water balance and sediment production in the MRB.

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

“…As mudanças climáticas podem afetar a variabilidade na vazão anual (DE OLIVEIRA et al, 2019), no escoamento superficial (FARIAS et al, 2020;GRACELLI et al, 2020;LUCAS-BORJA et al, 2020) , 1994).…”

“…Vetorrazzi (2006) afirma que as mudanças no uso da terra por culturas agrícolas, incluindo práticas de manejo inadequadas, podem modificar as relações entre escoamento superficial e infiltração da água, ocasionando erosão do solo e transporte de sedimentos acima do normal aos canais de drenagem. Assim, a variabilidade no escoamento superficial é influenciada pelo uso da terra e as mudanças climáticas (FARIAS et al, 2020;GRACELLI et al, 2020;LUCAS-BORJA et al, 2020). Quando houve uma mudança de 57% da área de floresta para pastagem, houve um aumento na vazão de 6.5%.…”

Proposição De Uma Metodologia De Avaliação Hidrossedimentológica E De Sensibilidade De Parâmetros Através Do Modelo Swat

“…Modelos hidrossedimentológicos têm sido aplicados a bacias hidrográficas existentes no mundo todo e no Brasil, essa realidade não é diferente, como pode-se ver nos estudo de: Pereira et al, (2016), que simulou a vazão em uma pequena bacia hidrográfica localizada no sudeste do Brasil; Nunes et al (2018) analisaram a influência do uso e ocupação do solo sobre o escoamento superficial e a erosão do solo numa bacia hidrográfica localizada em região semiárida; Paz et al (2018), analisou a sensibilidade e calibrou o modelo SWAT para uma bacia hidrográfica no nordeste do Brasil, usando dados climáticos observados; Dias et al (2018), que analisou o escoamento superficial utilizando o modelo SWAT na bacia hidrográfica do Rio Grande; Castro e Machado (2019) que analisaram a sensibilidade dos parâmetros hidrológicos do modelo SWAT para a bacia hidrográfica do Rio das Pedras Guarapuava-PR) e Farias et al (2020), que avaliaram as mudanças no uso do solo e seus efeitos sobre a evapotranspiração, o escoamento superficial e os sedimentos na Bacia Hidrográfica do rio Mundaú -PE), como ferramenta para auxiliar na gestão dos escassos recursos hídricos ali existentes.…”

“…No Brasil, o modelo SWAT já foi aplicado a bacias de diversas regiões como Sudeste, Norte e Nordeste (Bressiane et al, 2015;Fukunaga et al, 2015;Dias et al, 2018;Marmontel et al, 2019). Devido suas características, o modelo ganhou destaque nas regiões semiáridas do nordeste brasileiro, nos estados de Pernambuco e Paraíba (Dantas et al, 2015;Nunes et al, 2018;Paz, et al, 2018;Farias et al, 2020). Para melhor aproveitamento dos recursos naturais, por meio de planejamento e gerenciamento adequados, são necessárias informações sobre a quantidade dos recursos naturais disponíveis e dados básicos de demanda destes recursos.…”