Sensitivity test of the Hydrological Model of Large Basins (MGB-IPH) in scenarios of extreme changes in soil use and occupation, precipitation regime and mean air temperature.

Abstract

a rainfall-type model validated in several basins in South America, including in rivers of the Amazon Basin. The inputs of the model are climatological, rainfall, relief, and soil cover data. The objective of this study is to test the sensitivity of the model in extreme scenarios of soil use and occupation, changes in precipitation and mean air temperature. The case study was carried out in the Curuá-Una river basin, located southeast of Santarém-Pará. The MapWindow-GIS software and the IPH-Hydro Tools plug-in were used in the preprocessing, and the MGB-IPH plugin was processed. The results showed that the MGB-IPH has sensitivity to changes in soil use, precipitation, and mean air temperature. In the sensitivity test of soil use and occupation the results showed that low vegetation and anthropization increase the maximum peaks of flow; In periods of Amazon flood with low rainfall occurrence, the low vegetation scenario has a higher flow rate; And the forest scenery prevents intense floods. In the tests of changes in the precipitation regime, a 50% decrease in rainfall reduced the flow by 32% and a 50% increase in rainfall increased the flow by 218.6%. However, in the tests of increase of the mean air temperature the results did not show significant responses in the flow regime, however, this scenario, added with the increase and / or decrease of the precipitation regime, presented as attenuator for both floods and droughts. Teste de sensibilidade do Modelo Hidrológico de Grandes Bacias (MGB-IPH)em cenários de mudanças extremas no uso e ocupação do solo e, regime de precipitação e temperatura média do ar R E S U M O O Modelo Hidrológico Conceitual Distribuído de Grandes Bacias do Instituto de Pesquisas Hidráulicas (MGB-IPH) é um modelo do tipo chuva-vazão validado em diversas bacias da América do Sul, inclusive, em rios da bacia amazônica. As entradas do modelo são dados climatológicos, relevo e cobertura do solo. Pretende-se neste estudo testar a sensibilidade do modelo em cenários extremos de uso e ocupação do solo e, alterações na precipitação e temperatura média do ar. O estudo de caso foi realizado na bacia do rio Curuá-Una localizado a sudeste de Santarém-Pará. No pré-processamento utilizou-se o software MapWindow-GIS e o plugin IPH-Hydro Tools e no processamento utilizou-se o plugin MGB-IPH. Os resultados mostraram que o MGB-IPH possui sensibilidade às mudanças no uso do solo, precipitação e temperatura média do ar. No teste de sensibilidade de uso e ocupação do solo os resultados mostraram que vegetação baixa e antropização aumentam os picos máximos de vazão; em períodos de cheia amazônica com ocorrência de baixa precipitação o cenário vegetação baixa possui maior vazão; e o cenário floresta evita cheias intensas. Nos testes de mudanças no regime de precipitação a diminuição de 50% de chuvas reduziu a vazão em 32% e, o aumento de 50% de chuvas aumentou a vazão em 218,6%. Já nos testes de aumento da temperatura média do ar os resultados não mostraram respostas significativas no regime de vazão, porém este c...

Assessing extreme precipitation from a regional climate model in different spatial–temporal scales: A hydrological perspective in South America

“…The MGB has been consistently applied for hydrological assessments in South America for climate change projections (Bravo et al, 2014;Adam et al, 2015;Ribeiro Neto et al, 2016;Sorribas et al, 2016;Jati et al, 2020;Vergasta et al, 2021). In this study, it is used a continental-scale version of this model developed for South America by Siqueira et al (2018), named MGB-SA.…”