Análise de desempenho do modelo SWAT para a bacia do Rio Capibaribe e estimativa do aporte de sedimentos a seus reservatórios

Abstract

Os processos que formam os ciclos hidrológico e hidrossedimentológico sofrem com a intensificação da atividade humana, provocada principalmente pelo crescimento econômico e populacional. Essas atividades têm alterado a dinâmica das águas dentro das bacias hidrográficas, impulsionando processos como a erosão hídrica. O transporte e disposição dos sedimentos erodidos exercem grande influência na qualidade da água, bem como são responsáveis pelo assoreamento de reservatórios e diminuição da calha dos leitos dos rios. Nesse sentido, o presente trabalho tem por objetivo a modelagem hidrossedimentológica da Bacia Hidrográfica do Rio Capibaribe, localizada no Estado de Pernambuco, através do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT) visando a comparação de sua performance com o modelo hidrológico Campus Agreste Watershed Model – Versão IV (CAWM IV). Além disso, realizou-se a estimativa do aporte de sedimentos nos reservatórios de Jucazinho, Carpina, Tapacurá, Goitá e Poço Fundo. Dados geoespaciais referentes ao modelo digital de elevação, mapa de uso e ocupação do solo e mapa de tipos de solo foram utilizados como dados de entrada para o modelo SWAT. Dados tabulares referentes a precipitação, temperatura, umidade relativa do ar, velocidade do vento e radiação compreendidos entre o período de 1983 a 2019 também foram utilizados, sendo os três primeiros anos utilizados para aquecimento. A calibração e validação com o SWAT realizada, em escala mensal, em quatro estações fluviométricas obtiveram coeficientes estatísticos de satisfatórios a muito bons, onde os melhores valores se apresentaram na estação de Paudalho, com R² e NSE 0.626 e 0.621 para calibração, respectivamente, e R² e NSE 0.940 e 0.862 para validação, respectivamente. A comparação entre o SWAT e o CAWM IV, realizada em escala diária, para seis eventos, nas mesmas estações utilizadas anteriormente, mostrou-se favorável para o segundo modelo, que alcançou melhores coeficientes estatísticos em quatro, em contraponto ao SWAT que obteve coeficientes satisfatórios em apenas dois dos seis eventos. Nos reservatórios calculou-se uma carga de sedimentos depositados de 4683 ton em Poço Fundo, 3.080.986 ton em Jucazinho, 3.097.923 ton em Carpina, 843.170 ton em Goitá e 524.814 ton em Tapacurá. Notou-se a maior efetividade da deposição de sedimentos nos reservatórios que recebiam contribuição de regiões de declividades suaves e atividades antrópicas.