Impacto nas componentes hidrológicas a partir das projeções futuras de uso do solo na Região Hidrográfica do Vale do Itajaí (SC): Aplicação do modelo SWAT+

Abstract

As mudanças do uso e ocupação do solo de uma bacia hidrográfica alteram suas propriedades de transporte, causando alterações importantes nos processos hidrológicos, que já se encontram num cenário de mudança devido ao câmbio climático. O entendimento da resposta das componentes hidrológicas a este tipo de mudanças no solo visa orientar as políticas públicas de ordenamento territorial para uma gestão responsável do solo, que impacta diretamente na gestão da água. Neste trabalho se analisou, através de modelamento hidrológico, o impacto das alterações de uso e ocupação do solo na infiltração, escoamento superficial e evapotranspiração na região hidrográfica do Vale de Itajaí. Foi utilizado o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT+) com dados de relevo, pedologia, uso e ocupação do solo e dados hidrometeorológicos da área de estudo. Para demonstrar que o modelo é aplicável na região hidrográfica, foi utilizado o método Split-Sample Test para calibrar e validar o simulador. Foram utilizados dados de uso e ocupação do solo de 1985 a 2019, para identificar tendências de mudança no ordenamento territorial e assim formular distintos cenários futuros para modelagem hidrológica até o ano 2030. Em termos gerais, os cenários apresentaram um aumento nas áreas ocupadas pela infraestrutura urbana, florestas plantadas e um aumento muito pronunciado na soja. A simulação numérica da evolução das componentes hidrológicas permitiu projetar um aumento expressivo na evapotranspiração, assim como uma diminuição significativa no escoamento superficial e uma redução leve na infiltração na bacia. Estes resultados são consistentes com o aumento na interceptação causado pelos cultivos soja e florestas com fins comerciais e uma diminuição na permeabilidade do solo pelo aumento da infraestrutura urbana.

Land use changes in a hydrographical basin modify its transport properties leading to important changes in its hydrological processes, in addition to the ongoing disturbances caused by climate change. A more detailed understanding of the response in the hydrological components to these soil changes is required to drive the land use policies that directly impact the water management. In this work, hydrological modelling is used to forecast changes in the infiltration, surface flow and evapotranspiration due to relevant changes in the land use on the hydrographical basin of the Itajaí Valley. To this end, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT+) is feeded with the land use distribution of the region, in addition to topographical and hydrometeorological data. Calibration and validation are performed by the Split- Sample Test method. Land use data from 1985 to 2019 is used to identify relevant trends in the land use to generate realistic future scenarios for 2030. In general, future scenarios exhibit an increase in urban infrastructure, planted forest and a steep increase in soybean plantations. Numerical simulations of the evolution of the hydrological components forecast a significant increase in evapotranspiration and reduction in the surface flow, in addition to a slight reduction on the infiltration for the full basin. These results are consistent with the increase in interception due to industrial agriculture and a permeability reduction due to an increase in urban infrastructure.