Dinâmica hidrológica em bacia hidrográfica do sistema estuarino da Baía de Vitória: variabilidade espaço-temporal pluviométrica e extremos climáticos

Nome: Letícia Guarnier
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 28/02/2020
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Gilberto Fonseca Barroso Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Ana Teresa Macas Lima Examinador Externo
Fabricia Benda de Oliveira Examinador Externo
Gilberto Fonseca Barroso Orientador

Resumo: O fluxo hidrológico das bacias hidrográficas associa-se, além das características morfométricas locais, ao uso e cobertura da terra e as oscilações do clima. Essa complexa interação de fatores biogeoquímicos e atividades antrópicas pode alterar processos naturais de fluxo de materiais e gerar eventos de eutrofização, salinização, inundações entre outros impactos. As principais modificações hidrológicas nos ecossistemas fluviais relacionam-se a alterações de sazonalidade nas vazões e a eventos extremos, como secas e inundações, que podem ser analisados pelo viés de Índices de Alterações Hidrológicas (IHA - Indicators of Hydrologic Alteration) e Componentes Ecológicos da Vazão Fluvial (EFC - Environment Flow Components). A análise da pluviosidade através da espacialização multitemporal e da verificação de tendências permite obter a sua distribuição e padrões de ocorrência. Nesse sentido, o presente trabalho tem o objetivo de compreender o fluxo hidrológico da bacia hidrográfica do rio Santa Maria da Vitória - BHSMV (1.799,6 km2) (ES), principal bacia tributária do Sistema Estuarino da Baía de Vitória. Para isso, realizou-se modelagem multitemporal da distribuição pluviométrica, utilizando o método geoestatístico de Krigagem Ordinária, e verificou a existência de tendências em índices de extremos climáticos, utilizando o software RClimdex, que resulta em 11 índices: RX1day (precipitação máxima em 1 dia), RX5day (precipitação máxima em 5 dias), SDII (Índice de intensidade diária simples), R10mm (dias com precipitação acima de 10mm), R20mm (dias com precipitação acima de 20mm), R50mm (dias com precipitação acima de 50mm), CDD (dias de seca consecutiva), CWD (dias chuvosos consecutivos), R95p (dias muito chuvosos), R99p (dias extremamente chuvosos) e PRCPTOP (total anual de precipitação dos dias de chuva). A análise das alterações do fluxo fluvial foi diagnosticada pela aplicação de 67 índices, através da utilização do software IHA, em comparação ao período antes e após a operação da PCH Rio Bonito, além da comparação em intervalos pré-determinados de aproximadamente 20 anos. A interpolação espacial da pluviosidade média mensal no período de 2004 a 2017, resultou em 168 análises de semivariogramas mensais, demonstrando elevada heterogeneidade na distribuição das chuvas, em que a seção superior da bacia é a mais afetada pela escassez hídrica dos últimos anos (a partir de 2014) e o maior volume de produção de água ocorre na seção média da bacia, devido a eventos de pluviosidade orográfica. A análise da anisotropia, através do semivariograma, revela a direção preferencial da pluviosidade, sendo NW nos meses chuvosos e SW e S em meses secos. A verificação de tendência nos índices de extremos climáticos nas séries históricas demonstra maiores tendências nos índices R95p, R99p e R5day, sugerindo tendência a maiores quantidades de chuva em menores intervalos de tempo, principalmente acometendo a região metropolitana da BHSMV. Os índices IHA aplicado ao período antes e após a operação da PCH Rio Bonito revela modificações no fluxo fluvial, alterando a vazão mensal entre -26 a 10%, resultando em diminuições principalmente nos meses mais secos, que correspondem aos períodos de fluxo de base. Verifica-se, de forma geral, que os índices relacionados aos fluxos fluviais mínimos reduziram entre os intervalos ao longo da série histórica, enquanto que os índices que representam os parâmetros de máxima vazão aumentaram, demonstrando tendência a vazões mais extremas nas últimas décadas. Os parâmetros do EFC revelam que a partir da década de 90 os pulsos de vazão alta tornam-se mais esparsos, associados ao incremento de fluxos extremamente baixos. Além disso, a partir de 2014 pequenas cheias tornam-se ausentes na maior parte desse período, o que afeta ecossistemas associados aos rios, como os manguezais, brejos e estuários, impedindo que alguns organismos desempenhem algumas de suas funções ecológicas, tais como reprodução, alimentação, refúgio e migração. Os resultados encontrados acentuam a importância de se investigar o comportamento dos fluxos hidrológicos e as tendências e distribuições pluviométricas, identificação hotspots prioritários ao planejamento dos recursos hídricos e a implementação de medidas mitigatórias e de prevenção mais efetivas.

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