Dynamics of sediment yield due to land use changes : case study of Chambas River Basin, Ciego de Avila, Cuba

Modelos matemáticos de predição de erosão e produção de sedimentos tem um grande potencial para uso em estudos da degradação e manejo dos recursos naturais, pois permitem estimar os impactos causados pela atividade agrícola. Este trabalho trata da aplicação do modelo hidrológico SWAT (Soil Water Assessment Tool), com a finalidade de previsão dos riscos de erosão devido às mudanças no uso da terra, na bacia do rio Chambas na província Ciego de Ávila, em Cuba. Este modelo tem sido utilizado de forma eficaz em estudos da dinâmica ambiental na representação da variabilidade espacial e temporal de processos hidrosedimentológicos em bacias hidrográficas. O método desenvolvido para modelagem descreve a dinâmica da perda de solo devido à enxurrada produzida pela água e às mudanças no uso da terra. Este permite a avaliação dos riscos de erosão do solo, utilizando um modelo implementado em um Sistema de Informação Geográfica (SIG) em modo raster. O mapeamento de cobertura e uso da terra foi realizado com base na utilização de técnicas de sensoriamento remoto e processamento digital das imagens. O estudo baseou-se no desenvolvimento de diferentes cenários de previsão de comportamento das taxas de erosão do solo, segundo mudanças da cobertura e uso da terra. Tendo em conta este procedimento, o mapeamento da erosão atual e/ou a sua predição no tempo e no espaço, desempenha um papel importante na determinação da variabilidade espacial dos fenômenos, tornando-se uma ferramenta essencial para o planejamento na conservação dos solos. Os resultados obtidos permitem avaliar a aplicabilidade do modelo na modelagem do escoamento superficial e produção de sedimentos em bacias hidrograficas em escala média com predominio de uso agrícola. Esta foi avaliada através dos resultados da simulação em uma escala de tempo mensal e anual sem calibração durante um período de 20 anos de simulação para três cenários de estudo. Foram utilizadas diferentes condições de uso e ocupação do território. A análise dos resultados das simulações no âmbito destes cenários permitiu identificar as mudanças e contrastes que ocorreram e potenciais dos processos hidrosedimentológicos na bacia, o cálculo dos volúmes do fluxo de escoamento e as taxas na produção de sedimentos anual e mensal e a sazonalidade destes processos. Neste sentido se desenvolveu uma metodologia para o cálculo e a avaliação da erosão dos solos por meio da utilização das ferramentas de geoprocessamento. Posteriormente, pretende-se aplicar esta metodologia para outras regiões do país, constituindo-se numa poderosa ferramenta para o prognóstico dos riscos à erosão nas regiões agrícolas de manejo inadequado e também, como instrumento para a tomada de decisões relativas aos impactos da erosão, acelerada pela atividade humana.Mathematical models for predicting erosion and sediment production has great potential for use in studies of the degradation and planning of natural resources, that allow estimating impacts caused by agricultural activity. This work deals with the application of the hydrological model SWAT (Soil Water Assessment Tool), in order to forecast the risks of soil erosion due to land use changes, in the Chambas river basin, Ciego de Avila province, Cuba. This model has been successfully used in studies of environmental dynamics in the representation of spatial and temporal variability of hydro-sedimentological processes in watersheds. The method developed for modeling, describes the dynamic in the loss of soil due to runoff produced by water and changes in land use. This allows us to assess the risks in soil erosion, using a model implemented in a Geographic Information System (GIS) raster mode. In determining the mapping of land cover/land use will be use remote sensing techniques and digital image processing. The study is based on the development of different scenarios to predict behavior in the rates of soil erosion when the Land cover /land use change. Taking into account this procedure, the mapping of the existing erosion and/or its prediction in time and space, plays an important role in determining the spatial variability of the phenomena, becoming an essential tool for soils conservation planning. The results obtained allow evaluating the applicability of the model in modeling runoff and sediment yield in medium scale watersheds with predominance of agricultural use. This was evaluated through simulation results on a monthly and annual time scale without calibration over a period of 20 years of simulation to three study scenarios. We used different stages of use and occupation of the territory. The analysis of simulation results under these scenarios, allowed identifying changes and contrasts, occurring and potential in hydro-sedimentological processes in the watershed, the calculation of flow rates of runoff and sediment yield annual and monthly and the seasonality of these processes. In this sense, was developing a methodology that enables using geoprocessing tools for the calculation and assessment of soil erosion and its subsequent generalization to other regions. This provides a powerful tool for forecasting the risk of erosion in agricultural regions, which facilitates decision making about the negative effects of accelerated erosion by human activity