Impactos das mudanças do uso da terra sobre o balanço hidrossedimentológico : bases para gerenciamento dos recursos hídricos na Bacia do Rio Pirapama

FACEPEA análise integrada da bacia hidrográfica trouxe informações importantes a respeito da dinâmica hidrossedimentológica da bacia do rio Pirapama. Este estudo teve como objetivo analisar os impactos das mudanças do uso e ocupação do solo da região, sobre a dinâmica do balanço hidrossedimentológico. Para a modelagem dos processos hidrossedimentológicos da bacia, foi utilizado o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT), além de dados de clima, características hidrodinâmicas do solo, elevação, mapas de uso e cobertura da terra do período entre 2000 a 2016, e mapa de tipos de solo. Para a calibração e validação do modelo SWAT foram utilizados dados de quatro estações fluviométricas (Destilaria Bom Jesus, Destilaria Inexport, Cachoeira Tapada e Pirapama). Inicialmente foi realizada a modelagem da bacia, sem alterações de parâmetros do modelo SWAT. Em seguida, foi realizada a calibração automatizada usando o algoritmo SUFI-2. Na calibração, os dados estimados se ajustaram aos valores observados, apresentando resultados que variaram de muito bons a satisfatórios em todos os postos fluviométricos analisados (com valores de NS superiores a 0,6). A validação do modelo forneceu resultados considerados muito bons, bons e satisfatórios nos quatro postos fluviométricos, sendo superiores aos valores tidos como aceitáveis (NS 0,6 e PBIAS + 25%). Na estimativa do balanço hídrico constatou-se que quase metade da água precipitada na bacia, aproximadamente 47% dela se infiltra, é absorvida ou redistribuída no solo por percolação. Outra parte da água é perdida (36%) por evapotranspiração e 18% escoada superficialmente. A estimativa da produção de sedimentos nas sub-bacias da bacia do rio Pirapama indicou que as áreas que produzem maior quantidade de sedimentos estão localizadas nas porções norte e oeste. Os resultados indicaram que tanto os fatores climáticos quanto as características físicas da bacia exercem influência sobre a produção de sedimentos na área de estudo, sobretudo o relevo. A análise das mudanças do uso e ocupação do solo da bacia do rio Pirapama mostrou que essa área possui usos múltiplos que variam no decorrer dos cenários reais analisados, com predomínio da cana-de-açúcar, vegetação rasteira e densa. A análise entre a variação dos processos hidrossedimentológicos e os cenários reais de uso e ocupação do solo (2000 a 2016) indicou forte influência da vegetação rasteira na variabilidade da produção de sedimentos, assim como a vegetação densa e a cana-de-açúcar. Esses usos também apresentaram certa influência na variabilidade do escoamento superficial e da percolação, entretanto de forma mais suavizada, quando comparada com a produção de sedimentos. De maneira geral, as mudanças decorrentes do uso e ocupação do solo na bacia do Rio Pirapama influenciaram na variação e/ou alteração de alguns dos processos hidrossedimentológicos da bacia, sobretudo da produção de sedimentos. Nesse contexto, pode-se dizer que, o uso da terra tem papel fundamental na regularização do ciclo hidrossedimentológico, e que a remoção da vegetação nativa influencia no balanço hídrico da bacia e dos seus reservatórios, caso não haja implementação de práticas conservacionistas e ações para mitigar os efeitos da expansão da agricultura sobre a vegetação nativa.The integration of the elements of analysis contemplated in this research aimed to bring important information about the runoff-erosion dynamics of the Pirapama River Basin, with the objective of analyzing possible impacts of the changes in the use and occupation of the soil of the region on the dynamics of hydrosedimentological balance, with the aim of creating subsidies that may assist in the management of the area's water resources. For the modeling of basin runoff-erosion process, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used in addition to climate data, elevation, maps and data use and soil types. As input information, different land use and occupation maps were also used for the period from 2000 to 2016.The initial modeling of the basin, without changes of parameters, in four fluviometric stations (Destilaria Bom Jesus, Destilaria Inexport, Cachoeira Tapada and Pirapama). In the calibration the estimated data adjusted to the observed values, presenting results that ranged from very good to satisfactory in all fluviometric stations analyzed (with higher NS values 0,6). The validation of the model provided results considered very good, good and satisfactory in the four fluviometric stations, being higher than the values considered acceptable (NS 0,6 e PBIAS + 25%). In the estimation of the water balance, it was verified that almost half of the water precipitated in the basin, around 47% of it, infiltrates, is absorbed or redistributed in the soil by percolation. Another part of the water is lost (36%) by evapotranspiration and 18% is drained superficially. The estimation of sediment yield in the sub-basins of the Pirapama river basin indicated that the areas that produce the highest amount of sediment are located in the northern and western portions. The results indicated that both the climatic factors and the physical characteristics of the basin influence the sediment yield in the study area, especially the relief. The analysis of changes in the land use of the Pirapama river basin showed that the basin area has multiple uses that vary during the real scenarios analyzed, with predominance of sugarcane, undergrowth and dense vegetation. The analysis between the variation of the hydrosedimentological processes and the real scenarios of land use (2000 to 2016) indicated a strong influence of the undergrowth vegetation on the sediment yield variability, as well as the dense vegetation and sugarcane. These uses also present-ed some influence on the variability of runoff and percolation, however less strong, when com-pared with sediment yield. In general, the changes resulting from land use in the Piramapa River basin influenced the variation and/or alteration of some of the basin's hydrosedimentological processes, especially sediment yield. In this context, it can be said that land use has a fundamental role in the regularization of the hydrosedimentological cycle, and that the removal of native vegetation can cause serious damage to the water balance of the basin and its reservoirs, if not implemented conservation practices and actions to mitigate the effects of agricultural expansion on native vegetation