Parametrização do SWAT associando os parâmetros de vegetação ao banco de dados

Após a parametrização inicial do modelo SWAT com a base cartográfica, a altimetria, o conjunto de dados levantados de solo e clima descritos na seção 5.5, realizou-se a simulação do escoamento superficial e da produção de sedimentos nas bacias hidrográficas monitoradas BEI, FTS e DQP. Destaca-se que em primeiro momento a parametrização da vegetação foi realizada com associação ao tipo de cobertura vegetal disponível no banco de dados do SWAT, procedimento comum adotado na aplicação da modelagem na região semiárida brasileira, onde a vegetação típica de floresta tropical seca (FTS) denominada como

caatinga não está caraterizada no modelo SWAT. Alguns pesquisadores ao realizarem a aplicação do modelo na região semiárida associaram o tipo de vegetação caatinga ao range- brush (RNGB) classe de vegetação da região semiárida do Texas, EUA (CARVALHO NETO, 2011; SANTOS et al., 2013; MEDEIROS, SILVA, 2014; SANTOS et al., 2014; SRINIVASAN et al., 2015; SCHOLZ, 2015).

Nesse contexto, ao usar a parametrização da vegetação associando-se a floresta tropical seca (FTS) aberta ao range-brush (RNGB) os resultados do escoamento superficial medido e estimado pelo modelo SWAT para as três bacias monitoradas BEI, FTS e DQP entre os anos de 2013 e 2017 são apresentados na Figura 24. Em uma análise dos resultados diários de escoamento superficial na BEI (Figura 24b) verifica-se que a parametrização inicial apresentou um desempenho satisfatório entre os valores medidos e estimados considerando os coeficientes estatísticos Nash-Sutcliffe (NSE), determinação (R2_{) e correlação (R). Pelos}

índices estatísticos aplicados, o escoamento diário estimado pelo SWAT na BEI apresenta satisfatória correlação, com NSE maior que 0,65 e coeficiente de correlação superior a 0,80. Nota-se que durante o período estudado, os valores de escoamento anual medido na BEI variaram entre 12,6 e 114,2 mm com média de 58,3 mm ano-1_{, sendo os valores estimados}

pelo modelo variando entre 6,0 e 92,0 mm com média de 44,4 mm ano-1 _{(Figura 24a). Esses}

valores anuais de escoamento superficial foram satisfatoriamente estimados, mesmo com uma parametrização inicial utilizado uma vegetação apenas associada ao banco de dados do modelo.

Figura 24 - Escoamento superficial anual e correlação diária dos dados medidos e estimados pelo modelo SWAT entre os anos de 2013 e 2017 para as bacias estudadas BEI, FTS e DQP

O escoamento superficial nas bacias aninhadas FTS e DQP apresentaram estimativas classificadas como muito bom com coeficientes NSE superior a 0,70 e coeficiente de correlação superior a 0,85 em ambas as bacias (Figura 24d e 24f). Os valores de escoamento anual medido na bacia FTS variaram entre 1,8 e 39,8 mm com média de 19,1 mm

(a) (b)

(c) (d)

(e)

ano-1_{, sendo os valores estimados pelo modelo variando entre 0,7 e 61,2 mm com média de}

25,4 mm ano-1 _{(Figura 24c). Para a bacia DQP os valores medidos de escoamento superficial}

variaram entre 1,9 e 100,4 mm com média de 50,7 mm ano-1_{, sendo os valores estimados pelo}

modelo variando entre 4,9 e 82,9 mm com média de 41,8 mm ano-1 _{(Figura 24e). Esses}

resultados podem ser considerados como um desempenho muito bom do modelo SWAT quando se leva em consideração que as condições de parametrização não foram realizadas para a própria escala das bacias, sendo a parametrização realizada para a bacia BEI da qual as mesmas estão aninhadas, e ainda o fato de que o modelo ainda não passou por um processo de calibração dos parâmetros.

A diferença entre o escoamento superficial medido e estimado para as bacias monitoradas também pode ser observado analisando um parâmetro muito importante, o coeficiente de escoamento superficial anual. Os valores de coeficiente de escoamento anual medido na bacia BEI variaram entre 2,1 e 11,9% com média de 7,3%, sendo os valores estimados pelo modelo variando entre 1,0 e 10,4% com média de 5,6% (Figura 25a). Tendência seguida também nas bacias aninhadas que apresentaram valores medidos e estimados do coeficiente de escoamento anual médio, respectivamente, 2,2 e 3,1% para bacia FTS (Figura 25b) e 6,1 e 5,3% para a DQP (Figura 25c). Valores próximos entre si o que mostra uma boa acurácia do modelo SWAT na estimativa dos fluxos anuais de água nas bacias monitoradas.

Figura 25 – Coeficiente de escoamento superficial anual medido e estimado pelo modelo SWAT para: (a) BEI, (b) FTS e (c) DQP

Verifica-se que os valores anuais de produção de sedimentos apresentam tendência similar dos valores medidos e estimados pelo modelo SWAT para as bacias estudadas BEI, FTS e DQP (Figura 26). Para a BEI o valor de produção de sedimentos anual medido médio foi de 53,6 kg ha-1 _{e estimado pelo modelo 56,9 kg ha}-1_{, diferenças menor que 10% entre os}

valores medidos e estimados da produção de sedimentos. Para as bacias FTS e DQP os valores médios medidos e estimados, foram respectivamente, 34,1 - 28,1 kg ha-1 _{e 96,3 – 91,8}

kg ha-1_{, com diferenças inferiores a 20%. Considerando as dificuldades da modelagem}

hidrossedimentológica, principalmente em regiões semiárida onde se tem muitas vezes eventos isolados, separados por períodos longos de estiagem, o que influencia na conectividade da produção de sedimentos, esses resultados mostram-se como satisfatórios para estimativas dos fluxos anuais de sedimentos em bacias no semiárido.

(a) (b)

Figura 26 – Produção de sedimentos anual e correlação diária dos dados medidos e estimados pelo modelo SWAT entre os anos de 2013 e 2017 para as bacias estudadas BEI, FTS e DQP

Apesar de apresentar um bom desempenho na estimativa da produção de sedimentos diários na BEI com valor de NSE superior a 0,70 e coeficiente de correlação igual a 0,89 (Figura 26b). Mesmo considerando a parametrização da vegetação realizada apenas associando ao tipo de cobertura vegetal disponível no banco de dados do SWAT. O modelo

(a) (b)

(c) (d)

ainda não apresenta um bom desempenho na estimativa da produção de sedimentos diários nas bacias aninhas FTS e DQP, com valores de valor de NSE negativos e coeficientes de correlação inferiores a 0,30 (Figura 26d e 26f). Esses resultados indicam que apenas com a parametrização associada ao banco de dados do SWAT o desempenho do modelo ainda é insatisfatório para estimativa da produção de sedimentos em bacias aninhadas.