Análise da predição do balanço hídrico da bacia do ribeirão do Gama-DF através do modelo SWAT (Analysis of hydrological balance in Gama watershed, Distrito Federal/ Brazil, using SWAT model)

Resumo

A degradação dos recursos naturais, dentre eles solo e água, tem crescido nas últimas décadas como resultado da ampliação da ocupação da terra pelo homem. A modelagem hídrica vem se tornando uma ferramenta importante para a avaliação dos processos hídricos e para compreender os impactos no meio ambiente, advindos, principalmente, das alterações feitas no uso da terra. Com base nessa premissa, esse trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na predição da simulação do balanço hídrico na bacia hidrográfica do ribeirão do Gama/DF. Foi criado um banco de dados com informações hidrológicas e fisiográficas necessárias para a modelagem. Para a realização da modelagem diária foi utilizado um período de 11 anos de dados, de 2004 a 2014.  Índices de desempenho foram aplicados aos resultados do modelo gerando os seguintes números para a avaliação da simulação diária de vazão sem a calibração: Nash-Sutcliffe (ENS)= -1,50 e Índice de correlação(R2)= 0,60; e, para os resultados diários calibrados: Nash-Sutcliffe (ENS)= 0,53 e Índice de correlação(R2)= 0,63. Com relação a simulação de balanço hídrico na bacia estudada, tanto no período sem a calibração como pós calibração, o modelo apresentou uma clara tendência em superestimar as variáveis vazão nos períodos chuvosos e subestimá-las na época de estiagem, com dificuldade em simular a evapotranspiração, escoamento superficial e fluxo de base na bacia estudada. Essa dificuldade do modelo com relação a simulação da vazão e do balanço hídrico provavelmente se deve ao fato de que o banco de dados utilizado no modelo SWAT é voltado para característica de solos de áreas temperadas que possuem característica totalmente diferentes dos solos do Cerrado. 

A B S T R A C T

The degradation of natural resources, including soil and water, has grown in recent decades as a result of the expansion of  land occupation by the man. The hydrological modeling is becoming an important tool for the assessment of water processes and to understand the impacts on the environment, arising mainly from changes made in land use. Based on this premise, SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) was used for simulation of stremflow yield in Gama watershed, Federal District/Brazil. First was created a database of hydrological and physiographic data required for modeling. To perform the daily modeling was used a period of 11 years (2004-2014). Efficiency coefficients were applied to the models' results generating the following numbers for streamflow simulation without calibration (daily step): Nash - Sutcliffe (ENS) = -1,50 and correlation index (R2) = 0,60; and for calibrated daily results: (daily step) ENS = 0,53 and R2= 0,63. Regarding the hydrological balance simulation in the study area, both in the period without calibration and post calibration, the model showed a clear tendency to overestimate the variable flow in rainy periods and underestimate it in the dry season, with difficulty simulate evapotranspiration , runoff and base flow in the studied basin. The model difficulty in simulation of flow and water balance is probably due to the fact that the database used in the SWAT model is facing feature of temperate areas of soils that have totally different characteristic of Cerrado soils.

Keywords: watershed, modeling, hydrological simulation, hydrological balance.