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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78941
Type: | Dissertação |
Title: | Modelagem hidrológica distribuída e seu uso no monitoramento de secas e avaliação dos impactos das mudanças climáticas nas vazões afluentes a reservatórios |
Title in English: | Distributed hydrological modeling and its use in monitoring droughts and assessing the impacts of changes climatic conditions in the flows flowing into reservoirs |
Authors: | Bezerra, Jorgiane Pires |
Advisor: | Martins, Eduardo Sávio Passos Rodrigues |
Co-advisor: | Estácio, Ályson Brayner Sousa |
Keywords in Brazilian Portuguese : | Modelagem Hidrológica;Extremos Hidrológicos;Incerteza Climática;Índice de Seca Composto;Gestão de Recursos Hídricos;Mudanças Climáticas |
Keywords in English : | Hydrological Modeling;Hydrological Extremes;Climate Uncertainty;Composite Drought Index;Water Resources Management;Climate Change |
Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA |
Issue Date: | 2024 |
Citation: | BEZERRA, Jorgiane Pires. Modelagem hidrológica distribuída e seu uso no monitoramento de secas e avaliação dos impactos das mudanças climáticas nas vazões afluentes a reservatórios. 2024. 75f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil - Recursos Hídricos) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Os eventos hidrológicos extremos intensificam-se em resposta às mudanças climáticas, marcadas por elevações significativas na temperatura global e alterações nos padrões de precipitação. Estas transformações não somente exacerbam a severidade dos eventos de secas e cheias, mas também modificam o seu padrão espacial. Neste cenário, a região semiárida do Ceará, situada no Nordeste Brasileiro, tornou-se foco de estudos e desenvolvimento de estratégias de gestão de recursos hídricos devido à sua particular suscetibilidade às variações climáticas. O presente estudo propôs a criação de ferramentas, utilizando modelagem hidrológica distribuída, destinadas a apoiar o estudo e monitoramento de secas, além de avaliar os efeitos das mudanças climáticas sobre o regime de vazões, focando na Região Hidrográfica do Banabuiú. Um Índice de Seca Composto (CDI) foi desenvolvido e aplicado especificamente a esta região, sendo posteriormente validado na Bacia do Reservatório Riacho do Sangue. Este índice integra seis indicadores climáticos e hidrológicos, oferecendo uma avaliação integrada das condições de seca. A ponderação dos indicadores para a composição do CDI foi conduzida através dos resultados de uma Análise de Componentes Principais (PCA) dos indicadores. Para avaliar os efeitos das mudanças climáticas sobre a hidrologia da região, analisaram-se as mudanças relativas de vazões, avaliando tanto a probabilidade de redução quanto as alterações nas cheias, considerando diferentes frequências de ocorrência. Para essa análise, foram usados modelos climáticos globais do CMIP6, permitindo uma investigação das projeções futuras sob variados cenários climáticos. Os resultados confirmaram a eficácia do CDI como uma ferramenta para o monitoramento de secas, demonstrando sua capacidade de capturar a severidade e duração desses eventos em diversas escalas temporais. A análise dos impactos das mudanças climáticas revelou uma variação significativa nas projeções de vazão, dependendo do período e do cenário futuro analisados. Esse fenômeno é acompanhado por um aumento na incerteza associada aos resultados, visto que alguns indicam um aumento na vazão, enquanto outros apontam para uma diminuição. Esse fator é atribuído principalmente às disparidades entre os modelos climáticos e os cenários de emissão. Conclui-se que a implementação do CDI e a análise da variabilidade e incerteza nas vazões constituem avanços significativos no monitoramento e na compreensão dos impactos das mudanças climáticas sobre eventos hidrológicos extremos, especialmente em regiões semiáridas. O CDI, ao integrar diversos indicadores hidrológicos e climáticos, se torna uma ferramenta para a detecção e avaliação de secas, servindo como um instrumento de suporte a políticas públicas e iniciativas de gestão de secas. Simultaneamente, o estudo sobre a variabilidade e incerteza das vazões sublinha a necessidade de incorporar esses aspectos no planejamento dos recursos hídricos. |
Abstract: | Extreme hydrological events have intensified in response to climate change, marked by significant rises in global temperature and changes in precipitation patterns. These changes have not only exacerbated the severity of droughts and floods but have also altered their spatial pattern. Against this backdrop, the semi-arid region of Ceará, located in northeastern Brazil, has become the focus of studies and the development of water resource management strategies due to its particular susceptibility to climate variations. This study proposed the creation of tools, using distributed hydrological modelling, to support the study and monitoring of droughts, as well as assessing the effects of climate change on the flow regime, focusing on the Banabuiú Hydrographic Region. A Composite Drought Index (CDI) was developed and applied specifically to this region, and later validated in the Riacho do Sangue Reservoir Basin. This index integrates six climatic and hydrological indicators, offering an integrated assessment of drought conditions. The weighting of the indicators for the composition of the CDI was conducted through the results of a Principal Component Analysis (PCA) of the indicators. To assess the effects of climate change on the region's hydrology, the relative changes in flows were analyzed, assessing both the probability of reduction and the changes in floods, considering different frequencies of occurrence. For this analysis, global climate models from CMIP6 were used, allowing an investigation of future projections under various climate scenarios. The results confirmed the effectiveness of the CDI as a tool for monitoring droughts, demonstrating its ability to capture the severity and duration of these events on different time scales. The analysis of the impacts of climate change has revealed a significant variation in flow projections depending on the analyzed period and future scenario. This phenomenon is accompanied by an increase in uncertainty associated with the results, as some indicate an increase in flow while others point to a decrease. This factor is primarily attributed to differences between climate models and emission scenarios. It is concluded that the implementation of the CDI and the analysis of variability and uncertainty in flows constitute significant advances in monitoring and understanding the impacts of climate change on extreme hydrological events, especially in semi-arid regions. By integrating various hydrological and climatic indicators, the CDI becomes a tool for detecting and assessing droughts, serving as an instrument to support public policies and drought management initiatives. At the same time, the study on the variability and uncertainty of flows underlines the need to incorporate these aspects into water resources planning. |
URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78941 |
Author's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/8882155207413367 |
Advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0002-9858-2541 |
Advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/1454767270220104 |
Co-advisor's ORCID: | https://orcid.org/0000-0003-0899-8664 |
Co-advisor's Lattes: | http://lattes.cnpq.br/3683752395989511 |
Access Rights: | Acesso Aberto |
Appears in Collections: | DEHA - Dissertações defendidas na UFC |
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