dc.creator | Wilhelm, João Pedro Roos | |
dc.date.accessioned | 2021-10-27T12:02:25Z | |
dc.date.available | 2021-10-27T12:02:25Z | |
dc.date.issued | 2020-10-29 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22629 | |
dc.description.abstract | A agricultura sem o uso de práticas conservacionistas tem causado intensa
degradação do solo e da água. Como resultado, aumenta a erosão e a produção de
sedimentos, o que, por sua vez, aumenta a carga de agroquímicos e fertilizantes que
contribuem para a eutrofização dos rios e assoreamento dos canais. Além do impacto
sobre os recursos hídricos, a erosão diminui a capacidade produtiva do solo,
impactando a própria agricultura em um ciclo vicioso. Identificar áreas onde a poluição
difusa se origina é complexo, caro e demorado, exigindo técnicas, especialmente
quando aplicadas em grandes bacias hidrográficas. Nesse sentido, o objetivo deste
estudo é verificar a capacidade do modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT)
em identificar as áreas críticas de produção de sedimentos, fornecendo informações
para mitigar o problema. A área de estudo foi a bacia do rio Guaporé (2.030 km²), no
Rio Grande do Sul, Brasil. A bacia do rio Guaporé é caracterizada por elevações que
variam de 136 a 847 m, com clima subtropical e precipitação média anual de 1.800
mm, bem distribuídas ao longo do ano. O uso do solo consiste em áreas com
vegetação nativa de floresta mista e pastagens. Áreas agrícolas cultivadas em
encostas leves contam com (Glycine max) e milho (Zea mays) no verão e trigo
(Triticum aestivum) no inverno, em sistema de plantio direto; enquanto as áreas mais
inclinadas são cultivadas com tabaco (Nicotiana tabacum). Os parâmetros que
caracterizam a vegetação (florestas e culturas agrícolas) no SWAT, bem como as
propriedades físicas do solo da bacia, foram modificados para representar
corretamente as condições das bacias subtropicais brasileiras. A vazão foi calibrada
no período de 2009 a 2011 e validada em 2012 a 2014, usando um período de warmup
de 5 anos. Para sedimentos, o período de calibração foi de 2011 a 2013, utilizando
dados de 2014 para validação. O coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) e o Percent Bias
(PBIAS) foram usados como função objetivo usando o algoritmo SUFI-2. A calibração
e a validação foram realizadas em escala de tempo diária e resultaram em coeficientes
NS 0,71 e 0,73 para vazão e 0,54 e 0,50 para produção de sedimentos,
respectivamente. A produção total de sedimentos estimada na saída da bacia foi de
aproximadamente 2,4 ton ha-1 y-1, sendo o cultivo do tabaco (e suas rotações de
cultura) responsável pela maior contribuição para a produção de sedimentos (~ 77,2%
méd.), seguido pela soja e solo exposto (~ 12,2%) e milho e soja (~ 6,2%), em
concordância com os resultados das técnicas convencionais de identificação de
sedimentos anteriormente aplicadas na bacia. Os resultados demonstram a eficiência
da modelagem SWAT na identificação adequada de áreas críticas de produção de
sedimentos. | por |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | eng | eng |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Erosão do solo | por |
dc.subject | Produção de sedimentos | por |
dc.subject | Áreas críticas de produção de sedimentos | por |
dc.subject | Modelo SWAT | por |
dc.subject | Soil erosion | eng |
dc.subject | Sediment yield | eng |
dc.subject | Sediment critical source areas | eng |
dc.subject | SWAT model | eng |
dc.title | Identifying sediment critical source areas in subtropical Brazil using SWAT model | eng |
dc.title.alternative | Identificação de áreas críticas de produção de sedimentos utilizando o modelo SWAT | por |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Agriculture without the use of conservation practices has caused intense soil and water
degradation. As a result, erosion and sediment production increase, which, in turn,
increases the load of agrochemicals and fertilizers that contribute to river
eutrophication and siltation of canals. In addition to the impact on water resources,
erosion decreases the productive capacity of the soil, impacting agriculture itself in a
vicious cycle. Identifying areas where diffuse pollution originates is complex, costly and
time consuming, requiring specific screening techniques, especially when applied to
large watersheds. In this sense, the objective of this study is to evaluate the ability of
the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model in identifying the critical areas of
sediment production, providing information to mitigate the problem. The study area
was the Guaporé river basin (2,031 km²), in Rio Grande do Sul, the southernmost
Brazilian State. The Guaporé River basin is characterized by elevations ranging from
136 to 847 m, with subtropical climate and annual average rainfall of 1,800 mm, evenly
distributed throughout the year. Land use consists of areas with native vegetation of
mixed forest and grasslands and agricultural areas cultivated in the gentle hillslopes
with soybean (Glycine max) and maize (Zea mays) in the summer and wheat (Triticum
aestivum) in winter under the no-tillage system; while steep areas are cultivated with
tobacco (Nicotiana tabacum). The parameters that characterize the vegetation (forests
and agricultural crops) in SWAT, as well as the physical properties of the basin soil,
were modified to correctly represent the conditions of the Brazilian subtropical basins.
Flow was calibrated in the period 2009 - 2011 and validated in 2012 - 2014, using a 5-
year warm-up period. For sediment, the calibration period was from 2011 to 2013,
using 2014 data for validation. The Nash-Sutcliffe (NS) coefficient and the Percent Bias
(PBIAS) were used as objective function using the SUFI-2 algorithm. Calibration and
validation were performed at daily time scale and resulted in a coefficient of NS 0.71
and 0.73 for flow and 0.54 and 0.50 for sediment yield, respectively. The total sediment
yield estimated at the basin outlet was approximately 2.4 ton ha-1 y-1, being the tobacco
cultivation responsible for the largest contribution to sediment yield (~ 77.2% avg.),
followed by soybean and bare soil (~ 12.2%) and corn and soybean (~ 6.2%), in
agreement with results by conventional sediment tracing techniques previously applied
in the basin. Results demonstrates the efficiency of SWAT modeling in the proper
identification of critical areas of sediment yield. | eng |
dc.contributor.advisor1 | Piccilli, Daniel Gustavo Allasia | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3858010328968944 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Kalin, Latif | |
dc.contributor.referee1 | Tiecher, Tales | |
dc.contributor.referee2 | Rodrigues, Miriam Fernanda | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1804918957172259 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Civil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |