Análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo SWAT e simulação dos processos hidrossedimentológicos em uma bacia no agreste nordestino Translated title: Sensitivity analysis of the parameters of the SWAT model and simulation of the hydrosedimentological processes in a watershed in the northeastern region of Brazil

Abstract

O processo erosivo constitui-se na principal causa de degradação dos solos e é acelerado por intervenções humanas nas bacias hidrográficas, resultando em prejuízos ao setor agrícola e ao meio ambiente. Para a previsão dos impactos de ações antrópicas ou de mudanças climáticas sobre os processos hidrossedimentológicos, os modelos distribuídos e de base física têm sido bastante eficazes. Neste estudo, aplicou-se o modelo SWAT à sub-bacia do Rio Japaratuba Mirim, em Sergipe, nas seções de medição das estações Fazenda Pão de Açúcar (PA) e Fazenda Cajueiro (CJ), com áreas de contribuição respectivamente de 137,3 e 277,8 km², visando à parametrização das duas bacias aninhadas por meio dos processos de calibração e de validação. Foram realizadas simulações do escoamento na bacia menor (PA), a partir dos parâmetros calibrados na bacia maior (CJ), e, reciprocamente, do escoamento na bacia maior (CJ). Em seguida, foram também realizadas simulações do escoamento e da produção de sedimentos para o período de dados de vazão disponíveis (1985 a 2000), para a seção CJ. Os resultados evidenciaram que o modelo calibrado simulou bem o escoamento superficial e conseguiu prever, de forma coerente, a produção de sedimentos com base nos 12 parâmetros mais sensíveis do modelo. A transposição dos parâmetros da bacia maior para a menor e, vice-versa, resultou em índices de Eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE) e de Tendência Percentual (PBIAS), considerados satisfatórios para o primeiro caso e insatisfatório para o segundo.

Translated abstract

Erosion has been recognized as the main cause of soil degradation and is accelerated by human intervention in watersheds, causing losses to the agricultural sector and damaging the environment. To estimate the impacts caused by land use or climate changes on hydrosedimentological processes, physically-based distributed models have been shown to be quite effective. In this study, the SWAT model was calibrated and validated for two subwatersheds of the Japaratuba Mirim river watershed, one located upstream of the Fazenda Pão de Açúcar - PA (137.3 km²), and another located upstream of Fazenda Cajueiro - CJ (277.8 km²) in the state of Sergipe, to simulate runoff and soil erosion. To test the sensitivity of the calibrated parameters, the runoff was also simulated by a cross application of the 12 most sensitive parameters in the two watersheds, from 1985 to 2000. The results showed that the model was able to simulate the runoff and forecast, in a consistent way, the sediment yield. However, while the cross application of the parameters from the bigger (CJ) to the smaller watershed (PA) resulted in satisfactory Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) and percent bias (PBIAS), the opposite was not true.