Simulation of land use scenarios in the Camboriú River Basin using the SWAT model Translated title: Simulação de cenários de uso e ocupação das terras na bacia hidrográfica do Rio Camboriú utilizando o modelo SWAT

Abstract

ABSTRACT Changes in the Earth’s landscape have been the focus of much environmental research. In this context, hydrological models stand out as tools for several assessments. This study aimed to use the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model to simulate the impact of changes in land use in the Camboriú River Watershed in the years 1957, 1978, and 2012. The results indicated that the SWAT model was efficient in simulating water flow and sediment transport processes. Thus, it was possible to evaluate the impact of different land use scenarios on water and sediment yield in the catchment. The changes in land use caused significant changes in the hydro-sedimentological dynamic. Regarding flow, the effects of land use changes were more pronounced at both ends of the curve representing duration of flow. The worst scenario was identified for the year 2012, which saw the highest peak discharges during flood events and lowest flows during the dry season. Concerning soil erosion, the highest values were identified for sub-basins that were predominantly covered by rice paddies and pastures; this was attributed mainly to surface runoff and changes in land use (represented by C-USLE). Overall, the Camboriú River Basin did not experience severe soil erosion issues; however, it was found that changes in land use related to soil and climate characteristics may increase soil degradation, especially in years with high precipitation levels.

Translated abstract

RESUMO As mudanças de paisagem têm sido foco de pesquisas na área ambiental. Nesse contexto, os modelos hidrológicos se destacam como ferramentas para diferentes análises. Nesse trabalho, o objetivo foi utilizar o modelo hidrológico SWAT para simular os impactos das alterações no uso e ocupação das terras da bacia hidrográfica do Rio Camboriú (BHRC) entre os anos de 1957, 1978 e 2012. Os resultados indicaram que SWAT foi eficiente para simulação da vazão e da perda de solo possibilitando a quantificação dos impactos a partir da simulação de cenários. As mudanças na cobertura do solo acarretaram alterações significativas no regime hidrossedimentológico. Para a vazão, os impactos foram maiores nos extremos da curva de permanência. O cenário 2012 se destacou negativamente por apresentar as maiores vazões de pico e as menores vazões em período de estiagem. Para a perda de solo, os maiores valores foram identificados nas sub-bacias com uso predominante para rizicultura e pastagens, o que foi atribuído, fundamentalmente, a alterações da taxa de escoamento superficial e aos fatores relacionados ao uso, manejo do solo e práticas conservacionistas. De maneira geral, a BHRC não apresentou problemas severos de perda de solo, entretanto, as mudanças na paisagem associadas as características edafoclimáticas podem favorecer a degradação do solo, principalmente em anos com elevados volumes de precipitação.