@MastersThesis{Abe:2017:SwMoSt,
author = "Abe, Camila Andrade",
title = "Swat modelling of streamflow and sediment concentration in an
amazonian basin impacted by artisanal gold mining",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-08-11",
keywords = "hydrological modelling. sediment. remote sensing. Amazon. SWAT.
modelagem hidrol{\'o}gica. sedimento. sensoriamento remoto.
Amaz{\^o}nia. SWAT.",
abstract = "Land cover change such as replacing the forest with pasture or
bare soil areas can significantly affect the water cycle, altering
streamflow regime, accelerating or intensifying erosive processes
and influencing water quality and availability. In Crepori River
basin, the expansion of gold mining activity has caused an
increase in sediment concentration in the river. Sediment
concentration in rivers can be quantified using direct or indirect
methods, but it is usually difficult to quantify sediment
generated by point and non-point sources, such as mining
activities and land cover, respectively. In this study, SWAT model
(Soil and Water Assessment Tool) was applied in Crepori basin,
from 2001 to 2012 to investigate the impacts of land cover change
on streamflow regime and on sediment concentration in the river.
By comparing simulated sediment concentration and sediment
concentration estimated via remote sensing by Lobo et al. (2015)
for the same region, this study aimed to define the proportion of
sediment concentration due to sheet erosion (non-point source)
from that of gold mining activities (point source) in Lobo et al.
(2015) estimates. Results show a good adjustment of the model for
streamflow (NSE = 0.84, PBIAS = -2.44%, RSR = 0.40) and simulated
sediment concentration corresponds to measured values from
published studies for period and regions with low or no mining
activity. Simulations indicate that land cover change occurred
between 2001 and 2012 in Crepori basin were not sufficient to
significantly impact the river streamflow, but simulations
performed for different scenarios of land cover (referring to the
periods of 1973, 1998-2010, a future scenario of 2040 and a
hypothetical scenario of complete soil exposure) showed a trend in
increasing streamflow given the increase in deforested and bare
soil areas in the Basin. Regarding sediments, in average, 14% of
sediment concentration estimated by Lobo et al. (2015) in
high-water season corresponds to sediment generated by diffuse
soil erosion, whereas this average proportion is of 6% in the
low-water season. Results also showed that seasonality of sediment
concentration generated only due to diffuse soil erosion is the
inverse of that observed by Lobo et al. (2015), which includes
mining activity. Finally, the increase in deforested and bare soil
areas in the basin are associated to the increase in sediment
concentration in both wet and dry periods, and the simulations for
the hypothetical bare soil scenario indicate that the effects of
mining activity on sediment concentration in Crepori River may
surpass expected impacts of the scenario with maximum soil
exposure to pluvial erosion. RESUMO: Mudan{\c{c}}as de uso e
cobertura da terra podem alterar significativamente o ciclo
hidrol{\'o}gico, modificando o comportamento das vaz{\~o}es de
rios, al{\'e}m de poder acelerar e intensificar processos
erosivos, afetando a qualidade da {\'a}gua. Na bacia
hidrogr{\'a}fica do Rio Crepori, o avan{\c{c}}o da atividade
garimpeira tem levado ao aumento das concentra{\c{c}}{\~o}es de
sedimentos no rio. Concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos em rios
podem ser medidas e estimadas por m{\'e}todos diretos e
indiretos, por{\'e}m {\'e} geralmente dif{\'{\i}}cil
distinguir quantitativamente as por{\c{c}}{\~o}es de sedimentos
geradas por fontes pontuais, como garimpos, de fontes n{\~a}o
pontuais, como eros{\~a}o laminar do solo. Neste trabalho, o
modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) foi aplicado na bacia
do Rio Crepori, de 2001 a 2012, para investigar os impactos de
mudan{\c{c}}as de uso e cobertura da terra sobre o regime de
vaz{\~o}es e sobre as concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos no
rio. A partir da compara{\c{c}}{\~a}o entre as
concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos simuladas e valores
estimados por Lobo et al. (2015) para a mesma regi{\~a}o,
busca-se definir a propor{\c{c}}{\~a}o de sedimentos resultantes
de eros{\~a}o laminar do solo (difusa), e a propor{\c{c}}{\~a}o
de sedimentos gerada pela atividade garimpeira. Os resultados
mostram um bom ajuste do modelo para simula{\c{c}}{\~a}o de
vaz{\~o}es (NSE = 0.84, PBIAS = -2.44%, RSR = 0.40), e as
concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos simuladas concordam com
valores medidos e estimados, em outros trabalhos, em
per{\'{\i}}odos e regi{\~o}es com aus{\^e}ncia ou baixa
atividade de garimpos. Este estudo indica que as mudan{\c{c}}as
de cobertura da terra ocorridas entre 2001 e 2012 na bacia do Rio
Crepori n{\~a}o foram suficientes para impactar as vaz{\~o}es do
rio, mas simula{\c{c}}{\~o}es realizadas para diferentes
cen{\'a}rios de cobertura do solo (referentes aos
per{\'{\i}}odos de 1973, 1998-2012, um cen{\'a}rio futuro de
2040 e um cen{\'a}rio hipot{\'e}tico de total
exposi{\c{c}}{\~a}o do solo) mostraram uma tend{\^e}ncia de
aumento da vaz{\~a}o em fun{\c{c}}{\~a}o do aumento das
{\'a}reas de desmatamento e de solo exposto na bacia. Para os
sedimentos, em m{\'e}dia, 14% da concentra{\c{c}}{\~a}o de
sedimentos estimada por Lobo et al. (2015) no per{\'{\i}}odo de
cheia do Rio Crepori correspondem a sedimentos gerados por
eros{\~a}o laminar do solo e, para o per{\'{\i}}odo de
{\'a}gua baixa, essa propor{\c{c}}{\~a}o m{\'e}dia {\'e} de
6%. O estudo tamb{\'e}m mostrou que a din{\^a}mica sazonal da
concentra{\c{c}}{\~a}o de sedimentos gerados apenas por
eros{\~a}o do solo {\'e} inversa {\`a}quela observada por Lobo
et al. (2015), que inclui a atividade garimpeira. Por fim, o
aumento de {\'a}reas desmatadas e de solo exposto na bacia
est{\~a}o associados ao aumento ao aumento das
concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos nos per{\'{\i}}odos seco
e {\'u}mido, e as simula{\c{c}}{\~o}es para o cen{\'a}rio
hipot{\'e}tico de completa exposi{\c{c}}{\~a}o do solo indica
que os efeitos da atividade garimpeira sobre as
concentra{\c{c}}{\~o}es de sedimentos nas {\'a}guas do Rio
Crepori podem superar os impactos esperados para um cen{\'a}rio
de m{\'a}xima exposi{\c{c}}{\~a}o do solo {\`a} eros{\~a}o
pluvial na bacia.",
committee = "Renn{\'o}, Camilo Daleles (presidente) and Novo, Evlyn
M{\'a}rcia Le{\~a}o de Moraes (orientadora) and Lobo, Felipe de
Lucia (orientador) and Borma, Laura de Simone and Costa, Maycira
and Dibike, Yonas Berhan and Rudorff, Conrado de Moraes",
englishtitle = "Modelagem swat de vaz{\~a}o e de concentra{\c{c}}{\~a}o de
sedimentos em uma bacia amaz{\^o}nica impactada por garimpo",
language = "en",
pages = "142",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PB94RH",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PB94RH",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}