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dc.creatorMelo, Pâmela Aparecida-
dc.date.accessioned2023-11-06T18:20:51Z-
dc.date.available2023-11-06T18:20:51Z-
dc.date.issued2023-11-06-
dc.date.submitted2023-08-04-
dc.identifier.citationMELO, P. A. Impactos das mudanças climáticas e da expansão agrícola na disponibilidade hídrica e geração de energia elétrica na bacia hidrográfica do Alto Rio Grande. 2023. 133 p. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58508-
dc.description.abstractChanges in climate and in land use land cover can cause important variations in the hydrological regime. The headwater basins in regions with strong orographic effect are highly strategic to satisfy the country's water demand. Considering this, the main objective of this work is to evaluate the impacts on water resources in the Upper Rio Grande watershed from 1985 to 2015 and in future scenarios. Thus, this study intends to understand how changes in climate and land use land cover can affect the water and energy security in the region. Initially, the impacts related to climatic and anthropogenic factors on runoff observed between 1985 and 2015 were separated by the Budyko curve decomposition method. Next, it was analyzed uncertainties related to the parameters of the hydrological model estimated in the Pareto front from a multi- objective optimization method (SPEA2) in the estimation of daily runoff. In addition, uncertainties in the projection of long-term runoff by the following methods were analyzed: Budyko curve and hydrological modeling (MHD-INPE). Thus, from the MHD-INPE calibration, it was evaluated the hydrological impacts in future scenarios of climate change (simulated by a regional climate model, Eta-model, associated with four global circulation models) and a scenario of changes in land use land cover (projected considering the agricultural expansion observed in the historical period using Dinamica EGO model). Finally, it was estimated the variation in electricity generation for Camargos and Itutinga hydroelectric plants from simulated daily discharge in the future scenarios considering the operation strategy in hydroelectric plants to produce firm energy associated with 5% risk in the historical period of each climate model. As a result, during the observed series between 1985 and 2015, variations in aridity index and agricultural areas in the basin were the variables that best represented the variation of the long-term runoff, where the increase of agricultural areas is related to runoff reduction in six of nine sub-basins. In the analysis of uncertainties considering the parameters of the hydrological model (MHD-INPE) in the Pareto front optimization, differences were verified in the extremes of simulated daily flow and few variations were verified in the future projection of the long-term runoff. Budyko's method tends to project higher runoff when compared to MHD-INPE in years with higher precipitation, as well as lower runoff in years with lower precipitation. At last, the climate change scenarios indicate a reduction in future average annual runoff, especially in the magnitude of the minimum discharge with a frequency of exceedance greater than 95%. Consequently, it is estimated a reduction in electricity generation and water storage in the Camargos reservoir, with increase in system failures. In the combined scenario of rainfed agriculture expansion and climate change, the impacts were verified with lower magnitude, mainly in less umid climate conditions due to restrictions on crop transpiration under water stress conditions. Therefore, the estimated impacts for the expansion of rainfed agriculture are milder in more critical climate scenarios.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/*
dc.subjectModelagem hidrológicapt_BR
dc.subjectModelos climáticospt_BR
dc.subjectUso do Solopt_BR
dc.subjectOcupação do Solopt_BR
dc.subjectHidrelétricaspt_BR
dc.subjectHydrological modelingpt_BR
dc.subjectClimate modelspt_BR
dc.subjectLand Usept_BR
dc.subjectLand occupationpt_BR
dc.subjectHydroelectric plantspt_BR
dc.titleImpactos das mudanças climáticas e da expansão agrícola na disponibilidade hídrica e geração de energia elétrica na bacia hidrográfica do Alto Rio Grandept_BR
dc.title.alternativeImpacts of climate change and agricultural expansion on water availability and electricity generation in the Upper Grande River basinpt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Recursos Hídricospt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Alvarenga, Lívia Alves-
dc.contributor.advisor-co1Tomasella, Javier-
dc.contributor.referee1Alvarenga, Lívia Alves-
dc.contributor.referee2Oliveira, Luiz Fernando Coutinho de-
dc.contributor.referee3Martins, Minella Alves-
dc.contributor.referee4Tomasella, Javier-
dc.contributor.referee5Andrés Rodriguez, Daniel-
dc.description.resumoAs mudanças no clima e no uso e ocupação do solo causam alterações importantes no regime hidrológico. As bacias hidrográficas de cabeceira em regiões de forte efeito orográfico são estratégicas para satisfazer a demanda hídrica do país. Visto isso, o objetivo central deste trabalho visa avaliar os impactos nos recursos hídricos na bacia hidrográfica do Alto Rio Grande de 1985 a 2015 e em cenários futuros. Assim, esse estudo pretende compreender como as alterações do clima e do uso e ocupação do solo podem afetar a segurança hídrica e energética da região. Inicialmente, separou-se os impactos relacionados com fatores climáticos e antropogênicos no deflúvio observado entre 1985 e 2015 pelo método de decomposição da curva de Budyko. A seguir, foi realizada análise de incertezas relacionada aos parâmetros do modelo hidrológico estimados na frente de Pareto por método de otimização multiobjetivo (SPEA2) na estimativa da vazão diária, além de analisar as incertezas na projeção de deflúvio de longo termo pelos seguintes métodos: curva de Budyko e modelagem hidrológica (MHD- INPE). Assim, a partir da calibração do MHD-INPE foram avaliados os impactos hidrológicos a partir de cenários futuros de mudanças climáticas (simulados por modelo climático regional, modelo Eta, associado a quatro modelos de circulação global) e cenário de mudança de uso e ocupação do solo (projetado considerando a expansão agrícola observada no período histórico pelo modelo Dinâmica EGO). Por fim, estimou-se a variação na geração de energia elétrica nas usinas hidrelétricas Camargos e Itutinga a partir da vazão diária simulada nos cenários futuros considerando a operação das hidrelétricas pela energia firme associada a 5% de risco no período histórico de cada modelo climático. Como resultados, na série histórica entre 1985 e 2015, a variação do índice de aridez e da ocupação com áreas agrícolas na bacia hidrográfica foram as variáveis que melhor representaram a variação do deflúvio de longo termo na bacia, em que o aumento de áreas agrícolas se relaciona com a variação do deflúvio em seis de nove bacias estudadas. Na análise de incertezas, considerando os parâmetros do modelo hidrológico (MHD- INPE) na frente de Pareto, foram verificadas diferenças nos extremos de vazão diária simulada e poucas variações foram verificadas na projeção futura do deflúvio de longo termo. O método de Budyko tende a projetar maior deflúvio quando comparado ao MHD-INPE em anos com maior precipitação, bem como menor deflúvio em anos com menor precipitação. Por fim, os cenários de mudanças do clima indicam redução no deflúvio anual médio e, principalmente, na magnitude das vazões mínimas com frequência de excedência maior que 95%. Consequentemente, estima-se redução na geração de energia elétrica e no armazenamento de água do reservatório de Camargos, com aumento das falhas no sistema. No cenário combinado de expansão de agricultura de sequeiro com as mudanças climáticas, os impactos foram verificados com menor magnitude, principalmente em condições de clima menos úmido devido a restrições na transpiração das culturas sob estresse hídrico. Portanto, os impactos estimados para expansão da agricultura de sequeiro são mais amenos em cenários de clima mais críticos.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Recursos Hídricospt_BR
dc.subject.cnpqHidrologiapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5712939376595939pt_BR
Aparece nas coleções:Recursos Hídricos - Doutorado (Teses)



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