Resumo A resposta hidrológica em bacias hidrográficas devido às mudanças do uso do solo pode ser avaliada por meio da construção de cenários, usando modelos hidrológicos. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi analisar as consequências do desmatamento no comportamento hidrológico da bacia hidrográfica do rio Doce, que possui uma área de drenagem de 86.715 km². Alguns dos problemas enfrentados pela bacia estão relacionados à disponibilidade hídrica, inundações, desmatamento indiscriminado e manejo inadequado do solo. Sendo assim, foi selecionado o Modelo de Grandes Bacias (MGB-IPH), onde foram usados dados diários de 11 postos fluviométricos, 81 pluviométricos e 12 meteorológicos, modelo numérico do terreno, mapas de solos e uso e cobertura do solo (2000). A modelagem hidrológica foi realizada nas seguintes etapas: calibração dos parâmetros (1990 a 2005), validação (2006 a 2014) e simulação dos cenários de desmatamento (2000 a 2014). Foi constatado que a substituição de florestas por pastagens provocou reduções nas vazões médias anuais, indicando uma diminuição das vazões médias em cenários de desmatamento. Quanto ao comportamento das cheias, o desmatamento provocou o aumento das mesmas, enquanto que às vazões mínimas anuais reduziram com o desmatamento. Os resultados demonstram os agravamentos que os cenários simulados podem acarretar nos problemas já encontrados na bacia como inundações e escassez de água para suprimento dos usos para os quais a bacia se destina.

Abstract The construction of scenarios using hydrological models can evaluate the hydrological response in watersheds, due to changes in the soil use. In this context, this study analyzed the consequences of deforestation in the hydrological behavior of the Doce River Basin, which has a drainage area of approximately 86.715 km². The basin presents problems regarding water availability, floods, indiscriminate deforestation and inadequate soil management. The Model of Large Basins (MGB-IPH) was selected, using daily data from 1990 to 2014, 11 fluviometric, 81 rainfall and 12 meteorological stations, numerical model of the land, soil maps, and use and land cover. Hydrological modeling was performed in the following steps: calibration of parameters (1990 and 2005), validation (2006 to 2014) and simulation of deforestation scenarios (2000 to 2014). It was observed that the replacement of forests by pasture caused reductions in the average annual flows, indicating a decrease in average flows in deforestation scenarios. As for the behavior of floods, deforestation caused them to increase, while the annual minimum flows reduced with deforestation. The results demonstrate the worsening that the simulated scenarios can cause in the problems already found in the basin, such as floods and water shortages, to supply the uses for which the basin is intended.

Resumo As incertezas presentes em modelos hidrológicos têm dificultado e muitas vezes inviabilizado sua aplicação. Este trabalho tem como objetivo a avaliação da sensibilidade dos parâmetros de entrada no modelo SWAT para a modelagem de vazões médias mensais na bacia do rio Jucu, localizado na porção sudeste do estado do Espírito Santo (Brasil). A análise de sensibilidade foi realizada por meio do programa SWAT-CUP ao qual faz uso do algoritmo SUFI-2. Quatro testes que se diferenciavam pelo tamanho da série hidrológica, escolha da estação de monitoramento de vazões e número de variações dos valores dos parâmetros durante a análise de sensibilidade resultaram em diferentes níveis de sensibilidade para os parâmetros de entrada do modelo SWAT. Desta forma, o presente estudo enfatiza a necessidade de maior detalhamento dos processos metodológicos empregados na análise de sensibilidade, tendo em vista que diferentes hierarquias de parâmetros podem ser obtidas por meio da mesma ferramenta.

Abstract The uncertainties present in hydrological models have made them difficult and often impossible to apply. This work evaluated the sensitivity of input parameters in the SWAT model used for the modeling of average monthly flow-discharge in the Jucu River Basin, located in the southeast portion of the state of Espírito Santo, Brazil. Sensitivity analysis was performed using the SWAT-CUP program, which uses the SUFI-2 algorithm. Four sensitivity analysis tests differing by the length of hydrological series, number of iteration and fluviometric station locations resulted in different sensitivity levels of input parameters used in the model. In this way, the present study emphasizes the need for a greater detailing of methodological processes used in the sensitivity analysis, so that different hierarchies of parameters can be obtained through the same tool.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo de qualidade da água acoplado com um software livre de Sistema de Informação Geográfica (SIG) para representação de impactos causados por lançamentos de poluentes em grande escala, com uma visão sistêmica de toda a bacia hidrográfica e com ferramentas simplificadas para lidar com as condições típicas de baixa disponibilidade de dados. No modelo proposto, denominado SIAQUA-IPH, é adotada uma metodologia baseada na solução analítica da equação de transporte de poluentes por meio de um esquema de sobreposição linear. São apresentados testes em que os resultados do modelo foram comparados com experimentos de lançamento de traçadores no Rio Paraíba do Sul, com resultados promissores, considerando-se as incertezas envolvidas.

This paper presents the development of a water quality model coupled with an open source Geographic Information System (GIS) software representing the impacts of large scale pollutant releases, with a systemic view of the entire basin, and simplified tools to deal with typical data scarcity situations. In the proposed model, called SIAQUA-IPH, a methodology based on the pollutant transport equation analytical solution through a scheme of linear superposition is adopted. The paper also presents tests in which model results were compared to tracer releases experiments in the Paraíba do Sul river, where promising results were obtained considering the uncertainties involved.