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Title: Impactos das mudanças climáticas e do uso da terra na produção hidrelétrica na Amazônia Oriental.
Other Titles: Impacts of climate change and land use on hydroelectric production in the Eastern Amazon.
???metadata.dc.creator???: SERRÃO, Edivaldo Afonso de Oliveira.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: SILVA, Madson Tavares.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: SOUSA, Francisco Assis Salviano de.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CAVALCANTI, Enilson Palmeira.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Viicente de Paulo Rodrigues da.
???metadata.dc.contributor.referee3???: PONTES, Paulo Rógenes Monteiro.
???metadata.dc.contributor.referee4???: LIMA, Aline Maria Meiguins de.
Keywords: Mudanças climáticas;Mudanças no uso da terra;Energia hidrelétrica;Modelagem hidrológica;Climate change;Land use change;Hydropower;Hydrological modeling;Environment - environmental impacts;Meio ambiente - impactos ambientais;Cambios climáticos;Cambios en el uso del suelo;Energía hidroeléctrica;Modelado hidrológico;Medio ambiente - impactos ambientales;Les changements climatiques;Changements dans l'utilisation des terres;L'énergie hydroélectrique;Modélisation hydrologique;Environnement - impacts environnementaux
Issue Date: 21-Feb-2022
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SERRÃO, E. A. de O. Impactos das mudanças climáticas e do uso da terra na produção hidrelétrica na Amazônia Oriental. 2022. 131 f. Tese (Doutorado em Meteorologia) – Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2022.
???metadata.dc.description.resumo???: Em um mundo antropogênico da atualidade a natureza é vista cada vez mais como um recurso, a água e o solo são fortemente utilizados, moldados e rearranjados em benefício do desenvolvimento socioeconômico mundial. Porém, os impactos dessas alterações desenfreadas no meio ambiente podem contradizer seu benefício. Neste estudo o objetivo foi quantificar os impactos da mudança do uso e cobertura da terra (LULCC) e Mudanças Climáticas (MC) em alguns processos hidrológicos: vazão, escoamento superficial e evapotranspiração na Bacia Hidrográfica do Tocantins-Araguaia (BHTA). E ainda, investigar esses impactos na produção de energia hidrelétrica a partir da Usina Hidrelétrica de Tucuruí (UHT) na BHTA. Por fim, identificar se haverá implicações dessas mudanças no faturamento hidrelétrico. Para tanto, foi utilizado o modelo hidrológico Soil and Water Assessment Tool (SWAT), a partir do modelo calibrado e validado para a BHTA, foi construído quatro cenários isolados de LULCC e quarto cenários de mudanças climáticas mais um cenário acoplado de LULCC e MC para avaliar os impactos dessas atividades antrópicas na hidrologia, geração de energia e receitas monetárias. Para esse fim, foi utilizado dois Modelos de Circulação Geral (GCM), HadGEM2-ES e MIROC5 com forçamento radiativo moderado (+4,5 W/m2) e severo (+8,5 W/m2) a partir de emissões do dióxido de carbono na atmosfera (Representative Concentration Pathways). Para cenários de LULCC substituímos as áreas de florestas por pastagem, depois por agricultura, em seguida por vegetação de reflorestamento e, finalmente retorna a floresta. Os resultados indicaram que haverá um aumento de 36% na vazão da BHTA até a metade do século, em virtude de um aumento de 15% no escoamento superficial e redução de 3.5% na evapotranspiração, de acordo com os cenários isolados de LULCC. Porém o excedente de água não poderá ser convertido em energia pela UHT e haverá uma redução de até 65% na produção anual de energia. Para os cenários de MC e MC+LUCC, é esperado uma diminuição anual de 74% na vazão e sazonal de 98% durante o inverno, em comparação com baseline no cenário mais pessimista, ocasionando um déficit de 135% ao ano na receita da UHT para este cenário. O cenário com menor impacto na receita monetária arrecadaria US $ 8.4 milhões, enquanto estima-se a receita atual da UHT em US $ 3.1 bilhões. Por fim, concluímos que a longo prazo a MC podem ter impacto maior que as LULCC regional, sobre a hidrologia e produção de energia na BHTA, em virtude da redução na entrada de água no sistema, ou seja, a precipitação.
Abstract: In today's anthropogenic world, nature is increasingly seen as a resource, water and soil are heavily used, shaped, and rearranged for the benefit of global socioeconomic development. However, the impacts of these unbridled changes on the environment may contradict their benefit. In this study our objective was to quantify the impacts of land use and land cover change (LULCC) and Climate Change (CC) on some hydrological processes: streamflow, runoff and evapotranspiration in the Tocantins-Araguaia Watershed (TAW). And further, to investigate these impacts on the production of hydropower from the Tucuruí Hydropower Plant (THP) in the TAW. Finally, to identify whether there will be implications of these changes on hydropower revenues. To this end, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model was used, from the model calibrated and validated for the TAW, four isolated LULCC and four climate change scenarios plus a coupled LULCC and CC scenario were constructed to assess the impacts of these anthropic activities on hydrology, power generation and monetary revenues. For this purpose, we used two General Circulation Models (GCM), HadGEM2-ES and MIROC5 with moderate (+4.5 W/m2) and severe (+8.5 W/m2) radiative forcing from carbon dioxide emissions in the atmosphere (Representative Concentration Pathways). For LULCC scenarios we replaced forest areas with grassland, then agriculture, then reforestation vegetation, and finally returns to forest. The results indicated that there will be a 36% increase in the flow of the TAW by mid-century, due to a 15% increase in runoff and a 3.5% reduction in evapotranspiration, according to the isolated LULCC scenarios. However, the surplus water cannot be converted into energy by the THP and there will be a reduction of up to 65% in annual energy production. For the CC and CC+LUCC scenarios, a 74% annual decrease in flow is expected and a 98% seasonal decrease during winter compared to baseline in the most pessimistic scenario, causing a 135% annual deficit in revenue for the THP for this scenario. The scenario with the smallest impact on monetary revenue would raise $8.4 million, while current THP revenue is estimated at $3.1 billion. Finally, we conclude that in the long-term CC can have a greater impact than regional LULCC, on hydrology and energy production in the TAW, because of the reduction in water input to the system, i.e., rainfall.
Keywords: Mudanças climáticas
Mudanças no uso da terra
Energia hidrelétrica
Modelagem hidrológica
Climate change
Land use change
Hydropower
Hydrological modeling
Environment - environmental impacts
Meio ambiente - impactos ambientais
Cambios climáticos
Cambios en el uso del suelo
Energía hidroeléctrica
Modelado hidrológico
Medio ambiente - impactos ambientales
Les changements climatiques
Changements dans l'utilisation des terres
L'énergie hydroélectrique
Modélisation hydrologique
Environnement - impacts environnementaux
???metadata.dc.subject.cnpq???: Meteorologia
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/25111
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EDIVALDO AFONSO DE OLIVEIRA SERRÃO – TESE (PPGMET) 2022.pdf6.53 MBAdobe PDFView/Open


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