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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-08012021-111754
Documento
Autor
Nome completo
Tárcio Rocha Lopes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2020
Orientador
Banca examinadora
Folegatti, Marcos Vinicius (Presidente)
Moster, Claudia
Zolin, Cornélio Alberto
Título em português
Modelagem hidrológica e estudos de pagamentos por serviços ambientais para bacia hidrográfica do Rio Piracicaba
Palavras-chave em português
Gestão hídrica
Serviços ecossistêmicos
Tomada de decisão
Valoração ambiental
Resumo em português
A utilização de modelos hidrológicos aliados a estudos de serviços ambientais é uma ótima ferramenta para fornecer respostas sobre gerenciamento de recursos naturais e auxiliar na tomada de decisão no planejamento e na definição de estratégias para implantação de projetos. Com isso, este trabalho teve o objetivo calibrar e validar o modelo SWAT para bacia do Rio Piracicaba; gerar informações necessárias para identificação de áreas prioritárias ao provimento de serviços ambientais por meio da Análise Multicriterial e por fim gerar cenários para estimar o valor econômico do serviço ambiental de regulação da vazão e de manutenção da qualidade da água. Foi utilizado o modelo SWAT para calibração e validação de dados de vazão, sólidos totais, nitrogênio total e fósforo total. O desempenho do modelo foi avaliado com base no coeficiente de determinação, no parâmetro de eficiência Nash-Sutcliffe (NS) e sua versão logarítmica, bem como nas análises de viés de porcentagem (PBIAS). Foi utilizada a Análise Multicriterial (AMC), com a integração dos outputs do modelo SWAT que foram agregados por meio dos métodos de AMC denominados Ordered Weighted Averaging (OWA) variando risco e compensação e Combinação Linear Ponderada (WLC), especificamente para identificar áreas que possuam potencial para conservação da água, áreas que possuam problemas relacionados à erosão, produção de sedimentos e problemas relacionados à qualidade de água. A partir da AMC foram gerados cenários de restauração florestal e então foi utilizado o método dos "custos evitados" para valoração econômica do serviço de regularização da vazão e da adequação da qualidade da água na bacia do Rio Piracicaba. Com base nos parâmetros estatísticos, após calibrado o modelo SWAT conseguiu reproduzir adequadamente as variáveis estudadas, permitindo um bom ajuste entre os dados observados e os simulados, viabilizando a utilização desta ferramenta para o gerenciamento dos recursos hídricos. A aplicação dos métodos de AMC não indicaram uma única solução ótima, e sim, pontos relevantes associados à flexibilidade de ponderação da abordagem OWA e WLC. Foi possível estimar valores para regulação da quantidade e adequação da qualidade de serviços de provisão de água, respectivamente, em termos de armazenamento de água/regulação do fluxo de água e manutenção da qualidade da água
Título em inglês
Hydrological modeling and studies of payments for environmental services for the Piracicaba River basin
Palavras-chave em inglês
Decision making
Ecosystem services
Environmental valuation
Water management
Resumo em inglês
The use of hydrological models combined with studies of environmental services is a great tool to provide answers on natural resource management and assist in decision making in planning and defining strategies for project implementation. Thus, this study aimed to calibrate and validate the SWAT model for the Piracicaba River basin; to generate necessary information to identify priority areas for the provision of environmental services through Multicriterial Analysis and, finally, to generate scenarios to estimate the economic value of the environmental service of flow regulation and maintenance of water quality. The SWAT model was used for calibration and validation of flow data, total solids, total nitrogen and total phosphorus. The performance of the model was evaluated based on the coefficient of determination, the Nash-Sutcliffe efficiency parameter (NS) and its logarithmic version, as well as the percentage bias analysis (PBIAS). Multicriterial Analysis (AMC) was used, with the integration of the SWAT model outputs that were aggregated through AMC methods called Ordered Weighted Averaging (OWA) varying risk and compensation and Weighted Linear Combination (WLC), specifically to identify areas that have potential for water conservation, areas that have problems related to erosion, sediment production and problems related to water quality. From AMC, forest restoration scenarios were generated and then the "avoided costs" method was used for the economic valuation of the flow regularization service and the adequacy of water quality in the Piracicaba River basin. Based on the statistical parameters, after calibrating the SWAT model, it was able to properly reproduce the studied variables, allowing a good fit between the observed and simulated data, enabling the use of this tool for the management of water resources. The application of AMC methods did not indicate a single optimal solution, but relevant points associated with the weighting flexibility of the OWA and WLC approach. It was possible to estimate values for regulation of the quantity and adequacy of the quality of water supply services, respectively, in terms of water storage/regulation of water flow and maintenance of water quality.
 
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Data de Publicação
2021-01-11
 
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