A simulação de processos hidrológicos apresenta-se como importante ferramenta de gestão e planejamento dos recursos hídricos, possibilitando avaliação dos impactos da precipitação sobre a geração de escoamento superficial e umedecimento do solo. O objetivo do presente trabalho foi aplicar o modelo hidrológico SWAT para análise de processos hidrológicos na Bacia Experimental do Riacho Jatobá, no semiárido de Pernambuco, considerando a calibração e a validação do modelo a partir de dados de vazão e de umidade do solo. Além disso, o estudo buscou investigar a efetividade hidrológica em um cenário de recomposição de Caatinga arbórea em áreas de maior elevação topográfica na bacia experimental, e o comportamento dos componentes hidrológicos em um cenário de expansão agrícola. Para a calibração e validação da vazão e umidade do solo utilizaram-se eventos ocorridos entre 2009 e 2010. A calibração e a validação com a vazão apresentaram coeficientes de eficiência NSE de 0,58 e 0,42, respectivamente, e para a umidade do solo de 0,53 e 0,46, respectivamente. Os ajustes dos parâmetros foram adequados para representar os períodos de recessão do escoamento. Verificou-se que o processo alternativo de calibração e validação por meio da umidade do solo possibilitou a redução nas incertezas. Cenários de recomposição da cobertura vegetal de 21% na área de Caatinga arbórea nos topos de morro produziram significativo aumento de 42% na percolação e diminuição de 34% na umidade do solo (devido ao consumo de água pelas plantas), contribuindo assim para a recuperação das nascentes e aumentando a resiliência frente a cenários de escassez hídrica. Por outro lado, o cenário de expansão agrícola de 38%, provocou aumento de 11% no escoamento superficial e, consequentemente, um aumento de 10% na umidade do solo.
Palavras-chave: Caatinga, modelos hidrológicos, múltiplos conjuntos de dados, modelo SWAT.
Hydrological simulation models have proven to be an important tool for managing and planning water resources, enabling the assessment of the impacts of rainfall on surface runoff and soil moisture. This work therefore aimed to apply the SWAT model for the analysis of hydrological processes in the Experimental Basin of the Jatobá Stream, in the semiarid region of the State of Pernambuco, Brazil, considering the calibration and validation of the model from streamflow and soil moisture data. Moreover, the study investigated hydrological effectiveness in a recovery scenario in areas of higher topographic elevation of the arborescent Caatinga and the behavior of the hydrological components under an agricultural expansion scenario. Events which occured between 2009 and 2010 were used to calibrate and validate streamflow and soil moisture data. The calibration and validation of streamflow exhibited efficiency coefficients (NSE) of 0.58 and 0.42, respectively, and 0.53 and 0.46 for soil moisture. The adjustment of the parameters was considered adequate for representing streamflow recession periods. It was also verified that the alternative process of calibration and validation with soil moisture reduced uncertainty. Regeneration of the vegetative cover over 21% of the hilltop areas of arborescent Caatinga led to a significant increase in percolation (42%) and a decrease of 34% in soil moisture (due to water consumption by plants), thus contributing to the recovery of headwaters, increasing resilience to water scarcity. On the other hand, the 38% expansion of agriculture caused an increase of 11% in surface runoff and, consequently, an increase of 10% in soil moisture.
