Use of remote sensing techniques to analyze drought events in stream basins: a case study in Serra Azul stream subbasin, MG

Autor: Débora Joana Dutra
Přispěvatelé: Marcos Antônio Timbó Elmiro, Carlos Wagner Gonçalves Andrade Coelho, Marcelo Antonio Nero
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
ISSN: 2013-2018
Popis: CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As pressões antrópicas têm proporcionado diversas ofensivas ao meio ambiente, sendo tema de amplos estudos, como monitoramento de eventos naturais. Neste aspecto, o fenômeno de seca tem obtido destaque em trabalhos internacionais e nacionais, principalmente pelos diversos episódios de escassez hídrica ocorridos no mundo entre os anos de 2014 e 2015. Em Minas Gerais, a bacia do Rio Paraopeba, foi uma das regiões que sofreu com as consequências das pressões sobre o meio ambiente, principalmente associadas à diminuição do volume de água, que ocasionou o decreto Estadual de escassez hídrica na bacia de contribuição e na porção hidrográfica do reservatório Serra Azul durante o ano de 2015. Para buscar entender o evento ocorrido em 2015, o presente trabalho visa analisar a viabilidade de uso do índice de condição de vegetação (ICV) para o monitoramento de seca/estiagem, como forma de subsidiar ações de gestão e monitoramento de regiões que abrigam estação de abastecimento de água. Além disso, buscou-se analisar a ocorrência das diferentes tipologias de seca ao longo da série temporal analisada. O estudo de caso foi realizado na sub-bacia do ribeirão Serra Azul, abrangendo os municípios mineiros de Mateus Leme, Igarapé, Juatuba e Itaúna, e localizado entre os paralelos de 20º 15' e 20º 00' de latitude sul e os meridianos 44º 15' e 44º 35' de longitude oeste. A metodologia aplicada consistiu em duas etapas, sendo elas: análise do período de seca e eficácia do índice de condição de vegetação para monitoramento do fenômeno. Em relação à análise da abrangência do evento na região de estudo, utilizou-se de análises estatísticas para a seleção do melhor índice de vegetação para caracterização da extensão do evento. Os dados da série temporal analisada (2013-2018) foram organizados conforme a estação do ano para o cálculo do ICV, sendo eles classificados de acordo com a metodologia proposta pelo criador do índice. Para medir a eficácia do índice para o monitoramento das diferentes categorias de seca, separou-se a etapa em quatro partes: seca meteorológica, hidrológica, agrícola e socioambiental. Além disso, utilizou-se de técnicas de correlação para verificar se o índice corrobora para os resultados encontrados nas metodologias aplicadas. Os resultados permitiram identificar que, dentro dos produtos do sensor MODIS, o NDVI é o melhor índice para ser utilizado para caracterização da seca da região de estudo. Em relação à seca meteorológica, foi possível identificar que os resultados de ICV corroboram com os dados apresentados em relatórios climáticos oficiais do INPE e do INMET. Além disso, foi possível identificar que eventos externos auxiliaram no agravamento do evento entre os anos de 2014 e 2015. Em relação a seca hidrológica, verificou-se que o ICV apresenta uma correlação moderadamente forte com os dados de gravidade de seca e umidade relativa do solo. Por fim, a análise de seca hidrológica e socioambiental permitiu analisar que, à medida que ocorre o agravamento do fenômeno na região de estudo, menor a quantidade de biomassa florestal nas áreas agropecuárias e do volume do reservatório de abastecimento de água da região. Conclui-se que o presente trabalho obteve resultados que podem auxiliar em futuros estudos sobre a temática, bem como na implementação de sistemas e planejamento de ações para o enfrentamento das consequências desse evento. Além disso, sugere-se para estudos futuros a aplicação de modelos de uso do solo e climatológicos, para análise e prevenção do evento para os próximos anos. Para uma maior eficiência do processo, sugere-se a análise local por meio de visitas de campo, para uma melhor precisão e identificação local da seca na região de estudo. Land use changes arising mainly from anthropic influence cause several environmental pressures, being associated with several environmental studies, such as monitoring natural resources. In this regard, drought phenomenon has been highlighted in international and national studies, mainly due to world water scarcity several episodes occurred between 2014 and 2015. In Minas Gerais state, Paraopeba River Basin suffered consequences from pressures on environment, mainly associated with water volume decrease, which caused water scarcity State Decree in portion of Serra Azul reservoir during 2015. The objective this work is to analyze possibility of using vegetation condition index (VCI) to drought monitor, as form to subsidize management and monitoring actions in water supply station. In addition, we analyze the occurrence of drought different types over analyze time series. The case study was realized in Serra Azul subbasin, covering Mateus Leme, Igarapé, Juatuba and Itaúna cities, and located between 20º 15 'and 20º 00' south latitude parallels and 44º 15' and 44º 35' west longitude meridians. The methodology consisted of two stages: drought analysis period and vegetation condition index effectiveness for phenomenon monitoring. The event scope analysis in study region, we used statistical analysis to select the best vegetation index to characterize event extent. The analyzed time series (2013-2018) was organized according to season of year for VCI calculation, we classified according to methodology proposed by index creator. To measure index effectiveness for monitoring different drought categories, the stages was divided into four parts: meteorological, hydrological, agricultural and socioenvironmental drought. In addition, we used correlation technique to verify if index explains results found in applied methodologies. The results allowed to identify, within MODIS sensor products, NDVI is the best index to region drought characterize. In meteorological drought, VCI results explain the data reported in official climate reports from INPE and INMET. In addition, external events helped to event aggravate between 2014 and 2015. In relation the hydrological drought, we found moderately strong VCI correlation with data on drought and relative soil severity. Finally, the hydrological and socioenvironmental drought results allowed to analyze, as phenomenon worsens in study region, forest biomass in agricultural areas and region's water supply eservoirdecreases volume. We obtained results can help in future studies on theme, assisting in systems implementation and actions planning to analyzes events consequences. In addition, we suggested for future studies land use and climatological models’ application, for analysis and event prevention next years. For greater process efficiency, we suggested local analysis is through field visits, for greater precision and identification of drought mapping in study region.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: