Efeitos das mudanças climáticas na geração de escoamento superficial em bacia tropical urbanizada

Medeiros, Joana Darc Freire de

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

2025-05-29

Mudanças climáticas

Escoamento superficial

Drenagem urbana

Modelagem

Clima tropical

As mudanças climáticas, aliadas ao crescimento da urbanização, intensificam a severidade de eventos extremos de precipitação, sobrecarregando os sistemas de drenagem urbana e elevando os riscos de alagamentos nas cidades. Nesse sentido, este estudo avalia os efeitos das mudanças climáticas na geração de escoamento superficial em uma sub-bacia periurbana (XVI.5) pertencente a Bacia Hidrográfica do Rio Pitimbu, em Natal/RN. Utilizando o software PCSWMM, foram realizadas simulações hidrológicas e hidráulicas com dados históricos de precipitação (1961-2010) e resultados do modelo MIROC6 para o clima atual e projeções futuras (2011-2100), sob os cenários SSP2-4.5 e SSP5-8.5, para eventos de chuvas leves, moderadas e extremas. Os resultados revelam uma redução nas chuvas leves e moderadas nos cenários futuros, contrastando com a intensificação de eventos extremos, que elevam a vazão máxima em até 39,13% no cenário SSP5-8.5. As sub-bacias mais urbanizadas apresentaram vazões expressivamente maiores que sub-bacias com grandes áreas vegetadas, com forte correlação entre o percentual de impermeabilização e o escoamento superficial (R=0,79-0,99). Esses resultados destacam a influência combinada da urbanização e das mudanças climáticas na sobrecarga dos sistemas de drenagem, apontando para a intensificação do escoamento superficial nos cenários futuros e para o aumento da vulnerabilidade a alagamentos. Com isso, destaca-se a necessidade de medidas que promovam a resiliência hídrica, por meio de planejamento e da incorporação das projeções climáticas no processo de gestão de bacias tropicais.

Climate change, coupled with unplanned urbanization, intensifies the severity of extreme precipitation events, overloading urban drainage systems and increasing flood risks in cities. In this context, this study evaluates the impacts of climate change on surface runoff generation in a peri-urban sub-basin (XVI.5) within the Pitimbu River Watershed, located in Natal, Brazil. Using the PCSWMM software, hydrological and hydraulic simulations were conducted based on historical precipitation data (1961–2010) and climate projections from the MIROC6 model for both current and future periods (2011–2100), under the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios. The simulations addressed light, moderate, and extreme rainfall events. The results indicate a decrease in light and moderate rainfall under future scenarios, in contrast to an intensification of extreme events, which lead to an increase in peak discharge of up to 39.13% under the SSP5- 8.5 scenario. Highly urbanized sub-basins exhibited significantly higher runoff compared to vegetated areas with a strong correlation between imperviousness and runoff generation (R = 0.79–0.99). These findings underscore the combined influence of urbanization and climate change in overwhelming drainage infrastructure, highlighting the projected intensification of surface runoff and the growing vulnerability to urban flooding. The study emphasizes the need for adaptive water management strategies that incorporate climate projections into the planning and governance of tropical watersheds.