SWAT-based evaluation of multi-decadal land use dynamics and hydrological response in the data-scarce Nambul River Watershed, Manipur
Este estudo utiliza o modelo SWAT para avaliar os impactos hidrológicos das mudanças de uso do solo de múltiplas décadas na bacia hidrográfica do Rio Nambul, que é carente de dados, revelando que, apesar da urbanização significativa e das inundações frequentes, a relação entre a alteração da cobertura do solo e o escoamento superficial é complexa e não linear, em vez de ser diretamente proporcional.
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A água não simplesmente cai do céu e desaparece; ela viaja. Quando a chuva atinge o solo, sua jornada depende inteiramente do que há por baixo dela. Se cair no chão de uma floresta, o solo agirá como uma esponja, absorvendo a água e liberando-a lentamente para os riachos ao longo do tempo. Se cair em uma estrada de concreto ou em um campo de terra batida, a água não conseguirá penetrar. Em vez disso, ela corre sobre a superfície, ganhando velocidade e volume até se tornar uma surpresa poderosa e repentina. Este princípio básico de como a terra molda o fluxo da água é o fundamento da ciência das bacias hidrográficas. Para cidades construídas ao longo de rios, compreender essa relação é uma questão de segurança. Se uma cidade se expande pavimentando suas planícies de inundação naturais, o rio pode crescer mais rápido e mais alto do que antes, transformando uma chuva rotineira em um desastre. A questão para os planejadores não é apenas se o nível da água subirá, mas o quanto a mudança na paisagem acelera esse aumento.
No coração de Imphal, uma cidade no estado de Manipur, no nordeste da Índia, o Rio Nambul corta uma paisagem densamente povoada. Este rio é a força vital da região, alimentando eventualmente o vasto Lago Loktak, um ecossistema úmido protegido de importância internacional. No entanto, para as pessoas que vivem em suas margens, o rio é também uma fonte de ansiedade recorrente. Entre 2008 e 2021, autoridades registraram o nível da água do rio todos os dias. Os registros mostram um padrão preocupante: em 361 dias, a água ultrapassou a linha de alerta e, em 75 dias, subiu além do nível de inundação. A cidade cresceu rapidamente, transformando campos agrícolas e áreas baixas em bairros de concreto e tijolo. Parece lógico assumir que esse endurecimento da paisagem é o principal motor das inundações, forçando mais água para o canal do rio a cada tempestade. Para testar essa suposição, um pesquisador da Universidade de Dhanamanjuri recorreu a uma poderosa ferramenta de simulação computacional conhecida como SWAT, que significa Soil and Water Assessment Tool (Ferramenta de Avaliação de Solo e Água). Este software atua como um laboratório digital, permitindo que cientistas recriem o comportamento do rio sob diferentes condições sem ter que esperar pela próxima monção.
O pesquisador configurou um mapa digital detalhado da bacia do Rio Nambul, uma área que cobre aproximadamente 183 quilômetros quadrados. O modelo foi alimentado com dados do mundo real: a forma do terreno, o tipo de solo e registros diários de chuva que remontam a décadas. Crucialmente, o estudo focou em três momentos específicos no tempo: 2001, 2011 e 2021. Para cada um desses anos, o pesquisador mapeou exatamente como a terra era usada, distinguindo entre florestas, fazendas, corpos d'água e áreas urbanas construídas. O modelo de computador foi primeiro calibrado contra medições reais de fluxo de água do final da década de 1990 e início dos anos 2000 para garantir sua precisão. Uma vez que o modelo provou ser capaz de mimetizar de forma confiável o comportamento passado do rio, o pesquisador realizou uma série de experimentos. Eles mantiveram o clima exatamente o mesmo para todos os três cenários, mas trocaram os mapas de uso do solo. Isso permitiu que isolassem o efeito da mudança na paisagem, perguntando ao computador: "Se a chuva for a mesma, mas o solo mudou de uma fazenda para uma cidade, como o rio responde?"
Os resultados deste experimento digital foram surpreendentes. O estudo descobriu que, embora a paisagem da bacia do Rio Nambu tenha mudado dramaticamente ao longo de duas décadas, a quantidade total de água fluindo para fora da bacia permaneceu quase exatamente a mesma. Entre 2001 e 2021, a área coberta por edifícios cresceu cerca de 15 por cento, enquanto a cobertura florestal densa encolheu mais de 30 por cento. Apesar dessas mudanças massivas no ambiente físico, as simulações de computador mostraram que o fluxo anual médio do rio mudou menos de um por cento. Na verdade, o volume total de água movendo-se pelo rio foi tão consistente ao longo das três décadas que as pequenas diferenças caíram dentro da margem de erro do próprio modelo. Isso sugere que a força bruta das chuvas de monção e as encostas íngremes das colinas circundantes são as forças dominantes que impulsionam o volume total do rio, sobrepondo-se aos efeitos sutis da conversão do solo.
No entanto, a história não termina com a quantidade total de água. O estudo revelou que a natureza do movimento da água provavelmente se tornou mais perigosa, mesmo que o volume total não tenha mudado. As simulações de computador indicaram que, enquanto a floresta e o matagal costumavam reter a água e liberá-la lentamente, a nova paisagem urbana permite que a água corra pela superfície muito mais rápido. Essa aceleração significa que, durante tempestades pesadas, a água chega à cidade toda de uma vez, em vez de entrar gradualmente ao longo do tempo. Isso explica por que Imphal experimenta inundações repentinas tão frequentes e severas, com o rio ultrapassando os níveis de inundação dezenas de vezes por ano, mesmo que o suprimento anual total de água não tenha aumentado. A inundação não é causada por um aumento massivo na água total do rio, mas pela velocidade com que essa água é entregue às ruas da cidade.
As descobertas desafiam a ideia simples de que mais concreto sempre significa mais água. Neste ambiente específico, de colinas e impulsionado pelas monções, a relação entre o uso do solo e o fluxo do rio é muito mais complexa. O estudo conclui que gerir o Rio Nambul requer uma abordagem holística que vá além de apenas contar a quantidade de água. Exige um foco em desacelerar o fluxo da água através da cidade, restaurar as planícies de inundação e proteger as florestas restantes que atuam como amortecedores naturais. A pesquisa destaca que, em regiões com escassez de dados onde medições detalhadas são difíceis de obter, modelos computacionais podem fornecer percepções vitais, mas seus resultados devem ser interpretados com cautela. O comportamento do rio é uma dança complexa de clima, geologia e atividade humana, e resolver o problema das inundações em Imphal exigirá a compreensão de todos os três, não apenas da mudança no horizonte urbano.
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