MODELAGEM NA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS E A QUALIDADE DA … · referir a diversas características, tais como: pureza do ar e da água, poluição, ruído, efeitos visuais dos

MODELAGEM NA GESTÃO DE RECURSOS

HÍDRICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA

Marcus Aurélio Soares Cruz Pesquisador Embrapa Tabuleiros Costeiros

10/12/2015

Conceitos gerais

Lei 9.433/97

Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes

fundamentos: I - a água é um bem de domínio público;

II - a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico;

III - em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo

humano e a dessedentação de animais;

IV - a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das

águas;

V - a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política

Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de

Gerenciamento de Recursos Hídricos;

VI - a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a

participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades.

Conceitos gerais

Lei 9.433/97

Art. 3º Constituem diretrizes gerais de ação para implementação da Política

Nacional de Recursos Hídricos:

I - a gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos de

quantidade e qualidade;

......

III - a integração da gestão de recursos hídricos com a gestão ambiental;

....

V - a articulação da gestão de recursos hídricos com a do uso do solo;

....

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Recursos Hí dricos Superf í cie População

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Recursos Hídricos Superfície População

Conceitos gerais

Qualidade Ambiental

Propriedades e características do ambiente, seja geral ou local, e como elas incidem sobre os seres humanos e outros organismos. Qualidade ambiental é um termo que pode se referir a diversas características, tais como: pureza do ar e da água, poluição, ruído, efeitos visuais dos edifícios e os potenciais efeitos que tais características podem ter sobre a saúde física e mental (causado por atividades humanas). (European Environment Agency, Glossary. Environmental Terminology and

Discovery Service, Copenhagen, Denmark)

Conceitos gerais

Avaliação da Qualidade Ambiental

Grande diversidade de técnicas:

Medições diretas e indiretas

Índices e indicadores

Análises de ciclo de vida e pegadas

Modelos de simulação

Conceitos gerais

Modificação nos usos da terra

Alterações no tipo de uso que faz da cobertura do solo com consequências nos diversos processos associados ao ciclo hidrológico e qualidade do solo, água e sedimentos em uma bacia hidrográfica.

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Conceitos gerais

Geotecnologias

Conjunto de tecnologias para coleta, processamento, análise e disponibilização de informação com referência geográfica. Envolve Cartografia, Topografia, Fotogrametria, Levantamento por GPS (Satélites), o Sensoriamento Remoto e o SIG;

Conceitos gerais

Modelos de simulação em bacias

Conjunto de rotinas computacionais que buscam representar o comportamento das variáveis que caracterizam as águas e sedimentos nos corpos hídricos de uma bacia submetidas a condições de entrada reais ou desejadas.

Conceitos gerais

Água e agricultura no Brasil

Agricultura e a qualidade da água

Poluição Difusa (escoamento superficial)

Erosão dos solos e assoreamento

Nutrientes: Nitrogênio e Fósforo (fertilizantes e adubos orgânicos) - eutrofização

Agrotóxicos

Salinidade

Águas superficiais e subterrâneas

Vazões mínimas superficiais - depuração

Estudo de Caso: Bacia do rio Japaratuba

Área: 1.690 km²

População: 200 mil hab.

Rio Japaratuba e afluentes Siriri e

Japaratuba-Mirim

Precipitação média anual de 1000

mm

Estação chuvosa entre os meses

de maio e agosto

Baixo potencial hídrico

Mudanças significativas no uso e

cobertura da terra nos últimos 10

anos

Alterações na qualidade ambiental

Linhas de Ação

Caracterização do relevo (MDE), solos (Embrapa, 2006), uso e cobertura

da terra por meio de imagens de satélite LandSat, CBERS, SPOT, ALOS,

RapidEye (1996 – 2014)

Levantamento e compilação de informações hidrológicas e meteorológicas

disponíveis (estações de campo e sensores remotos)

Levantamento de informações em outras fontes e espacialização da

informação relacionada à qualidade ambiental na bacia (indicadores)

Reuniões de Avaliação da Qualidade Ambiental da Bacia do rio

Japaratuba - outubro/2010 (Capela/SE), abril/2012 (N. S. Dores/SE) e

junho/2014 (Comitê da Bacia do rio Japaratuba- Aracaju/SE)

Linhas de Ação

Coleta e análises laboratoriais de amostras de água, sedimentos e biota

Calibração de modelos matemáticos para a simulação da geração,

transporte e qualidade de água e sedimentos na bacia (causa-efeito)

Estabelecimento de cenários de mudanças de uso da terra

Avaliação de cenários de mudanças climáticas

Tipos de solos

Atributos Unidade Classes de solo

Argissolo Amarelo

Argissolo Vermelho-

Amarelo

Neossolo Flúvico

Neossolo Quartzarênico

Físicos

Granulometria

Areia g kg-¹ 430 710 600 740

Silte g kg-¹ 330 160 240 100

Argila g kg-¹ 240 130 160 160

Textura - Franca Franco-

arenosa

Franco-

arenosa

Franco-

arenosa

Químicos

pH (água) - 5,80 4,40 4,90 4,80

Matéria orgânica g kg-¹ 29,10 17,20 19,80 13,30

Cálcio cmolc dm-³ 5,07 0,67 0,53 0,27

Magnésio cmolc dm-³ 1,20 0,67 0,33 0,27

Alumínio cmolc dm-³ 0,00 0,20 0,93 0,33

Sódio mg dm-³ 23,00 3,07 9,20 13,80

Potássio mg dm-³ 21,47 44,47 12,27 59,80

Hidrogênio + Alumínio cmolc dm-³ 3,33 2,33 5,93 3,33

Fósforo mg dm-³ 2,00 0,67 0,67 4,13

Soma de bases (S) cmolc dm-³ 6,46 1,54 0,96 0,85

Índice de Saturação de

Bases (V) % 66,00 40,00 14,00 30,00

CTC cmolc dm-³ 9,80 3,87 6,87 4,78

PST % 1,02 0,34 0,58 1,26

Uso e cobertura da terra

Variáveis hidrológicas - campo

Variáveis hidrológicas - campo

Variáveis hidrológicas - SR

Impactos ambientais - oficinas

Impactos ambientais - WSI

Qualidade da água e sedimentos

Qualidade da água

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

Qualidade da água

Tabela 2. Contaminantes e níveis de contaminação detectados nas águas superficiais da Bacia Hidrográfica do Rio

Japaratuba no período umido.

Pontos de

Coleta

Descrição do Ponto Agroquímico /

Concentração

Uso Agrícola Principais Culturas

P01 Estação Pão de Açúcar, Rio

Japaratuba-Mirim

Ametryn

(0,03 μg L-1)

Herbicida Cana, citros, milho, soja

P02 Estação Faz. Cajueiro, Rio

Japaratuba-Mirim

Ametryn

(0,03 μg L-1)

Diuron

(0,08 μg L-1)

Herbicida

Herbicida

Cana, citros, milho, soja

Abacaxi, algodão, cana, citros

P03

Estação Japaratuba, Rio Japaratuba Ametryn

(0,09 μg L-1)

Diuron

(0,30 μg L-1)

Imidacloprid

(0,05 μg L-1)

Metolachlor

(0,10 μg L-1)

Herbicida

Herbicida

Inseticida

Herbicida

Cana, citros, milho, soja

Abacaxi, algodão, cana, citros

Algodão, cana, café, citros,

milho

Arroz, algodão, cana, feijão,

milho

P04 Estação Siriri, Rio Siriri Diuron

(0,01 μg L-1)

Herbicida Abacaxi, algodão, cana, citros

P05 Estação Rosário do Catete, Rio Siriri Diuron

(0,02 μg L-1)

Thiametoxam (0,01 μg

L-1)

Herbicida

Inseticida

Abacaxi, algodão, cana, citros

Algodão, cana, citros, milho

Modelagem hidrológica

http://swat.tamu.edu/software/qswat/

Modelagem hidrológica – SWAT model

Modelagem hidrológica

NS = 0,74

R² = 0,78

Modelagem hidrossedimentológica

Maior área de floresta (C2),

aumento na

evapotranspiração

(de 528,2 mm/ano (C1) para

530,70 mm/ano (C2))

A produção de sedimentos

média anual para C1 foi igual

a 0,40 e para C2 igual a 0,36

t/km² .

Modelagem hidrossedimentológica

Modelagem de qualidade da água

NS = 0,44

R² = 0,58

???

Desafios...

Melhorar as escalas (espacial e temporal) dos dados primários

Explorar mais o SR (outras variáveis climáticas)

Avaliar a representabilidade do modelo hidrológico escolhido para

simulação de processos relativos à qualidade da água superficial e

subterrânea (N, P e agrotóxicos) (iniciando...)

Encarar os efeitos adversos decorrentes das mudanças climáticas

Contribuir efetivamente para o processo de gestão dos recursos

hídricos no Estado de Sergipe (bases de dados, ferramentas e

formação de pessoas)

Agradecimentos

Equipe de trabalho (pesquisadores, professores, bolsistas, técnicos,

alunos de pós-graduação)

Instituições de fomento à pesquisa (FINEP, CNPq, FAPITEC)

Embrapa Tabuleiros Costeiros

Comitê da Bacia do rio Japaratuba

Superintendência de Recursos Hídricos (SEMARH/SE)

À Coordenação da RESAG pela oportunidade

Obrigado [email protected]