BASE OPERACIONAL DA REDE OBSERVACIONAL DE PARÂMETROS AMBIENTAIS (ORE/HYBAM) NA AMAZÔNIA BRASILEIRA

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1 BASE OPERACIONAL DA REDE OBSERVACIONAL DE PARÂMETROS AMBIENTAIS (ORE/HYBAM) NA AMAZÔNIA BRASILEIRA Naziano Filizola 1, Francis Sondag 2, Maria Helena Mourão 1, Nikolas Spínola 1, Gerard Cochonneau 3, Marco Antônio de Oliveira 4, Valdemar Guimarães 5, Elizabeth Cartaxo 1 & Jean Loup Guyot 6 RESUMO --- O presente artigo tem por objetivo apresentar a rede observacional de parâmetros ambientais ORE/HYBAM. Mais especificamente relata os trabalhos que vêm sendo executados na recém criada e atualmente em implantação base operativa daquele observatório na cidade de Manaus, Estado do Amazonas. ORE/HYBAM é um consórcio internacional de entidades técnico-científicas interessadas em compartilhar suas infra-estruturas no campo da hidrologia e da geoquímica visando construir uma base de dados nessas temáticas tendo a bacia Amazônica como área de trabalho. Dessa forma o Consórcio vem desde 2003 se estruturando para que todos os países participantes possam atuar de forma harmônica. ABSTRACT --- This article has the aim to present the ORE/HYBAM initiative. This technical and scientific international consortium has an operational group based in Manaus, recently created with the CNPq and IRD support. The initiative goal is to build a data base concerning hydrology and geochemical about the rivers of the Amazon Basin. With this view the consortium was began its activities in The initiative works as a network reinforcing the local infra-structures to become possible a harmonic participation of each one of the local ORE/HYBAM responsible members. 1 - INTRODUÇÃO Os grandes rios tropicais, cujos volumes de água (57% da água doce) e de matéria (50% dos aportes sólidos, 38% dos aportes em solução, 45% do carbono orgânico) que eles transportam aos oceanos e por extensão da superfície por eles drenada, contribuindo largamente para o funcionamento global do planeta. Em vista da grande extensão das bacias hidrográficas, esses rios tropicais são sensíveis às variações climáticas globais. A maioria dessas grandes bacias estão sendo sujeitadas a uma forte pressão antrópica (desflorestamento, atividades agrícolas e mineiras e urbanização), o que se traduz por uma alteração no estado da cobertura pedológica e florestal, que induzem modificações hidrológicas e geoquímicas, mas que podem também, induzir a uma alteração no regime climático. Os efeitos conjugados da variação climática e da alteração da cobertura influem sobre o processo de transferência no interior das bacias de drenagem (Guyot et al., 2005, Laraque et al., 2005, Filizola, 2003 e Filizola & Guyot, 2004). Apesar de sua grande importância para o balanço global, não existem redes perenes que permitam o acompanhamento de longo termo das transferências nessas grandes bacias fluviais 1 UFAM Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM. naziano.filizola@yahoo.com.br 2 IRD LMTG, Toulouse, França 3 IRD Brasil, Brasília, DF. 4 CPRM Serviço Geológico do Brasil, SUREG-Manaus, AM 5 ANA Agência Nacional de Águas. 6 IRD Peru, Lima.

2 tropicais, em especial utilizando metodologia de alta freqüência amostral. Assim, visando cobrir a lacuna acima destacada, a iniciativa do Observatório de Pesquisa em meio ambiente relativo à hidrologia e geodinâmica da Bacia Amazônica, ou simplesmente ORE/HYBAM é um projeto do tipo consórcio internacional. Este projeto tem a finalidade de adquirir e disponibilizar à comunidade científica através de um site web dados confiáveis e com regularidade, num passo de tempo adaptado às variações sazonais contidas nos fluxos: hídricos, sedimentares e geoquímicos, de uma dezena de estações hidrométricas distribuídas desde o sopé dos Andes até o Oceano Atlântico, em estreita relação com a geodinâmica da região (Guyot et al., 2005, Laraque et al., 2005). Especificamente no caso Brasileiro um financiamento do CNPq foi obtido em 2006 para que a operação da rede brasileira possa se estabelecer com uma coordenação instalada em Manaus, na Amazônia Brasileira. 2 - MODO DE FUNCIONAMENTO DO CONSÓRCIO ORE/HYBAM A rede de estações no Brasil ORE/HYBAM é um consórcio internacional de pesquisa. Envolve diversas entidades no Brasil e no exterior. A rede de observações da iniciativa ORE/HIBAM tem uma abrangência que envolve toda a PAN-AMAZÔNIA. Isso significa dizer mais de uma dezena de estações. No Brasil, são operadas 9 estações (Figura 1 e Quadro 1) com a coordenação das operações de campo hoje sob a responsabilidade do grupo ORE/HYBAM baseado em Manaus (UFAM, CPRM, UEA, INPA). O grupo de Manaus trabalha ainda em cooperação com equipes em Brasília (UnB, ANA), no Rio de Janeiro (UFF, UFRJ) e em Toulouse (LMTG). Muitas destas estações vêm sendo operadas desde 1995, ainda no contexto do antigo Programa HIBAM (Projeto IRD-CNPq). Rede ORE/HYBAM Brasil Estações de amostragem Figura 1. Área de abrangência do consórcio ORE/HYABM e sua rede na Amazônia Brasileira.

3 Quadro 1. Estações ORE/HYBAM na Amazônia brasileria com indicação da área de drenagem e da vazão média anual. Estação Bacia (10³ km²) Vazão (10³ m³/s) Rio Madeira em Porto Velho ,6 Rio Madeira em Borba ,9 Rio Purus em Lábrea 220 5,5 Rio Solimões em Tabatinga ,8 Rio Solimões em Manacapuru ,5 Rio Negro em Serrinha ,0 Rio Branco em Caracaraí 125 2,9 Rio Amazonas em Óbidos ,1 Rio Tapajós em Itaituba , Modo de operação das estações ORE/HYBAM - Brasil As estações ORE/HYBAM são operadas em uma freqüência amostral adaptada à sazonalidade e à logística possível de ser operada na região (Quadro 2). Assim tem-se na sistemática de geração de dados da rede incluídos no conjunto total de parâmetros, variáveis: hidrológicas, físico-químicas e geoquímicas. Os protocolos de coleta seguem padrões internacionais fixados segundo os laboratórios e/ou parceiros da iniciativa. Quadro 2. Modo de operação das estações ORE/HYBAM Brasil (Variáveis, parâmetros associados, freqüência amostral e instrumental de análise). Tipo de Parâmetro Freqüência Instrumento de análise variáveis diária Réguas linimétricas & linígrafos registradores Altura d água (cotas) a cada 10 dias Altimetria espacial (diversos Hidrológicas instrumentos) Físico-químicas Geoquímicas Vazão diária Curvas de calibração a partir de medições ADCP Temperatura da água Condutividade elétrica ph [MES] de superfície Elementos maiores Sílica Traços COD - COP a cada 10 dias a cada 10 dias diária mensal Termo-condutivímetros phmetro Amostragem de superfície Imageamento espacial HPLC, ICP-AES ICP-AES ICP-MS Espectrômetro IR Em relação aos parâmetros hidrológicos as cotas, ou alturas d água são obtidas com a colaboração das entidades nacionais gestoras/operadoras das redes hidrométricas. Neste sentido conta-se com o suporte da Agência Nacional de Águas (ANA) e o Serviço Geológico do Brasil

4 (CPRM). Estas duas entidades são, no caso do Brasil, respectivamente: a gestora e a principal operadora da rede hidrométrica em especial na região Amazônica. Adicionalmente e em caráter de avaliação inicial têm sido utilizados os dados de altimetria espacial. Tais dados são obtidos em estações hidrológicas ditas virtuais. Essas estações são obtidas segundo metodologia específica descrita na literatura. As vazões são obtidas através de curva-chave utilizando dados de cota como os já citados e dados de vazão obtidos pelo gestor/operador da rede. Adicionalmente dados de vazão são obtidos com o uso de tecnologia Doppler através de correntômetro acústico de corrente. Os dados físico-químicos são obtidos com o auxílio de pessoal in situ devidamente selecionado e treinado pela base de operações, que interage regularmente (em média uma vez por semana) com esses observadores, no sentido de avaliar os trabalhos em execução, bem como obter dados adicionais sobre as operações de campo. Os observadores de cada estação são equipados com unidades de coleta e de filtração da água amostrada. Também possuem equipamentos para medição in situ de parâmetros como temperatura condutividade e ph. Essas medidas, bem como as coletas de água para determinação da concentração de matéria em suspensão, ou [MES] são realizadas a cada dez dias. As medidas tomadas in situ são regularmente encaminhadas via telefone para a base de operações em Manaus. As amostras para determinação de [MES] são armazenadas nas estações por até 3 meses e depois enviadas à Manaus por via fluvial, rodoviária ou ainda por via aérea. No laboratório de geoquímica da Universidade Federal do Amazonas são realizadas as determinações das concentrações de matéria em suspensão. Semestralmente, um membro da equipe passa por todas as estações onde revisa procedimentos de coleta e eventualmente recolhe amostras. Esse apoio de visitas em geral é feito por um especialista de um dos laboratórios de apoio da rede em Manaus, Brasília ou Toulouse. Adicionalmente, no caso das [MES], imagens MODIS têm sido obtidas sob cada estação. Uma base de dados neste tópico é atualizada pela equipe francesa no projeto. Esta base estará disponível para estudos de correlação entre os valores de [MES] e o sinal resposta espectral nas imagens MODIS. Com relação aos dados geoquímicos mensalmente são coletadas amostras segundo um protocolo internacional de referência para elementos maiores, sílica, elementos-traço, além de Carbono orgânico dissolvido e particulado. Para essas amostragens a base operacional através das visitas semestrais reforça os procedimentos de coleta. Para tanto as amostras são filtradas localmente no mesmo dia da amostragem, a exemplo do que se faz também para obtenção de amostras de [MES] e são acondicionadas em diversos frascos de acordo como tipo de análise a ser executada. Em relação às análises estas são realizadas: No laboratório da UnB em Brasília (LAGEQ/IG) onde são dosadas as concentrações de: Sr, Ca, Mg, Fe, Si, Ak, Mn, Ba (por ICP-AES) F, Cl, NO3, PO4, SO4 (por cromatografia iônica)

5 Na e K (por espectrometria de emissão de chama) No laboratório do LMTG, Universidade Paul Sabatier, Toulouse onde são dosadas as concentrações de: COD (pelo método HTCO Hight Temperature Catalytic Oxidation) Elementos traço (por ICP-MS) Em Niterói no laboratório de geoquímica da Universidade Federal Fluminense as dosagens para COD COP. 3 - MODO DE GESTÃO DA INICIATIVA As atividades ORE/HYBAM acontecem de forma descentralizada segundo ações transversais e por país. No entanto, a gestão global do observatório, é realizada de forma compartilhada. Nesse sentido, anualmente o grupo de gestão, composto por representantes de cada país, se reúne para discutir: resultados produzidos no período; questões operativas, preparação de relatórios, artigos científicos, avaliação de demandas dos usuários, etc. ORE/HYBAM é na verdade uma rede complexa de colaboradores, associando pesquisadores, engenheiros, estudantes e demais colaboradores. A organização geral das ações se dá por país e/ou de modo transversal, uma vez acordadas no nível do grupo de gestão. Equipes locais buscam se viabilizar e manter sua conectividade ao grupo maior, com um suporte parcial da iniciativa global, hoje coordenada pelo Instituto Francês de Pesquisas para o Desenvolvimento e também buscando recursos locais. Uma reunião regular do grupo gestor é organizada anualmente, de maneira rotativa, a cada ano num dos países participantes (2003 Toulouse, 2004 Quito, 2005 Lima, 2006 La Paz, Manaus). No caso do grupo ORE/HYBAM Manaus, atualmente estão em curso projetos executados em parceria com diversas entidades e/ou grupos locais com o apoio: da Superintendência da CPRM em Manaus (Serviço Geológico do Brasil; da Superintendência de Administração da rede Hidrometeorológica da ANA (Agência Nacional de Águas); do Projeto PIATAM; do Projeto LBA/INPA; da Rede Estadual de Meteorologia e Hidrologia deo Estado do Amazonas; da Universidade Federal do Amazonas (UFAM); da Universidade do Estado do Amazonas (UEA). No total de suas ações diretas o Observatório envolve um conjunto de 36 entidades de 10 diferentes países (Figura 2). No entanto, a comunidade de usuários é hoje muito maior envolvendo hoje mais de 70 entidades distintas cadastradas no site ORE/HYBAM.

6 Quantitativo de entidades participantes no consórcio internacional ORE/HYBAM Número de entidades Alemanha Bolívia Brasil Congo Colômbia Equador França Peru Estados Unidos Venezuela Total Geral País Figura 2. Número de entidades participantes no consórcio internacional ORE/HYBAM. Destaque para o quantitativo no Brasil com 14 entidades participando diretamente na iniciativa. 4 - RESULTADOS DA INICIATIVA - A BASE DE DADOS ORE/HYBAM Uma vez obtidos os dados, esses são armazenados de duas formas: i) Em uma base de dados global no formato MySql, implantada pelo IRD baseada em Montpellier, França. ii) Em uma base de dados local baseada em cada país parceiro. A gestão da base local de dados é realizada com o apoio do software HYDRACCESS, desenvolvido no escopo do projeto. No caso da base de operações ORE/HYBAM de Manaus esta tarefa está em fase de realização. A alimentação da base de dados geral é feita após validação em cada base de operações de cada país parceiro. Após esse procedimento, os dados são integrados à base ORE/HYBAM, o que é feito a intervalos regulares (2 vezes ao ano). Os dados produzidos pelos laboratórios da rede são tabelados em planilhas eletrônicas e após validação realizada segundo os protocolos acordados entre os mesmos, são integrados, também à base ORE/HYBAM. A atualização da base é realizada atualmente por um grupo de técnicos em Montpellier, porém está em fase de preparação um protocolo para atualização a partir da própria base local de origem dos dados. Para tanto está em fase de implantação o processo de instalação de um servidor de dados em cada unidade local com esta finalidade. Assim, após todo o processo de coleta, processamento e análise das amostras, geração e armazenamento dos dados, toda a base de dados e informações é disponibilizada via internet através do site (Figura 3). O site tem também outras funcionalidades que permitem ao pesquisador obter informações adicionais a respeito de cada ponto de coleta.

7 Figura 3. Site do consórcio ORE/HYBAM onde são disponibilizados os resultados do processo de em implementação na base do Programa em Manaus, Amazonas, Brasil. 5 - CONCLUSÕES A iniciativa ORE/HYBAM começa a preencher uma lacuna existente em relação à carência de dados confiáveis e num passo de tempo adaptado às variações sazonais contidas nos fluxos hídricos, sedimentares e geoquímicos, em relação com a geodinâmica da região Amazônica. Tal ação se dá numa perspectiva internacional, onde a participação brasileira se mostra importante e significativa envolvendo várias entidades. A criação de uma base operativa em Manaus para gerenciar as atividades de amostragem da rede ORE/HYBAM tem também especial significado. Primeiramente por ser residente na bacia, em segundo lugar por colaborar na formação de massa crítica local e finalmente por desenvolver uma infra-estrutura local que possa vir a assumir maiores responsabilidades em relação às questões ligadas à hidrologia da Bacia Amazônica. Também a facilidade de disponibilização de dados via internet é outro fator importante no contexto do consórcio internacional ORE/HYBAM, disponível à toda a comunidade científica. 6 BIBLIOGRAFIA GUYOT, J.L., FILIZOLA, N., LARAQUE, A Régime et bilan du flux sédimentaire de l'amazone à Óbidos (Pará, Brésil) de 1995 à Sediment Budgets 1 (Proceedings of symposium S1 held during the Seventh IAHS Scientific Assembly at Foz do Iguaçu. IAHS Publ LARAQUE, A., FILIZOLA, N. & GUYOT, J.L Variations spatio-temporelles du bilan sédimentaire dans le bassin Amazonien Brésilien, à partir d'un échantillonnage décadaire. Sediment

8 Budgets 1 (Proceedings of symposium S1 held during the Seventh IAHS Scientific Assembly at Foz do Iguaçu. IAHS Publ FILIZOLA, N Tranfer sédimentaire actuel par les fleuves amazoniens. Thèse de Doctorat de l'université Paul Sabatier. 290pp. FILIZOLA, N. & GUYOT, J.L The use of Doppler technology for suspended sediment discharge determination in the River Amazon. Hydrological Science Journal, 49(1),