Estudos dos impactos da agricultura na quantidade e qualidade da água no solo e nos rios

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1 Estudos dos impactos da agricultura na quantidade e qualidade da água no solo e nos rios Universidade Federal de Santa Maria Professores: Jean P.G. Minella, José Miguel Reichert, Dalvan J. Reinert Universidade Federal do Rio Grande do Sul Professores: Gustavo H. Merten, Elemar A. Cassol

2 Objetivos das pesquisas Contribuir para o aumento da disponibilidade de água no solo e reduzir os problemas ambientais. Avaliar o efeito de práticas adequadas e inadequadas de manejo do solo sobre a formação de enxurradas, erosão, degradação dos rios. Desenvolvimento de técnicas de monitoramento em bacias hidrográficas. Análise e aplicação de modelos matemáticos em bacias hidrográficas.

3 Quais são as motivações e as demandas? 45% do PIB do RS está relacionada ao agronegócio, numa área de 20,7 milhões de hectares (ACSURS, 2009). Reduções de produção devido à ocorrência de deficiência hídrica (estiagens). Esta deficiência é agravada pela redução da infiltração da água no solo e aumento das enxurradas, causando problemas de erosão, enchentes, contaminação das águas, redução da produção agrícola e diminuição da disponibilidade de água para consumo humano.

4 O que temos observado no RS? Escassez hídrica Enchentes

5 Qual a relação entre os períodos de escassez e as enxurradas?

6 No estado do RS quase 90% da área agricultável é manejada sob sistema de plantio direto, entretanto este sistema tem apresentado diversos problemas, que se traduzem em prejuízos econômicos e ambientais.

7 Erosão e transporte de sedimentos, nutrientes, pesticidas Solos degradados e redução na produção

8 Encosta sob produção agrícola Uso e manejo inadequados Uso e manejo adequados Seção transversal do rio Cota máxima Cota mínima enchente seca Cota máxima Cota mínima vazão com menor variação no ano

9 Como estes problemas estão sendo analisados pela pesquisa? Monitoramento de bacias hidrográficas representativas: o Medição de variáveis ambientais em situações com e sem conservação do solo, como: Infiltração Enxurradas Erosão Qualidade da água o Uso de modelos matemáticos para identificação de áreas críticas e para a implementação de práticas de manejo do solo

10 Exemplo da Bacia Experimental de Arvorezinha Projeto de Monitoramento Ambiental de Microbacias Hidrográficas Objetivo do Projeto de Monitoramento: Avaliar como as práticas de conservação do solo e da água contribuíram para reduzir os impactos causados pela agricultura aos recursos hídricos e aos agricultores. Início : maio de 2002

11 O que é uma bacia hidrográfica?

12 Bacia Hidrográfica Divisor de Águas (morros, espigão) Encostas (lavouras, potreiros, matas) Rios e arroios

13 Divisor de água encostas riacho

14 Projeto de Monitoramento Ambiental de Microbacias Hidrográficas O que é monitoramento ambiental? É medir as características do meio ambiente que estão relacionadas com a nossa forma de cultivar a terra, com o nosso cuidado com as águas (fontes, banhados e sangas) e com o destino que damos aos resíduos. Para estas características damos o nome de variáveis ambientais.

15 Monitoramento ambiental Estação meteorológica clima, precipitação Calhas - Vazão

16 Monitoramento ambiental edimentos em Suspensão Turbidez Sedimentos de Fundo Umidade do solo

17 Monitoramento ambiental Qualidade da água dos arroios Qualidade da água das fontes

18 Mapeamento das propriedades e uso do solo Uso e manejo do solo

19 Como a bacia de Arvorezinha evoluiu em relação ao manejo do solo?

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23 Programa para o Controle da Pobreza Rural (RS-Rural) Melhoria da Condição Econômica Aumento da Infraestrutura Local Uso Sustentável dos Recursos Naturais Proteção Ambiental Condicionados pela Melhoria do Manejo do Solo

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27 cultivo convencional (início do projeto) cultivo mínimo (tendência atual) 2004

28 mais de 90% das lavouras com cultivo mínimo

29 A terra (sedimento) que sai das lavouras chega no arroio e podemos medir se o cultivo mínimo reduziu os problemas de erosão! Isto é feito pelo hidrotécnico durante os dias de chuva.

30 Produção de Sedimentos (t/ano) 250 Quantidade de terra (sedimento) que saiu pelo arroio RESUMO DO IMPACTO DE MEDIDAS DE CONSERVAÇÃO DO SOLO NA REDUÇÃO DA PRODUÇÃO DE SEDIMENTOS E CONTAMINANTES Ano

31 Estudos adicionais que contribuem para o entendimento do armazenamento de água nos solos e o movimento de sedimentos e solutos em encostas

32 Depois de medir (monitorar) as variáveis ambientais qual é o próximo passo? Ajustar e utilizar modelos matemáticos que descrevem o movimento da água, sedimentos e poluentes nas bacias hidrográficas. Para que utilizamos modelos matemáticos? 1 - Para representar a realidade de uma forma mais fácil e eficiente. 2 - Para identificar os locais dentro da bacia ou numa região onde as práticas de manejo do solo estão afetando positivamente ou negativamente a água e o solo.

33 Identificação das fontes de sedimentos e poluentes em bacias hidrográficas Técnica de modelagem que permite identificar dentro de uma bacia a origem dos sedimentos e poluentes. Possibilita a partir de um ponto de monitoramento numa grande bacia identificar de que local os poluentes presentes nos rios são provenientes. Permite investir os recursos financeiros no local exato que o problema ocorre.

34 A modelagem do fluxo de sedimentos permite avaliar e controlar os programas de conservação do solo e da água em bacias hidrográficas

35 O fluxo de sedimentos é uma mistura dos solos erodidos de diferentes fontes Erosão nas Lavouras Erosão nas Estradas Erosão nos Canais de Drenagem

36 Identificação de fontes de sedimentos e poluentes Efeito das práticas conservacionistas na alteração das fontes de sedimentos e poluentes Importante: Lavouras diminuíram 8%, Estradas diminuíram 12%, e Canais de drenagem aumentaram 20%

37 Modelagem da erosão, escoamento superficial e fluxo de poluentes em bacias hidrográficas Técnica de modelagem que simula o escoamento superficial, a erosão e a propagação dos poluentes na bacia. Possibilita verificar a quantidade de água armazenada no solo dependendo do uso e manejo do solo. Fornece a erosão para todos os locais numa bacia ou região e a quantidade de sedimentos que chega até o rio. Fornece a quantidade de nutrientes (fósforo, nitrogênio,...) perdido durante os eventos de chuva

38 Modelo de escoamento, erosão e fluxo de poluentes em bacias agrícolas - LISEM

39 Estimativa da variabilidade espacial: Mapa de erosão Mapa de deposição

40 Simulação das perdas de água e de sedimentos

41 Considerações finais 1. Interesses econômicos e ambientais 2. Necessidade de monitorar para conhecer 3. Utilizar ferramentas de modelagem matemática para a gestão e controle dos recursos naturais (solo e água)

42 Obrigado Jean P.G. Minella PPG Ciência do Solo Depto Solos - UFSM (55) r.210 (55) (51)

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