Gestão integrada do fósforo para controlo da eutrofização em bacias hidrográficas - EUTROPHOS. O caso da bacia hidrográfica do Enxoé

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1 O caso da Bacia do Enxoé. Gestão integrada do fósforo para controlo da eutrofização em bacias hidrográficas - EUTROPHOS. O caso da bacia hidrográfica do Enxoé PTDC/AGR-AAM/098100/2008 (1 de Março de 2010 a 31 de Dezembro de 2013) INIAV, IP ex Estação Agronómica Nacional Instituto Superior Técnico Universidade de Évora

2 OBJECTIVOS DO ESTUDO Estudar os processos de remobilização de fósforo em bacias hidrográficas através da erosão do solo, Quantificar a sua importância para a qualidade da água em albufeiras processo de eutrofização, Propor medidas de mitigação, que contribuam para melhorar o estado trófico da albufeira, reduzindo a frequência e a intensidade das florescências de algas.

3 Introdução As cheias são fenómenos naturais responsáveis pelo transporte de sedimentos e nutrientes para as linhas de água. Devido às características do clima mediterrânico, dos solos e do uso da terra, as cheias têm um contributo muito importante para a remoção de sedimentos, pesticidas, fósforo e azoto do solo, originando uma consequente degradação do solo e da água. 3

4 O fósforo é transferido dos solos agrícolas, ligado às partículas do solo, através do escorrimento superficial e da erosão do solo. O azoto, é transportado preferencialmente na forma dissolvida através nas águas de drenagem. 4

5 Devido ao caracter esporádico das cheias, os picos de poluição podem escapar aos sistemas clássicos de monitorização, baseados em amostragens sazonais ou mesmo mensais. Programas de monitorização contínua são essenciais para compreender a dinâmica dos sedimentos e dos nutrientes na bacia hidrográfica. A monitorização não fornece contudo informação da origem dos sedimentos ou dos nutrientes. A histerese verificada na relação concentração-caudal pode ser analisada para obter aquela informação. 5

6 Histerese A histerese para um dado caudal é caracterizada por diferenças na concentração de um elemento no ramo ascendente e descendente do pico da cheia. As relações entre a variação da concentração-caudal podem resultar em trajetórias no sentido horário ou no sentido antihorário Sentido horário O pico de concentração chega antes do pico da cheia Entradas rápidas do elemento no rio - locais próximos Sentido anti-horário O pico de concentração chega depois do pico da cheia Transferência para o rio mais lenta e difusa - de locais mais afastados 6

7 Sedimentos (mg L -1 ) Exemplo da análise dos 3 picos de cheia em 29/10/2010 Event nº a 2 2/11/2010 (autumn) Caudal (m 3 s -1 )

8 A bacia hidrográfica do Enxoé

9 Bacia hidrográfica do Enxoé a montante do reservatório (60 km 2 ) Uso do solo: Água Olival (18.3 %) Culturas anuais (17%) Montado (17.6 %) Pastagens permanentes Povoação Outros usos da terra Rio Enxoé com 9 km Altitude média 200 m 9

10 Solos da bacia hidrográfica do Enxoé Soilos: Soils: Calcissolos Calcisols (13%) Cambissolos Cambisols (28%) Fluvissolos Fluvisols Luvissolos Luvisols (47%) Vertissolos Vertisols (4%) Outros Others 10

11 O rio Enxoé (rio temporário) no final da Primavera 11

12 O rio Enxoé com escoamento 12

13 O leito do Enxoé após a primeira cheia 13

14 Monitorizações na bacia do Enxoé 14

15 15

16 16

17 NO RIO: Medições automáticas (sonda YSI): Nível de água Turbidez Colheitas de água com amostrador automático: Quando o nível de água varia 10 cm Colheitas de água manuais Quinzenalmente no rio Enxoé e na Ribeira de Vale de Vargo. 17

18 Elementos principais monitorizados entre Outubro de 2010 e Abril de 2013: Nível de água Turbidez Concentração de sedimentos suspensos (SSC) Fósforo total (TP) Fósforo particulado (PP) Fósforo solúvel reactivo (SRP) Nitratos (NO3-) 18

19 O caudal do rio foi calculado a partir do nível de água medido pela sonda e da geometria do leito do rio. As cargas de sedimentos e de nutrientes para o reservatório foram calculadas a partir do somatório do produto das concentrações pelo caudal ao longo do tempo. As cargas dos elementos particulados foram obtidas a partir dos valores de turbidez medidos automaticamente, devido à elevada correlação desta propriedade com os elementos particulados (R 2 entre 0.80 e 0.86). 19

20 RESULTADOS 20

21 Caudal (m 3 s -1 ) Precipitação (mm) Tempo Time (d) (d) Precipitation Precipitação Discharge Caudal Sampling Amostragem Estimated

22 Discharge Caudal (m (m 3 3 s -1-1 ) SSC (mg L -1-1 ) ) Turbidez Turbidity (NTU) Tempo Time (d) (d) Discharge Caudal Estimated SSC Turbidity Turbidez 22

23 Discharge Caudal (m 3 s -1 ) NO3 - (mg L -1 ) TP, SRP, PP (mg L -1 ) Time Tempo (d) (d) Discharge Caudal Estimated NO3- TP SRP PP 0 23

24 695 mm (2010/11) Inputs 270 mm (2011/12) 570 mm (2012/13) Fósforo Nitratos kg/ha kg/ha Sedimentos kg/ha Fósforo kg/ha Escoamento Superficial Escoamento sub-superficial Nitratos kg/ha

25 Perdas Margens e leito do rio Campos agrícolas a montante (kg/ha.ano) Cheias (%) (%) (%) SSC TP NO

26 26

27 EROSÃO Avaliação da erosão em 3 locais (talhões de erosão) com usos do solo diferentes: montado em solo derivado de granito montado em solo derivado de xisto olival intensivo em solo derivado de calcário 27

28

29 Precipitação (mm) Monitorização na bacia hidrográfica do Enxoé Avaliação da erosão em 3 locais (caixas de erosão) com usos do solo diferentes (montado e olival intensivo): Precipitação Montado de granito Olival Montado de xisto Janeiro 2010 a Abril Montado granito 436 kg/ha Erosão (kg/ha) Olival 493 kg/ha Janeiro 2012 a Abril Montado xisto 40 kg/ha

30 As taxas médias anuais de erosão do solo e de perda de fósforo e nitratos são da ordem de grandeza de bacias com agricultura pouco intensiva. Os elementos particulados atingem a concentração máxima antes do pico de cheia sendo remobilizados no leito e arrastados essencialmente das zonas próximas das margens. Os elementos solúveis atingem o pico depois do pico de cheia por serem provenientes em grande parte da percolação no solo. 32

31 Os valores instantâneos da matéria em suspensão e dos nutrientes são máximos nas primeiras cheias de Outono e têm grande variabilidade sazonal. A primeira cheia do ano contribui com 10 a 20% dos nutrientes descarregados pela Bacia (apesar de o caudal ser normalmente baixo porque o solo tem ainda grande capacidade de armazenamento disponível). A primeira cheia apesar de pouco caudalosa é importantes para a albufeira pois transporta concentrações elevadas de material particulado ( e fósforo adsorvido) que se deposita no seu interior.

32 O fósforo armazenado no fundo da albufeira incluindo o proveniente da erosão do solo é remobilizado durante períodos de baixo teor de Oxigénio Dissolvido junto ao fundo e contribui para a produção primária em proporções semelhantes ao fósforo descarregado na forma dissolvida e detrítica. O nível trófico elevado desta albufeira é uma consequência da sua morfologia (pequena profundidade) que permite que os nutrientes libertados no fundo por dessorção ou por mineralização dos detritos fiquem rapidamente disponíveis para consumo pelo plâncton.

33 Recomendações A implementação de práticas de conservação, do solo que minimizem a erosão, a preservação da vegetação ripária e a protecção das margens do pastoreio, com a consequente prevenção da sua degradação, poderão reduzir a afluência de sedimentos ao leito do rio e consequentemente a perda de fósforo para a albufeira. 35

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