MODELAGEM NA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA

Transcrição

1 MODELAGEM NA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA Marcus Aurélio Soares Cruz Pesquisador Embrapa Tabuleiros Costeiros 10/12/2015

2 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.

3 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;...

4 Recursos Hí dricos Superf í cie População Recursos Hídricos Superfície População Recursos Hí dricos Superf í cie População Recursos Hídricos Superfície População 0 Recursos Hídricos Superfície População

5 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)

6 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

7 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.

8 Conceitos gerais 8

9 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;

10 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.

11 Água e agricultura no Brasil

12 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

13 Estudo de Caso: Bacia do rio Japaratuba Área: 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

14 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 ( ) 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)

15 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

16 Tipos de solos Atributos Unidade Classes de solo Argissolo Amarelo Argissolo Vermelho- Amarelo Neossolo Flúvico Neossolo Quartzarênico Físicos Granulometria Areia g kg - ¹ Silte g kg - ¹ Argila g kg - ¹ Textura - Franca Francoarenosa Francoarenosa Francoarenosa 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 cmol c dm - ³ 5,07 0,67 0,53 0,27 Magnésio cmol c dm - ³ 1,20 0,67 0,33 0,27 Alumínio cmol c 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 cmol c 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) cmol c 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 cmol c dm - ³ 9,80 3,87 6,87 4,78 PST % 1,02 0,34 0,58 1,26

17 Uso e cobertura da terra

18 Variáveis hidrológicas - campo

19 Variáveis hidrológicas - campo

20 Variáveis hidrológicas - SR

21 Impactos ambientais - oficinas

22 Impactos ambientais - WSI

23 Qualidade da água e sedimentos

24 Qualidade da água (A) (B) (C) (D) (E) (F)

25 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 P01 P02 Descrição do Ponto Agroquímico / Concentração Estação Pão de Açúcar, Rio Japaratuba-Mirim Estação Faz. Cajueiro, Rio Japaratuba-Mirim Ametryn (0,03 μg L -1 ) Ametryn (0,03 μg L -1 ) Diuron (0,08 μg L -1 ) Uso Agrícola Herbicida Herbicida Herbicida Principais Culturas Cana, citros, milho, soja 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 ) P05 Estação Rosário do Catete, Rio Siriri Diuron (0,02 μg L -1 ) Thiametoxam (0,01 μg L -1 ) Herbicida Herbicida Inseticida Abacaxi, algodão, cana, citros Abacaxi, algodão, cana, citros Algodão, cana, citros, milho

26 Modelagem hidrológica

27 Modelagem hidrológica SWAT model

28 Modelagem hidrológica NS = 0,74 R² = 0,78

29 Modelagem hidrossedimentológica

30 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.

31 Modelagem de qualidade da água NS = 0,44 R² = 0,58???

32 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)

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34 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

35 Obrigado