SENSORIAMENTO REMOTO E A GESTÃO DA ÁREA INUNDÁVEL DE ICÓ-MANDANTES: RESERVATÓRIO DE ITAPARICA

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1 SENSORIAMENTO REMOTO E A GESTÃO DA ÁREA INUNDÁVEL DE ICÓ-MANDANTES: RESERVATÓRIO DE ITAPARICA Ana Lúcia Bezerra Candeias 1 *; Günter Gunkel²; João Rodrigues Tavares Junior³; Maria do Carmo Sobral 4 ; Ariely Mayara de A. Teixeira 5 Resumo Este trabalho apresenta uma análise espacial preliminar envolvendo a localização, distribuição, extensão e recorte de novas zonas de borda do reservatório de Itaparica, mapa de solos e imagens de sensoriamento remoto TM LANDSAT e OLI LANDSAT 8 de 2014, permitindo a determinação de novas zonas de borda expostas pela redução da cota do reservatório em A atualização e monitoramento espacial destas novas zonas de borda proporcionam a indicação de importantes áreas potencialmente sensíveis ao transporte de sedimentos e nutrientes para as águas do reservatório. Estas áreas recentemente expostas ao intemperismo representam novas e importantes áreas de interesse ambiental, significando fontes de materiais, e de terrenos sujeitos a ocupação natural da vegetação. Considerando a época atual de baixo nível do reservatório, e que as zonas de borda expostas estão sujeitas a futuras inundações, recomenda-se que estas novas áreas de borda Non Aedificandi, sejam objeto de estudos contínuos relacionados ao monitoramento da qualidade da água e assoreamento do reservatório de Itaparica. Palavras-Chave Área de inundável, sensoriamento remoto, geoprocessamento. REMOTE SENSING AND FLOODPLAIN MANAGEMENT OF ICO-MANDANTES: ITAPARICA S RESERVOIR Abstract This paper presents a preliminary spatial analysis involving the location, distribution, extension with new edge areas of Itaparica s reservoir, soil map and remote sensing images Landsat 5 TM 1989 and Landsat 8 OLI 2014, allowing determination with new edge zones exposed by reducing the reservoir's quota in The update and monitoring zone of these new borders provide an indication of important potentially sensitive transport areas of sediment and nutrients to the water of reservoir. These areas recently exposed represent new and important areas of environmental interest, meaning sources of materials, and land subject to natural occupation of vegetation. Considering the current time of low reservoir level, and that the exposed edge zones are subject to future floods, it is recommended that these new areas of Non Aedificandi edge, are the subject of ongoing studies related to monitoring Itaparica s reservoir water quality. Keywords Flooded area, remote sensing, GIS. 1 * Professora do Departamento de Engenharia Cartográfica da UFPE, analucia@ufpe.com.br ² Professor da TU Berlin, gunkel@ guenter.gunkel@tu-berlin.de ³ Professor do Departamento Cartográfica da UFPE, joaoufpe@gmail.com 4 Professora do Departamento de Engenharia Civil da UFPE, msobral@ufpe.com.br 5 *Mestranda do Programa de Pós-graduação em Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação do Departamento de Engenharia Cartográfica da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), ariely.albuq@gmail.com XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO O problema atual da redução das chuvas tem gerado problemas de grande redução das cotas e volume dos reservatórios ao longo do Rio São Francisco, alterando a geometria do contorno das margens, e expondo a superfície submersa. Um problema atual pouco considerado, em função da falta de chuvas na bacia do São Francisco, é a futura exposição de solos e os riscos de erosão gerados pelas chuvas concentradas da região. Em perímetros irrigados para agricultura como o de Icó-Mandantes no município de Petrolândia PE, a exposição do terreno nas margens do reservatório de Itaparica, Submédio do Rio São Francisco, é uma questão importante que requer ser destacada por causa das futuras implicações no transporte de nutrientes e sedimentos para as águas do reservatório. Neste contexto transporte de nutrientes e sedimentos de áreas do entorno do reservatório de Itaparica Araújo Filho et al. (2013), tratam de estudos sobre sedimentos nutrientes transportados para as águas do reservatório, e suas implicações na eutrofização do reservatório de Itaparica. Lopes et al., (2013), utiliza imagens de sensoriamento remoto do TM LANDSAT 5 na análise da qualidade da água com relação do clorofila-a espacializado nas margens do reservatório de Itaparica na região de Icó-Mandantes, dentro da área de influência geográfica relacionada ao transporte de substância químicas relacionadas a eutrofização das águas do reservatório. Gunkel (2007), Melo (2011), Lopes et al. (2013) e Tundisi (2001) discutem sobre qualidade da água. Neste trabalho a aquisição dos dados espaciais, multiespectrais e multitemporais dos terrenos atualmente expostos das novas margens do reservatório de Itaparica em Icó-Mandantes foram obtidos por meio de sensoriamento remoto, e a análise espacial foi elaborada por meio da integração de mapa de solos e a sobreposição de épocas de cotas distintas dos níveis da água do reservatório, revelam significativa alteração do contorno e das reentrâncias das margens e das áreas inundáveis. Considera-se que a interseção no terreno do nível da água do reservatório (no caso o de Itaparica, e sua cota em metros), em qualquer ano, representa materialização em 2-D da curva de nível hidrostático correspondente a cota considerada. Este dado é fundamental para estabelecer a referência de nível aproximada em uma imagem 2-D de sensoriamento remoto, e útil para mapear as novas bordas e novos terrenos expostos pela redução da cota do reservatório. De posse das sérias históricas da variação do nível da água pela estação de Glória BA (CHESF-2015), e do mapa de solos da área, foi obtida uma visualização geral das zonas de borda, cujos solos estão susceptíveis a risco de erosão. Considerando que o nível de base local da drenagem de Icó-mandantes é o nível hidrostático do reservatório de Itaparica, e o mapa dos tipos de solos, fora gerada uma análise espacial preliminar contendo as áreas de exposição de terreno x tipos de solos. A localização, distribuição espacial e recorte das áreas expostas pela descida do nível do reservatório, com seus dos tipos de solo, em duas diferentes épocas detectadas com imagens de sensoriamento remoto, permite a determinação de zonas de bordas do reservatório sensíveis a processos erosivos e com potencial para transporte de materiais (com características associadas aos tios de solo) para as águas do reservatório. Além da localização, extensão, possibilidade de monitoramento contínuo, das áreas expostas do reservatório, as imagens de sensoriamento remoto de diferentes épocas e cotas, esta análise XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 espacial permite verificar a situação atual do fundo exposto do reservatório, em termos de vestígios de vegetação antiga deteriorada, edificações, e os sedimentos depositados ao longo dos anos. Araújo et al. (2013) mostram que existe uma forte relação entre as funcionalidades dos atributos físicos e químicos e o material que originou o solo no entorno do reservatório. Além disso, os autores observam que existe uma tendência ao processo de eutrofização da água no reservatório. O presente trabalho trata de mostrar a região que se deve fiscalizar a área inundável utilizando os recursos de geoprocessamento. Em Candeias et al. (2015) tem-se uma tabela resumo sobre recomendações da área em questão e apresentada na Tabela 1. Destaca-se a área inundável devido a mudança do nível de cota e que será espacializado neste trabalho. UNIDADE GEOAMBIENTAL A - Área inundável do lago de Itaparica B - Área suscetível a maior escoamento superficial na direção do lago de Itaparica C - Área adicional de escoamento superficial para o lago de Itaparica Tabela 1 Recomendação de uso e ocupação do solo no entorno do reservatório de Itaparica DESCRIÇÃO Faixa entre a cota máxima e a mínima da margem do lago da represa Faixa do terreno desde a margem até o divisor de água mais próximo da margem Faixa da linha de talvegue dos afluentes do Rio S. Francisco (margem esquerda - PE) até o mais próximo divisor de água CARACTERÍSTICA GERAL Sujeito a inundação Maior tendência de escoar águas pluviais, águas infiltradas de irrigação, esgotos, substâncias poluentes Vertentes dos afluentes: faixa entre o divisor e o talvegue até certo ponto inundada pelo lago. Águas mais rasas, mais abrigada de ondas e vento, talvez sujeita a uma renovação mais lenta RESTRIÇÃO Área nonaedificandi Área de uso e ocupação sujeitos a prévia avaliação técnica e fiscalização periódica Área de uso e ocupação sujeitos a prévia avaliação técnica e fiscalização periódica RECOMENDAÇÃO DE PESQUISA E USO DO SOLO (1) Demarcação topográfica da área e (2) sinalização oficial (1) Instalação de rede de esgotamento sanitário, (2) estações de tratamento de esgoto, fossas assépticas; (3) demarcação no terreno do divisor de águas; (4) levantamento da capacidade de infiltração dos solos e drenagem subterrânea; (5) Mapeamento do uso e ocupação do solo; (6) amostragem de contaminantes no solo; (7) Aterros sanitários (1) Maior fiscalização do uso do solo e (2) campanhas de conscientização do uso e ocupação do solo; (3) mapeamento do uso do solo; (4) esgotamento sanitário e estações de tratamento; (7) amostragem de solos; (8) aterros sanitários XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 D - Área de influencia das margens do lago de Itaparica Faixa de superfície do lago com indicação de comportamento espectral relacionado a algas, sedimentos e substâncias poluentes Água sob sedimentação (erosão e assoreamento), crescimento de algas, lançamento de esgotos, eflúvios industriais, Área de não captação de água Mapeamento: batimetria (sobreposta a esta faixa de água), das plantações, edificações, canais de irrigação dentro das áreas de escoamento; análise química da água e sinalização das faixas; demarcar as áreas de cultivo, postos de gasolina, lixões, etc. E - Área do embasamento cristalino F - Área de bacia sedimentar Faixa de afloramentos rochosos, manto de intemperismo raso, solos rasos ou ausência de solos Faixa sobre depósitos sedimentares, manto de intemperismo mais profundo, solos mais profundos Fonte: Candeias et al. (2015) Tendências: menor infiltração (exceto nas falhas e fraturas), maior escoamento superficiais, topograficamente mais elevadas e inclinadas Áreas fonte de sedimentos, com tendência a maior infiltração e, em certas áreas, como área de recarga de aqüífero Área de uso e ocupação sujeitos a prévia avaliação técnica e fiscalização periódica (1) Mapeamento de falhas e fraturas geológicas do embasamento; (2) mapeamento do aqüífero e drenagem subterrânea; (3) estudos para localizar lixões (1) Esgotamento sanitário e estações de tratamento; (2) mapeamento da vegetação natural, do aqüífero e hidrografia; (3) fiscalização mineração MATERIAIS E MÉTODOS A Figura 1 apresenta a área de Icó-Mandantes, no reservatório de Itaparica, onde são analisados os solos que se encontram nessa variação cota, no reservatório de Itaparica localizado entre os Estados da Bahia e Pernambuco. Por outro lado, a Figura 2 mostra os solos da região. Foram usados os seguintes materiais: banda 5 do sistema sensor OLI (Operational Land Imager) do satélite LANDSAT 8, banda 4; e sistema sensor TM (Thematic Mapper) e um mapa de solos apresentado em Araújo Filho et al. (2013). Também foram usados os dados do ZAPE Zoneamento Ambiental de Pernambuco (Rodrigues et al, 2001) e uma imagem OLI de 27/04/2015 para mostrar a situação mais atual do uso e ocupação do solo. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Figura 1 Mapa de solos. Fonte: Araújo Filho (2013) RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 2 apresenta a superposição das imagens de 1998 e 2014 além do mapa de solos. Observa-se em verde a área inundável da borda devido ao limite do nível de cota. Comparando essa faixa inundável com o mapa de solos, tem-se a predominância de solos: S (Planossolos), RQ+AR (Neossolos Quartzarenicos + Rock Outcrops), RQ + L(Neossolos Quartzarenicos + Latossolos), V+C(Vertissolos, Cambissolos), T (Luvissolos). Observa-se que a faixa inundável não é uniforme no entorno do reservatório devido a topografia da área. Este tipo de informação é importante para gestão da área quanto a análise de: eutrofização, contaminação com agrotóxicos, salinização entre outros. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5 (a)

6 Legenda (b) Reservatório em 1998 Reservatório em 08/2014 Figura 2 Área de Icó-Mandantes. (a) Mapa dos solos dominantes nas margens do resrvatório de Itaparica. Fonte: Araújo Filho et al., 2013 (b) Superposição de uma imagem TM543 (Landsat5) de 1989 e uma imagem de 8/2014 A Figura 3 apresenta o potencial de irrigação, o potencial das terras e a imagem OLI (landsat8) combinação 654 de 27/04/2015. Segundo Rodrigues et. al. (2001), observa-se que o potencial para agricultura é de terras agriculturáveis com potencial restrito ou áreas para pastagens. Uma pequena área não é indicada para atividades agriculturáveis. Potencial para irrigação é baixo ou muito baixo. (a) XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 (b) Figura 3 Área de Icó-Mandantes e ZAPE (Fonte: Rodrigues et al. 2001). (a) potencial de irrigação. (b) o potencial das terras. (c) imagem OLI (landsat8) combinação 654 de 27/04/2015. (c) CONCLUSÃO As ferramentas do geoprocessamento auxiliaram neste trabalho para analisarmos o reservatório de Itaparica e sua área inundável da borda em duas épocas 1989 e O mapa de solos mostrou que a área de Icó-Mandantes possui os seguintes solos predominantes: S (Planossolos), RQ+AR (Neossolos Quartzarenicos + Rock Outcrops), RQ+L (Neossolos Quartzarenicos + Latossolos), V+C (Vertissolos, Cambissolos), T (Luvissolos). A atualização e monitoramento espacial destas novas zonas de borda fornecem a indicação de áreas potencialmente sensíveis ao transporte de sedimentos e nutrientes para as águas do reservatório. Recomenda-se, portanto, que estas novas regiões de borda, áreas Non Aedificandi, sejam monitoradas. AGRADECIMENTOS À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa do mestrado da última autora que contribuiu para o desenvolvimento desta pesquisa. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Agência do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), pelo apoio ao Projeto Innovate - Interplay between the multiple uses of water reservoirs via Innovative coupling of substance cycles in aquatic and XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 terrestrial ecosystems. E ao edital da UFPE, PROPESQ/DRI PESQUISADOR VISITANTE DO EXTERIOR Nº 01/2014 do processo Nº / REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAUJO FILHO, J. C. de; GUNKEL, G.; SOBRAL, M. C. M.; KAUPENJOHANN, M.; LOPES, H. L. Soil attributes functionality and water eutrophication in the surrounding area of Itaparica Reservoir, Brazil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v. 17, n. 9, p , ATKINSON, S. F.; CANTER, L. W. (2011).Assessing the cumulative effects of projects using geographic information systems. Environmental Impact Assessment Review, v. 31, p CANDEIAS, A L B; LEITE, L. L. L.; CABRAL, J. J. S.; SOBRAL, M. C.; TAVARES JUNIOR, J. R.; GUIMARAES, L M Qualidade do Solo para as Culturas Irrigadas no Entorno do Reservatório de Itaparica Pernambuco. site: 6e24a4aec4fb631541be92286.pdf. Acessado em 11/06/2015. GUNKEL, G. Contamination and Eutrophication Risk in Reservoir in Semi-Arid Zone: Itaparica Reservoir, Pernambuco, Brazil. In: Reservoirs and River Basins Management: Exchange of Experience from Brazil, Portugal and Germany. Berlin: Technische Universität Berlin, LOPES, H.; SOBRAL, M. C.; GUNKEL, G.; CANDEIAS, A. L. B.; MELO, G. Análise espaçotemporal da clorofila-a no reservatório de Itaparica por meio de imagens Landsat-TM. Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 13 a 18 de abril de 2013, INPE. MELO, G. L. Avaliação da qualidade da água em reservatórios interligados no eixo leste do Projeto de Integração do Rio São Francisco, Brasil f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Pernambuco. Recife PE, PAES, R. F. de C.; CANDEIAS, A. L. B.; SOBRAL, M. do C. M. (2010). Sistemas de informações geográficas para subsidiar a tomada de decisão na gestão ambiental de reservatórios. III Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação, Recife. RODRIGUES, F. B; SILVA...[et al.]. (2001). Zoneamento Agroecológico do Estado de Pernambuco / Recife: Embrapa Solos - Unidade de Execução de Pesquisa e Desenvolvimento - UEP Recife; Governo do Estado de Pernambuco (Secretaria de Produção Rural e Reforma Agrária). CD-ROM.- (Embrapa Solos. Documentos; no. 35). ISSN TUNDISI, J. G. Planejamento e gerenciamento de lagos e reservatórios: uma abordagem integrada ao problema da eutrofização. São Carlos: United Nations Environment Programme: Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente/Instituto Nacional de Ecologia, XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8