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MODELAGEM NA GESTÃO DE RECURSOS
HÍDRICOS E A QUALIDADE DA ÁGUA
Marcus Aurélio Soares Cruz Pesquisador Embrapa Tabuleiros Costeiros
10/12/2015
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.
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;
....
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Recursos Hídricos Superfície População
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)
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
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.
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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;
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.
Conceitos gerais
Água e agricultura no Brasil
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
Estudo de Caso: Bacia do rio Japaratuba
Área: 1.690 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
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 (1996 – 2014)
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)
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
Tipos de solos
Atributos Unidade Classes de solo
Argissolo Amarelo
Argissolo Vermelho-
Amarelo
Neossolo Flúvico
Neossolo Quartzarênico
Físicos
Granulometria
Areia g kg-¹ 430 710 600 740
Silte g kg-¹ 330 160 240 100
Argila g kg-¹ 240 130 160 160
Textura - Franca Franco-
arenosa
Franco-
arenosa
Franco-
arenosa
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 cmolc dm-³ 5,07 0,67 0,53 0,27
Magnésio cmolc dm-³ 1,20 0,67 0,33 0,27
Alumínio cmolc 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 cmolc 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) cmolc 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 cmolc dm-³ 9,80 3,87 6,87 4,78
PST % 1,02 0,34 0,58 1,26
Uso e cobertura da terra
Variáveis hidrológicas - campo
Variáveis hidrológicas - campo
Variáveis hidrológicas - SR
Impactos ambientais - oficinas
Impactos ambientais - WSI
Qualidade da água e sedimentos
Qualidade da água
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
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
Descrição do Ponto Agroquímico /
Concentração
Uso Agrícola Principais Culturas
P01 Estação Pão de Açúcar, Rio
Japaratuba-Mirim
Ametryn
(0,03 μg L-1)
Herbicida Cana, citros, milho, soja
P02 Estação Faz. Cajueiro, Rio
Japaratuba-Mirim
Ametryn
(0,03 μg L-1)
Diuron
(0,08 μg L-1)
Herbicida
Herbicida
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)
Herbicida Abacaxi, algodão, cana, citros
P05 Estação Rosário do Catete, Rio Siriri Diuron
(0,02 μg L-1)
Thiametoxam (0,01 μg
L-1)
Herbicida
Inseticida
Abacaxi, algodão, cana, citros
Algodão, cana, citros, milho
Modelagem hidrológica
http://swat.tamu.edu/software/qswat/
Modelagem hidrológica – SWAT model
Modelagem hidrológica
NS = 0,74
R² = 0,78
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 .
Modelagem hidrossedimentológica
Modelagem de qualidade da água
NS = 0,44
R² = 0,58
???
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)
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
Obrigado [email protected]
