II Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação
Recife - PE, 27-30 de Julho de 2010
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AALISE EXPLORATORIA DA RELACAO USO DA TERRA –
QUALIDADE DE AGUA A BACIA DO RIO SÃO LOURECO
GABRIELLA COSTA ARAUJO
PETER ZEILHOFER
BRUNO VIEIRA DE DEUS
Universidade Federal de Mato Grosso - UFMT
Faculdade de Arquitetura, Engenharia e Tecnologia - FAET
Programa de Pós – Graduação em Recursos Hídricos, Cuiabá, MT
[email protected]
[email protected]
[email protected]
ABSTRACT This study is a systematic evaluation of spatial and temporal patterns of land use and its
relationship with water quality in the São Lourenço watershed, one of the main tributaries of the Pantanal
wetland in Mato Grosso. The influence of farming activities are assessed through a water quality monitoring
carried out during 2006 and 2007, realized at five sampling points in the basin. The physical characteristics of
sampled sub-basins were obtained from the GIS techniques (analysis of a digital elevation models and thematic
maps, overlay operations, spatial aggregation etc.). Supposed relationships between water quality variables and
land use were evaluated from an exploratory analysis. It can be inferred that, especially for variables nitrate (NO3
) and Phosphorus (P), there is a trend of increasing nutrient concentrations as the percentage of crop farming
increases. Possibly due to the high standard deviations of observed variables, no significant differences between
the averages of sampling points could be observed, however.
1 ITRODUÇÃO
O crescimento demográfico e o desenvolvimento
sócio-econômico estão aumentando constantemente a
demanda por recursos hídricos e a deterioração da
qualidade de água em diversas regiões do mundo Biswas
(1999), tornando a água um recurso finito. Ferrier et al.
(2001) enfatizam que a quantidade e qualidade dos
recursos hídricos em um sistema hídrico refletem as
características geomorfológicas de uma bacia, que, por
sua vez, são modificadas pelas variações do clima e das
atividades antrópicas. Problemas de qualidade de água
têm suas principais origens nas práticas não-sustentáveis
na agropecuária e na disposição inadequada de dejetos
sólidos e líquidos, gerados por atividades domésticas e
industriais Tucci et al., (2000); Dias(2001).
Como base para os estudos sobre impactos e
origens de problemas de qualidade da água, as técnicas de
sensoriamento remoto e geoprocessamento podem ser
aplicadas, entre outros casos, no mapeamento de uso e
ocupação da terra e na parametrização das bacias de
contribuição.
No Brasil, conta-se com uma bibliografia ampla
dos efeitos da poluição pontual na qualidade das águas
superficiais (Azevedo et al. 1998), com ênfase nas regiões
G.C.Araujo, P. Zeilhofer, B.V.Deus
sudeste e sul com maior concentração industrial. São
escassas, entretanto, avaliações sistemáticas dos impactos
da recente ocupação agrícola intensiva nas regiões do
Cerrado e das Florestas de Transição no centro-oeste.
Primeiros estudos foram apresentados por Libos et
al. (2003) e Zeilhofer et al. (2006).
A agricultura, enquanto maior usuário da água
doce em escala mundial, é o principal fator de degradação
dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos, devido à
utilização dos agrotóxicos e dos fertilizantes químicos
engendrados nas diferentes práticas agrícolas.
Dentro desse enfoque, buscou-se identificar e
quantificar as alterações da qualidade da água na bacia do
rio Sao Lourenco em função do uso agrícola. Este estudo
ganha em relevância devido ao fato da bacia estar
localizada a montante do complexo Pantanal.
Especificamente avaliou-se a distribuição espacial
dos poluentes Fósforo Total, Nitrato e Nitrogênio
Kjeldahl Total, com vistas a analisar os impactos
decorrentes das cargas desses nutrientes não pontuais
provocados pelas atividades agro-pecuárias praticadas na
bacia.
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2 METODOLOGIA
2.1 Área de Estudo
A bacia do rio São Lourenço localiza-se no sudeste
mato-grossense perfazendo um total de 26.623 km².
Abrange os municípios, ou parte deles, de Campo
Verde, Dom Aquino, Itiquira, Jaciara, Juscimeira, Pedra
Preta, Rondonópolis e São José do Povo (microrregiões
de Rondonópolis) e parte dos municípios de Guiratinga,
Poxoréu e Alto Garças (microrregiões do Garças).
Os principais afluentes do Rio pela margem
esquerda são os rios Pombas e Córrego Prata, e pela
margem direita, os rios Vermelho e São Pedro. E os
principais afluentes do rio Vermelho são: pela margem
direita os rios Jurigue, Prata e Areia, e pela margem
esquerda, os rios Arareal, Poxoréu e Peixe. A localização
da área de estudo é apresentada na Figura 1.
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obtido junto ao Serviço Geológico dos EUA (USGS). O
mesmo foi utilizado para a delimitação automatizada das
áreas de contribuição dos respectivos pontos de
monitoramento e para o cálculo de camadas derivadas
como “Direção de escoamento” e “Fluxo acumulado”.
Adquiriu-se junto a WWF (World Wildlife Fund) Brasil, o mapeamento temático da classificacao de uso e
ocupação da terra na bacia do rio Sao Lourenco, em
escala 1:250.000. Para o presente estudo, foi feita
simplificação das 12 classes originais em cinco
(vegetação nativa, lavoura, pecuária, água e urbanização).
Para a extração de informações temáticas (relevo,
unidades geológicas, uso e ocupação da terra etc.) por
bacias de contribuição, todos os conjuntos de dados
espaciais foram projetados para o sistema UTM, fuso 21,
Datum SAD 69.
3 RESULTADOS E DISCUSSOES
3.1 Trabalhos de Geoprocessamento
Foram geradas as cinco sub-bacias de contribuição
utilizando o modelo numérico de terreno proveniente do
SRTM, correspondentes aos cinco pontos de
monitoramento em estudo (Figura 2).
Figura 1 - Localização da bacia do Rio São Lourenço.
2.2 Análises físico-químicas de qualidade da água
Para o monitoramento da qualidade da água na
Bacia do Rio São Lourenço foram analisados dados de
cinco estações. As análises foram realizadas em quatro
campanhas de campo para o ano de 2006, no período
compreendido entre maio e novembro, e em três
campanhas no período de março a novembro do ano de
2007. As variáveis de qualidade da água determinadas
englobaram: Nitrato (NO-3), Fósforo(P), e Nitrogênio
Kjeldahl Total (NTK).
Figura 2 – Modelo numérico de Terreno, pontos de
monitoramento e bacias de contribuição.
2.3 Dados espaciais e seu processamento
Os trabalhos de geoprocessamento foram
efetuados a partir dos softwares ArcGIS 9.3 incluídas as
suas respectivas extensões Spatial Analyst (ESRI,
Redlands) e SPRING, versão 5.0.2 (INPE).
O Modelo Numérico de Terreno (MNT) da bacia
(Figura 2) foi proveniente da SRTM (Shuttle Radar
Topographic Mission), com resolução espacial de 90m,
As categorias de uso e ocupação da terra
simplificadas, a partir do mapeamento gerado pela WWFBrasil, estão dispostas na figura 3.
Observa-se uma predominância das áreas ocupadas
por agricultura intensiva (plantio de soja, algodao etc),
nas partes oeste e sul da bacia, que abrangem áreas do
Planalto dos Alcantilados. Na parte leste da bacia, que é
G.C.Araujo, P. Zeilhofer, B.V.Deus
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geologicamente constituída por uma seqüência de rochas
sedimentares, há predominância de atividades pecuárias.
E ao norte verificam-se áreas com vegetação
nativa remaescente.
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possui extensão muito inferior (<1% em área) às demais
sub-bacias amostradas, com extensão entre 3.044,1 e
14.307,0 km2.
As concentrações mínima e máxima de Nitrogênio
Kjeldahl Total para a porcentagem de área de lavoura de
19,2%, foram de 0,05 mg/l e 1,21 mg/l, com média de
0,35 mg/l. Para 18,04% de área lavoura a variação foi de
0,16 mg/l a 1,42 mg/l, com média de 0,47 mg/l. Para
14,5% de uso-lavoura observou-se variação entre 0,05
mg/l e 1,62 mg/l, com média igual a 0,41 mg/l. E, para
14,4% de área de lavoura, a variação observada foi entre
0,05 mg/l e 0,92 mg/l, com média de 0,32 mg/l(Figura 4).
Para a variável NTK não foi observado aumento
nos valores das concentrações com o crescimento das
porcentagens de área de lavoura.
A variação das concentrações de Nitrato, para
19,2% de área-lavoura foi entre 0,05mg/l e 2,79mg/l, com
média de 0,80mg/l.Já para 18,04% de uso-lavoura, foi
entre 0,09 mg/l e 2,3mg/l, com média de 0,78 mg/l. Para
14,5% de uso- lavoura observou-se variação entre 0,08
mg/l e 2,04mg/l, com média igual a 0,74 mg/l (Figura 5).
.
Figura 3 – Classes de uso e ocupação da terra
correspondentes a Bacia do Rio São Lourenço.
3.2 Análise Exploratória
Os resultados das análises das relações entre a
porcentagem de área de lavoura nas bacias de
contribuição e as variáveis de qualidade de água (NO-3, P
e NTK), estão dispostos nas figuras 4 a 6.
Figura 5 – Média e desvio padrão da variável Nitrato(
NO-3).
As concentrações mínima e máxima de Fósforo
Total, para a porcentagem de área de lavoura de 19,2%,
foram de 0,05 mg/l e 0,71 mg/l, com média de 0,23 mg/l .
Para 18,04% de área lavoura a variação foi de 0,05
mg/l e 0,52mg/l, com média de 0,21 mg/l. Para 14,5% de
uso- lavoura observou-se variação entre 0,05mg/l e
0,3mg/l, com média igual a 0,12 mg/l. E, para 14,4% de
área de lavoura, a variação observada foi entre 0,05mg/l e
0,15 mg/l, com média 0,08 mg/l. (Figura 6).
Figura 4 – Media e desvio padrao da variável Nitrogenio
Kjeldahl (NTK).
Foram omitidas as análises referentes a microbacia localizada nas cabeceiras do rio São Lourenço que
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II Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação
Recife - PE, 27-30 de Julho de 2010
p. 004-004
Science of the Total Environment, 2001. 265(1–3), p.
327–342.
Libos, M. I. P. C; Rotunno, O. F; Zeilhofer, P.
Modelagem da poluição não pontual na bacia do rio
Cuiabá baseada em Geoprocessamento. Revista brasileira
de recursos hídricos, 2003. 8(4), p. 113-135.
Tucci, C. E. M., Hespanhol, I., Cordeiro Netto, O. M..
Cenários da Gestão da Água noBrasil: Uma Contribuição
para a Visão Mundial da Água. Revista Brasileira de
Recursos Hídricos, 2000. 5(3), p. 31–43.
Zeilhofer, P.; Lima, E. R.; Lima, G. A. R.. Spatial
patterns of water quality in the Cuiabá river basin, Central
Brasil. Environmental Monitoring and Assessment, 2006.
123 (1-3), p. 41-62.
Figura 6 – Media e desvio padrao da variável Fósforo(P).
4 COCLUSÕES
De acordo com as análises realizadas,
considerando-se as características específicas de cada subbacia estudada, pode-se inferir que, principalmente para
as variáveis nitrato e fosforo, houve uma tendëncia de
aumento dos valores das concentracoes quanto maior a
porcentagem de uso da terra. Nao constatou-se diferenca
significativa entre as médias, possivelmente, devido ao
elevado desvio padrao observado para as variáveis, e a
pouca quantidade de dados disponíveis.
A utilização de técnicas de geoprocessamento
permitiu a realização de análises complexas, integrando
dados de diversas fontes em um banco de dados
georreferenciados. Onde os planos de informações
puderam ser sobrepostos, facilitando a delimitação,
cálculos e a definição das características físicas e
ambientais das áreas de interesse, no caso a bacia do rio
Sao Lourenco e as sub-bacias analisadas.
REFERÊCIAS
Azevedo, L. G. T.; Porto, R. L. L.; Porto, M. Sistema de
apoio a decisão para o gerenciamento integrado de
quantidade e qualidade da água: metodologia e estudo de
caso. In: Revista brasileira de recursos hídricos, 1998.
3(1), p. 21-51.
Biswas, A. K. Editorial comments on the world
commission on water for the 21st century, Water
International 2000. 25(2), p. 280–283.
DIAS, R., “Tietê: Um Rio Começa a Renascer”, BIO –
Revista Brasileira de Saneamento e Meio Ambiente,2001.
n. 18, pp. 44-48.
Ferrier, R. C., Edwards, A. C. and Hirst, D. Water quality
of Scottish Rivers: Spatial and temporal trends. The
G.C.Araujo, P. Zeilhofer, B.V.Deus