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Geotecnologias aplicadas na avaliação do uso e ocupação da terra e os seus reflexos nos
parâmetros indicadores de qualidade da água na Bacia Hidrográfica Água Tirada em
Três Lagoas/MS
Franciele Gonçalves a*, César Cardoso Ferreira b, Patrícia Helena Mirandola Avelino b,
Paulo César Rocha a.
a Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” (UNESP), Presidente
Prudente/SP, Brasil. [email protected]
b Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), Três Lagoas - MS, Brasil.
* Autor para correspondência: +55 18 8806 0916. [email protected]
Palavras chave: Geoprocessament;Imagens orbitais.
Título Abreviado: Uso da terra e seus reflexos na água
ABSTRACT
The article concerned uses the geotechnologies as a support to assess how the land use
can interfere with the indicators of water quality in Watershed of the Água Tirada River.
To understand this issue support the use of Remote Sensing, GPS and Geographic
Information Systems analysis and physical / chemical water on an integrated vision that
enabled us to analyze the environment. The methodological procedure is guided in the
processing of digital images, held in an environment of systems for acquisition, storage,
manipulation, analysis and presentation of georeferenced data, or in a GIS (Geographic
Information System), therefore, were implemented the following steps: preparing the
1
best composition and color enhancement, registration, supervised classification,
preparation of thematic maps and quantification of the issues. The indicators of water
quality were analyzed: pH, conductivity, dissolved oxygen, temperature, turbidity and
suspended solids. There were as search results or products of maps of the land use and
occupation, as well as the diagnosis of indicators of water quality collected. These data
were analyzed, indicating then the interference of the use and occupation of land of
Watershed of the Água Tirada River the indicators of water quality. Concludes with a
study that combined the use of geo is essential to determine the type of use and
occupancy of land throughout the extended Watershed of the Água Tirada River, to
support the planning of land use and sustainable management of resources water of the
area.
RESUMO
O artigo em questão utiliza as Geotecnologias como suporte para avaliar como o Uso da
Terra pode interferir nos parâmetros indicadores de qualidade da água na Bacia
Hidrográfica Água Tirada. Para o entendimento dessa questão utilizamos o suporte do
Sensoriamento Remoto, GPS e Sistemas de Informação Geográfica e de análises
físico/químicas da água que numa visão integrada nos permitiu analisar este ambiente.
O procedimento metodológico pautou-se no processamento digital das imagens,
realizado em um ambiente de sistemas destinados à aquisição, armazenamento,
manipulação, análise e apresentação de dados georreferenciados, ou seja, em um SIG
(Sistema de Informação Geográfica), para isso, foram executadas as seguintes etapas:
elaboração da melhor composição colorida e realce, registro, classificação
supervisionada, elaboração de mapas temáticos e quantificação dos temas. Os
indicadores de qualidade da água analisados foram: pH, condutividade elétrica, oxigênio
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dissolvido, temperatura, turbidez e sólido suspenso. Obtiveram-se como resultados ou
produtos da pesquisa mapas de uso e ocupação da terra, assim como, o diagnóstico dos
parâmetros indicadores de qualidade da água coletada. Esses dados foram analisados,
apontando então a interferência do uso e ocupação da terra da Bacia Hidrográfica Água
Tirada nos parâmetros indicadores de qualidade da água. Conclui-se com a pesquisa que
o uso conjugado das geotecnologias é elemento essencial para determinar o tipo de uso
e ocupação da terra em toda extensão da Bacia Hidrográfica Água Tirada, de modo a
subsidiar o planejamento do uso do solo e do manejo sustentável dos recursos hídricos
da área em questão.
INTRODUÇÃO
O uso das geotecnologias nos permite fazer uma análise integrada do ambiente de forma
a entender como questões relacionadas as alterações ambientais se comportam no
espaço, esse é um dos pontos fortes permitindo que o ambiente seja estudado em parte e
entendido como um todo.
Para a aplicação desta metodologia foi escolhida a área da Bacia Hidrográfica Água
Tirada, a qual se encontra localizada inteiramente no município Três Lagoas, porção
leste do Estado do Mato Grosso do Sul, entre os paralelos 20 30’ 32’’S e 2038’48’’S e
os meridianos 5151’21’’W e 5202’18’’ W, a bacia abrange aproximadamente área de
130,532 km².
Para entender a dinâmica dessa área a Bacia Hidrográfica foi mapeada e analisada na
perspectiva sistêmica conforme os conceitos de CHIIRSTOFOLETTI (1999) onde a
Bacia da Água Tirada é parte componente do sub-sistema denominado Bacia do Rio
Sucuriú que deságua em um sistema maior, a Bacia Hidrográfica do Rio Paraná.
(Figura1)
3
Figura 1: Localização sistêmica da Bacia Hidrográfica da Água Tirada.
O objetivo dessa pesquisa foi avaliar como o uso da terra pode interferir nos parâmetros
indicadores de qualidade da água na Bacia Hidrográfica Água Tirada, a partir do uso
integrado de geotecnologias e de análises físico/químicas da água.
A escolha da delimitação espacial da Bacia Hidrográfica como unidade de estudo, deve-
se, por esta manter uma relação estreita entre os componentes do ambiente e a atividade
antrópica, fica então evidenciada a necessidade de analisar as alterações ocorridas e
quais as influências na unidade de estudo, em especial as alterações nos recursos
hídricos, quanto aos parâmetros indicadores de qualidade da água, uma vez que a
existência e qualidade da água dependem de como os outros componentes do ambiente
são manejados.
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Em uma Bacia Hidrográfica, a qualidade da água depende das condições naturais, pois
esta sofre interferência do carreamento natural de partículas do solo após eventos de
chuva e dissolução de íons de rocha, além da interferência antrópica, que afeta a
qualidade das águas através do lançamento de efluentes domésticos, industriais e
insumos agrícolas Von Sperling (1996).
Deste modo, é de suma importância pensar no uso equilibrado da terra, pois na bacia a
integração e modificação são sentidas por todos os proprietários ou ocupantes desta,
podendo causar reflexos negativos tanto ambientais, sociais, como econômicos.
Rosa (2003) destaca que as geotecnologias são um conjunto de tecnologias de coleta,
tratamento e análise de informações georreferenciadas, estas são compostas de
hardware, software (SIG) e usuário que juntas se constituem ferramentas para tomada
de decisão.
O presente trabalho avalia como o uso da terra pode interferir nos parâmetros
indicadores de qualidade da água na Bacia Hidrográfica Água Tirada a partir do uso
integrado das geotecnologias (geoprocessamento, sensoriamento remoto, GPS e
Sistemas de Informação Geográfica) e de análises físico/químicas da água.
METODOLOGIA
Para atingir os objetivos da pesquisa foram utilizados os seguintes materiais: imagens
do Satélite Landsat5 (Land Remote Sensing Satellite) órbita 223 e ponto 074, sendo
uma no período de seca (13 de Setembro de 2007) e uma no período chuvoso (26 de
Maio de 2008), além de imagem de radar SRTM (Shuttle Radar Topography) do ano de
2000. Utilizou-se também um receptor GPS (Sistema de Posicionamento Global)
Garmin modelo eTrex®H, para georreferenciar e demarcar os pontos de coleta da água
na imagem, câmera digital para registros fotográficos, software SPRING® 4.3.1
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(Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), CorelDraw® 12, Word® e Excel®, além da
utilização de documentos base como a carta topográfica do DSG (Divisão de Serviço
Geográfico) Folha Três Lagoas que está na projeção UTM (Universal Transversa
Mercator), datum Córrego Alegre na escala de 1:100.000.
Quanto os dados indicadores de qualidade da água discutidos no trabalho (pH,
condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e temperatura), foram utilizados: pHmetro
PHTEK, condutivímetro TECNOPON, modelo mCA 150p, série 4417/508, oxímetro
digital Lutron DO-5510, termômetro, turbidimêtro e bomba a vácuo, modelo TE-058.
Os procedimentos operacionais para os processamentos dos dados orbitais, cadastrais e
temáticos foram realizados em um ambiente de sistemas destinados à aquisição,
armazenamento, manipulação, análise e apresentação de dados georreferenciados, ou
seja, Sistema de Informação Geográfica. A primeira etapa dos procedimentos
operacionais foi a criação de um banco de dados, projeto, categoria (modelos: imagem,
cadastral e temático) e planos de informações, com as fases: elaboração da melhor
composição colorida e realce, registro, segmentação, classificação supervisionada,
elaboração dos mapas temáticos e medidas de classe.
Adotou-se metodologia proposta pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
para o processamento digital das imagens. A partir de análise visual em gabinete e
posterior checagem em campo, determinou-se as classes de uso da terra existente na
Bacia Hidrográfica Água Tirada, sendo elas: mata, água, pastagem e solo exposto.
Os pontos de análise e amostragens no campo foram definidos conforme a influência da
rede de drenagem em cada ponto de coleta, promovendo assim um melhor entendimento
espacial das alterações nos parâmetros de qualidade da água. Tais amostras foram
coletadas nos afluentes e no canal principal, assim como antes e depois de onde esses
tributários desaguavam.
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Os indicadores de qualidade da água analisados e discutidos no trabalho foram: pH,
condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, temperatura e sólido suspenso, esses dados
foram coletados em visitas in loco com o auxílio de equipamento próprio.
O uso conjugado do Sensoriamento Remoto e de um Sistema de Informação Geográfica
(SIG) é um elemento essencial para determinar a repartição geográfica do uso e da
ocupação da terra em toda extensão da bacia, e a partir disso estabelecer as zonas de
influência sobre cada ponto de medição da qualidade da água. Com a sobreposição
destas informações identificaram-se quais os tipos de uso da terra que mais influenciam
para a alteração de parâmetros químico e físico da água.
RESULTADO E DISCUSSÃO
No processo de classificação da imagem e posterior elaboração de mapas temáticos
considerou-se apenas áreas maiores que 30m² devido à resolução da imagem utilizada.
Na classe temática mata, consideraram-se áreas florestais, áreas de reserva legal e matas
ciliares. Foram classificados todos os corpos d’água, como represas, açudes e próprio
Córrego Água Tirada na classe temática água. Os solos sem cobertura vegetal foram
classificados como solo exposto. Obteve-se também no mapeamento a classe pastagem,
caracterizada pela presença de gramíneas destinadas a nutrição animal, no caso da bacia
por bovinos.
Os usos e as formas de ocupação da terra são os principais fatores que contribuem para
a alteração físico-química nos recursos hídricos, através da disponibilização de resíduos
orgânicos e compostos químicos de atividades antrópicas. Brigante, et al (p.23, 2002)
Diagnóstico de uso e ocupação da Bacia Hidrografia Água Tirada em 2007
7
No mapeamento de uso e ocupação da terra no ano de 2007, analisado por meio dos
Sistemas de Informação Geográfica assim como no ano de 2008 pode-se observar
nitidamente a predominância do uso da terra para pastagem (Figura 2).
Figura 2: Mapa de uso e ocupação da terra em 2007.
Por meio da quantificação das classes temáticas utilizando SPRING®, foi realizada a
análise estatística da área de estudo, esses levantamentos mostram claramente a
predominância das classes temáticas de pastagem e de solo exposto, como mostra a
tabela 1.
Tabela 1: Quantificação do Uso e Ocupação da Terra em 2007.
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Diagnóstico de uso e ocupação da Bacia Hidrografia Água Tirada, em 2008
A sazonalidade e o período em que as imagens foram adquiridas pelo satélite são dados
importantes, e precisam sempre ser considerados, uma vez que, a alteração na
quantidade de água presente no sistema interfere no ambiente, e conseqüentemente na
refletância dos alvos espectrais. Neste contexto, salienta-se que o mapeamento de 2008
(Figura 3) foi realizado em período chuvoso (mês de maio).
Figura 3: Mapa de uso e ocupação da terra em 2008.
A tabela abaixo torna mais hábil a leitura dos dados de uso e ocupação da terra na Bacia
Hidrográfica Água Tirada , no período de estiagem, em maio de 2008.
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Tabela 2: Quantificação do uso e ocupação da terra em 2008.
Análise comparativa do uso e ocupação da terra no ano de 2007 e 2008
Para esse tipo de análise preocupou-se em escolher imagens próximas as datas em que
ocorreriam as saídas de campo (setembro de 2007 e maio de 2008), identificando assim
in loco a alterações que surgiriam na Bacia Hidrográfica Água Tirada. Os gráficos 1 e 2
facilitam a leitura dos dados, tornando mais simples a comparação dos períodos
analisados.
Gráfico 2: Uso da terra na BHA 2007. Gráfico 3: Uso da terra na BHAT 2008.
Análises dos Parâmetros Indicadores da Qualidade da Água
Caracteriza-se a qualidade da água através de diversos parâmetros, os quais representam
as suas características físicas, químicas e biológicas. São muitos parâmetros
disponíveis, bem como os custos bem elevados, sendo necessário uma adequação no
sentido de viabilizar o trabalho, utilizando apenas indicadores de qualidade da água.
Nesse sentido, este item discutirá os parâmetros utilizados para caracterização da água
na área estudada, e foram eles: pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido,
temperatura e sólido suspenso.
Decidiu-se que as amostras seriam coletadas em campo conforme a influência da rede
de drenagem em cada ponto de coleta para obter assim o entendimento espacial das
10
Uso da Terra em 2007
0.45%
23.18%
12.57%63.80%
Mata Solo exposto Água Pastagem
Uso da Terra em 2008
12.83%
18.14%
0.36%
68.66%
Mata Solo exposto Água Pastagem
alterações dos parâmetros de qualidade da água. Tais amostras foram coletadas nos
afluentes do canal principal e também antes e depois de onde esses tributários
desaguavam. (Figura 4)
Figura 4: Localização dos pontos de coleta.
Indicadores de Qualidade de Água
O nível de oxigênio dissolvido em águas naturais é com freqüência uma indicação direta
de qualidade, uma vez que as plantas aquáticas produzem oxigênio, enquanto
microorganismos geralmente o consomem. A solubilidade de oxigênio aumenta á baixa
temperatura. O oxigênio dissolvido (OD) é essencial para a subsistência de peixes e
outras vidas aquáticas e auxilia na decomposição natural da matéria orgânica.
Os valores relativos à quantidade de oxigênio dissolvido no Córrego Água Tirada
encontraram-se entre 8,2 e 15,2 mg/dl no período de seca e ente 8,5 e 14,5 mg/dl no
período de cheia, o que demonstra uma amplitude considerável nos dados. De modo
11
geral, observou-se valores de oxigênio dissolvido mais elevados no período de chuva,
dado esperado devido o aumento do volume e velocidade da água decorrente das
chuvas.
Define-se condutividade elétrica como a capacidade de uma substância em conduzir
corrente elétrica. Este parâmetro relaciona-se a presença de íons dissolvidos na água,
que são partículas carregadas eletricamente. Quanto maior a quantidade de íons
dissolvidos maior será a condutividade elétrica.
Na Bacia Hidrográfica Água Tirada os valores de condutividade elétrica variaram de 07
a 28 μs/cm no período seca e entre 10,10 e 24,6 μs/cm no período chuvoso. Nota-se que,
os valores de condutividade elétrica mantiveram-se mais baixos no período chuvoso,
indicando uma maior dissolução dos sais na água.
Segundo Von Sperling (1996) os valores de pH afastados da neutralidade podem
comprometer a vida aquática. Nesta perspectiva, as amostras coletadas na Bacia
Hidrográfica Água Tirada não demonstram valores de pH afastados da neutralidade,
representando um aspecto positivo deste indicador com relação a qualidade da água na
bacia hidrográfica estudada. Nas amostras coletada no Córrego Água Tirada as
concentrações de íons de hidrogênio encontraram-se entre 6,1 e 8,0.
As principais causas da turbidez da água são: presença de matérias sólidas em
suspensão, como silte, argila, sílica, coloides, matéria orgânica e inorgânica finamente
divididas, organismos microscópicos e algas. Os valores de turbidez são dados em NTU
(Unidade Nefelométrica de Turbidez).
Observa-se na análise dos dados que, o ponto 2 apresenta os menores valores de
turbidez, nesta área o uso para pastagem estava inativo na segunda saída a campo, pois
o proprietário desta área executa a rotação de pastagem, técnica conservacionista que
auxilia no manejo adequado da terra. Além de que neste ponto há presença de mata
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ciliar o que dificulta a chegada de sedimentos vindos das vertentes. Os outros pontos
como observa-se no gráfico, o NTU variou de 1,4 a 28,8 no período da seca, e entre
0,64 e 15,1 no período chuvoso.
Sólido suspenso é o material particulado não dissolvido, encontrado suspenso no corpo
d’água, composto por substâncias inorgânicas e orgânicas, incluindo-se aí os
organismos planctônicos (fito e zooplâncton). Sua principal influência é na diminuição
na transparência da água, impedindo a penetração da luz.
Em uma correlação de dados nota-se que os parâmetros de sólido suspenso e turbidez
estão intimamente relacionados, uma vez que os sólidos suspensos são partículas que
interferem na transparência da água.
Para Von Sperling (1996), a temperatura mede a intensidade de calor, sua origem
natural é a transferência de calor por radiação, condução e convecção. A temperatura
influi no retardamento ou aceleração de atividades biológicas, crescimento e reprodução
de peixes e plantas, além de influenciar na absorção de oxigênio.
Os valores de temperatura da água geralmente variam de acordo com a temperatura do
ar, como se pode observar-nos. Nas datas de campo as médias de temperatura foram de
32°C no período de seca e 27,8°C no período de cheia.
Quanto aos dados de temperaturas da água medidos em campo mantiveram-se
medianos, visto que a média local foi de 28,7º C no período de estiagem e 24,2°C no
período chuvoso, sendo a máxima absoluta 32,4º C encontrada no ponto 4, localizado e
mapeado na classe temática de solo exposto. Acredita-se que tal temperatura pode ser
caracterizada principalmente pela falta de sombreamento na área do ponto de coleta,
como nota-se no mapeamento a ausência de cobertura vegetal nesta área.
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CONCLUSÕES
O uso conjugado das geotecnologias é elemento essencial para determinar o tipo de uso
e ocupação da terra em toda extensão da Bacia Hidrográfica Água Tirada, tornando-se
possível estabelecer as zonas de influência sobre cada ponto onde se aferiu os
parâmetros de qualidade da água, de modo a subsidiar o planejamento do uso da terra e
do manejo sustentável dos recursos hídricos da área em questão.
As análises químicas e físicas realizadas na pesquisa demonstraram que, os usos e as
formas de ocupação da terra são fatores que contribuem, para a alteração nos parâmetros
de qualidade da água.
Como discutido anteriormente a Bacia Hidrográfica estudada apresenta certa
homogeneidade quanto aos tipos de uso da terra, o qual reflete nos resultados dos
parâmetros físicos e químicos levantados em campo. A classe temática de maior
porcentagem é a pastagem, a qual ocupa cerca de 69% da área da Bacia Hidrográfica
Água Tirada , porém, os diferentes manejos dessa cultura destinada à pecuária acabam
influenciando nos resultados da qualidade da água.
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