Modeling pollution potential input from the drainage basin into Barra Bonita reservoir, São Paulo – Brazil / Modelagem do potencial de contribuição da bacia de drenagem para a poluição da qualidade da água do reservatório de Barra Bonita, São Paulo – Brasil

In this study multi-criteria modeling tools are applied to map the spatial distribution of drainage basin potential to pollute Barra Bonita Reservoir, São Paulo State, Brasil. Barra Bonita Reservoir Basin had undergone intense land use/land cover changes in the last decades, including the fast conversion from pasture into sugarcane. In this respect, this study answers to the lack of information about the variables (criteria) which affect the pollution potential of the drainage basin by building a Geographic Information System which provides their spatial distribution at sub-basin level. The GIS was fed by several data (geomorphology, pedology, geology, drainage network and rainfall) provided by public agencies. Landsat satellite images provided land use/land cover map for 2002. Ratings and weights of each criterion defined by specialists supported the modeling process. The results showed a wide variability in the pollution potential of different sub-basins according to the application of different criterion. If only land use is analyzed, for instance, less than 50% of the basin is classified as highly threatening to water quality and include sub basins located near the reservoir, indicating the importance of protection areas at the margins. Despite the subjectivity involved in the weighing processes, the multi-criteria analysis model allowed the simulation of scenarios which support rational land use polices at sub-basin level regarding the protection of water resources.

Este estudo aplica ferramentas de modelagem multicritério para mapear a distribuição espacial do potencial de contribuição da bacia de drenagem para a poluição do reservatório de Barra Bonita, Estado de São Paulo, Brasil. A bacia de drenagem Barra Bonita passou por intensas alterações no uso e cobertura da terra, incluindo um rápido aumento na conversão de pastagens em cana-de-açúcar nas últimas décadas. Assim sendo, este estudo contribui com a demanda de informação sobre os fatores (critérios) que afetam o potencial de poluição das bacias de drenagem através da construção de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), com sua distribuição espacial ao nível de sub-bacia. A base de dados foi alimentada por diversos órgãos públicos, que forneceram informações georreferenciadas sobre a geomorfologia da bacia de drenagem, pedologia, geologia, rede de drenagem e precipitação. Imagens do satélite Landsat e ferramentas de geoprocessamento permitiram a obtenção do mapa de uso e cobertura da terra referente ao ano de 2002. Especialistas definiram as classificações e pesos de cada critério subsidiando o processo da modelagem. Obteve-se que o potencial sub-bacia para poluir o reservatório varia amplamente de um critério para o outro. Se somente o uso da terra for analisado, por exemplo, menos de 50% da área da bacia é classificada como tendo alto potencial de poluição da água do reservatório em questão. Essa área de alto potencial, nesse caso está associada às regiões mais próximas ao reservatório, indicando ser crucial a criação de áreas e preservação em sub-bacias próximas às margens do reservatório. Apesar da subjetividade envolvida no processo de ponderação, a análise multi-critério utilizada nesta pesquisa mostrou ser uma importante ferramenta para simulação de cenários que possam fornecer suporte às políticas de ordenamento e uso adequado da terra em nível de sub-bacia, visando à proteção dos recursos hídricos.

Water quality changes in floodplain lakes due to the Amazon River flood pulse: Lago Grande de Curuaí (Pará) / Mudanças na qualidade da água nos lagos de planície de inundação em função do pulso de inundação do rio Amazonas: lago Grande de Curuaí, Pará

Assurance of water quality for human consumption is essential for public health policies. In the Amazon floodplain, the seasonal water level variation causes periodic flooding of marginal areas that are usually used for settlements, agriculture and livestock. Therefore, the exchange of materials between the terrestrial and aquatic ecosystem affects the proportion of suspended and dissolved components in water and its physical-chemical characteristics, and consequently the quality of the water used by local people. Following this approach, the aim of this study is to evaluate changes in water quality in Lago Grande de Curuaí floodplain, Óbidos, Pará in response to the flood pulse, during one hydrological year from 2003 to 2004, based on water use classes (according to National Water Agency 357/2005 resolution) using chlorophyll-a and dissolved oxygen concentration as parameters and the eutrophication index. Ordinary kriging was applied to interpolate chlorophyll-a and dissolved oxygen and to predict values at non sampled locations. Each location was then classified according to water use acceptable parameters and to Carlson Trophic State Index modified by Toledo to map lake water classes and trophic status. The result showed that Lago Grande de Curuaí floodplain is a supereutrophic system, with levels of dissolved oxygen and chlorophyll-a not suitable for human supply during the receding water phase. These areas are located near the riverine communities, which can cause health problems due to the presence of potentially toxic algae. Therefore, monitoring water quality in Amazon lakes is essential to ensure the availability has appropriate quality for human and animal supplies.

A garantia da qualidade da água para consumo humano é essencial para as políticas de saúde pública. Na planície Amazônica a variação sazonal do nível de água provoca inundações periódicas das áreas marginais que são normalmente utilizadas para os assentamentos humanos, a agricultura e a pecuária. Portanto, a troca de materiais entre os ecossistemas terrestres e aquáticos afeta a proporção de componentes em suspensão e dissolvidos na água e suas características físico-químicas, o que, consequentemente, afeta a qualidade da água utilizada pela população local. Seguindo essa abordagem, o objetivo deste trabalho é avaliar as mudanças na qualidade da água na planície de inundação do lago Grande de Curuaí, Óbidos, Pará, em função do pulso de inundação, durante um ano hidrológico de 2003 a 2004, tendo por base tanto as classes de uso da água (de acordo com a Resolução nº 357/2005 da Agência Nacional de Água), usando como parâmetros tanto a concentração de clorofila-a e o oxigênio dissolvido, quanto o índice de eutrofização. Utilizou-se o método de krigagem para interpolar os dados de clorofila-a e de oxigênio dissolvido e inferir os valores em locais não amostrados. Cada região foi então classificada de acordo com parâmetros aceitáveis das classes de uso da água e do índice de estado trófico de Carlson modificado por Toledo para gerar mapas de classes de água e de estado trófico. O resultado mostrou que a planície de inundação do lago Grande de Curuaí é um sistema supereutrófico, com níveis de oxigênio dissolvido e clorofila-a imprópria para o abastecimento humano durante o período de vazante do ciclo hidrológico. A saúde das comunidades ribeirinhas localizadas nas margens da planície está ameaçada pela presença de algas potencialmente tóxicas. Portanto, o monitoramento da qualidade da água em lagos da Amazônia é essencial para garantir a sua disponibilidade com qualidade para o abastecimento humano e de animais.