Recursos Hídricos

A paisagem e a hidrologia de uma bacia no arco do desmatamento

A paisagem e a hidrologia de uma bacia no arco do desmatamento

26 de agosto de 2021 | Tempo de leitura: 6 minutos

Por Paulo Pontes e Rosane Cavalcante

Localizada no arco do desmatamento da Amazônia, no sudeste paraense, e desaguando no rio Tocantins, a bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas, que drena cerca de 42 mil km², é um importante objeto de estudo que abrange as esferas ambiental, social e econômica (veja as figuras abaixo). Em média, chove cerca de 1800 mm/ano na bacia, mas apenas 5% desse valor concentra-se no período seco (entre junho-setembro), indicando a sazonalidade marcante da bacia. A vazão média do rio, no exutório da bacia (isto é, o volume de água que passa em um determinado intervalo de tempo), é de cerca de 900 m³/s, com extremos variando de 50 m³/s (entre junho-setembro) até 4 mil m³/s (entre janeiro-abril). Essa condição gera desafios ligados à segurança hídrica para todos os usuários de água.

As diferentes paisagens da bacia do rio Itacaiúnas: paisagens naturais (A e B) e paisagens antropizadas (C e D). Fotos: Paulo Pontes

Localização da bacia hidrográfica do rio Itacaiúnas, principais rios e uso e ocupação da terra. Imagem: Paulo Pontes. 

A bacia hidrográfica do Rio Itacaiúnas perdeu cerca de 50% de sua cobertura florestal desde a década de 1970, como estimado por esta pesquisa.

Cerca de 30% de sua área corresponde a um bloco contínuo de floresta nativa (Terras Indígenas e Unidades de Conservação), comumente chamado Mosaico de Carajás, e que é protegido por parceria público-privada. A bacia possui relevância econômica na região Norte (seus municípios geram cerca de R$ 36 bi de PIB). Na esfera ambiental, o desmatamento impacta a conservação da biodiversidade, aumenta a erosão e piora a qualidade do solo e libera carbono para a atmosfera. Com relação ao ciclo da água, o desmatamento aumenta a temperatura local, reduz a parcela da chuva interceptada pelas árvores e as taxas de evapotranspiração e pode causar a redução da taxa de infiltração de água no solo. 

Mas de forma quantitativa, como os processos hidrológicos variaram ao longo dos anos na bacia hidrográfica do Rio Itacaiúnas? Essa pergunta foi respondida em três investigações realizadas por pesquisadores do Instituto Tecnológico Vale (ITV). Na primeira, realizada com dados de 1973 até 2016, os pesquisadores utilizaram técnicas de balanço hídrico para entender como a água se distribui no ciclo hidrológico, isto é, como se dá o comportamento da chuva, evapotranspiração, vazão e armazenamento de água no solo (veja aqui outro texto no Blog do Conexões Amazônicas sobre aplicação da técnica de balanço hídrico com dados de satélite). Foram aplicados três métodos para entender se a mudança nas vazões dos rios foi devido ao desmatamento ou à variabilidade climática. Na segunda pesquisa, foi utilizada modelagem hidrológica (isto é, simulação dos processos do ciclo hidrológico com equações matemáticas; veja mais nesta outra postagem em nosso Blog) para compreender a hidrologia da bacia diante de três cenários de uso e ocupação da terra: preservado (uso do solo igual ao de 1984), presente (uso do solo de 2013) e desmatado (situação hipotética onde as áreas de preservação estariam desmatadas). A terceira pesquisa analisa a importância do armazenamento de água do solo e da temperatura nos oceanos nos processos hidrológicos da bacia.

Quais resultados encontramos? Os estudos indicam o aumento das vazões médias, máximas e mínimas da bacia com o desmatamento. 

Durante o intenso processo de desmatamento na bacia não foi identificada mudança significativa na precipitação e na evapotranspiração média anual. Com relação à vazão média na bacia, a variabilidade climática analisada de forma isolada ocasionaria uma leve redução na vazão. Porém, este efeito é mascarado pelo forte desmatamento, resultando em um aumento na vazão de 25% entre os períodos analisados. Esses resultados indicam efeitos contrastantes da variação climática e do desmatamento nas vazões dos rios, os quais podem ser visto na  figura abaixo.

Em vermelho, a porcentagem de área desmatada na bacia do rio Itacaiúnas em quatro décadas: 1973-1984, 1985-1994, 1995-2004 e 2005-2016. Em azul, a alteração da vazão do rio ao longo destas décadas, e em verde a mudança da evapotranspiração. Imagem: Paulo Pontes. 

A avaliação espacial dos processos hidrológicos na bacia revelou que a área protegida do Mosaico de Carajás transfere para a atmosfera cerca de 3.5 mm de água diariamente (isto é, 3.5 litros em cada metro quadrado de superfície), contra 2.8 mm no restante da bacia. Além disso, nota-se também os menores valores de escoamento superficial nesta área. Ambos os resultados mostram o papel da floresta na regulação climática e na geração de escoamento superficial.

Além disso, as simulações realizadas com os cenários de uso e ocupação do solo mostram que o impacto nas vazões do desmatamento a montante (águas acima) destas áreas protegidas se propaga para dentro do mosaico através do rio principal (rio Itacaiúnas) e alguns tributários menores (rios Cateté e Aquiri, figura abaixo). Esse fato pode alterar a qualidade da água e a dinâmica de sedimentos, afetando a biodiversidade aquática e terrestre dentro das áreas protegidas.

Essa análise cumulativa de impactos reforça a necessidade de pensar as unidades de conservação considerando o conceito de bacia hidrográfica.

Impacto do desmatamento nas vazões médias dos rios. Os rios em cor azul mais escuro são os mais impactados pelo desmatamento, com destaque para as cabeceiras dos rios Itacaiúnas, Aquiri e Cateté. Imagem: Paulo Pontes.

Apesar da forte sazonalidade da chuva na região, a evapotranspiração apresenta baixa variação nas médias mensais, pelo fato de a vegetação conseguir utilizar a água armazenada no solo no período chuvoso para suprir sua demanda de água no período seco. Foi observado que eventos climáticos extremos, como os ocasionados por eventos de El Niño e La Niña, alteraram este armazenamento de água no solo e, consequentemente, a vazão dos rios por até seis meses. Esses resultados destacam a importância de se entender o balanço hídrico em uma bacia da forma mais completa possível, permitindo aperfeiçoar o planejamento da água por meio de melhores predições de eventos de recessão hídrica e inundações.

Ciência se faz com parceria

As pesquisas aqui apresentadas foram financiadas pelo ITV e Vale no contexto do projeto “Recursos Hídricos da Bacia do rio Itacaiúnas”. Veja mais aqui.

Quer saber mais? Acesse os materiais abaixo!

Cavalcante, R.B.L., Pontes, P.R.M., Souza-Filho, P.W.M., de Souza, E.B. 2019. Opposite Effects of Climate and Land Use Changes on the Annual Water Balance in the Amazon Arc of Deforestation. Water Resour. Res. 55, 3092-3106. (acesse aqui).

Cavalcante, R.B.L., Pontes, P.R.M., Tedeschi, R.G., Costa, C.P.W., Ferreira, D.B.S., Souza-Filho, P.W.M., de Souza, E.B. 2020. Terrestrial water storage and Pacific SST affect the monthly water balance of Itacaiúnas River Basin (Eastern Amazonia). Int. J. Climatol. 40, 3021-3035. (acesse aqui)

Nunes, S., Cavalcante, R. B., Nascimento, W. R., Souza-Filho, P. W. M., Santos, D. 2019. Potential for Forest Restoration and Deficit Compensation in Itacaiúnas Watershed, Southeastern Brazilian Amazon. Forests, 10(5), 439. (acesse aqui)

Pontes, P.R.M., Cavalcante, R.B.L., Sahoo, P.K., Silva Júnior, R.O.D., da Silva, M.S., Dall’Agnol, R., Siqueira, J.O. 2019. The role of protected and deforested areas in the hydrological processes of Itacaiúnas River Basin, eastern Amazonia. J. Environ. Manage. 235. (acesse aqui)

Paulo Pontes e Rosane Cavalcante são engenheiros civis formados pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL), com mestrado e doutorado em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental (IPH/UFRGS). Atualmente são pesquisadores do Instituto Tecnológico Vale (ITV).

Veja mais no ResearchGate (Rosane e Paulo) e na plataforma Lattes (Rosane e Paulo).

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