Uso e ocupação do solo e qualidade dos sedimentos das bacias de contribuição direta ao reservatório de Barra Bonita - SP

Abstract

A compreensão das características físicas de uma bacia hidrográfica auxilia no correto manejo de suas áreas. Deste modo, a caracterização física torna-se uma importante ferramenta de detecção e previsão de desastres. Associado a isso, o conhecimento sobre o uso e ocupação do solo agrega subsídios ao ordenamento territorial e zoneamento de áreas mais suscetíveis a impactos, bem como, propícias para determinados usos. Dessa forma, a caracterização física de bacias correlacionada com análises de uso e ocupação do solo são importantes instrumentos para proposições de mitigação de impactos. Um dos principais problemas decorrentes das atividades humanas atualmente é a contaminação dos corpos hídricos por metais, seja proveniente de efluentes industriais, agrícolas e urbanos. Entender como esse processo ocorre é fundamental no estabelecimento de medidas ao combate à deposição destes elementos nos corpos hídricos, sobretudo nos sedimentos. O objetivo desta pesquisa é quantificar e descrever o uso e ocupação do solo, assim como, analisar a qualidade dos sedimentos acumulados nas bacias de contribuição direta do reservatório de Barra Bonita-SP. O reservatório de Barra Bonita localiza-se na região central do estado de São Paulo, Brasil, e possui influência direta das bacias dos rios Piracicaba/Capivari/Jundiaí (PCJ) e Sorocaba/Médio Tietê (SMT), também chamadas de UGRHI 05 e UGRHI 10, respectivamente. Para isso, foi utilizado o Modelo Digital de Elevação (MDE) obtidos através da USGS, a partir do qual foram extraídos os dados de Hipsometria, Aspecto, Índice de Rugosidade Topográfica, Índice de Posição Topográfica, Declividade e Índice de Umidade Topográfica. Para o uso e ocupação do solo foram utilizadas imagens de satélite Landsat dos anos de 1985, 2002 e 2022, obtidas através da USGS. As áreas de interesse foram delimitadas por meio de máscaras das duas bacias, obtidas através da SEMIL. E por fim, avaliação da qualidade dos sedimentos baseou-se em coletas de perfis sedimentares em duas áreas do reservatório Barra Bonita: uma sob influência da entrada das águas do rio Piracicaba e outra com influência das águas do rio Tietê. Os perfis foram datados por método do 210Pb e analisados em relação aos teores dos metais Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Mn, Al e Fe, Sc, V, Ti e K. A caracterização física, revelou que as duas bacias apresentam cotas de altitude bem distribuídas e baixa incidência de relevos montanhosos e escarpados, sendo caracterizadas como bacias mais dissecadas, com faixas de umidade mais concentradas em regiões próximas aos corpos hídricos. Em relação ao uso e ocupação do solo, apesar de diferenças em extensão e demografia, as duas bacias exibem composição do uso e ocupação do solo semelhantes, com predominância de áreas agrícolas, seguidas da classe de vegetação natural e uso antrópico não agrícola. No entanto, observou-se que na bacia PCJ a classe de uso agrícola apresentou redução ao longo dos anos e crescimento da classe de vegetação natural, enquanto que, a bacia SMT apresentou o inverso. As análises da qualidade do sedimento dos dois principais rios das bacias indicaram que não há sinais de contaminação significativa ao longo dos anos.

Understanding the physical characteristics of a watershed aids in the proper management of its areas. Thus, physical characterization becomes an important tool for detecting and predicting disasters. Associated with this, knowledge about land use and occupation provides support for land use planning and zoning of areas more susceptible to impacts, as well as those suitable for certain uses. Thus, the physical characterization of watersheds, correlated with land use and occupation analyses, are important tools for proposing impact mitigation. One of the main problems arising from human activities today is the contamination of water bodies by metals, whether from industrial, agricultural, or urban effluents. Understanding how this process occurs is fundamental to establishing measures to combat the deposition of these elements in water bodies, especially in sediments. The objective of this research is to quantify and describe land use and occupation, as well as to analyze the quality of sediments accumulated in the basins directly contributing to the Barra Bonita reservoir in São Paulo. The Barra Bonita Reservoir is located in the central region of São Paulo state, Brazil, and is directly influenced by the Piracicaba/Capivari/Jundiaí (PCJ) and Sorocaba/Médio Tietê (SMT) river basins, also known as UGRHI 05 and UGRHI 10, respectively. For this purpose, the Digital Elevation Model (DEM) obtained from the USGS was used, from which data on Hypsometry, Aspect, Topographic Roughness Index, Topographic Position Index, Slope, and Topographic Moisture Index were extracted. Land use and occupation data were obtained from the USGS using Landsat satellite images from 1985, 2002, and 2022. The areas of interest were delimited using masks of the two basins, obtained through SEMIL. Finally, sediment quality assessment was based on sediment profile collections in two areas of the Barra Bonita Reservoir: one influenced by the Piracicaba River inflow and the other influenced by the Tietê River. The profiles were dated using the 210Pb method and analyzed for the metals Cr, Cu, Ni, Pb, Zn, Mn, Al, Fe, Sc, V, Ti, and K. Physical characterization revealed that both basins have well-distributed elevations and a low incidence of mountainous and steep terrain. They are characterized as more dissected basins, with moisture bands more concentrated in regions close to water bodies. Regarding land use and occupation, despite differences in size and demographics, the two basins exhibit similar land use and occupation compositions, with a predominance of agricultural areas, followed by natural vegetation and non-agricultural anthropogenic land use. However, it was observed that in the PCJ basin, the agricultural use class decreased over the years and the natural vegetation class increased, while in the SMT basin, the opposite occurred. Sediment quality analyses of the two main rivers in the basins indicated no signs of significant contamination over the years.