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Uso do solo e Dinâmica dos Nutrientes nas Águas do Reservatório da Hidrelétrica de Manso no Estado de Mato Grosso, Brasil Central

Utilisation du sol et dynamique des nutriments dans les eaux du réservoir hydro-électrique du Manso dans l'État du Mato Grosso, Brésil Central
Land Use and Nutrient Dynamics in the Waters of the Manso Reservoir Dam in the State of Mato Grosso, Central Brazil
Jeater Waldemar Maciel Correa Santos, Simoni Maria Loverde Oliveira et William Pietro de Souza

Résumés

L'objectif de cette étude est de comprendre l'influence de l'utilisation du sol précédant la formation du réservoir du Manso (commune de la Chapada dos Guimarães-MT/Brésil) sur la variabilité spatiale des éléments nutritifs à la surface de l'eau en phases d'inondation (décembre 1999 à décembre 2000) et de stabilisation (décembre 2001 à décembre 2002). Nous avons classifié des images satellitaires pour produire des cartes d'occupation et d'utilisation du sol du bassin hydrographique du Rio Manso, incluant donc l'aire inondée par le réservoir. Des analyses statistiques ont également été menées pour 1) évaluer la variabilité spatio-temporelle des données limnologiques collectées in situ 2) évaluer le niveau de corrélation entre ces données in situ et les données satellitaires. Les résultats ont montré que, en à peine 7 mois, plus de 60% de la superficie finalement inondée étaient déjà sous l'eau, submergeant ainsi toute la végétation originale, i.e. 62% de forêts et savanes et 19% de pâturages. La décomposition organique de cette phytomasse inondée a fourni des éléments nutritifs pour l'eau, affectant la variabilité spatio-temporelle des concentrations en azote total (NT) et en phosphore total (PT). Ce constat est surtout vérifié en phase de remplissage du réservoir où la contribution de l'utilisation du sol avant remplissage a été plus importante que celle due à l'apport en produits azotés et phosphorés issus des sous-bassins du rio Manso. Nous avons aussi démontré l'existence d'une corrélation positive entre le total de phytomasse inondée par le lac et la distribution spatio-temporelle des concentrations en azote total. De plus, le rythme climatique local a influé sur le comportement des concentrations des éléments nutritifs, surtout dans le cas du phosphore. Enfin, nous concluons que la méthodologie adoptée s'est montrée efficace pour atteindre les objectifs de l'étude puisque nous avons pu démontrer de quelle manière les types d'occupation et d'utilisation du sol de l'aire inondée par le réservoir du Manso ont affecté la variabilité spatio-temporelle de la qualité des eaux au cours de la période d'analyse.

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Texte intégral

Hidroelétrica na AmazôniaAfficher l’image
Crédits : ©Hervé Théry 2011

1De acordo com Tundisi (1999) o desenvolvimento econômico e social de qualquer país está fundamentado na disponibilidade de água de boa qualidade para suporte aos múltiplos aproveitamentos desta bem como na capacidade dos gestores e sociedade em geral de conservar e proteger os recursos hídricos. E somente através da ampliação dos conhecimentos sobre os principais mecanismos que afetam a qualidade da água pode-se fundamentar as ações necessárias tanto à recuperação dos ecossistemas aquáticos já degradados como as medidas de proteção daqueles ainda não ameaçados pela deterioração seja em termos de quantidade ou qualidade.

2A criação de grandes reservatórios de usinas hidrelétricas altera profundamente a paisagem natural das bacias onde estes são implantados de tal forma que a construção de diferentes barragens tornou-se uma das grandes experiências do homem na modificação de ecossistemas naturais (Nogueira, 2005).

3Isto porque que a bacia hidrográfica é uma unidade fechada e integrada de funcionamento hidrológico, e sobre o qual o uso e ocupação do solo tem influencia direta na limnologia do seus ecossistemas aquáticos e suas comunidades bióticas (Tundisi, 1993). Desta forma, o conhecimento das condições de implantação dos reservatórios é fundamental para a compreensão do mosaico estrutural e funcional desses ecossistemas aquáticos na atualidade

4A produção de energia elétrica no Brasil é altamente dependente dos recursos hídricos do país razão pela qual desde o início do século XX o setor de energia elétrica é o principal usuário dos recursos hídricos do país (Machado, 2004).

  • 1  http://www.brasil.gov.br/sobre/economia/energia/setor-eletrico/geracao

5Mesmo tendo um dos cinco maiores potenciais técnicos de aproveitamento de energia hidráulica do Mundo, o Brasil utiliza atualmente apenas cerca de 35% de seu potencial hidroelétrico (Tundisi, 2003), que representava em 2011 uma produção de cerca de 83.000 MW gerados em 929 hidrelétricas distribuídas pelos território nacional (on line)1.

6Deste modo, os reservatórios das hidrelétricas ao mesmo tempo que viabilizam a expansão das atividades econômicas nas bacias hidrográficas onde se localizam, também são responsáveis pelo aumento na produção de poluição difusa e pontual que geram processos de eutrofização, assoreamento e toxidade de suas águas, ocasionados em função do lançamento direto sobre as mesmas de efluentes industriais e domésticos de origem em centros urbanos ou pelo carreamento pelas águas das chuvas de sedimentos, nutrientes e agroquímicos das áreas de produção agropecuária (Tundisi, 1993; Agostinho et al., 1995) se não forem desenvolvidos e adotados sistemas de manejo e gerenciamento dos recursos hídricos nessas bacias.

7Outro fator agravante da questão ambiental desencadeada pela formação dos reservatório hidrelétricos, é a não remoção prévia das formações vegetais existentes nas áreas que são inundadas pelos mesmos (como é o caso do reservatório da APM Manso em Mato Grosso), as quais se tornam mais uma fonte de alimentação dos processos de eutrofização das águas desses ambientes com a degradação dessa matéria orgânica inundada (Richard et al, 1997; Fearnside, 2008)

8Para entendimento dos processos direcionadores do funcionamento limnológico dos reservatórios, um excelente ponto de partida é iniciar pela resgate histórico do contexto de sua implantação, buscando-se conhecer os aspectos físicos do sítio de implantação, os graus de alteração da cobertura vegetal original deste e ainda os usos da terra praticados na bacia hidrográfica onde o mesmo foi criado.

9Nesse sentido, os recursos das geotecnologias tem demonstrado ser um instrumental com grande possibilidades de aplicações nos estudos de monitoramento dos recursos hídricos e de qualidade das águas, principalmente no caso de corpos hídricos como os reservatórios de hidrelétricas, uma vez que eles permitem mapear/caracterizar tanto as características físicas do sítio onde estes são implantados, como a cobertura e os usos do solo que haviam nos locais que foram inundados pelos mesmos, e ainda a variação temporal e espacial da qualidade da água destes corpos hídricos. (Prado et al., 2003; Santos & Dubreuil, 2009; Alcantara et al., 2011)

10Segundo Lima (2001) a implantação da usina de Manso no centro-sul do estado de Mato Grosso/Brasil foi planejada no final da década de 70, tendo como principal função regular as cheias ocorridas na região e que afetavam periodicamente as cidades de Nobres, Rosário Oeste, Acorizal e, sobretudo, Cuiabá. Este autor comenta ainda que a construção da represa de Manso trouxe vários impactos socioambientais para a região, sendo alvo de pesadas críticas da população ribeirinha, ONGs e da comunidade científica, tanto pela escolha do local, como pelo processo de alteração da qualidade das águas do reservatório. Segundo o autor essa fase ocorreu de forma tão intensa na região de Manso que as comunidades ribeirinhas, aliadas as Organizações Não-Governamentais e à Associação dos Pescadores, protestaram e entraram com uma ação civil para impedir a continuidade da obra. Estes alegaram que a água a jusante e a montante da barragem apresentava péssima qualidade e um forte cheiro proveniente de processos de decomposição da fitomassa inundada (que não foi previamente removida), provocando doenças de pele e afugentado os cardumes, tirando-lhes, assim, a principal fonte de alimento e a única alternativa de renda.

11Assim, este estudo visa verificar a relação existente entre os valores das concentrações dos nutrientes das águas do reservatório de Manso (Mato Grosso - Brasil) durante as suas fases de enchimento e estabilização, e a fitomassa originalmente existente na área que foi por ele inundada, inventariada através do mapeamento do uso e ocupação do solo da bacia existente antes da construção da hidrelétrica, com utilização de imagens de satélite.

Material e métodos

Caracterização da área de estudo

12O reservatório da hidrelétrica APM Manso (Aproveitamento Múltiplo de Manso) está localizado no centro sul do Mato Grosso (14º30' / 15º30'S x 55º00' / 56º00'W), na bacia do rio Manso um dos principais formadores do rio Cuiabá que por sua vez é afluente do rio Paraguai. O rio Manso tem como principais afluentes e contribuintes para formação do Reservatório de Manso os rios Casca-Roncador, Quilombo e Palmeiras. (Figura 01)

Figura 01 - Localização do reservatório da APM Manso e da Bacia do Rio Manso, Mato Grosso

Figura 01 - Localização do reservatório da APM Manso e da Bacia do Rio Manso, Mato Grosso

13O clima da região sul do estado de Mato Grosso, onde se localiza a bacia do rio Manso e o reservatório da hidrelétrica de Manso, pode ser caracterizado a partir da variação média mensal dos principais índices climáticos regionais (Stralher, 1996), como do tipo Tropical (com duas estações bem definidas) Quente (temperaturas altas durante todo o ano - média anual de 25,6ºC -) e Semiúmido (total anual de chuvas em torno de 1300 mm mas com 4 a 5 meses secos - precipitação inferior a 60 mm), com seus regimes controlados sobretudo por massas de ar equatoriais e tropicais (Nimer, 1988). Nesse clima o inverno se caracteriza como estação seca (maio/setembro) possuindo apenas cerca de 15% dos totais anuais de chuva as quais podem ser totalmente ausentes nos meses de junho à agosto (Konrad e Santos, 2009). Já o verão se caracteriza como uma estação quente e úmida marcada por temperaturas médias mensais entre 26 e 27ºC e totais mensais de chuva em torno de 200 mm no trimestre de verão (Figura 02).

Figura 02 - Climograma produzido a partir das Normais Climatológicas (1961/90) das Temperaturas Média, Mínima, Máxima e Precipitação Pluvial da Estação Climatológica de Cuiabá/83361 (Lat -15,33 Long -56,07 Alt 152m)

Figura 02 - Climograma produzido a partir das Normais Climatológicas (1961/90) das Temperaturas Média, Mínima, Máxima e Precipitação Pluvial da Estação Climatológica de Cuiabá/83361 (Lat -15,33 Long -56,07 Alt 152m)
  • 2  http://www.inmet.gov.br/html/clima.php?lnk=http://www.inmet.gov.br/html/clima/graficos/index4.html (...)

Fonte: INMET, (on line)2 Org. Autores

14Com relação à caracterização geomorfológica e geológica, a área da bacia do rio Manso abrange três unidades a saber: 1) no extremo norte/nordeste da bacia, região de ocorrência do seu divisor norte, verifica-se a ocorrência da unidade geomorfológica "Província Serrana" que consiste numa porção da "Faixa de Dobramentos Paraguai-Araguaia", que segundo Ross (1991) caracteriza por um sistema contínuo de serras paralelas com relevo muito acidentado (cotas entre 250a 700m) decorrente de dobramentos e falhamentos das camadas das rochas calcárias (calcíferos e dolomíticos), arenitos (orotoquartzíticos e fedpspáticos), siltitos e argilitos do pré-cambriano superior pertencentes ao Grupo Alto Paraguai; 2) situada imediatamente após a Província Serrana, no sentido norte/sul, e ocupando a maior parte da porção norte/noroeste da área da bacia do Manso, verifica-se a ocorrência de terrenos baixos (cotas de no máximo 300m) da "Depressão Cuiabana" (sub-unidade da Depressão do Rio Paraguai) que se caracteriza por rochas do pré-cambriano superior representadas sobretudo por filitos, xistos, quartzitos, mármores, calcários, dolomitos etc, do Grupo Cuiabá. Essas rochas desaparecem sob os sedimentos semiconsolidados e inconsolidados da Formação Pantanal, emergindo localmente em forma de inselbergs (morros testemunhos), sustentatos por rochas metareníticas, mármores cálcitos e dolomíticos e por quartzitos (Brasil, 1997, 43, 3) e finalmente, ocupando praticamente toda a porção sul/sudeste da área da bacia, tem-se a unidade geomorfológica "Planalto dos Guimarães", que na verdade constitui-se no bordo noroeste da Bacia Sedimentar do Paraná. Na bacia do Manso tal unidade desenvolve-se com superfícies distribuídas em dois patamares. No primeiro, têm-se os terrenos suavemente ondulados a ondulados, rebaixados pelos processos erosivos promovidos pelo rio Casca e seus afluentes e que exibem cotas que se situam aproximadamente entre 300 e 500m; No segundo, denominado localmente de "Chapada dos Guimarães", os terrenos são muito planos e exibem cotas entre 600 e 800m, onde predominam rochas mesozoicas dos Grupos Parecis e Bauru representadas localmente principalmente pelos arenitos das formações Botucatu e Marília e sobre os quais a drenagem apresenta padrão pinado (Almeida, 1948). Nesta unidade são verificadas ainda formações cenozoicas representadas pelos Aluviões Atuais que são verificados nos locais mais escavados dos vales dos rios Casca e Quilombo, e pelas Superfícies Paleogênica Peleplanizada com Latossolização (que exibem paleossolos argilosos e argilo-arenosos microagregados de coloração vermelha-escura), verificadas nos terrenos mais elevados da unidade Planalto dos Guimarães onde se localizam as nascentes dos rios Roncador, Casca e Quilombo na bacia (Mato Grosso, 2000).

15Do ponto de vista de seu funcionamento hidrológico, a bacia apresenta padrões diferenciados de funcionamento em seus setores norte e sul. No setor Norte da bacia os rios são mais sinuosos, há maior densidade de drenagens e verifica-se uma superfície com menor grau de dissecação e maior declividade indicada pelo índice de relevo. Já no setor Sul as amplitudes altimétricas e a média percorrida pelas enxurradas são maiores, o grau de entalhamento e dissecação é mais expressivo e o relevo é mais colinoso, tornando essa região mais vulnerável aos processos erosivos (Candido e Santos, 2010).

16O enchimento completo do reservatório ocorreu durante um ano (dezembro/1999- dezembro/2000) após o barramento da região de confluência dos rios Manso e Casca (Habtec-Furnas, 2001) que resultou na formação de um lago bifurcado, com área total inundada de 427 km², volume de 7,4 km³ e profundidade máxima de 60 m (Valério et al., 2008)

17Essa área inundada pelo lago do reservatório era originalmente coberta, predominantemente, por vegetação de Cerrado, principalmente do tipo savana arbórea aberta, entremeada por florestas de galeria e a ocupação predominante do solo era para pecuária extensiva e agricultura de subsistência (Lima, 2001).

18 O monitoramento limnológico na área do reservatório vem sendo desenvolvido desde a construção da barragem até recentemente (Furnas-Habtec, 2001; Lopes, 2003; Figueiredo, 2007). Em síntese geral, estes estudos caracterizaram o reservatório como monomítico quente, com estratificação térmica no corpo central e ocorrência de uma mistura anual; os maiores valores de transparência e menores de turbidez e material em suspensão ocorrem na zona limnética e tendem a apresentar maiores valores em direção às regiões de transição fluvio-lacustre e tributários principais (rios Manso e Casca). A fase de enchimento (dez/1999 a dez/2000) foi marcada pela menor transparência da água acompanhada por maiores valores de turbidez, pH, condutividade elétrica e alcalinidade; durante a estabilização do reservatório (jan/2001 a abr/2003) estas variáveis apresentaram padrão inverso.

19As áreas vegetadas inundadas pelo reservatório de Manso eram cobertas na ocasião do barramento por Cerrado, principalmente do tipo Savana Arbórea Aberta, intermeada por Florestas de Galeria (Lima, 2001; Umetsu, 2004). Segundo Hylander et al. (2006) as árvores que ocupavam essa região não foram previamente retiradas antes do enchimento do reservatório. Quanto ao uso e ocupação do solo predominava a utilização para agropecuária e agricultura de subsistência, amplamente praticada em toda a bacia de drenagem do reservatório de Manso. Devido ao fato dessa região ser fracamente povoada (população de cerca de 36.000 habitantes segundo o IBGE (IBGE, 2001), não há significativa contribuição de cargas orgânicas de origem humana ao reservatório e seus afluentes.

Metodologia e análise de dados

20Para retratar o uso do solo existente em toda a área da bacia do Manso na época de estabilização do reservatório de Manso (ano de 2002), foi utilizado o mapa de uso e ocupação da terra produzido no âmbito do projeto PROBIO (Brasil, 2007).

21Para mapear o uso e ocupação da terra na área que foi inundada pelo reservatório da APM Manso foram usadas três imagens Landsat5, correspondentes a órbita 226 ponto 070, resolução espacial de 30 metros. As imagens foram disponibilizadas no banco de imagens do INPE com sete bandas cada, para as seguintes datas: 12/09/1999 - antes do início da formação/enchimento do lago; 25/05/2000 - com o lago em formação; e 19/12/2000 com o lago já apresentando praticamente a área final inundada, conforme foi verificado comparando com outra imagem Landsat de 2007. Foram utilizadas três bases vetoriais, sendo a primeira um polígono com limites definidos pela lâmina d’água da área inundada pelo lago de Manso no mês de dezembro de 2002, o qual foi obtido da classificação de uma imagem Landsat; a segunda um mapa de pontos trazendo a localização espacial das estações de amostragem dos dados limnológicos do reservatório de Manso por Furnas, e a terceira um mapa das sub-bacias de quarta ordem da bacia hidrográfica de Manso produzido por Cândido e Santos (2011). Sendo que a primeira base vetorial é que foi adotada como o limite espacial de todos os mapas que foram produzidos para este estudo.

22Para produzir tais mapeamentos as imagens sofreram tratamentos de correção geométrica via registro das mesmas ao sistema de projeção UTM-SAD69; georreferenciamento tipo “mapa a imagem” para o registro da imagem de 12/09/1999 a partir da rede de drenagem da bacia do rio Manso, obtida a partir da junção de 7 cartas plani-altimétricas 1:100.000 produzidas pelo IBGE; georreferenciamento tipo “imagem a imagem” para as imagens de 25 de maio e 19 de dezembro de 2000, usando como base a imagem de 12/09/1999; correção atmosférica pelo método subtração do valor do pixel mais escuro (Chavez, 1988); recorte das imagens para o enquadramento dentro dos limites da lâmina d’água do reservatório para dezembro de 2002; e classificação supervisionada pelo algoritmo de “distância mínima” e cinco classes de uso e ocupação da terra: água, floresta, cerrado, pastagem e solo nu; criação e aplicação de uma máscara lógica usando a lâmina d’água do reservatório em dezembro de 2002, em cada um dos resultados da classificação das imagens; quantificação das áreas ocupadas por cada classe em cada imagem; produção dos mapas finais.

23Para quantificar as áreas ocupadas pelos diferentes tipos de uso e cobertura do solo existentes originalmente no local onde se situam hoje as estações de coleta de amostras da água do reservatório de Manso foi realizado, com auxílio de um sistema de informação geográfica (SIG), o cruzamento entre o mapas de uso e ocupação do solo na área do reservatório (produzido a partir da imagem Landsat de dezembro de 1999 e recortada com o limite da lâmina d'água do ano de 2002) e o mapa de sub-bacias de 4º ordem da bacia do rio Manso. Desse modo foi possível calcular as áreas de uso e ocupação do solo para cada unidade decorrente desse cruzamento e consequentemente estimar a fitomassa inundada em cada uma.

24As análises limnológicas foram produzidas a partir de dados obtidos junto ao banco de dados limnológicos da empresa Eletrobrás Furnas o qual foi estruturado a partir da realização de 10 campanhas de coleta durante o enchimento e 13 campanhas na estabilização. Estão sendo considerados dois pontos amostrais na zona de transição flúvio-lacustre (estações CSC20 e MAN20) e quatro no corpo central do reservatório (QLB20, CSC30, MAN30 e MAN40). Os resultados das variáveis limnológicos foram obtidos com sonda múltipla (YSI) ou através dos métodos laboratoriais descritos em APHA (1990).

25Para avaliar a possível influência entre a degradação da fitomassa inundada pelo reservatório de Manso e a qualidade de suas águas analisou-se o comportamento dos valores médios de fósforo Total (PT), nitrogênio total (NT) e carbono orgânico dissolvido (COD) amostrados em 6 de suas estações de coleta, sendo 3 localizadas no braço norte (rio Manso) e 3 no braço sul (rio Casca) (Figura 1). Sobre esses dados realizou-se análise de variância unidirecional (Anova) para verificar a existência de diferenças significativas entre as médias desses nutrientes considerando-se como fator principal as fases de enchimento (dez/1999 a dez/2000) e estabilização (dez/2001 a dez/2002) do reservatório, e também, as estações climática seca (maio/setembro) e chuvosa (outubro/abril) da região. Além disso, também foi realizado análise de correlação (regressão linear simples) entre o total agregado das áreas ocupadas com matas e cerrado das sub-bacias com descargas para os locais de cada estação de coleta. Assim, por exemplo, considerou-se para a estação MAN40, devido a sua posição no reservatório, a soma das áreas de matas e cerrado de todas as 4 sub-bacias abrangidas pela lâmina d'água do reservatório. Já para a estação CSC20, também devido a sua posição, considerou-se apenas as áreas de matas e cerrado da sub-bacia "médio Manso", única contribuinte para ás águas dessa estação de coleta (Figura 9).

Resultados

O uso e ocupação do solo na área da bacia do Manso no ano de 2004

26O mapeamento do uso e da ocupação da terra da bacia do Manso foi realizado no âmbito do Projeto PROBIO (Brasil, 2007) e resultou de uma atualização dos mapeamentos fitoecológicos do projeto RADAMBRASIL a partir de imagens ETM+/Landsat do ano de 2002 (Figura 3).

27Tal mapa permite ter uma boa noção da organização espacial de toda a área da bacia hidrográfica do rio Manso até mesmo em nível de suas sub-bacias de quarta ordem, existentes na época de implantação/estabilização do reservatório de Manso. Apesar desse mapeamento referir-se ao ano de 2004, a dinâmica do uso e ocupação do solo nessa bacia não experimentou nenhuma grande alteração entre os anos de 1999, 2000 e 2004, sendo a única grande transformação ocorrida na paisagem desse espaço, no referido período, foi a própria construção da usina de Manso e enchimento de seu reservatório. Por isso decidiu-se utilizar esse mapa, mesmo sendo de dois anos após a estabilização do reservatório para contextualizar o uso e ocupação da terra na área das sub-bacias de contribuição do reservatório à época de seu enchimento e estabilização.

28Assim, conforme se pode observar na Figura 3 havia duas realidades bem distintas em termos de uso e ocupação do solo nessa época na bacia. No setor norte, considerando-se o braço norte do reservatório como limite do mesmo, havia predomínio quase que absoluto de cobertura do solo com vegetação de Cerrado do tipo Savana Arbórea com Floresta de Galeria nos vales mais encaixados do relevo, ao longo dos cursos dos rios Manso e Palmeiras, que são os principais formadores do braço norte (área das sub-bacias Palmeiras e Médio Manso). Ainda neste setor, nota-se que aumentava a densidade de áreas de pastagens em sentido das cabeceiras do rio Manso nas áreas das sub-bacias Cavalos, Finca Faca e Caiana, onde também se verificava a ocorrência de ilhas de vegetação de grande porte do tipo Floresta Estacional Decídual Submontana.

29No setor sul da bacia, nota-se na que o nível de alteração das suas paisagens naturais já era mais elevado, sobretudo com a ocorrência de áreas de agricultura comercial que faz forte apelo ao uso de insumos artificiais nos terrenos planos da Chapada dos Guimarães pertencentes ao território da bacia, e onde nascem os rios que são os principais formadores do braço sul do reservatório (sub-bacias dos rios Roncador, Casca e Quilombo). Além disso, também há mais áreas sendo utilizadas para pastagens cultivadas neste setor da bacia e muitas delas localizadas já bem próximas do corpo do reservatório de Manso (áreas das sub-bacias Casca e Quilombo) (Figura 3).

Figura 03 - Uso e ocupação do solo em nível de sub-bacias de 4º ordem na bacia do rio Manso (Mato Grosso) no ano de 2004

Figura 03 - Uso e ocupação do solo em nível de sub-bacias de 4º ordem na bacia do rio Manso (Mato Grosso) no ano de 2004

O uso e ocupação do solo na área inundada pela lâmina d’água do reservatório

30A evolução da lâmina d’água no local onde hoje se situa o reservatório de Manso ocorreu de modo bastante rápido (Tabela 1 e Figura 4), pois em setembro de 1999 (pré-enchimento) a mesma não ultrapassava a 6 km2 e em maio de 2000 já chegava a cerca de 178 km2. Ou seja, um crescimento extremamente rápido das áreas inundadas de cerca de 172 km2 em, aproximadamente, 7 meses, retratando bem o período de maior represamento da água para enchimento do reservatório. Já entre maio e dezembro de 2000, decorrido praticamente o mesmo intervalo de tempo a lâmina d'água avançou apenas mais 26 km2, totalizando 204 km2 de área inundada, indicando desse modo a fase de estabilização do crescimento da lâmina d’água do reservatório de Manso. Contudo, apesar de mais lento, o crescimento da lâmina d' água do reservatório de Manso continuou até alcançar 427 km² em 2006 (Hylander et al., 2006).

Tabela 01 - Uso do solo na região inundada pelo reservatório de Manso, nos períodos pré (setembro/1999) e durante o enchimento do reservatório (maio e dezembro/2000)

Image4

31Tomando como limite da área analisada a lâmina d’água do reservatório em dezembro de 2002 (327,67 km2), quando o crescimento do mesmo já estava estabilizado, nota-se que a cobertura da terra na área por ele inundada em dezembro de 1999 era composta originalmente, sobretudo, pela vegetação de cerrado (139 km2), que representava cerca de 42% da área delimitada por essa lâmina d'água (Tabela 1; Figura 04). Observa-se também que a maior parte da vegetação (62%) existente nessa área inundada era representada por fitomassa arbórea/arbustiva apurada com a soma das classes mata e cerrado. Deve-se chamar atenção ainda, para a significativa área que era ocupada por pastagens (63,7 km2) que representava 19% dessa área inundada.

Figura 04 - Evolução da área inundada do Reservatório de Manso no período de set/1999 a dez/2000

Figura 04 - Evolução da área inundada do Reservatório de Manso no período de set/1999 a dez/2000

Dinâmica temporal e espacial dos nutrientes na água nas fases de enchimento e estabilização

32Em relação as variações temporais nas concentrações dos nutrientes nas águas do reservatório, apenas os valores de PT (Fosfóro Total) apresentaram diferenças estacionais significativas (ANOVA: teste F= 6,23440 e p-valor =0,03161) e ainda somente na fase de estabilização do reservatório, onde os seus valores foram maiores no período chuvoso em todas as estações de coleta (Figura 5).

Figura 5 - Variação dos valores de PT nas estações de coleta de Manso nos períodos seco e chuvoso da fase de estabilização do reservatório

Figura 5 - Variação dos valores de PT nas estações de coleta de Manso nos períodos seco e chuvoso da fase de estabilização do reservatório

33Já comparando os valores médios da concentração de PT entre as fases de enchimento e estabilização do reservatório observa-se que apesar de haver grande variação dos mesmos entre as estações de coleta, de um modo geral eles foram maiores na fase de enchimento. E em termos espaciais, as estações do braço norte do reservatório (rios Manso e Palmeiras) apresentaram maiores valores que as do braço sul (rios Casca e Quilombo) nas duas fases. Nas estações do braço sul os valores de PT foram crescentes (entre 0,040 e 0,060 mg/L) no sentido da transição rio/lago. No braço norte, somente a estação MAN30 apresentou concentração inferior à 0,090 mg/L (Figura 6).

Figura 6 - Variação dos valores médios de PT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

Figura 6 - Variação dos valores médios de PT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

34O NT (Nitrogênio Total) apresentou diferenças significativas (ANOVA: teste F= 9,6510 e p-valor =0,01113) entre as fases de enchimento e estabilização, sendo seus os valores mais elevados na primeira. Em termos espaciais observou-se valores mais elevados nas estações do braço norte do reservatório (Figura 7).

Figura 7 - Variação dos valores médios de NT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

Figura 7 - Variação dos valores médios de NT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

35Em relação aos valores médios das concentrações de COD (Carbono Orgânico Dissolvido) não observou-se diferenças significativas entre as fases de enchimento e estabilização. Já em termos espaciais, as estações do braço norte apresentaram valores mais elevados nas duas fases (Figura 8).

Figura 8 - Variação dos valores médios de COD nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

Figura 8 - Variação dos valores médios de COD nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização

36Com base nos valores médios das concentrações de PT o reservatório pode ser classificado como oligotrófico (Figura 6). E em relação aos valores do NT as águas de todas as estações podem ser classificadas como mesotróficas independente da fase ou da quantidade de material biológico em decomposição (Figura 7).

Correlação entre a massa vegetal inundada e a concentração dos nutrientes na água do reservatório

37O uso e ocupação do solo existente no limite da lâmina d'água do reservatório em 1999 foram contabilizados de maneira cumulativa para toda a área à montante de cada estação de coleta, mas apenas para a área da sua sub-bacia de contribuição. Por exemplo, as áreas dos diferentes usos e ocupação do solo verificados na estação de coleta MAN20 totalizaram em conjunto um total de apenas 4,23 km2. E tal área representa a parcela da sub-bacia Médio Manso que é abrangida pela lâmina d'água do reservatório de Manso. Já no caso da estação MAN40, situada próxima à barragem do reservatório, foi considerado a área integral de todas as classes de uso e ocupação do solo inundadas pela lâmina d'água do reservatório (cerca de 327 km2), situadas à montante de sua localização em todas as sub-bacias de contribuição do reservatório (Tabela 2, Figura 09)

Tabela 2 - Uso e Ocupação do solo em abril de 1999 nas áreas de contribuição das sub-bacias da Bacia do Manso segundo as estações de coleta do reservatório

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Figura 09 - Área de contribuição das sub-bacias de 4º ordem e uso e ocupação do solo existente em abril de 1999 nos locais das atuais estações de coleta de dados limnológicos do Reservatório de Manso

Figura 09 - Área de contribuição das sub-bacias de 4º ordem e uso e ocupação do solo existente em abril de 1999 nos locais das atuais estações de coleta de dados limnológicos do Reservatório de Manso

38Para avaliar o nível de correlação entre a massa vegetal inundada e as concentrações dos nutrientes (PT, NT e COD) nas estações de coleta, optou-se por agregar os valores das áreas ocupadas por matas e cerrado existentes dentro da unidade espacial determinada, e considerando-se as fases de enchimento e estabilização das águas do reservatório.

39Assim, verificou-se que na fase de enchimento as correlações entre essas duas variáveis foram positivas e mais expressivas para as concentrações de Nitrogênio (R2 = 0,64) e COD (R2 = 0,45). Já na fase de estabilização tais variáveis não apresentaram nenhuma correlação (Figura 10).

Figura 10 - Correlação linear entre a área da fitomassa inundada no reservatório de Manso e a concentração média de Fósforo (PT), Nitrogênio (NT) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD) nas suas estações de coleta

Figura 10 - Correlação linear entre a área da fitomassa inundada no reservatório de Manso e a concentração média de Fósforo (PT), Nitrogênio (NT) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD) nas suas estações de coleta

Discussão

40Como ficou caracterizado nesse estudo (Figura 3), há diferenças importantes nos padrões de uso e ocupação do solo entre as sub-bacias que dão formação aos braços norte e sul do reservatório de Manso, sendo que este último apresenta-se mais alterado em função do avanço da agricultura comercial nas áreas planas das chapadas e das pastagens cultivadas no entorno do reservatório. Tal característica espacial da bacia do rio Manso também foi observada por outros pesquisadores (Valério et al., 2009a e 2009b; Libos, 2008) e são decorrentes das diferenças marcantes na estrutura das paisagens desses dois setores da bacia, as quais podem influenciar na qualidade das águas do reservatório de Manso, pelo menos durante o período das chuvas.

41No presente estudo não se constatou nenhuma diferença significativa na variação temporo-espacial nos valores das concentrações de COD nas águas do reservatório de Manso. Entretanto, em relação aos valores médios de PT e NT observou-se diferenças temporo-espaciais importantes na concentração desses nutrientes nas águas do reservatório, sendo que seus valores foram mais elevados nas estações de coleta do braço norte nas duas fases consideradas na análise. Resultado similar ao verificado por Figueiredo (2007, 2009) que observou que os dois principais rios formadores do reservatório (Manso no setor norte e Casca no setor sul) tem padrão sazonal de variação física e química da água com forte influência do período chuvoso. A autora explica ainda que é difícil estabelecer para as formas nitrogenadas quais são os fatores reguladores da dinâmica deste nutriente, ou a sua principal fonte de origem para o reservatório de Manso ou ainda pelos picos de concentração desses elementos nos rios que o formam. Mas acredita que valores elevados de nitrogênio observados nos rios Manso e Casca podem influenciar nas concentrações desses elementos nas regiões de transição lótico-lêntico do reservatório (Figueiredo e Bianchini Jr., 2008).

42Entretanto, os resultados encontrados no presente estudo estão em sentido oposto aos observados por Figueiredo (op cit), uma vez que nos estudos dessa autora os maiores valores de PT e NT foram observados nas águas do braço sul do reservatório em períodos chuvosos, o que nos leva a concluir que estes são originados por aporte de sedimentos e resíduos de insumos agrícolas provenientes das áreas de agricultura das sub-bacias situadas no setor sul da bacia do Manso.

43Assim, os valores mais elevados das concentrações de PT e NT observados nas estações do braço norte durante a fase de enchimento do reservatório no presente estudo podem estar relacionadas com a decomposição da fitomassa que foi inundada pelo lago, que nessa região era constituída principalmente por Cerrado e Matas. Relação também observada por Cruz (2002) para quem os valores da cor da água do reservatório no primeiro ano, após o seu enchimento, indicou alta concentração de material orgânico dissolvido proveniente, provavelmente, dessa fitomassa submersa no reservatório, mas que, entretanto, não foram suficientes para provocar mudanças significativas no grau de trofia do reservatório, conforme o Índice de Nurnberg (Nurnberg, 1996).

44Além disso, a correlação positiva encontrada no presente estudo entre o total de fitomassa inundada e as concentrações de NT medidas nas estações de coleta nessa fase, também corroboram essa afirmação. Já na fase de estabilizaçãoo suprimento de nitrogênio pode ter sido oriundo dos ambientes lóticos conforme destacou Figueiredo e Bianchini Jr. (2008).

45Entretanto, recentemente o reservatório de Manso permanece classificado como mesotrófico tendo como base os dados de nutrientes referentes ao ano de 2007 (Roland et al., 2010). Desta forma, as contribuições da decomposição do material inundado, das formações geológicas, dos usos do solo e a dinâmica limnológica não foram suficientes para provocar mudanças no grau de trofia do reservatório de Manso.

46Já com relação à variações sazonais do comportamento desses elementos, apesar de se ter detectado variações significativas apenas para o elemento fósforo e só durante a fase de estabilização, diversos outros autores observaram em seus estudos influências sazonais na distribuição de outros elementos limnológicos nas águas do reservatório de Manso (Richard et al., 1997; Santos e Dubreuil, 2009; Stech et al, 2011), reforçando a necessidade de se considerar o ritmo climático local/regional nas abordagens dessa natureza.

Conclusões

47As técnicas de sensoriamento remoto/SIG aplicadas às imagens de satélite possibilitaram identificar, mapear e quantificar com boa precisão tanto o uso e a ocupação da terra existente originalmente no local hoje ocupado pelo reservatório como a rápida evolução da sua lâmina d'água que nos seus primeiros 7 meses já havia inundado mais da metade da área total prevista para o seu enchimento. O uso da geotecnologia e o método empregado permitiu avaliar ainda a existência de correlação entre o total dessa fitomassa inundada e a distribuição temporo-espacial das concentrações dos nutrientes nas água do reservatório, se mostrando como uma ferramenta extremamente útil para estudos dessa natureza.

48Os resultados encontrados permitiram verificar que a decomposição de tal fitomassa inundada pelo reservatório influenciou na variação temporo-espacial das concentrações dos nutrientes NT e PT nas suas águas, sobretudo na fase de enchimento, onde sua contribuição pode ter sido mais importante que àquela decorrente da exportação de nitrogenados e fosfatados pelas sub-bacias da bacia do Manso.

49Com relação a influência do ritmo climático local sobre o comportamento das concentrações dos nutrientes na água do reservatório, verificou-se que as estações de coleta apresentaram maiores valores de fósforo durante a estação chuvosa revelando a importância de considerar o ritmo climático local na dinâmica dos nutrientes em ambientes aquáticos dessa natureza.

Agradecemos a Daniela Figueiredo, a HABTEC-FURNAS por ter cedido os dados limnológicos do Reservatório de Manso; ao Instituto de Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) por ter fornecido as imagens de satélite, e ao CNPq por ter concedido bolsa de iniciação científica aos alunos membros da equipe de pesquisa.

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Notes

1  http://www.brasil.gov.br/sobre/economia/energia/setor-eletrico/geracao

2  http://www.inmet.gov.br/html/clima.php?lnk=http://www.inmet.gov.br/html/clima/graficos/index4.html Acesso em 20/08/2012

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Table des illustrations

Titre Figura 01 - Localização do reservatório da APM Manso e da Bacia do Rio Manso, Mato Grosso
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Titre Figura 02 - Climograma produzido a partir das Normais Climatológicas (1961/90) das Temperaturas Média, Mínima, Máxima e Precipitação Pluvial da Estação Climatológica de Cuiabá/83361 (Lat -15,33 Long -56,07 Alt 152m)
Crédits Fonte: INMET, (on line)2 Org. Autores
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Titre Figura 03 - Uso e ocupação do solo em nível de sub-bacias de 4º ordem na bacia do rio Manso (Mato Grosso) no ano de 2004
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Titre Figura 04 - Evolução da área inundada do Reservatório de Manso no período de set/1999 a dez/2000
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Titre Figura 5 - Variação dos valores de PT nas estações de coleta de Manso nos períodos seco e chuvoso da fase de estabilização do reservatório
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Titre Figura 6 - Variação dos valores médios de PT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização
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Titre Figura 7 - Variação dos valores médios de NT nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização
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Titre Figura 8 - Variação dos valores médios de COD nas estações de coleta de Manso durante as fases de enchimento e estabilização
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Titre Figura 09 - Área de contribuição das sub-bacias de 4º ordem e uso e ocupação do solo existente em abril de 1999 nos locais das atuais estações de coleta de dados limnológicos do Reservatório de Manso
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Titre Figura 10 - Correlação linear entre a área da fitomassa inundada no reservatório de Manso e a concentração média de Fósforo (PT), Nitrogênio (NT) e Carbono Orgânico Dissolvido (COD) nas suas estações de coleta
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Pour citer cet article

Référence électronique

Jeater Waldemar Maciel Correa Santos, Simoni Maria Loverde Oliveira et William Pietro de Souza, « Uso do solo e Dinâmica dos Nutrientes nas Águas do Reservatório da Hidrelétrica de Manso no Estado de Mato Grosso, Brasil Central », Confins [En ligne], 18 | 2013, mis en ligne le 20 juillet 2013, consulté le 11 décembre 2017. URL : http://journals.openedition.org/confins/8433 ; DOI : 10.4000/confins.8433

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Auteurs

Jeater Waldemar Maciel Correa Santos

Professor Associado da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)jeatermaciel@gmail.com

Simoni Maria Loverde Oliveira

Professora Adjunta da UFMT. Departamento de Biologia. Área de atuação: análise ambiental e limnologialoverde@terra.com.br

William Pietro de Souza

Mestrando do Curso de Engenharia Agrícola e Ambiental da UFMT. Área de Pesquisa: limnologiawilliam_pietro@hotmail.com

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