Estudo de cenários baseados em projeções de mudanças climáticas e de uso do solo para o reservatório de Itupararanga (SP): open acess tools no gerenciamento da qualidade das águas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Barbosa, Carolina Cerqueira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: climate change; gerenciamento de recursos hídricos; Itupararanga reservoir; modelagem de qualidade da água; mudanças climáticas; reservatório de Itupararanga; water quality modeling; water resources management
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-09012023-185244/

Os reservatórios são ambientes de transição entre rios e lagos que possuem fragilidades inerentes à construção das barragens e que somadas aos problemas associados necessitam de monitoramento ambiental frequente. A modelagem determinística de reservatórios tem se firmado como tecnologia promissora no estudo do ecossistema aquático e qualidade das águas. Compreender as diversas interações bióticas e abióticas e suas alterações devido a forçantes externas e internas nesses ambientes é um desafio para o gerenciamento ambiental e controle da poluição das águas. Nesse sentido, a presente pesquisa introduziu novas abordagens de modelagem para estudar respostas hidrodinâmicas e de qualidade da água do reservatório de Itupararanga (SP) em face à cenários de mudanças climáticas e de modificações futuras de uso e ocupação do solo. Diferentes acoplamentos de modelos open-source foram utilizados para avaliar a performance das abordagens metodológicas, além de (1) projeções de aumento das emissões de CO2 para entender como o nível de água do reservatório e o regime térmico responderiam ao final da década de 2020; (2) tendências de uso e ocupação do solo da bacia do Alto Sorocaba para proposição de cenários e análise de respostas da qualidade da água; e (3) implicações na quantidade e qualidade da água do reservatório com base em cenários de uso e ocupação do solo e projeções climáticas para a década de 2050. As abordagens de modelagem testadas foram eficientes na simulação de variáveis hidrológicas, hidrodinâmicas, biogeoquímicas e ecológicas e demonstraram as potencialidades desses modelos em estudos de gerenciamento de qualidade da água. As principais respostas obtidas foram que a alteração dos padrões hidrológicos tem interferência importante na disponibilidade hídrica do reservatório de Itupararanga e de acordo com projeções climáticas espera-se que haja redução dos volumes de precipitação nas próximas décadas. Além disso, comprovou-se que as projeções de aquecimento global têm influência nos padrões de estratificação térmica e estabilidade da coluna de água. A intensificação da estabilidade e aprofundamento da termoclina podem ser de grande risco aos usos múltiplos por alterarem a dinâmica do fitoplâncton e favorecerem a dominância de cianobactérias. Considerando cenários de uso do solo baseados em tendência esperada de ocupação para 2050, diminuição e intensificação de áreas agrícolas e expansão urbana, foram encontrados melhores respostas de qualidade da água para o cenário conservacionista, destacando a importância da conservação e recomposição da Mata Atlântica na proteção do ecossistema aquático. Os resultados dos conjuntos de cenários de projeções climáticas e alterações de uso do solo evidenciaram que ambos drivers são importantes para a dinâmica trófica do reservatório de Itupararanga. Apesar das projeções climáticas, os cenários de redução do desmatamento e aumento das áreas preservadas indicaram tendência de oligotrofização do reservatório. Contudo, devido às projeções indicarem aquecimento global e outras mudanças de forçantes meteorológicas seriam esperados picos mais elevados na disponibilidade de fósforo total e biomassa fitoplanctônica em comparação aos últimos anos. Os resultados apontam a urgência de esforços de manejo para controlar a expansão agrícola e urbana sem controle ambiental na bacia do Alto Sorocaba. Espera-se que os resultados da presente pesquisa possam embasar ações de prevenção à crise hídrica incentivando estratégias de operação da barragem para gestão do volume útil do reservatório, controle da qualidade da água e proteção do ecossistema aquático.