Análise espacial-temporal do risco à poluição hídrica frente às mudanças de uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo, Itirapina-SP, Brasil

The landscape transformation caused by economical activities generates impacts on natural ecosystems and the water system is one of the most susceptible to anthropic alterations. In this context, the objective of this study was to analyze the vulnerability of the water resources of the Lobo Stream Drainage Basin (LSDB), Itirapina-SP, through the application of the Environmental Quality Index of Water Resources (EQI-Hydro), in a 32 years period, corresponding to the years 1985 and 2017. The EQI-Hydro was calculated from the analysis of the Euclidean distance of the water resources to the impacting sources, determined by means of land use classification, and then rescaled based on fuzzy logic. The results show that approximately 57% of the watershed area is classified as high and very high EQI-Hydro. The Itaqueri River and the Água Branca Stream are the most vulnerable to pollution due to their proximity to pollution sources. This manifests the need for adequate agricultural practices and public policies for forest restoration, aiming the preservation of the LSDB water resources.As transformações na paisagem causadas pelas atividades econômicas geram impactos sobre os ecossistemas naturais, sendo os sistemas hídricos um dos mais susceptíveis às alterações antrópicas. Em vista disso, o objetivo desse estudo foi analisar a vulnerabilidade dos corpos hídricos da bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo, Itirapina-SP, mediante aplicação do Índice de Qualidade Ambiental dos Recursos Hídricos (IQA-Hidro), no intervalo de 32 anos, que compreende o período de 1985 e 2017. O IQA-Hidro foi elaborado com base na análise da distância euclidiana dos recursos hídricos em relação às fontes impactantes, determinadas por meio da classificação do uso e ocupação do solo e, em seguida, escalonados com base na lógica fuzzy. Os resultados mostraram que aproximadamente 57% da área da bacia se encontram nas classes com valores alto e muito alto para IQA-Hidro. O rio Itaqueri e o córrego Água Branca são os mais vulneráveis à poluição devido à proximidade às fontes de poluição. Tal situação manifesta a necessidade de práticas adequadas de manejo das atividades agropecuárias e políticas públicas voltadas à restauração florestal, visando a preservação das regiões fluviais da bacia

Vazões máximas: breve descrição de conceitos e métodos de regionalização

One of the main problems in the development of hydrological studies is the scarcity of measured data. In Brazil, because of its great water availability, and due to its territorial extension, the costs of implementing and maintaining hydrometric stations is a challenge, compromising hydrological monitoring and data collection. Therefore, developing methods that contribute to the estimation and transfer of information is essential for better integrated management of water resources, highlighting the importance of maximum streamflow data on issues such as flood mitigation. In order to solve this problem, streamflow regionalization models appear as tools to estimate hydrological data in ungauged sites, that is, it allows the transfer of measured or simulated information between homogeneous basins. In view of this, this article has the objective of investigate and describe the main methodologies developed and disseminated in the literature on hydrological regionalization, especially in relation to maximum streamflow, by means of a brief literature review. In short, it can be observed that different methods are applied and tested in order to obtain regionalization results associated with lower uncertainties, and there is no standardized method, once there are hydrological specificities of different locations.Um dos principais problemas encontrados na elaboração de estudos hidrológicos é a escassez de dados medidos. No Brasil, por abrigar um enorme patrimônio hídrico, e devido à extensão territorial, os custos de implementação e manutenção das estações hidrométricas se tornam um desafio, comprometendo o monitoramento hidrológico e a obtenção de dados. Portanto, desenvolver métodos que contribuam para a estimativa e transferência dessas informações é essencial para uma melhor gestão integrada dos recursos hídricos, destacando a importância de dados de vazões máximas em questões como mitigação de efeitos de enchentes. Visando equacionar essa problemática, os modelos de regionalização de vazões surgem como ferramentas capazes de estimar dados hidrológicos em regiões não monitoradas, isto é, permite a transferência de informações entre bacias homogêneas a partir de séries de dados de vazões medidas ou simuladas. Em vista disso, o presente artigo teve como objetivo descrever metodologias difundidas sobre regionalização hidrológica, principalmente no que se refere a vazões máximas, por meio de uma breve revisão da literatura. Em suma, observa-se que os diversos métodos são aplicados e testados a fim de se obter resultados de regionalização associados a menores incertezas, não existindo um método padronizado, uma vez consideradas as especificidades hidrológicas de diferentes localidades

Distributed modeling of point and diffuse pollution of the water systems in the Lobo river basin, Itirapina-SP

A poluição hídrica é um dos principais desafios ambientais enfrentados atualmente, causada, principalmente, pelas atividades humanas que introduzem substâncias e materiais prejudiciais aos sistemas ambientais. Umas das principais formas de poluição hídrica é por meio do enriquecimento de nutrientes que traz como consequência a eutrofização das águas. Esse processo altera as características ecológicas dos ecossistemas aquáticos, causando impactos ambientais, econômicos e sociais. Na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo, localizada na região centro-leste do estado de São Paulo, observa-se a presença de diversas atividades que podem alterar a qualidade de suas águas se não forem devidamente planejadas e geridas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos das atividades humanas sobre o aporte de nutrientes na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo. Para tanto, foram simuladas as cargas e concentrações de fósforo e nitrogênio total nos cursos hídricos da bacia, por meio de uma modelagem distribuída a partir do acoplamento de equações empíricas em ambiente SIG. Informações de uso e ocupação do solo, topográficas, demográficas e hidrológicas foram utilizadas para simular as cargas e concentrações de nutrientes geradas por fontes pontuais e difusas de poluição. Análises dos parâmetros físicos, químicos e biológicos das águas do rio Itaqueri, ribeirão do Lobo e córrego Água Branca foram realizadas a fim de avaliar a qualidade das águas e o desempenho do método utilizado. Os resultados indicam que as cargas simuladas de nitrogênio e fósforo total são majoritariamente geradas por fontes difusas de poluição, com percentual de 81% e 76% respectivamente. A sub-bacia do rio Itaqueri é a região mais crítica da área de estudo, produzindo mais de 50% das cargas de nitrogênio e fósforo total. De toda a carga pontual produzida anualmente na bacia, aproximadamente 90% são geradas na sub-bacia do rio Itaqueri via córrego Água Branca. Os modelos de regressão linear entre as concentrações simuladas e observadas apresentaram relações significativas. Para o nitrogênio, o coeficiente de determinação (R²) encontrado foi igual a 0,73 (p < 0,05) e, para o fósforo, o valor encontrado foi igual a 0,72 (p < 0,05). Esse estudo mostrou que, apesar das limitações, a metodologia foi representativa para a área de estudo, indicando que o modelo foi capaz de diagnosticar e predizer a distribuição espacial da concentração de nutrientes nos sistemas hídricos da bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo.Water pollution is one of the main environmental challenges currently facing, caused mostly by human activities that introduce harmful substances and materials into environmental systems. One of the main forms of water pollution is through the enrichment of nutrients that results in eutrophication of water. This process may change the ecological characteristics of aquatic environments, causing environmental, economic and social impacts. In the Lobo river basin, located in the central region of São Paulo state, several activities can pollute the water of the basin. Thus, the objective of this work was to evaluate the effects of human activities on the nutrient supply in the Lobo river basin. For that, the loads and concentrations of total phosphorus and total nitrogen were simulated for the watercourses through a distributed modeling from the combination of empirical equations in GIS. Land use, topographical, demographic and hydrological information were used to simulate the loads and concentrations of nutrients generated by point sources and diffuse pollution sources. Physical, chemical and biological analysis of waters of the Itaqueri, Lobo and Água Branca streams were carried out in order to evaluate the water quality and the performance of the method used. The results revealed that the simulated loads of total nitrogen and total phosphorus are mostly generated by diffuse sources, with a percentage of 81% and 76% respectively. The Itaqueri river sub-basin is the most critical region of the study area, producing more than 50% of total nitrogen and total phosphorus loads. It was also observed that of all point load produced annually in the basin, 90% are generated in the river Itaqueri sub-basin, through Água Branca stream. The linear regression models between the simulated and observed concentrations of nitrogen and phosphorus presented significant relationship. For nitrogen, the determination coefficient (R²) found was 0.73 (p < 0.05) and for phosphorus the value found was 0.72 (p < 0.05). This study showed that the methodology was representative for the study area, indicating that the model was able to assess the spatial distribution of nutrient concentration in the water systems of the Lobo river basin

Evaluation of InVEST&rsquo;s Water Ecosystem Service Models in a Brazilian Subtropical Basin

The biophysical modeling of water ecosystem services is crucial to understanding their availability, vulnerabilities, and fluxes. Among the most popular models, the Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs (InVEST) models stand out. While many studies have used them, few have assessed their performance. This study evaluates the performance of InVEST&rsquo;s Seasonal Water Yield, Nutrient Delivery Ratio, and Sediment Delivery Ratio models in a subtropical basin in southeastern Brazil on temporal and spatial scales, using 39 years of streamflow data, 29 for total phosphorus and total nitrogen, and 19 for total suspended solids. Statistical indicators R2, PBIAS, and NSE, were also calculated. The performance of the models varied according to the type of simulated WES and analysis scales used, with the Seasonal Water Yield model demonstrating the best performance and effectively representing the spatial and temporal variability of the average annual streamflow. All models performed well in simulating long-term mean values when compared to observed data. While one should bear in mind the study&rsquo;s limitations, the results indicate that the models perform well in terms of relative magnitude, although their application in studies involving water-resource management and decision making is limited