Desertificação, salinização e erosão

Desertificação

Entende-se por desertificação o processo de destruição do potencial produtivo da terra. Tal processo é originado principalmente pela intensa pressão das atividades antrópicas sobre ecossistemas frágeis, cuja capacidade de resiliência é baixa. As causas mais freqüentes estão associadas ao inadequado uso do solo e da água no desenvolvimento de atividades como: mineração, agropecuária e desmatamento indiscriminado.

A Convenção das Nações Unidas para o Combate à Desertificação definiu a Desertificação como sendo “a degradação da terra nas zonas áridas, semi-áridas e subúmidas secas resultantes de fatores diversos tais como as variações climáticas e as atividades humanas” (United Nations, 1994), sendo que, por degradação da terra se entende o seguinte:

a) Degradação de solos e recursos hídricos;

                        b) Degradação da vegetação e biodiversidade;

                        c) Redução da qualidade de vida da população afetada.

De acordo com o Projeto BRA 93/036 (Formulação de uma Estratégia e Plano Nacional para o Combate à Desertificação e Efeitos da Seca), as áreas suscetíveis à desertificação no Brasil alcançam 980.711 km², distribuídos em oito Estados do Nordeste e no norte de Minas Gerais. O regime de chuvas desta região concentra-se num período de três a quatro meses por ano, sendo marcado por forte irregularidade interanual, principalmente no Agreste e no semi-árido. As precipitações variam de 250 a 800 mm anuais. As temperaturas médias variam de 23 a 27 °C e a insolação anual chega a 2.800 horas. Isto determina altas taxas de evapotranspiração, configurando déficit hídrico em quase toda a região.

O que é salinidade?

É o termo utilizado para representar à concentração (acúmulo de sais num determinado meio e corresponde a razão entre a massa de sais e a massa do meio, podendo ser esse o solo, a água, a seiva da planta, etc.

Solos afetados por sais

Um solo é considerado afetado por sais, quando a concentração desses na solução do solo chega a interferir no crescimento e produtividade das plantas naturalmente habitantes da área ou aquelas cultivadas pelo homem.

A salinização dos solos é um dos grandes problemas enfrentados não só nas regiões áridas e semi-áridas do Nordeste brasileiro, mas também, em muitas outras regiões do mundo, em razão, principalmente da intensa evapotranspiração, baixas precipitações e manejo inadequado da irrigação.

A ocorrência de solos salinos, salino-sódicos e sódicos é comum nas regiões áridas e semi-áridas em razão da baixa precipitação pluvial e alta taxa de evaporação. Nestas circunstâncias, os sais não são lixiviados, acumulando-se em quantidades prejudiciais ao crescimento normal das plantas. É importante destacar que, em solos com problemas de drenagem, o processo de salinização pode ser acelerado pelo uso da irrigação com água contendo altas concentrações de sais.

Processos de salinização do solo

Segundo Ferreira (1998) apud Bastos (2004), a salinização do solo pode ser ocasionado por dois processos: o natural e o induzido.

O processo natural pode acontecer de várias formas: através da fragmentação e decomposição das rochas, escoamento superficial e subterrâneo de encostas para as partes baixas carreando os sais que se solubilizam das rochas se acumulando, o aumento da concentração progressivo devido à evaporação da água, deposição de sais transportados pelo fenômeno de maresia e por intrusão (onde a água do mar através da maré, penetra nos estratos permeáveis na faixa litorânea).

O processo induzido ocorre pela ação do homem, provocando a salinização do solo pelo manejo inadequado da irrigação e drenagem em regiões áridas e semi-áridas, fazendo-se muitas vezes do uso da água com salinidade elevada ou aplicação de lâmina excessiva às necessidades da planta e drenagem deficiente, com acúmulo de sais após ascensão capilar e evapotranspiração da zona radicular.

Os solos salinos geralmente se localizam em áreas de baixadas, que recebem os sais das áreas circunvizinhas, sendo a água o principal agente transportador.

O relevo é decisivo para a acumulação de água no perfil do solo, e, consequentemente, dependendo das variações sazonais da temperatura, pluviometria, ventos, etc, o processo de halomorfismo pode se estabelecer, produzindo solos com diferentes níveis de restrições ao desenvolvimento das plantas cultivadas. No nordeste brasileiro os solos afetados por sais, naturalmente ocorrem em regiões topográficas que favorecem a drenagem deficiente (Figura 1), e, muitas vezes a indução da salinidade decorre da irrigação mal conduzida e ou com águas de qualidade duvidosa (ricas em sais). Outro fator importante na indução da salinidade em ambientes de drenagem deficiente é aplicação de adubos com efeito salino elevado tais como cloreto de potássio, nitrato de amônio e nitrato de sódio.

 Figura 1 – Influência do relevo no desenvolvimento de solos salinos

Como um solo se torna salino

A água das chuvas, quase pura ao cair e penetrar no solo, solubiliza e arrasta consigo íons de Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, Na⁺, Ka⁺, bem como radicais CO₃ ^{- -}, HCO₃ ^-, SO₄^{- -} e outros, transformando-se então em uma solução, que flui para formar os rios e lagos.

Ao se irrigar um solo de drenabilidade deficiente a nula, situado em região de baixas precipitações médias anuais e alto déficit hídrico, este se torna salino em período de tempo bastante curto, porque as plantas removem basicamente H₂O do solo, enquanto que a maior parte dos sais fica retida. Nestas condições o solo tende a se tornar salino caso não seja drenado artificialmente o que vem ocorrendo nas regiões semi-áridas do nordeste brasileiro.

Os fatores que contribuem para a salinização dos solos são:

1. clima - deficit hídrico climático acentuado;

2. irrigação em solos rasos ou solos de má drenabilidade;

3. irrigação com água de má qualidade – teores elevados de sais;

4. baixa eficiência de irrigação;

5. manutenção inadequada do sistema de drenagem ou ausência de sistema de drenagem superficial e/ou subterrânea.

Efeitos da salinidade sobre a planta

Os efeitos da salinidade no crescimento e desenvolvimento das plantas são assim enumerados:

1) efeito osmótico, posto que uma elevada concentração salina diminui o potencial osmótico do solo, fazendo com que este retenha mais água, disponibilizando-a em menor quantidade para a planta;

2) efeito tóxico, caracterizado pelo acúmulo de íons específicos na planta;

3) efeito nutricional, no qual o excesso de um íon no solo inibe a absorção de outros íons.

Como evitar a salinização

Todo solo situado em regiões climáticas caracterizadas por baixas precipitações e altos déficits hídricos climáticos e que ao mesmo tempo possua má drenabilidade, tende a se tornar salino, com a irrigação, mesmo que esta seja feita com água de boa qualidade. Somente irrigar terras de boa drenabilidade, ou seja, áreas selecionadas tendo como base estudos de solos ou classificação de terras para irrigação que se baseie em parâmetros adequados para a região, principalmente no que se refere à profundidade do impermeável.

Solos com menos de 1,0 m de profundidade não devem ser irrigados a não ser em condições muito especiais e quando se tratar de região semi-árida, terão que contar coma implantação de sistema de drenagem subterrânea.

A evolução do processo de salinização pode ser evitada, em caso mais favoráveis, através de uma irrigação eficiente ou por meio da instalação de sistema de drenagem subterrânea e coletores, para desta forma facilitar a percolação profunda de parte das águas das chuvas ou excedentes de irrigação e assim promover a lavagem de sais do solo. Fazer manutenção adequada do sistema de drenagem-coletores e subterrânea.

Deve-se cuidar do balanço de água no solo em sistemas irrigados, visando proporcionar uma lixiviação adequada. A lixiviação é absolutamente indispensável na irrigação em zonas áridas e semi-áridas, pois sem esta prática, a acumulação de sais aumentaria a ponto de tornar o solo improdutivo em curto prazo.

Sodificação do solo

A conseqüência principal na sodificação do solo é a expansão da argila quando úmida e a contração quando seca, devido o excesso de sódio trocável. Podendo ocorrer a fragmentação das partículas causando dispersão da argila, modificando a estrutura do solo. Dessa forma, os solos sódicos passam a apresentar problemas de permeabilidade,onde qualquer excesso de água pode causar encharcamento na superfície do solo, impedindo a germinação das sementes e o crescimento das plantas por falta de aeração, além de potencializar processos erosivos.

Erosão

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Distribuição da água na Terra

 Fonte: MMA-SRHU, 2007

A maior parte da superfície da Terra está coberta por água (70%), por isso a chamamos de Planeta Azul. Do volume total de água do planeta, 97,5% é salgada, compondo os mares e oceanos, e apenas 2,5% é doce. Porém, da água doce existente na Terra, 68,9% formam as calotas polares, geleiras e neves eternas (que cobrem os cumes das montanhas), 0,9% corresponde à umidade do solo e pântanos, 0,3% aos rios e lagos, e os 29,9% restantes são águas subterrâneas. Desta maneira, do total de água doce disponível para consumo, descontando-se aquela presente nas calotas polares, geleiras e neves eternas, as águas subterrâneas representam um total de 96%.

A água doce não está uniformemente distribuída pela superfície do planeta, ocorrendo regiões de extrema escassez e outras com relativa abundância. No Brasil, um dos países com maior disponibilidade hídrica da Terra (13,8%), existem regiões extremamente ricas, como a Amazônica, e outras com baixa disponibilidade.

Com relação à abundância e à distribuição das águas subterrâneas, a situação não é diferente. O país como um todo possui uma reserva de águas subterrâneas estimada em cerca de 112.000 km³, considerando uma profundidade de até 1000 metros, com um volume de reabastecimento (recarga) de 3.500 km³ anuais (Rebouças, 1997).

Há regiões com grande disponibilidade hídrica subterrânea, como aquelas abrangidas pelo Aqüífero Guarani e regiões sedimentares em geral, e outras pobres, como aquelas de ocorrência das rochas cristalinas no semiárido brasileiro.

Impactos da urbanização em bacias hidrográficas

Hidrologia Urbana 

É definida como o estudo dos processos hidrológicos em ambientes afetados pela urbanização.

Consequencias da urbanização em bacias

A expansão das áreas urbanas por meio do desmatamento seguido da substituição da cobertura vegetal por superfícies impermeáveis provocam drástica diminuição da infiltração da água no solo e consequentemente aumento do escoamento superficial direto, fator de grande influência no incremento de inundações no meio urbano.

Para casos extremos, verifica-se que o pico de cheia numa bacia urbanizada pode chegar a ser 6 vezes maior do que o pico desta mesma bacia em condições naturais.

Os problemas climáticos são, basicamente, decorrentes do aumento da densidade das construções. Embora se constituam em impactos de pequena escala que se processam de forma lenta, podem, a longo prazo, alterar significativamente o balanço hídrico que, por sua vez, podem reduzir as vazões mínimas e, consequentemente, produzir certo impacto sobre a qualidade das águas de chuva.

Causas e efeitos da urbanização sobre as inundações urbanas

Causa: impermeabilização; Efeito: maiores picos de vazões.

Causa: redes de drenagem; Efeito: maiores picos de vazões nas proximidades do exutório da bacia.

Causa: lixo; Efeito: degradação da qualidade da água, entupimento de bueiro e galerias.

Causa: rede de esgoto deficiente; Efeito: degradação da qualidade da água, doenças de veiculação hídrica, inundações.

Causa: desmatamento e desenvolvimento indisciplinado; Efeito: maiores picos e volumes, mais erosão, assoreamento em canais.

Causa: ocupação de várzea; Efeito: maiores prejuízos, maiores picos, maiores custos de utilidades públicas.

Existem alguns princípios essenciais que devem ser levados em consideração afim de minimizar os problemas de inundações em áreas urbanas, entre eles o de preservação da várzea, é invariavelmente a solução mais barata, além de oferecer outras vantagens como preservar o ecossistema, criar áreas verdes e oportunidades de recreação.

Ás várzeas de inundação são áreas de escoamento e armazenamento naturais cuja conformação foi delineada pelo próprio rio. Nenhuma ocupação da várzea pode ser feita sem que se tenha de adotar medidas compensatórias muito onerosas.

Solo: conceito

É uma coleção de corpos naturais, constituídos por partes sólidas, líquidas e gasosas, formados por materiais minerais e orgânicos que ocupam a maior parte do manto superficial da Terra (adaptado: EMBRAPA, 2009).

Outorga de uso da água e vazão mínima

A outorga de direito de uso dos recursos hídricos é um dos instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH, Lei N° 9.433 de 8 de janeiro de 1997) e  tem como objetivos assegurar o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direitos de acesso à água. Em outras palavras, é o ato que concede ao interessado a possibilidade de explorar os recursos hídricos na forma e sob as condições previstas em lei.

Os casos em que há necessidade de outorga são: 

• derivação ou captação de parcela da água existente em um corpo de água para consumofinal, inclusive abastecimento público, ou insumo de processo produtivo; 

• extração de água de aqüífero subterrâneo para consumo final ou insumo de processo produtivo; 

• lançamento em corpo de água de esgotos e demais resíduos líquidos ou gasosos, tratados ou não, com o fim de sua diluição, transporte ou disposição final; 

• aproveitamento dos potenciais hidrelétricos; 

• outros usos que alterem o regime, a quantidade ou a qualidade da água existente em um corpo de água.    

A outorga de direito de uso de recursos hídricos poderá ser suspensa parcial ou totalmente, em definitivo ou por prazo determinado, nas seguintes circunstâncias:

• não cumprimento pelo outorgado dos termos da outorga;

• ausência de uso por três anos consecutivos;

• necessidade premente de água para atender a situações de calamidade, inclusive as decorrentes de condições climáticas adversas;

• necessidade de se prevenir ou reverter grave degradação ambiental;

• necessidade de se atender a usos prioritários, de interesse coletivo, para os quais não se disponha de fontes alternativas;

• necessidade de serem mantidas as características de navegabilidade do corpo de água.

Toda outorga de direitos de uso de recursos hídricos far-se-á por prazo não excedente a trinta e cinco anos, renovável.

Aquele que recebe a outorga não se transforma em proprietário dos r
ecursos hídricos, apenas mero usuário da água, ainda que possa transformar sua qualidade para pior, por meio de processo produtivo. 

A outorga do uso da água é, portanto, um instrumento essencial ao gerenciamento dos recursos hídricos, pois ela pode contemplar aspectos técnicos, legais e econômicos que, se bem articulados, colaboram para o sucesso da implementação de um sistema racionalizado de uso dos mananciais.

A vazão de referência mais utilizada no processo de outorga é a vazão mínima que caracteriza uma condição de escassez hídrica no manancial. A partir dessa condição crítica é que são realizados os cálculos de alocação da água, de modo que, por ocasião da ocorrência da situação de escassez, todos os usuários, ou os mais prioritários, mantenham de certa forma, em operação os usos outorgados.

Este é o procedimento mais utilizado no Brasil, porém, como as vazões de referência utilizadas são, de fato, muito reduzidas, e o que é outorgado é uma fração delas, o que ocorre, na prática, são vazões bem maiores ao longo do ano. Daí a importância de se analisar a obtenção das vazões mínimas de referência, considerando-se períodos mensais, bimestrais ou trimestrais.

A vazão a ser outorgada varia de acordo com o regime do rio e das diretrizes das legislações federal e estaduais. Em rios de regime permanente ou perenes, a outorga é usualmente feita com base na Q_7,10 (vazão mínima com duração de 7 dias e tempo de retorno de 10 anos) na Q₉₀ ou na Q₉₅ (vazão mínima associada às permanências de 90 e 95% no tempo, respectivamente), atribuindo-se valores percentuais a elas, ou seja, outorgando-se apenas parte desses valores. Para rios de regime temporário ou intermitentes, o processo de outorga torna-se mais complexo, pois na época seca o rio deixa de apresentar vazão (Silva; Ramos, 2001).

Reúso de água

É o aproveitamento de águas previamente utilizadas, uma ou mais vezes, em alguma atividade humana, para suprir a necessidade de outros usos benéficos, inclusive o original. Pode ser direto ou indireto, bem como decorrer de ações planejadas ou não (Lavrador Filho, 1987).

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Água: uso consuntivo e não-consuntivo

Usos consuntivos da água: referem-se aos usos que retiram a água de sua fonte natural diminuindo suas disponibilidades, espacial e temporalmente. Exs: dessedentação de animais, irrigação, abastecimento público, processamento industrial, etc.
Usos não-consuntivos da água: referem-se aos usos que retornam à fonte de suprimento, praticamente a totalidade da água utilizada, podendo haver alguma modificação no seu padrão temporal de disponibilidade. Exs: navegação, recreação, psicultura, hidroeletricidade, etc.

Bacia Hidrográfica

É uma área delimitada topograficamente por um divisor de águas, a qual faz convergir toda a captação natural da água precipitada para uma única saída, seu exutório.

Um dos principais interesses em estudar a Bacia Hidrográfica é de que suas características constituem um sistema natural de transformação de chuva em vazão.

Ciclo Hidrológico

É o fenômeno global de circulação fechada da água entre a superfície terrestre e a atmosfera, impulsionado fundamentalmente pela energia solar associada à gravidade e à rotação terrestre.
As principais fases do ciclo hidrológico são: precipitação (chuva, neve, granizo, etc.), infiltração da água no solo, escoamento superficial e subterrâneo, e evaporação e/ou evapotranspiração.

Diferentes caminhos seguidos pela água da chuva:

• Infiltração e percolação (passagem lenta de um líquido através de um meio) no solo ou nas rochas, podendo formar aquíferos, ressurgir na superfície na forma de nascentes, fontes, pântanos, ou alimentar rios e lagos.

• Flui lentamente entre as partículas e espaços vazios dos solos e das rochas, podendo ficar armazenada por um período muito variável, formando os aqüíferos.

• Escoa sobre a superfície, nos casos em que a precipitação é maior do que a capacidade de absorção do solo ou quando este encontra-se saturado.

• Evapora retornando à atmosfera. Em adição a essa evaporação da água dos solos, rios e lagos, uma parte da água é absorvida pelas plantas. Essas, por sua vez, liberam a água para a atmosfera através da transpiração. A esse conjunto, evaporação mais transpiração, dá-se o nome de evapotranspiração.

• Congela formando as camadas de gelo nos cumes de montanha e geleiras.

Apesar das denominações água superficial, subterrânea e atmosférica, é importante salientar que, na realidade, a água é uma só e está sempre mudando de condição. A água que precipita na forma de chuva, neve ou granizo, já esteve no subsolo, em icebergs e passou pelos rios e oceanos. A água está sempre em movimento; é graças a isto que ocorrem: a chuva, a neve, os rios, lagos, oceanos, as nuvens e as águas subterrâneas.

 
O ciclo hidrológico é normalmente estudado com maior interesse na fase terrestre, onde o elemento fundamental de análise é a Bacia Hidrográfica.

Hidrologia

É a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e sua relação com o meio ambiente, incluindo sua relação com as formas vivas. É uma ciência que se baseia na observação dos processos envolvidos no meio físico natural.
A Hidrologia Aplicada está voltada para os diferentes problemas que envolvem a utilização dos recursos hídricos, preservação do meio ambiente e ocupação da Bacia Hidrográfica.
No Brasil algumas das principais áreas do desenvolvimento da Hidrologia Aplicada encontram-se nos seguintes aspectos:

• Planejamento e gerenciamento de Bacias Hidrográficas;
• Drenagem urbana;
• Energia;
• O uso do solo rural;
• Qualidade da água;
• Abastecimento de água;
• Irrigação;
• Navegação.