Risco de degradação de águas superficiais em bacias hidrográficas com suinocultura intensiva

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013.A produção de alimentos é uma necessidade mundial. Impulsiona o setor do agronegócio e exige aumento constante da produção agrícola, promovendo o consumo crescente da água e, consequentemente, o deficit hídrico e a poluição das águas por sedimento, fósforo (P) e nitrogênio (N) em zonas rurais. Neste estudo avalia-se, em escala regional, o balanço hídrico com base no consumo de água por propriedade rural no Estado de Santa Catarina. Em escala de bacia hidrográfica se estudou a poluição difusa de sedimento, N e P. E, em escala de sub-bacia, se analisou o risco das águas superficiais na Bacia do Lajeado dos Fragosos (BLF), no município de Concórdia. Para desenvolver o presente estudo utilizou-se o sistema de informações geográficas (SIG), análises espaciais (ArcGis, Idrisi), modelagem numérica (SWAT), dados das propriedades rurais e monitoramento da quantidade e qualidade da água. A região no extremo sul do Estado apresentou o maior deficit hídrico. Na região Oeste do Estado, embora não indique deficit, a demanda animal supera em dobro a demanda de água necessária ao consumo humano. Os valores de Nash para calibrar vazão e sedimento foram, respectivamente, de 0,74 e 0,49. Os resultados médios de Nash entre calibração e validação para os anos de 2010 e 2011 de fósforo (P) e nitrogênio (N) totais foram, respectivamente, de 0,77 e 0,76. A carga de sedimento na BLF em 2010 e 2011 foi de 0,94 e 1,10 ton?ha-1 e as vazões máximas de 26,87 e 16,7 m3?s-1. O uso do solo misto mostrou resposta sincronizada entre o escoamento e as chuvas intensas nas quatro estações do ano. A perda anual de P, em geral, é maior nas vazões de cheia. Em contrapartida, o volume de N exportado da BLF foi maior na vazão de base. As concentrações de P e N durante 2004 e 2011, comparadas aos padrões estabelecidos nas Resoluções Conama no 357/2005, indicaram que o P está bem acima dos padrões da legislação, enquanto o N apresenta valores aceitáveis. O modelo de risco mostrou-se adequado para identificar áreas de perda de P decorrente da aplicação de dejeto suíno no solo. Constatou-se que as sub-bacias situadas na região central da BLF apresentaram os maiores índices de risco à perda difusa de P.<br>Abstract : Food production is a world priority. It drives the agribusiness sector and requires a constant increase in agricultural production, promoting the increasing water consumption and consequently the water deficit and water pollution by sediment, phosphorus (P) and nitrogen (N) in rural areas. In this study, on a regional scale, the water balance based on water consumption was evaluated by rural property in the state of Santa Catarina. On a scale of watershed the diffuse pollution sediment, N and P in the Watershed of Lajeado Fragosos (WLF), in the city of Concordia was studied. On a sub-basin scale the pollution risk of surface water, was analyzed. In this study the geographic information system (GIS), spatial analysis (ArcGIS, Idrisi), numerical modeling (SWAT), data from rural properties, monitoring of water quantity and quality were used. The state southern region has the largest water deficits. In the western region of the state, although it does not indicate deficits, the animal demand overcomes in double the water demand necessary for human consumption. Nash values to calibrate flow and sediment were 0.74 and 0.56, respectively. The average results of Nash between calibration and validation for the years 2010 and 2011 of phosphorus (P) and nitrogen (N) totals were, respectively, 0.77 and 0.76.The sediment load in the WLF in 2010 and 2011 was 0.94 and 1.10 ton.ha-1 and maximum flows of 26.87 and 16.7 m3. s-1. The mixed land use showed synchronized response between flow and heavy rainfall in the four seasons of the year. The annual loss of phosphorus was generally higher in storm flows. In contrast, the volume of nitrogen exported from the WLF was higher in the basic flow. The concentrations of P and N during 2004 and 2011 were compared with the standards established by the CONAMA Resolution n. 357/2005, indicating that P is above the required standards by legislation, while N presents acceptable values. The risk model was adequate to identify areas of losses of P, resulting from the application of pig slurry in the soil. Finally, the study found out that the sub-watersheds located in the central region of WLF showed the highest levels of risk to diffuse loss of P