Evaluación satelital del estado trófico de reservorios de agua con fines productivos de la Cuenca del Río Santa Lucía: análisis de puntos calientes, riesgo de exportación de biomasa fitoplanctónica y variables ambientales asociadas

Abstract

Las actividades agropecuarias intensivas aumentan la exportación de nutrientes desde tierras agrícolas a los cuerpos de agua, favoreciendo el desarrollo de fitoplancton. Este problema ambiental tiene impactos económicos y sanitarios negativos, en especial cuando las floraciones de cianobacterias alcanzan tomas para potabilización. La principal toma para potabilización del Uruguay, denominada Aguas Corrientes (AACC), se encuentra en la Cuenca del Río Santa Lucía (SLRB), donde se ubican numerosos reservorios de agua pequeños y medianos (0.25 - 30 ha) que son considerados fuentes de inóculo de cianobacterias. Sin embargo, aún no existe información sobre el estado trófico y la capacidad de producir floraciones de fitoplancton de dichos ambientes, lo que podría abordarse a través de un plan de monitoreo remoto de alta frecuencia. Esta tesis se propuso aportar herramientas que permitan evaluar por primera vez la calidad del agua de los reservorios ubicados en la SLRB, su distribución espacial y las condiciones que favorecen el desarrollo del fitoplancton mediante imágenes satelitales gratuitas. Para ello, se ajustaron indicadores ópticos para monitorear los reservorios, se identificaron zonas de la cuenca con mayor riesgo potencial de exportación de biomasa desde reservorios de agua hacia AACC, y se evaluó la dinámica espaciotemporal del estado trófico, su relación con variables meteorológicas, morfológicas de los cuerpos de agua y de usos del suelo. En términos generales, los reservorios con mayor concentración de clorofila-a (Chla) se agruparon en el sur y oeste, mientras que en el noreste y el centro de la cuenca se detectaron las concentraciones más bajas. Los principales factores reguladores de la Chla fueron el tamaño de los reservorios, la temperatura del aire y la intensidad de uso del suelo en el área de drenaje de los reservorios, sin embargo, se relacionaron de forma diferencial de acuerdo a su ubicación en la cuenca. Los resultados alcanzados evidencian la precisión de las herramientas de estimación satelital, lo cual aporta a las capacidades de monitoreo de los recursos hídricos del país. Asimismo, permiten realizar diagnósticos sinópticos rápidos y gratuitos de la calidad del agua, aportan insumos para la focalización de esfuerzos de monitoreo in situ y contribuyen a la mitigación de los procesos de eutrofización en ambientes con alto riesgo de transportar inóculos de cianobacterias hacia la principal toma para potabilización del país.

Intensive agricultural activities increase the export of nutrients to water bodies, favoring phytoplankton growth, which represent a problem with negative economic and health impacts, especially when they reach water utilities. The main water utility in Uruguay (AACC) is located in the Santa Lucía River Basin (SLRB), where numerous small water reservoirs are considered sources of cyanobacteria inoculum. However, there is still no information on the trophic state and occurrence of phytoplankton blooms in these environments, which can be approached with a remote high-frequency monitoring plan. This thesis aimed to provide tools that allow evaluating for the first time the water quality of the reservoirs located in the SLRB, its spatial distribution, and the conditions that favor the development of phytoplankton blooms through free satellite images. To this end, optical indicators for monitoring reservoirs were adjusted, areas of the basin with a higher risk of export of cyanobacterial biomass were identified, and the spatiotemporal dynamics of the trophic state and its relationship with climatic, structural, and land use variables were evaluated. In general, the reservoirs with the highest chlorophyll-a concentration (Chla) were grouped in the southern and western areas, while the lowest concentrations were detected in the northeast and center of the basin. The main regulatory factors in Chla were the size of the reservoirs, the temperature, and the intensity of land use; however, they were differentially related according to their location in the basin. The results achieved increase the monitoring capacities of small continental water bodies in the country. They allow for rapid and free synoptic diagnoses of water quality, provide input for focusing on-site monitoring efforts, and contribute to mitigating eutrophication processes in environments with a high risk of transporting cyanobacteria inocula to the country's main drinking water utility.