O Rio Paraíba do Sul é considerado um dos mananciais mais importantes da região sudeste, uma vez que está localizado entre as duas maiores capitais brasileiras: São Paulo e Rio de Janeiro. A qualidade das águas deste manancial encontra-se bastante comprometida devido ao desmatamento, mau uso e ocupação do solo em áreas urbanas e rurais, uso de insumos agrícolas e pelo lançamento diário de aproximadamente um bilhão de litros de efluentes domésticos. Esta situação é agravada uma vez que apenas 21% do efluente lançado na Bacia do Rio Paraíba do Sul são tratados. O descarte de efluentes, ricos em nutrientes como fósforo e nitrogênio, pode contribuir diretamente no processo de eutrofização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água e do sedimento no trecho paulista do Rio Paraíba do Sul, entre os municípios de Aparecida, Guaratinguetá, Lorena e Cachoeira Paulista, frente às variáveis físicas, químicas, biológicas e ecotoxicológicas, além de determinar a ocorrência de cianobactérias potencialmente tóxicas. Coletas de água e sedimento foram realizadas à jusante e montante de cada município nos meses de agosto/13, novembro/13, fevereiro/14, maio/14 e agosto/14. As variáveis avaliadas foram pH, temperatura, condutividade, turbidez, OD, DBO, DQO, fósforo total, nitrogênio total, série de sólidos, coliformes termotolerantes, clorofila-a e testes de toxicidade utilizando Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcapitata para a água. Para o sedimento foram realizadas granulometria, matéria orgânica, fósforo total e testes de toxicidade utilizando D. similis e Chironomus xanthus. Foram calculados Índice de Qualidade das Águas (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET) das águas do manancial. Análises estatísticas foram aplicadas: Grupamento de Cluster, Correlação de Spearman e Análise dos Componentes Principais (ACP). Os resultados mostraram que as variáveis OD, fósforo total e coliformes termotolerantes não estão de acordo com o estabelecido pela resolução CONAMA 357/05. Toxicidade aguda e crônica foi determinada nas amostras de água, sobretudo nos períodos chuvosos, novembro/13 e fevereiro/14. Observou-se uma redução ao longo do período avaliado de fósforo total, DBO e sólidos totais na água e fósforo total e matéria orgânica no sedimento. Estes valores podem estar relacionados a implantação de estações de tratamento de esgoto nos municípios de Aparecida e Cachoeira Paulista no final do ano de 2013. O IQA foi classificado como \'Boa\', exceto nos pontos referentes à jusante dos municípios de Aparecida e Guaratinguetá, classificados como \'Regular\'. O IET mostrou que a maioria dos pontos pôde ser classificada como \'Mesotrófico\', exceto pelo ponto referente ao final do trecho, jusante de Cachoeira Paulista, que foi classificado com \'Oligotrófico\'. Os principais gêneros de cianobactérias encontrados foram Borzia sp., Hapalosiphon sp., Johannesbaptistia sp., Leptolyngbya sp., Lyngya sp., Oscillatoria sp., Synechocystis sp. e Phormidium sp. A partir das análises estatísticas observouse que a precipitação pluviométrica obteve grande influência sobre os principais parâmetros avaliados. Além disso, observou-se a influência de parâmetros relacionados ao lançamento de efluentes sobre a qualidade da água. Os resultados sugerem que o Rio Paraíba do Sul demanda maiores ações que promovam a melhoria da qualidade de suas águas, sobretudo quanto ao lançamento de efluentes. / The Paraíba do Sul River is considered one of the most important rivers of the Brazilian Southeast. It is located between the two major Brazilian cities: São Paulo and Rio de Janeiro. The water quality from this source is significantly impaired due to deforestation, misuse and occupation of the soil in urban and rural areas, use of agricultural inputs and the daily release of approximately one billion liters of domestic sewage. This situation is aggravated because only 21% of the effluent released in the basin is treated. The discharge of effluents rich in nutrients such as phosphorus and nitrogen, can contribute directly to the eutrophication process. The aim of this study was to evaluate the water and sediment quality, and determine the occurrence of potentially toxic cyanobacteria in the São Paulo stretch of the Paraíba do Sul River, between the cities of Aparecida, Guaratinguetá, Lorena and Cachoeira Paulista. Water and sediment samples were collected upstream and downstream in each municipality on August/13, November/13, February/14, May/14 and August/14. The variables evaluated were pH, temperature, conductivity, turbidity, DO, BOD, COD, total phosphorus, total nitrogen, solid series, fecal coliforms, chlorophyll-a and toxicity tests using Daphnia similis and Pseudokirchneriella subcapitata in the water. For the sediment, granulometry, organic matter, total phosphorus and toxicity tests were performed using D. similis and Chironomus xanthus. Water Quality Index (WQI) and Trophic State Index (TSI) of the water were calculated. Statistical analyses were applied: Grouping Cluster Analysis, Spearman Correlation and Principal Component Analysis (PCA). The results showed that DO, total phosphorus and fecal coliforms were not in accordance with the CONAMA resolution 357/05. Acute and chronic toxic effect were determined in water samples, during the rainy season, November/13 and February/14. A reduction of total phosphorus, total solids and BOD in the water, and total phosphorus and organic matter in the sediment was observed during this study. These reduced values can be related to implementation of sewage treatment plants in the cities of Aparecida and Cachoeira Paulista at the end of year 2013. The WQI was classified as \'Good\', except at downstream point of the municipalities of Aparecida and Guaratinguetá, classified as \'Regular\'. The TSI has shown that most of the points could be classified as \'mesotrophic\', except for the point downstream of Cachoeira Paulista, classified as \'oligotrophic\'. The main genera of cyanobacteria found were Borzia sp., Hapalosiphon sp., Johannesbaptistia sp., Leptolyngbya sp., Lyngya sp., Oscillatoria sp., Synechocystis sp. and Phormidium sp. From the statistical analysis, it was observed that rainfall had strong influence on the main parameters evaluated. Furthermore, the influence of parameters related to the discharge of effluents on water quality was observed. The results suggest that the Paraíba do Sul River demands more actions to promote the improvement of the quality of its waters, especially regarding the discharge of effluents.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ronaldo Justino de Araujo Junior.pdf: 1045639 bytes, checksum: 74c1ae9be07d1e1244c7e92e41b32bb8 (MD5) Previous issue date: 2009-09-17 / The eutrophication process on water bodies, resulting of anthropogenic activities, is one of more serious problems of degradation of water quality, limiting its use for various purposes. The evaluation of trophic state has produced satisfactory results for the management of water resources. This study aimed to study the water quality of Epitácio Pessoa dam PB, between the years 1989 to 2008 and assess the trend of the evolution of trophic levels. The information in this study were from the database of the Laboratory of Aquatic Ecology LAE of Paraíba State University on the period 2005 to 2008 and Ph.D. theses developed between 1989 and 2003. The water temperature ranged between 23.6 C and 29.6 º C, with higher values between 2003 and 2008. The average pH ranged between 7.4 and 9.11 higher in the dry season. The electrical conductivity was highest between 2002 and 2003 (525μS/cm the 633μS/cm), when the volume stored in the reservoir was reduced to 35.4% of capacity. The highest concentrations of dissolved oxygen occurred between 1989 and 1991 (average > 8.0 mg / L). The average concentrations of ammonia were higher between 1991 and 2003, during which the dam had less volume of water. Nitrates were higher between 1989 and 2003, decreased between 2005 and 2006 resulting in the delivery of large volumes of water. The total phosphorus ranged from 4 μg/L and 125 μg/L, higher between 1991 and 2003. Between 1989 and 1991 chlorophyll "a" had the highest values in the rainy season, between 3.3 μg/l and 6.7 μg/l. From the rain 3 (2002), the highest concentrations occurred in the dry season. The Epitácio Pessoa dam was classified as oligo-mesotrophic (1989 - 1991), mesotrophic (2002 - 2003), oligotrophic (2005 - 2007) and oligo-mesotrophic (2008), showing a higher trophic gradient in the period of greatest reduction in volume, reflecting the increased concentrations of nutrients. The variables that correlated with changes in STI-average, were the total phosphorus, soluble orthophosphate and transparency. The information generated in this study could support future action planning and management of the waters of the Epitácio Pessoa dam, a major source of drinking water in the state of Paraíba. / O processo de eutrofização nos corpos aquáticos, resultante das atividades antropogênicas, constitui um dos problemas mais graves de degradação da qualidade da água, limitando seu uso para diversos fins. A avaliação do estado trófico tem produzido resultados satisfatórios para o manejo dos recursos hídricos. Esse estudo teve como objetivos estudar a qualidade da água do açude Epitácio Pessoa - PB entre os anos de 1989 a 2008 e avaliar a tendência da evolução dos níveis tróficos. As informações desse estudo foram provenientes da base de dados do Laboratório de Ecologia Aquática LEAq da Universidade Estadual da Paraíba no período de 2005 a 2008 e de teses de doutorado desenvolvidas entre 1989 e 2003. A temperatura da água variou entre 23,6ºC e 29,6ºC, com maiores valores entre 2003 e 2008. O pH médio variou entre 7,4 e 9,11 mais elevado na estiagem. A Condutividade Elétrica esteve mais alta entre 2002 e 2003 (525μS/cm a 633μS/cm), quando o volume armazenado no açude foi reduzido a 35,4% da capacidade. As maiores concentrações de oxigênio dissolvido, ocorreram entre 1989 e 1991 (médias > 8,0mg/L). As concentrações médias de nitrogênio amoniacal foram mais elevadas entre 1991 e 2003, período em que o açude contava com menor volume de água. Os nitratos foram mais elevados entre 1989 e 2003, com diminuição entre 2005 e 2006 resultante do aporte de grande volume de água. O fósforo total variou entre 4 μg/L e 125 μg/L, mais elevado entre 1991 e 2003. Entre 1989 e 1991 a clorofila a apresentou os maiores valores médios nas épocas chuvosas, entre 3,3 μg/l e 6,7 μg/l. A partir da chuva 3 (2002), as maiores concentrações ocorreram na estiagem. O açude Epitácio Pessoa classificou-se como oligo-mesotrófico (1989 1991), mesotrófico (2002 2003), oligotrófico (2005 2007) e oligo-mesotrófico (2008), evidenciando um maior gradiente trófico no período de maior redução do volume, repercutindo no aumento das concentrações dos nutrientes. As variáveis que melhor correlacionaram-se com as variações do IET-Médio, foram o fósforo total, o ortofosfato solúvel e a transparência. As informações geradas nesse estudo poderão subsidiar ações futuras de planejamento e gerenciamento das águas do açude Epitácio Pessoa, importante fonte de água para consumo humano no Estado da Paraíba.

O Rio Paraíba do Sul é considerado um dos mananciais mais importantes da região sudeste, uma vez que está localizado entre as duas maiores capitais brasileiras: São Paulo e Rio de Janeiro. A qualidade das águas deste manancial encontra-se bastante comprometida devido ao desmatamento, mau uso e ocupação do solo em áreas urbanas e rurais, uso de insumos agrícolas e pelo lançamento diário de aproximadamente um bilhão de litros de efluentes domésticos. Esta situação é agravada uma vez que apenas 21% do efluente lançado na Bacia do Rio Paraíba do Sul são tratados. O descarte de efluentes, ricos em nutrientes como fósforo e nitrogênio, pode contribuir diretamente no processo de eutrofização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a qualidade da água e do sedimento no trecho paulista do Rio Paraíba do Sul, entre os municípios de Aparecida, Guaratinguetá, Lorena e Cachoeira Paulista, frente às variáveis físicas, químicas, biológicas e ecotoxicológicas, além de determinar a ocorrência de cianobactérias potencialmente tóxicas. Coletas de água e sedimento foram realizadas à jusante e montante de cada município nos meses de agosto/13, novembro/13, fevereiro/14, maio/14 e agosto/14. As variáveis avaliadas foram pH, temperatura, condutividade, turbidez, OD, DBO, DQO, fósforo total, nitrogênio total, série de sólidos, coliformes termotolerantes, clorofila-a e testes de toxicidade utilizando Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcapitata para a água. Para o sedimento foram realizadas granulometria, matéria orgânica, fósforo total e testes de toxicidade utilizando D. similis e Chironomus xanthus. Foram calculados Índice de Qualidade das Águas (IQA) e Índice de Estado Trófico (IET) das águas do manancial. Análises estatísticas foram aplicadas: Grupamento de Cluster, Correlação de Spearman e Análise dos Componentes Principais (ACP). Os resultados mostraram que as variáveis OD, fósforo total e coliformes termotolerantes não estão de acordo com o estabelecido pela resolução CONAMA 357/05. Toxicidade aguda e crônica foi determinada nas amostras de água, sobretudo nos períodos chuvosos, novembro/13 e fevereiro/14. Observou-se uma redução ao longo do período avaliado de fósforo total, DBO e sólidos totais na água e fósforo total e matéria orgânica no sedimento. Estes valores podem estar relacionados a implantação de estações de tratamento de esgoto nos municípios de Aparecida e Cachoeira Paulista no final do ano de 2013. O IQA foi classificado como \'Boa\', exceto nos pontos referentes à jusante dos municípios de Aparecida e Guaratinguetá, classificados como \'Regular\'. O IET mostrou que a maioria dos pontos pôde ser classificada como \'Mesotrófico\', exceto pelo ponto referente ao final do trecho, jusante de Cachoeira Paulista, que foi classificado com \'Oligotrófico\'. Os principais gêneros de cianobactérias encontrados foram Borzia sp., Hapalosiphon sp., Johannesbaptistia sp., Leptolyngbya sp., Lyngya sp., Oscillatoria sp., Synechocystis sp. e Phormidium sp. A partir das análises estatísticas observouse que a precipitação pluviométrica obteve grande influência sobre os principais parâmetros avaliados. Além disso, observou-se a influência de parâmetros relacionados ao lançamento de efluentes sobre a qualidade da água. Os resultados sugerem que o Rio Paraíba do Sul demanda maiores ações que promovam a melhoria da qualidade de suas águas, sobretudo quanto ao lançamento de efluentes. / The Paraíba do Sul River is considered one of the most important rivers of the Brazilian Southeast. It is located between the two major Brazilian cities: São Paulo and Rio de Janeiro. The water quality from this source is significantly impaired due to deforestation, misuse and occupation of the soil in urban and rural areas, use of agricultural inputs and the daily release of approximately one billion liters of domestic sewage. This situation is aggravated because only 21% of the effluent released in the basin is treated. The discharge of effluents rich in nutrients such as phosphorus and nitrogen, can contribute directly to the eutrophication process. The aim of this study was to evaluate the water and sediment quality, and determine the occurrence of potentially toxic cyanobacteria in the São Paulo stretch of the Paraíba do Sul River, between the cities of Aparecida, Guaratinguetá, Lorena and Cachoeira Paulista. Water and sediment samples were collected upstream and downstream in each municipality on August/13, November/13, February/14, May/14 and August/14. The variables evaluated were pH, temperature, conductivity, turbidity, DO, BOD, COD, total phosphorus, total nitrogen, solid series, fecal coliforms, chlorophyll-a and toxicity tests using Daphnia similis and Pseudokirchneriella subcapitata in the water. For the sediment, granulometry, organic matter, total phosphorus and toxicity tests were performed using D. similis and Chironomus xanthus. Water Quality Index (WQI) and Trophic State Index (TSI) of the water were calculated. Statistical analyses were applied: Grouping Cluster Analysis, Spearman Correlation and Principal Component Analysis (PCA). The results showed that DO, total phosphorus and fecal coliforms were not in accordance with the CONAMA resolution 357/05. Acute and chronic toxic effect were determined in water samples, during the rainy season, November/13 and February/14. A reduction of total phosphorus, total solids and BOD in the water, and total phosphorus and organic matter in the sediment was observed during this study. These reduced values can be related to implementation of sewage treatment plants in the cities of Aparecida and Cachoeira Paulista at the end of year 2013. The WQI was classified as \'Good\', except at downstream point of the municipalities of Aparecida and Guaratinguetá, classified as \'Regular\'. The TSI has shown that most of the points could be classified as \'mesotrophic\', except for the point downstream of Cachoeira Paulista, classified as \'oligotrophic\'. The main genera of cyanobacteria found were Borzia sp., Hapalosiphon sp., Johannesbaptistia sp., Leptolyngbya sp., Lyngya sp., Oscillatoria sp., Synechocystis sp. and Phormidium sp. From the statistical analysis, it was observed that rainfall had strong influence on the main parameters evaluated. Furthermore, the influence of parameters related to the discharge of effluents on water quality was observed. The results suggest that the Paraíba do Sul River demands more actions to promote the improvement of the quality of its waters, especially regarding the discharge of effluents.

As represas construídas em cascata no rio Tietê (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava e Três Irmãos) constituem em sistemas artificiais com grande importância ecológica, econômica e social. Com base nos dados físico-químicos e biológicos das seis represas, foram avaliadas as condições limnológicas, abundância da comunidade fitoplanctônica e zooplanctônica e o estado de trofia dos reservatórios através da aplicação do índice do estado trófico, desenvolvido por Carlson (1977). A utilização da concentração de fósforo para determinação do índice é o que deu melhor resultado, mostrando uma redução gradual de sua concentração nas represas seqüenciais, principalmente no período do verão. Os reservatórios que se mostraram eutróficos como o de Barra Bonita, Bariri e Ibitinga apresentaram uma maior abundância e freqüência de florescimento das algas pertencentes a classe Cyanophyceae principalmente das espécies Microcystis aeruginosa. Algumas espécies de Rotifera, como Asplanchna sieboldi, Brachionus caliciflorus e Kellicottia bostoniensis, e de Copepoda Calanoida Notodiaptomus iheringi, também serviram de indicativos do estado trófico dos sistemas, já que esses estão associados a ambientes eutróficos. / Reservoirs built in cascade in Tietê river (Barra Bonita, Bariri, Ibitinga, Promissão, Nova Avanhandava and, Três Irmãos) constitute artificial systems with a high ecological, economic and social relevance. Based on the physical, chemical and biological data from the six reservoirs, limnological conditions were evaluated, the abundance of phytoplankton and zooplankton communities and the trophic state of reservoirs through the application of trophic state index, developed by Carlson (1977). The use of phosphorus concentration to determine the index gave the best result, showing a gradual reduction of its concentration in the sequential reservoirs, especially in summer period. The reservoirs that showed up to be eutrophic like Barra Bonita, Bariri and Ibitinga presented a higher abundance and frequency in development of algae belonging to the Cyanophyceae class, especially of Microcystis aeruginosa species. Some species of Rotifera such as Asplanchna sieboldi, Brachionus calyciflorus and, Kellicottia bostoniences, and of Copepoda Calanoida Notodiaptomus iheringi, also served as indicative of trophic state for these systems, since they are associated to eutrophic environments.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

Os reservatórios são uma alternativa recorrente para o armazenamento de água destinada a múltiplos usos. O adensamento populacional e a intensificação de atividades antrópicas não planejadas em suas bacias de drenagem representam um risco aos serviços ecossistêmicos por eles oferecidos. Desenvolvida no reservatório de Itupararanga (SP), que possui importância estratégica para os recursos hídricos da bacia do rio Sorocaba e cuja área de entorno tem enfrentado pressões ambientais pela proximidade com a Região Metropolitana de São Paulo, a presente pesquisa avaliou a heterogeneidade espacial e a variabilidade temporal do reservatório e de seus principais tributários, com ênfase na análise do estado trófico e do fitoplâncton. Em treze estações de amostragem e em seis coletas realizadas em 2009 e 2010, diferentes níveis da escala espacial e temporal foram estudados com base em parâmetros operacionais do reservatório, atributos climatológicos e hidrológicos locais e variáveis abióticas e bióticas da água e do sedimento no reservatório e nos rios formadores. Foram observadas heterogeneidade espacial horizontal e variabilidade temporal significativas. As concentrações médias e medianas de fósforo total (45 e 37 \'mü\'g/L), nitrogênio total (669 e 615 \'mü\'g/L) e clorofila-a (18 e 17 \'mü\'g/L), associadas a densidades fitoplanctônicas que atingiram 42,8 \'10 POT.3\' ind/mL, revelaram condição meso-eutrófica do reservatório. A estrutura da comunidade fitoplanctônica e a alternância de Cyanobacteria e Chlorophyceae como os grupos predominantes, principalmente representados por Cylindrospermopsis raciborskii e Monoraphidium contortum, foram associadas à possível colimitação por nutrientes e à disponibilidade de luz em diferentes compartimentos do reservatório, ao tempo de detenção hidráulica, aos padrões de circulação da coluna de água e à interação com o zooplâncton e as macrófitas aquáticas. Os rios Una, Sorocabuçu e Sorocamirim foram reconhecidos como fontes pontuais de poluição e principais responsáveis pela degradação da qualidade da água do reservatório; às fontes difusas (escoamento superficial agrícola), foi atribuída menor importância relativa. Foram propostos subsídios para o manejo sustentável dos recursos hídricos, cuja discussão foi desenvolvida à luz do papel do reservatório para retenção ou exportação de cargas de sólidos e nutrientes, da abordagem das curvas de permanência de qualidade da água e da proposição de um novo Índice de Estado Trófico para reservatórios subtropicais, o IETrs. / Artificial reservoirs are a common alternative for storing water for different uses. However, population increase and unplanned anthropogenic activities in their watersheds are playing a negative role on the ecosystem services associated with them. This research was performed in the Itupararanga Reservoir (SP, Brazil), a strategic water source in the Sorocaba River Basin, which is submitted to significant environmental pressure mainly from the Metropolitan Region of São Paulo. This study analyzed the spatial heterogeneity and temporal variability of the reservoir and its main tributaries, with emphasis on trophic state and phytoplankton assessment. During six sampling occasions in 2009 and 2010 and in thirteen sampling sites, different levels of the spatial and temporal scales were investigated, based on operational parameters of the reservoir, climatological and hydrological local attributes and water and sediment abiotic and biotic variables in the reservoir and tributary rivers. Significant spatial heterogeneity (in the horizontal axle) and temporal variability were observed. The mean and median concentrations of total phosphorus (45 and 37 \'mü\'g/L), total nitrogen (669 and 615 \'mü\'g/L) and chlorophyll-a (18 and 17 \'mü\'g/L), associated with phytoplankton densities reaching 42.8 \'10 POT.3\' ind/mL, revealed the meso-eutrophic condition of the reservoir. The phytoplankton community structure and the high abundance of Chlorophyceae and Cyanobacteria as the dominant groups, especially the species Cylindrospermopsis raciborskii and Monoraphidium contortum, were associated with the possible co-limitation by nutrients and light availability in different spatial compartments of the reservoir, the hydraulic retention time, the circulation patterns within the water column and the interaction with zooplankton and macrophytes. The tributary rivers (Una, Sorocabuçu Sorocamirim) were recognized as point sources of pollution and as the main drivers of water quality degradation in the reservoir. Smaller relative importance was attributed to the diffuse sources (agricultural runoff). In order to aid in the local water resources management, the following topics were discussed: the role of the reservoir for retention or exportation of solids and nutrients, the water quality frequency curves and the proposal of a new Trophic State Index for subtropical reservoirs, the TSIsr.

Made available in DSpace on 2016-08-15T20:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafsonVS_DISSERT.pdf: 2368957 bytes, checksum: 5b409a2aba52dec3fb159116952b1a20 (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The construction of reservoirs has been adopted as a strategic measure to overcome water shortages and cope with the increase of the multiple uses of this resource. Despite its social importance, the impounding of a lotic ecosystem tends to break possible longitudinal gradients, resulting in biotic and abiotic change both downstream and upstream of the reservoir. In this context, this work sought: (i) to describe the morphometric parameters of the Santa Cruz and Umari reservoirs in the semi-arid region of Rio Grande do Norte; (ii) to spatially and temporally assess the limnological characteristics of these water reservoirs. Bathymetric surveying was carried out in December 2012, with the aid of an ecobathymeter enhanced via DGPS, utilizing horizontal WGS 84 datum and the UTM coordinate system. Four samplings were extracted from the surface, the center and the bottom of the water column (integrated samples) in May, August and November 2012 and February 2013, so that limnological variables could be assessed. With the aid of a multiparameter probe, the following variables were measured in loco: pH, water temperature, electrical conductivity, total dissolved solids, turbidity and dissolved oxygen, and, via utilization of the Secchi disk, water transparence. In the Laboratory of Limnology and Water Quality of the Universidade Federal Rural do Semi-Árido, the concentration of total N, total P, ammoniacal nitrogen, nitrite N, nitrate N and Chlorophyll a was measured. Regression analyses were conducted so as to identify possible relationships between the limnological variables and the distance from the dam, and Principal Component Analyses were carried out in order to observe a spatial pattern of the points sampled during the temporal variation and gather the data concerning the sampling stations (longitudinal variation) and the collections (temporal variation). Bathymetry in Santa Cruz was based on a total of 35.971 point pairs (depth and location) and in Umari, on a total of 26.575. The Santa Cruz reservoir was verified to have a maximum length of 15.984m, average water depth of 13m and maximum depth of 38m. As for the Umari reservoir, maximum length, average depth and maximum depth were confirmed to be 14.227m, 8m and 28m, respectively. In what concerns the storage volume, accentuated differences between the two reservoirs were recorded: 295.858.761m3 in Santa Cruz and 114.866.034m3 in Umari. Despite bearing a smaller volume, Umari presented a larger perimeter area (110.887,26 m). Both reservoirs showed a shallow relative depth which could lead to thermal instability and, consequently, a mixture of the water masses. The results of the PCA showed a spatial pattern in which, as the water ran closer to the influence zone of affluent rivers, there were higher figures of temperature, electrical conductivity, turbidity, total dissolved solids, total P, total N, and Chlorophyll a. However, it could not be verified, in either reservoir, a clear pattern of temporal variation, likely due to the low rainfall during the entire period of sampling. Finally, the reservoirs proved to be adequate for various uses, abiding to the standards set by the CONAMA resolution nº 357/2005, the average concentrations of limnological variables being considered acceptable for Class 1, with the exception of the concentration of total P in the reservoir of Santa Cruz, which was considered acceptable for Class 2. It was concluded that the classic concept of longitudinal compartmentalization with three evident zones (fluvial, transition and lake) did not apply to the reservoirs in this study; therefore, it was only possible to identify partial compartmentalization: the lake zone, accounting for the larger part of both reservoirs and bearing oligotrophic characteristics, and a reduced fluvial zone, varying between mesotrophic and eutrotrophic / A construção dos reservatórios vem sendo uma medida estratégica adotada para suprir a escassez de água e atender ao aumento dos usos múltiplos. Apesar de sua importância social, o represamento de um ecossistema lótico tende a romper possíveis gradientes longitudinais, produzindo alterações bióticas e abióticas tanto a jusante quanto a montante do reservatório. Neste contexto, o presente trabalho objetivou: (i) descrever parâmetros morfométricos dos reservatórios Santa Cruz e Umari, localizados no semiárido do Rio Grande do Norte; (ii) avaliar temporalmente e espacialmente as características limnológicas desses reservatórios. O levantamento batimétrico foi realizado em dezembro de 2012, com auxílio de um ecobatímetro acoplado a DGPS, utilizando datum horizontal WGS 84 e sistema de coordenadas em UTM. Já a avaliação das variáveis limnológicas foi realizada nos meses de maio, agosto e novembro de 2012 e fevereiro de 2013, através de quatro coletas na superfície, no meio e no fundo da coluna d água (amostras integralizadas). Com uma sonda multiparâmetros foram mensuradas in loco as seguintes variáveis: pH, temperatura da água, condutividade elétrica (CE), sólidos totais dissolvidos (STD), turbidez (TURB) e oxigênio dissolvido (OD), e por meio do disco de Secchi a transparência da água. No Laboratório de Limnologia e Qualidade de Água da Universidade Federal Rural do Semiárido foram determinadas as concentrações de N-total, P-total, N-amoniacal, N-nitrito, N-nitrato e clorofila a. Foi aplicada a análise de regressão no intuito de identificar possíveis relações entre as variáveis limnológica com a distância da barragem e a Análise dos Componentes Principais (ACP) no intuito de observar um padrão de variação espacial e temporal. A batimetria em Santa Cruz esteve baseada num total de 35.971 pares de pontos (profundidade e localização geográfica) e Umari, 26.575. O reservatório Santa Cruz apresentou 15.984 m de comprimento máximo, 13 m de profundidade média e 38 m de profundidade máxima. Já Umari apresentou para esses mesmos parâmetros 14.227 m, 8 m e 28 m, respectivamente. O volume total de armazenamento em Santa Cruz foi de 295.858.761 m3 e o seu perímetro foi de 94.835 m. Já o reservatório de Umari apresentou um volume total de 114.866.034 m3 e perímetro de 110.887 m. Os reservatórios apresentaram baixa profundidade relativa que induz a uma possível instabilidade térmica e, consequentemente, uma mistura das massas de águas. Os resultados da ACP nos reservatórios Santa Cruz e Umari demonstraram um padrão espacial onde à medida que se aproximava da zona de influência fluvial foram registrados valores mais elevados de CE, STD, P-total, N-total e clorofila a. No entanto, em ambos os reservatórios não foi constatado um nítido padrão de variação temporal, provavelmente devido aos índices pluviométricos reduzidos observados durante todo o período de coletas. Os reservatórios apresentaram-se aptos a serem utilizados pelos diversos usos múltiplos conforme a resolução n° 357/2005 - CONAMA, tendo os valores médios das variáveis limnológicas enquadrados na Classe 1, a exceção do fósforo total que esteve dentro do limite para Classe 2 no reservatório Santa Cruz. Pôde-se concluir que o clássico conceito de compartimentalização longitudinal com a evidência das três zonas (fluvial, transição e lacustre) não foi aplicado aos reservatórios estudados, sendo apenas possível identificar uma compartimentalização parcial, evidenciando duas Zonas bem definidas, a Zona Lacustre, ocupando a maior parte de ambos os reservatórios com características ultraoligotrófica e oligotrófica e uma Zona de influência Fluvial reduzida, variando de mesotrófica e eutrófica

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