Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / Inspired by the knowledge that limnological variables in damned bodies of water are a reflection of physical characteristics and from usage and occupation of the land surrounding the water system, and so establishing on the spectral response of the water typical features of optically active components. This study has as a goal to comprehend the behavior from limnological variables making use of remote sensing in the aquatic compartments at Passo Cuê and São Francisco Verdadeiro, located both in the Itaipu reservoir. And as specific goals (i) to comparatively analyze the chlorophyll a spatial limnological distribution, electrical conductivity, dissolved oxygen, hydrogenionic potential (pH), suspended solids and water transparency in the observed aquatic compartments; (ii) to verify the influence of optically active components in the spectral response of the water in both aquatic compartments; (iii) to examine whether the spectral response of the bands 3 and 4 of the Operational Land Imager (OLI) sensor from the Landsat 8 satellite and the ratio of bands have 3/4 asustains any relation to the optically active components of the aquatic compartment at Passo Cuê. The limnological variables are spatialized use of the weighted average interpolation, and afterwards categories are sliced, in thematic format. The analysis of the behavior of the limnological variables on the main channel was done through the identification and measurement of the distance between sample points placed at the area of the main channel in the two aquatic compartments. In order to study the spectral data, collected in situ, the techniques of analysis of spectral reflectance, smoothing of the spectral and derived curve were used. The image from the Landsat 8 satellite, dated to August 22nd, 2014, which covers Passo Cuê aquatic compartment is obtained as requested on the USGS site in reflectance with geometric and atmospheric accuracy. The limnological variables present a uniform behavior at Passo Cuê aquatic compartment, fact that does not occur at São Francisco Verdadeiro aquatic compartment. In addition to that, the behavior of limnological variables allows the characterization of aquatic compartment zones. The limnological variables with exception of the dissolved oxygen, have the tendency to present in the lake zone of the aquatic compartments quite similar concentration values, which shows the standardization of the water from the aquatic compartment to the rest of the reservoir. The usage of the derived technique highlights the presence of the chlorophyll pigment a in the fluvial zone of São Francisco Verdadeiro aquatic compartment. At Passo Cuê aquatic compartment, it was noticed, after using the images from Landsat 8 satellite that the uniform behavior and the low concentration of optically active components have a small influence on the spectral response of the water, fact that can be understood by the low values of associations obtained between the limnological and spectral variables gathered in situ in the aquatic compartment. / A partir do conhecimento que as variáveis limnológicas dos corpos d água represados são um reflexo das características físicas e do uso e ocupação da terra do entorno do sistema hídrico, e que imprimem na resposta espectral da água feições típicas da presença dos constituentes opticamente ativos. O estudo possui como objetivo compreender o comportamento das variáveis limnológicas com o uso do sensoriamento remoto nos compartimentos aquáticos Passo Cuê e São Francisco Verdadeiro, localizados no reservatório Itaipu. E como objetivos específicos, (i) analisar comparativamente a distribuição espacial das variáveis limnológicas clorofila a, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, potencial hidrogeniônico (pH), sólidos em suspensão e transparência da água dos compartimentos aquáticos analisados; (ii) verificar a influência dos constituentes opticamente ativos na resposta espectral da água dos dois compartimentos aquáticos; (iii) averiguar se a resposta espectral das bandas 3 e 4 do sensor Operational Land Imager (OLI) do satélite Landsat 8 e a razão das bandas 3/4 possuem relação com a concentração dos constituentes opticamente ativos do compartimento aquático Passo Cuê. As variáveis limnológicas foram espacializadas com o uso do interpolador média ponderada, e o fatiamento das classes, em formato temático. A análise do comportamento das variáveis limnológicas no canal principal se fez por meio da identificação e medição das distâncias dos pontos amostrais localizados na área do canal principal dos dois compartimentos aquáticos. Para os dados espectrais, obtidos in situ, aplicou-se as técnicas de análise dos espectros de reflectância suavização da curva espectral e derivada. A cena do satélite Landsat 8, da data de 22 de agosto de 2014, que abrange o compartimento aquático Passo Cuê foi obtida por demanda no site da USGS em reflectância com correção geométrica e atmosférica. As variáveis limnológicas apresentaram comportamento mais homogêneo no compartimento aquático Passo Cuê, fato que não ocorre no compartimento aquático São Francisco Verdadeiro, além disto, o comportamento das variáveis limnológicas permite caracterizar as zonas dos compartimentos aquáticos. As variáveis limnológicas com exceção do oxigênio dissolvido possuem a tendência em apresentar na zona lacustre dos compartimentos aquáticos valores de concentração próximos, o que demonstra a uniformização da água dos compartimentos aquáticos com a do restante do reservatório. A utilização da técnica da derivada destacou a presença do pigmento de clorofila a na zona fluvial do compartimento aquático São Francisco Verdadeiro. No compartimento aquático Passo Cuê, constatou-se ao utilizar a imagem de satélite Landsat 8, que o comportamento homogêneo e as baixas concentrações dos constituentes opticamente ativos pouco influenciam na resposta espectral da água, e que pode ser constatado pelos baixos valores de associações obtidos entre as variáveis limnológicas e espectrais coletas in situ no compartimento aquático.

The UHE Passo Real reservoir, founded in 1973 (158,0 MW capacity), with a flooded area of 221 km2 (CEEE, 2008), presents different types of water and an intense agricultural exploitation in the uptake area. In this study, we aimed at interpreting, analyzing and correlating soil use and soil cover in distinct uptake watersheds and agricultural periods with TSS concentration and Secchi depth in different parts of the reservoir. The soil maps showed the three watersheds that flow into the reservoir: Jacuí, Jacuí-Mirim and Ingaí. In these maps there were the vegetative development period in March/2009 and the post-harvest period in May with exposed soil. TM Landsat 543/RGB images were used to identify the kinds of soil use. The categories of soil use were: forest areas, cultures, field,exposed soil and water. The TSS variable (using a filtering method) was measured in 22 points (February, April and June/2009) in four samples: Jacuí, Jacuí Mirim, Ingaí and the main reservoir axis. In the images classification, the culture category was higher in the three watersheds in March: Jacuí Mirim 61,46% (total area =157.182,75 ha), Ingaí 56,51% (114.671,16 ha) and Jacuí 49,55% (423.430,47 ha). In May, the category of exposed soil was higher: Jacuí Mirim 75,55%, Ingaí 68,78% and Jacuí 65,77%. The highest average TSS was found in June (higher precipitation) in the Jacuí sample (Ma= 9,33 mg/L). The low TSS values were frequently found in February, for example, Jacuí sample (Ma=4,33mg/L). The data from SD samples were coherent with TSS data considering that water transparency was higher when the sediments concentration was lower. It was found that soil use and soil cover in the studied area are predominantly rural, mainly due to soybean and corn crops in February and the beginning of winter pasture in May. Even if Jacuí Mirim and Ingaí watersheds presented a higher percentage of exposed soil in May, the Jacuí watershed presents higher TSS flush and TSS concentrations because of a larger uptake area and a lower aquatic flow volume. Overall, the aquatic dynamics at the UHE Passo Real is related to the water flow from the uptake watersheds and it suggests distinct aquatic compartments that result in different colors of water. / O reservatório da UHE Passo Real, inaugurado em 1973 (capacidade 158 MW) e área inundada de 221 km2 (CEEE, 2008) apresenta diferentes tipos de água e uma intensa exploração agrícola na área de captação. Os objetivos da pesquisa compreenderam a interpretação, análise e relação do uso e cobertura da terra em distintas bacias de captação e fases agrícolas com a concentração dos sólidos em suspensão (TSS) e a profundidade do Disco de Secchi (DS). Os mapas de uso da terra caracterizaram as três principais bacias de captação que deságuam no reservatório: Jacuí, Jacuí-Mirim e Ingaí. Esses mapas contemplaram a fase do desenvolvimento vegetativo das culturas agrícolas em março/2009 e a fase pós-colheita em maio com domínio de solo exposto. Imagens de satélite TM Landsat 543/RGB foram utilizadas para identificar as formas de uso da terra. As classes de uso foram assim definidas: áreas florestais, culturas, campo, solo exposto e água. A variável TSS (processada pelo método da filtragem) foi medida em 22 pontos (fevereiro, abril e junho/2009) separados em quatro grupos amostrais: grupo Jacuí, Jacuí Mirim, Ingaí e eixo principal do reservatório. Na classificação das imagens a classe cultura destacou-se nas três bacias em março: 61,46% Jacuí Mirim (área total da bacia=157.182,75 ha), 56,51% Ingaí (114.671,16 ha) e 49,55% Jacuí (423.430,47 ha). Em maio, a classe solo exposto sobressaiu-se com 75,55% na bacia do rio Jacuí Mirim, 68,78% no Ingaí e 65,77% no Jacuí. A maior média dos valores de TSS foi encontrada em junho (maior média de precipitações) para o grupo amostral Jacuí (Ma= 9,33 mg/L). Os valores baixos de TSS foram registrados, em geral, em fevereiro, a exemplo do grupo amostral Jacuí (Ma=4,33mg/L). Os dados dos grupos amostrais do DS apresentaram consistência com os dados do TSS uma vez que a transparência da água foi maior na medida em que a concentração de sedimentos foi menor. Observou-se que os usos e coberturas da terra na área de estudo são predominantemente rurais, principalmente pelo cultivo da soja e do milho em fevereiro e início do plantio das pastagens de inverno em maio. Embora as bacias dos rios Jacuí Mirim e Ingaí apresentaram maiores porcentagens de solo exposto em maio, na bacia do rio Jacuí registrou o maior efeito do sistema terrestre sobre o aquático com a ocorrência de maiores concentrações de TSS. Isto deve-se ao efeito de maior área de captação e menor volume do compartimento aquático de deságüe. Sobretudo, a dinâmica que ocorre no ambiente aquático do reservatório da UHE Passo Real está relacionado com a entrada de água das bacias de captação e sugerem distintos compartimentos aquáticos pelo modo mistura que resultam diferentes colorações na água.