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 2016-06-02T19:32:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4263.pdf: 9365338 bytes, checksum: 030df2b1cc08e54985c90dbafbefaf8c (MD5) Previous issue date: 2011-12-22 / A comunidade de macrófitas aquáticas se constitui como importante componente em ecossistemas lênticos e lóticos, habitando áreas permanentemente alagadas ou sujeitas a inundações. Desta forma o presente estudo caracterizou as áreas alagadas e as possíveis diferenças nas características físicas e químicas dos sedimentos e da água circundante aos estandes das espécies de macrófitas Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata e Mayaca fluviatilis ocorrentes no reservatório do Broa em distintos tributários. Estes vegetais possuem importante papel como fonte de matéria orgânica e dos nutrientes fósforo e nitrogênio contribuindo para uma maior estocagem dos mesmos. A qualidade das amostras de água circundante aos estandes foram influenciadas principalmente pela ação dos ventos ocorridas na amostragem do período seco (agosto de 2010), que contribuíram para o revolvimento da coluna d`água agindo diretamente sobre os estandes. A avaliação do estado trófico do reservatório verificou que os ambientes estudados apresentam diferenças nas concentrações de fósforo na água, onde foi possível identificar uma área alagada hiper-eutrófica próximo ao rio Itaqueri e oligo-mesotrófica nas áreas alagadas formadas pelos Ribeirão do Lobo e Córrego das Perdizes. Contatouse que os teores de fósforo e nitrogênio apresentam uma distribuição desigual entre as espécies e também entre as suas estruturas, sendo as raízes responsáveis pelo armazenamento de maiores concentrações destes nutrientes. The aquatic macrophyte communities constitutes an important component in lentic and lotic ecosystems, inhabiting areas permanently flooded or subject to flooding. Thus the present study characterized the wetlands and possible differences in physical and chemical characteristics of sediments and water to the surrounding stands of macrophytes Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata and Mayaca fluviatilis occurring in Broa reservoir in different tributaries. These plants play an important role as a source of organic matter and nutrients phosphorus and nitrogen contributing to greater storage of same. The quality of water samples from the surrounding stands were mainly influenced by the wind occurred in the sample of the dry period (August 2010), which contributed to the turning of water column acting directly on the stands. Assessing the trophic state of the reservoir found that the studied environments having different concentrations of phosphorus in the water, where it was possible to identify a hyper-eutrophic wetland near the Itaqueri river and oligomesotrophic in Ribeirão do Lobo and Cóorego das Perdizes. It was noted that the levels of phosphorus and nitrogen have an unequal distribution among species and also between their structures, the roots being responsible for the storage of higher concentrations of these nutrients / A comunidade de macrófitas aquáticas se constitui como importante componente em ecossistemas lênticos e lóticos, habitando áreas permanentemente alagadas ou sujeitas a inundações. Desta forma o presente estudo caracterizou as áreas alagadas e as possíveis diferenças nas características físicas e químicas dos sedimentos e da água circundante aos estandes das espécies de macrófitas Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata e Mayaca fluviatilis ocorrentes no reservatório do Broa em distintos tributários. Estes vegetais possuem importante papel como fonte de matéria orgânica e dos nutrientes fósforo e nitrogênio contribuindo para uma maior estocagem dos mesmos. A qualidade das amostras de água circundante aos estandes foram influenciadas principalmente pela ação dos ventos ocorridas na amostragem do período seco (agosto de 2010), que contribuíram para o revolvimento da coluna d`água agindo diretamente sobre os estandes. A avaliação do estado trófico do reservatório verificou que os ambientes estudados apresentam diferenças nas concentrações de fósforo na água, onde foi possível identificar uma área alagada hiper-eutrófica próximo ao rio Itaqueri e oligo-mesotrófica nas áreas alagadas formadas pelos Ribeirão do Lobo e Córrego das Perdizes. Contatouse que os teores de fósforo e nitrogênio apresentam uma distribuição desigual entre as espécies e também entre as suas estruturas, sendo as raízes responsáveis pelo armazenamento de maiores concentrações destes nutrientes.

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