Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFP.pdf: 504293 bytes, checksum: b00486535fe5db93d28c3a009f69d64f (MD5) Previous issue date: 2003-05-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / The semi-arid region of Brazil presents rivers and intermittent streams with flood occurrence and of drought in different frequencies, intensity and duration. These events act as agents of hydrologic disturbance and they are decisive in the characteristics of the aquatic macophytes, in the concentrations of nutrients and in the fluvial geomorphology. This study was accomplished during the hydrologic cycles of 1999 and 2000 in two intermittent rivers of the semi-arid area of Brazil: a permanent pond in the stream Avelós (ephemeral) and two temporary ponds in the river Taperoá (temporary). The objectives were: (1) to determine the occurrence and the variation of the biomass of the species of aquatic macrophytes, (2) to determine the dynamics of nitrogen, ortophosphate, organic matter and particulate matter in the superficial water and hiporheic and in the fluvial sediment and parafluvial, (3) to verify the effects of the hydrologic variation in the level of the water and in the thickness of the sediment. Twenty-one visits were accomplished in the field during the weting phases, drying and dry. The sampling of the macrophytes for the study of the biomass was made in agreement with the method of the squares, the nitrate and the ortophosphate by the methodology pattern, and the variations geomorphology they were calculated through measures of the level of the water and thickness of the sediment. They happened floods in different frequency and magnitude during the study. The ephemeral stream presented phase of larger drought than the temporary river. The flood was a decisive factor in the occurrence and in the composition of the structure of aquatic macrophytes, in the concentrations of nutrients and in the geomorphology fluvial of the ponds. The macrophytes communities subject to floods they present smaller wealth when compared to those of atmospheres without the disturbance. The largest productivity values, biomass and the smallest time for the beginning of the recolonization happened in the flood of intermediate level. The concentrations of nutrients had significant increases in the flood phase, followed by falls of the values in the drying phase. The temporary ponds acted as areas of concentration of particulate matter in the drying phases and dry. The sediment was transported in the form of pulses. The largest significant variations in the depth and in the thickness of the sediment they happened in the phase drying and after events with intermediate magnitude. / A região semi-árida do Brasil apresenta rios e riachos intermitentes com ocorrência de cheia e de seca em diferentes freqüências, intensidade e duração. Estes eventos atuam como agentes de perturbação hidrológica e são determinantes nas características das macrófitas aquáticas, nas concentrações de nutrientes e na geomorfologia fluvial do ambiente. Este estudo foi realizado durante os ciclos hidrológicos de 1999 e 2000 em dois rios intermitentes da região semi-árida do Brasil: uma poça permanente no riacho Avelós (efêmero) e duas poças temporárias no rio Taperoá (temporário). Os objetivos foram: (1) determinar a ocorrência e a variação da biomassa das espécies de macrófitas aquáticas, (2) determinar a dinâmica de nitrogênio, ortofosfato, matéria orgânica e material particulado na água superficial e hiporreica e no sedimento fluvial e parafluvial, (3) verificar os efeitos da variação hidrológica no nível da água e na espessura do sedimento. Foram realizadas 21 visitas no campo durante as fases de inundação, vazante e seca. A amostragem das macrófitas para o estudo da biomassa foi feita de acordo com o método dos quadrados, o nitrato e o ortofosfato pela metodologia padrão, e as variações geomorfológicas foram calculadas através de medidas do nível da água e espessura do sedimento. Ocorreram cheias em diferentes freqüência e magnitude durante o estudo. O riacho efêmero apresentou fase de seca maior do que o rio temporário. A cheia foi um fator determinante na ocorrência e na composição da estrutura de macrófitas aquáticas, nas concentrações de nutrientes e na geomorfologia fluvial das poças. As comunidades de macrófitas sujeitas à cheias apresentam riqueza menor quando comparadas àquelas de ambientes sem a perturbação. Os maiores valores de produtividade, biomassa e o menor tempo para o início da recolonização ocorreram nas cheias de nível intermediário. As concentrações de nutrientes tiveram aumentos significativos na fase de cheia, seguido de quedas dos valores nas fases de vazante. As poças temporárias atuaram como áreas de concentração de material particulado nas fases de vazante e seca. O sedimento foi transportado na forma de pulsos. As variações significativas maiores na profundidade e na espessura do sedimento ocorreram na fase vazante e após eventos com magnitude intermediária.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O estudo foi desenvolvido em um trecho de 50 km do Rio Salgado, objetivando propor uma metodologia capaz de determinar o padrÃo de emissÃo de poluentes adequado à capacidade de autodepuraÃÃo de um rio em regiÃo semi-Ãrida. Foram realizadas as etapas: (i) reconhecimento da Ãrea a partir do mapeamento do rio Salgado e seus afluentes; (ii) diagnÃstico da qualidade de Ãgua (Fase I, 1300 anÃlises): entre marÃo e setembro de 2005, tendo-se selecionado oito seÃÃes do rio para a coleta e anÃlise de amostras, observando-se 27 parÃmetros em seis campanhas de monitoramento; (iii) diagnÃstico da qualidade de Ãgua (Fase II, 1500 anÃlises): entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, feito atravÃs de doze campanhas de monitoramento em 14 seÃÃes com os parÃmetros OD, DBO, Coliformes termotolerantes, coliformes totais, pH, turbidez, condutividade elÃtrica, temperatura da Ãgua e do ar; (iv) experimento social, processo participativo envolvendo CSBH-Salgado e demais atores sociais da bacia de estudo, fomentando-se a discussÃo sobre o enquadramento das Ãguas; (v) modelagem da qualidade da Ãgua usando QUAL2E, calibrando-se dois de seus parÃmetros: coeficiente de decaimento de DBO e coeficiente de decaimento de coliformes. A validaÃÃo do modelo QUAL2E foi feita utilizando doze campanhas entre fevereiro de 2006 e janeiro de 2007, distinguindo os perÃodos Ãmido e seco. A simulaÃÃo de cenÃrios foi feita para o padrÃo de emissÃo de DBO com concentraÃÃes de 5 a 100 mg/L, e para o padrÃo de coliformes com as concentraÃÃes de 103 a 107 NMP/100mL. Este trabalho de tese conclui que o Rio Salgado, no trecho em estudo, encontra-se poluÃdo. Foi comprovado que pelo menos cinco parÃmetros se encontram em desacordo com os padrÃes de qualidade, inclusive da classe IV: oxigÃnio dissolvido (OD), demanda bioquÃmica de oxigÃnio (DBO), coliformes termotolerantes (CTT), nitrogÃnio amoniacal e fÃsforo total. O modelo provou ser vÃlido para simulaÃÃo de OD, DBO e CTT para o perÃodo Ãmido com coeficientes de Nash e Sutcliffe (NSE) entre 0,61 e 0,96. Para o perÃodo seco, o modelo mostrou-se aceitÃvel para OD e DBO (NSE entre 0,33 e 0,49) e vÃlido para CTT (NSE 0,83). Os atores sociais identificaram os âpadrÃes de emissÃo â como instrumento essencial para a sustentabilidade ambiental da bacia. A proposta desta pesquisa de se admitir uma âtolerÃnciaâ aos parÃmetros de qualidade de Ãgua foi aceita pelos membros do comità como ferramenta vÃlida. Os membros do comità indicaram, para o trecho em estudo, Classe II com tolerÃncia de aproximadamente 10%. A simulaÃÃo de cenÃrios usando o modelo QUAL-2E mostrou valores do padrÃo de emissÃo de DBO, para a Classe II nos perÃodos Ãmido e seco, de 6 mg/L. Caso o rio seja enquadrado na Classe III, os valores seriam de 20 e 17 mg/L para os perÃodos Ãmido e seco, respectivamente. Apesar de a Classe II ser a desejada para o enquadramento do rio pelo comitÃ, verificou-se que os valores dos padrÃes de emissÃes seriam muito baixos para DBO, tornando inviÃvel a sua adoÃÃo, pois as atividades poluidoras sÃo incapazes de alcanÃar tal eficiÃncia no estado atual. Jà para o padrÃo de emissÃo de coliformes termotolerantes, o padrÃo de emissÃo seria de 103 NMP/100mL (perÃodo seco) e 104 NMP/100mL (perÃodo Ãmido) para que o rio seja de Classe II, enquanto que, para a Classe III, o padrÃo de emissÃo seria da ordem de 105 NMP/100mL, tanto para o perÃodo Ãmido quanto para o perÃodo seco. De acordo com a anÃlise feita nesta tese, o enquadramento mais adequado para o trecho do rio Salgado entre a Fonte da Batateira e a Cachoeira de MissÃo Velha, nas condiÃÃes atuais à a Classe III com tolerÃncia de 10% / This study was carried out on a 50 km length of the Salgado River, aiming to propose a methodology to determine an adequate pattern of pollutants emission, compatible with the natural recovery capacity of a river in a semi-arid region. The following steps were taken: (i) characterization of the study area based on the map of Salgado river and its tributaries; (ii) water quality diagnostic (Phase I, 1300 analysis): from March to September, 2005, in which eight river sections were selected for sampling, and 27 parameters were analysed in six monitoring campaigns; (iii) water quality diagnostic (Phase II, 1500 analysis): from February 2006 to January 2007, composed of twelve monitoring campaigns in 14 river sections with the parameters DO, BOD, faecal coliforms, total coliforms, pH, turbidity, electric conductivity, water and air temperature; (iv) social experiment, a participatory process involving CSBH-Salgado (Salgado Watershed Committee) and other social actors of the study watershed, promoting the discussion on water quality classification; (v) water quality modelling with the QUAL-2E model, calibrating two parameters: BOD and coliforms decay coefficients. Model validation was carried out using twelve campaigns from February 2006 to January 2007, distinguishing wet and dry periods. Scenarios simulation was performed for the BOD emission pattern with concentrations varying from 5 to 100 mg/L, and for the coliforms pattern with concentrations from 103 to 107 PN/100mL. This thesis concludes that the Salgado River, on the study reach, is polluted. It was identified that at least five parameters are in disagreement with the quality standards, inclusive for the Class IV: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), faecal coliforms (FC), ammonia nitrogen and total phosphorus. The model was valid for the DO, BOD and FC simulations for the wet period, with Nash and Sutcliffe coefficient (NSE) from 0.61 to 0.96. For the dry period, the model was acceptable for DO and BOD (NSE) from 0.33 to 0.49) and valid for FC (NSE 0.83). The social actors identified the âemission patternsâ as an essential instrument for the watershed environmental sustainability. The proposal of this research in admitting a âtoleranceâ to the water quality parameters was accepted by the committee members as a valid tool. The committee members indicated, for the study reach, Class II with tolerance of approximately 10%. The scenarios simulation using the QUAL-2E model indicated values of emission pattern for BOD, for the Class II in the wet and dry periods, of 6 mg/L. In the case the river is classified in the Class III, the values would be 20 and 17 mg/L for the wet and dry period, respectively. Although Class II is desired for the river classification by the committee, it was observed that the emission patterns would be too low for BOD, making its adoption impracticable, since the polluting activities are not capable of reaching such efficiency on their current stage. For the faecal coliforms, the emission pattern would be 103 MPN/100mL (dry period) and 104 MPN/100mL (wet period) in the case the river is classified in the Class II, whereas for the Class III, the emission pattern would be of the order of 105 MPN/100mL, for both wet and dry periods. According to the analysis performed in this thesis, the most adequate water quality classification for the Salgado River on the reach between the Batateira Fountain and the MissÃo Velha Waterfall, on the current conditions, is the Class III with tolerance of 10%