alterações da qualidade da água durante enchimento de

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAP

    PR-REITORIA DE PESQUISA E PS- GRADUAO

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM BIODIVERSIDADE TROPICAL

    MESTRADO E DOUTORADO

    UNIFAP/EMBRAPA-AP/IEPA/CI-BRASIL

    GEISON CARLOS XISTO DA SILVA

    ALTERAES DA QUALIDADE DA GUA DURANTE ENCHIMENTO

    DE RESERVATRIO PS-FRAGMENTAO DO ESCOAMENTO

    LIVRE

    MACAP-AP

    2015

  • GEISON CARLOS XISTO DA SILVA

    ALTERAES DA QUALIDADE DA GUA DURANTE ENCHIMENTO DE

    RESERVATRIO PS-FRAGMENTAO DO ESCOAMENTO LIVRE

    Dissertao apresentada ao Programa de

    Ps-Graduao em Biodiversidade

    Tropical PPGBIO Universidade

    Federal do Amap UNIFAP, como

    requisito obteno do ttulo de Mestre.

    Orientador: Prof. Dr. Alan Cavalcanti da

    Cunha

    MACAP AP

    2015

  • Dados Internacionais de Catalogao na Publicao (CIP) Biblioteca Central da Universidade Federal do Amap

    363 S586a Silva, Geison Carlos Xisto da.

    Alteraes da qualidade da gua durante enchimento de reservatrio ps-fragmentao do escoamento livre / Geison Carlos Xisto da Silva; orientador, Alan Cavalcante da Cunha. Macap, 2015.

    151 f.

    Dissertao (mestrado) Fundao Universidade Federal do Amap, Programa de Ps-Graduao em Biodiversidade Tropical. 1. Biodiversidade - gua. 2. Recursos hdricos Desenvolvimento Amap. 3. Controle de qualidade de gua Amap. I. Cunha, Alan Cavalcante da, orientador. II. Fundao Universidade Federal do Amap. III. Ttulo.

  • GEISON CARLOS XISTO DA SILVA

    ALTERAES DA QUALIDADE DA GUA DURANTE ENCHIMENTO DE

    RESERVATRIO PS-FRAGMENTAO DO ESCOAMENTO LIVRE

    ___________________________________________________________________________

    Prof. Dr. Alan Cavalcanti da Cunha/

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAP - UNIFAP

    Prof. Dr. Damio Chaves Brito

    UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAP - UEAP

    Prof. Dra. Helenilza F. Albuquerque Cunha

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAP - UNIFAP

    Aprovada em: 18 de Dezembro de 2015, Macap, AP, Brasil

  • Dedico a meus Pais Carlos e Valdenice,

    minhas irms Taina e Cintia, e ao meu

    Filho Alynson que sempre souberam

    reconhecer o esforo feito para dar

    orgulho e inspirao para nossa famlia.

  • Agradeo

    A Deus, o Mestre dos Mestres por todos os ensejos propiciados em minha vida.

    Ao Prof. Dr Alan Cavalcanti da Cunha, que no papel de Orientador no mediu esforos para

    que este trabalho fosse concretizado de maneira eficaz.

    Aos professores Dra. Helenilza F. Albuquerque Cunha, Dr. Damio Chaves Brito, Msc. Eldo

    Silva dos Santos, Msc. Arialdo Martins da Silveira Jnior e tantos outros, pelas inmeras

    sugestes e informaes sobre a importncia do papel do pesquisador na cincia.

    Aos companheiros de campanha pelo trabalho prestado na obteno de dados.

    Ao CNPq (Processo 475614/2012-7) pelo suporte financeiro aos projetos: "Modelagem

    hidrodinmica e qualidade da gua no Esturio do Baixo Rio Araguari AP, a

    PROPESPg/UNIFAP pelo suporte a pesquisa e ao Laboratrio de Qumica, Saneamento e

    Modelagem de Ambiental (LQSMA/UNIFAP) pelo apoio logstico e laboratorial.

    A empresa Ferreira Gomes Energia.

    Ao IMAP pela disponibilizao dos dados necessrios para anlises.

  • RESUMO

    Silva, Geison Carlos Xisto da. Alteraes da qualidade da gua durante enchimento de

    reservatrio Ps-Fragmentao do Escoamento Livre. Macap, 2015. Dissertao (Mestre em

    Biodiversidade Tropical) Programa de Ps-graduao em Biodiversidade Tropical Pr-

    Reitoria de Pesquisa e Ps-Graduao Universidade Federal do Amap. geison@unifap.br

    A mitigao de impactos ambientais causados por barragem de hidreltrica tem sido um

    desafio em todo o mundo. Entretanto, poucos estudos enfatizam a importncia da fase de

    enchimento de reservatrio. O objetivo desta investigao quantificar variaes de

    parmetros-chave da qualidade da gua durante o enchimento do reservatrio da Usina

    Hidreltrica de Ferreira Gomes (UHEFG). A UHEFG localiza-se na bacia hidrogrfica do Rio

    Araguari, Estado do Amap - Brasil e considerada como de grande porte (Pot 252 MW, A

    17,7 km2, Vol. = 137,31 km3, e operada a fio dgua). A metodologia consistiu em

    procedimento amostral da qualidade da gua em intervalos irregulares, segundo a evoluo

    hidrulica de enchimento. Cinco campanhas de campo (Julho/2014 a Agosto/2015) foram

    conduzidas em nove stios amostrais dentro do reservatrio (P1 a P9) e um a jusante (P10). As

    variveis-chave monitoradas foram: ndice de Estado Trfico (IET), Coliformes Totais (CT),

    Escherichia Coli (E. Coli) e Clorofila- (Clorof), em simultaneidade com variveis fsico-

    qumicas (Temperatura, Slidos Suspensos, Slidos Dissolvidos Totais, Condutividade

    Eltrica, Turbidez, Cor, pH, OD, Al, NH3, Cl, Mg, Ca, P, NH3, NO3 e SO4) e hidrulico-

    operacionais: vazes afluentes (Qa), defluentes (Qd) e variao de volume do reservatrio

    (Vol.%). Anlises de Regresses Mltiplas (ARM) mostraram significativa influncia da

    variao dos parmetros-chave explicadas por variveis fsico-qumicas e hidrulicas

    (0,46R2aj0,99, p

  • chave (p

  • ABSTRACT

    Silva, Geison Carlos Xisto da. Changes of Water Quality for Post-Fragmentation of Free

    Flow reservoir filling. Macapa, 2015. Dissertao. (Master in Tropical Biodiversity) -

    Programa de Ps-graduao em Biodiversidade Tropical Pr-Reitoria de Pesquisa e Ps-

    Graduao Universidade Federal do Amap. geison@unifap.br.

    Mitigating the environmental impacts caused by hydroelectric dams has been a worldwide

    challenge. However, few studies emphasize the importance of the reservoir-filling phase. The

    objective of this research is to quantify variations of key water quality parameters during the

    filling of the Ferreira Gomes Hydroelectric Power Plant reservoir (UHEFG). UHEFG is

    located in the Araguari River basin in the state of Amap, Brazil. It is considered a large

    power plant (Pot 252 MW, A 17.7 km2, Vol = 137.31 km3, and operated at a trickle").

    The methodology consisted of sampling the water quality in irregular intervals, according to

    the hydraulic evolution of the filling process. Ten field campaigns were performed (from July

    2014 to August 2015) in nine sample sites within the reservoir (P1 to P9) as well as one

    downstream site (P10). The following key variables were monitored: Trophic State Index

    (TSI), Total Coliforms (CT), Escherichia Coli (E. Coli) and Chlorophyll- (Clorof), along

    with physical and chemical variables (Temperature, Suspended Solids, Total Dissolved

    Solids, Electrical Conductivity, Turbidity, Color, pH, OD, Al, Cl, Mg, Ca, P, NH3, NO3 and

    SO4) and hydraulic-operational variables: inflows (Qa), outflows (Qd), and variation in

    reservoir volume (Vol%). Multiple Regression Analyses (MRA) showed that the key

    parameters were significantly influenced by physical-chemical and hydraulic variables

    (0.46R2aj0.99, p

  • hypothesis that the filling phase has significant impacts on the key parameters (p

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 rea do Reservatrio da UHEFG com 9 stios de amostragem no reservatrio (P1 a P9) e um a jusante, em frente da cidade de Ferreira Gomes (P10)..........31 Figura 2 Variao volumtrica (Vol.%) de enchimento do reservatrio da UHEFG em funo do tempo)...............................................................................................37 Figura 3 Variao espacial dos parmetros fsicos no reservatrio da UHEFG e jusante. a: Temperatura da gua, b: Cor, c: Turbidez e d: Slidos Suspensos. Box = medianas, Pontos = valores experimentais; linha verde = tendncia da regresso simples; linha vermelha contnua = tendncia mdia mvel; linhas pontilhadas vermelhas = intervalo de confiana, IC (95%); valores numricos representam outliers (extremos)........................................................................41 Figura 4 Variao espao-temporal dos parmetros fsico-qumicos no reservatrio da UHEFG e jusante. a: SS, b: DBO (5,20 C), c: Cl, d: Ca, e: Mg, f: P, g: NH3, h: NO3 e i: pH. Box = medianas, Pontos = valores experimentais; linha verde = tendncia da regresso simples; linha vermelha contnua = tendncia mdia mvel; linhas pontilhadas vermelhas = intervalo de confiana, IC (95%); valores numricos representam outliers (extremo)............................................44 Figura 5 Variao espao-temporal das principais variveis dependentes. a: Coliformes Totais, b: E. Coli, c: Clorofila- e d: IET, em relao aos pontos amostrais de qualidade da gua (P1 a P9, e p10)....................................................................48 Figura 6 Variao temporal das principais variveis dependentes (Clorofila-, Coliformes Totais, E. Coli, e Nutrientes IET, NH3 e NO3 em relao ao percentual do volume de enchimento (Vol.%). Variao dos parmetros qumicos em funo dos perodos de coleta com desvio padro.......................55 Figura 7 Dissimilaridade a: Global utilizando-se 25 variveis conjuntas (qualidade da gua e hidrulica), b: apenas dissimilaridade hidrulica e c: apenas dissimilaridade da qualidade da gua. Nos trs casos, verifica-se a formao de pelo menos 3 grupos caractersticos indicando variaes espaciais significativas entre os pontos de amostragem P1 a P9 (reservatrio) e P10 (jusante da barragem)................................................................................64 Figura 8 a: variao do OD com a temperatura e influncia hidrulica, b: variao da NH3 com a temperatura e hidrulica e c: razo P:N ou razo de disponibilidade de nutrientes limitant

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