Nova carta batimétrica (com precisão sub-métrica) e distribuição horizontal da clorofila-a e turbidez da água no lago D. Helvécio,

Parque Estadual do Rio Doce, Minas Gerais, MG

XI Congresso Brasileiro de Limnologia

Sala 3, Centro de Convenções, Macaé, R.J.

27/8/2007

Ricardo M. Pinto-Coelho, José Fernandes Bezerra Neto, Alessandra Jardim & Rafael Resck Instituto de Ciências Biológicas – ICBUniversidade Federal de Minas Gerais

A questão da localização geográfica em Limnologia

Onde fica o Parque Estadual do Rio Doce, Minas Gerais ?

1) Barbosa, F.A.R. 1980. Primary production of phytoplankton and enviromental characteristics of a shallow quaternary lake at Eastern Brazil. Arch. Hydrobiol. 90(2):139-161.

2) Marques, M.M., F.A.R. Barbosa & M. Callisto. 1999. Distribution and abundance of chironomiade (Diptera, Insecta) in an impacted watershed in south-east Brazil. Revta. Bras. Biol.

3) Sunaga, T. & J.R. Verani. 1991. The fish communities of the lakes in rio Doce valley, Northeast Brazil. Verh. Internat. Verein. Limnol. 24:2563-2566.

Porque devemos conhecer a batimetria dos nossos lagos e reservatórios?

- Estudos de modelagem hidrodinâmica.- Compartimentação dos sistemas.- Balanço de calor.- Limnologia química.- Interface sedimento-coluna de água.- Migração vertical.- Implantação de projetos de aquicultura.- etc.

Fontes: Mitamura & F.A.R. Barbosa. 1991. Chemical studies on sediments in the rio Doce valley lakes, Brazil. Verh. Internat. Verein. Limnol. 24:1192-1196

Petrúcio, M., F.A.R. Barbosa & A.L.S. Furtado. 2006. Bacterioplankton and phytoplankton in seven lakes in the middle rio Doce basin, south-east Brazil. Limnologica, 36:192-203

Mitamura, O., Y. Saijo, K. Hino & F.A.R. Barbosa. 1995. The significance of regenerated nitrogen

for phytoplankton productivity in the rio Doce Valley lakes. Arch. Hydrobiol. 134(2):179-194.

O lago D. Helvécio é o lago mais profundo do Brasil. Além disso, trata-se de um dos sistemas lacustres mais estudados nesse país. Os dados mais citados sobre a morfometria desse lago são: profundidade máxima (Zmax), profundidade média (Zm) e área do lago (A).

Alguns parâmetros morfométricos do L. DHZmax = 32,5 m, A = 6,87 km2 , Zm = 12,1 m

Pergunta: estão esses valores corretos?

Recentemente, o desenvolvimento de novas técnicas tais como o posicionamento geográfico assistido por satélites (GPS e o D-GPS), novas sondas hidroacústicas e toda uma nova geração de aplicativos em georeferenciamento possibilita ao limnólogo a obtenção de dados morfométricos com grande precisão e em tempo real.

Levantamento Batimétrico

Pós-processamento

Download dos Dados de D-GPS e Ecobatimetro

Vetorialização da orla do Lago(orotofoto CEMIG)

Georeferenciamento do Mapa Básico (sub-métrico)

Representação dos transectos (Google Earth)

Criação do Grid, Interpolação e Geração da CartA(Surfer 8.0)

Sincronização dos dados D-GPS e Ecobatímetro

Validação da baseCartográfica

Problemas na base cartográfica: houve necessidade de voltar ao ambiente e tomar uma série de pontos controle

Validação da base de dados

Para melhorar a precisão do georeferneciamento das cartas existentes, uma expedição foi feita exclusivamente para a tomada de pontos controle

aeroporto L. Carioca

Casa de Tábuas Praia D. Helvécio

Curva da Bananeira

Curva 1 após L. B-33

Base cartográfica ajustada e corrigida após novo referenciamento do mapa base

Lacunas

Transectos adicionais para obtenção da carta batimétrica do Lago D. Helvécio. A vetorialização da orla da represa foi feita com o uso do programa Didger 3.1. Os overlays foram obtidos com a partir da geração de um mapa básico (basemap) com o Programa Surfer 8.0 (transectos + base map).

Os parâmetros morfométricos secundários foram calculados segundo Sperling (1999), A profundidade média foi calculada pela relação entre o volume de água acumulado e a superfície do espelho d’água:

Área

VolumeZ

A profundidade relativa foi calculada pela relação entre a profundidade máxima e o diâmetro médio do lago:

AZmZR 6,88

Onde Zm = profundidade máxima e A = área superficial do lago,

Resultados

748500 749000 749500 750000 750500 751000 751500 752000 752500

7809500

7810000

7810500

7811000

7811500

7812000

7812500

7813000 Nova Carta BatimétricaLagoa D. Helvécio, PERDMinas Gerais

N

Visão 3D – O perfil 3D do lago mostra uma grande heterogeneidade morofométrica do ambiente tanto quanto ao seu caráter dendrítico quanto a distribuição espacial das zonas mais profundas. Essa complexidade morfométrica sugere que uma possível compartimentaçao ecológica do ambiente.

N

Configuração final da carta batimétrica do Lago D. Helvécio que está disponível para arquisição tanto em sua versão impressa (DIN A3 Papel HP-E) quanto em versão digital PDF disponível gratuitamente a partir do site http://www.icb.ufmg.br /~rmpc

PARÂMETROS MORFOMÉTRICOS

Área superficial (A) 5,27 km2

Volume (V) 59,4 x106 m3

Perímetro (P) 37745 m

Área do fundo do lago (Af) 11,4 km2

Comprimento máximo efetivo (Ce) 3,1 km

Largura máxima efetiva (Le) 1,2 km

Profundidade máxima (Zm) 39,3 m

Profundidade média ( Z ) 11,3 m

Profundidade relativa (ZR) 1,52%

Largura média (Lm) 1,69 km

Índice de desenvolvimento de volume (DV) 0,86

Índice de desenvolvimento de perímetro (DP) 4,61

Declividade média ( ) 3,04

Novos ValoresZmax= 39,3 mZ m = 11,3 mA= 5,27 km2

Valores AntigosZmax= 32,5 mZ m = 12,1 mA= 6,87 km2

A partir do levantamento batimétrico foi obtida a profundidade máxima (Zm) do lago, Utilizando-se um programa de análise de imagens (Didger 3.0). Adicionalmente, foram determinados os seguintes parâmetros morfométricos primários: perímetro (P), comprimento máximo efetivo (Ce) e largura máxima efetiva (Le),

Prof, (m) Área (m2) % área estrato Volume (m3) % volume

0 5266336,34 100,0 0-4 17581250,44 29,57

4 4034813,77 76,62 4-8 13560758,03 22,82

8 2955879,74 56,13 8-12 9860782,17 16,59

12 2171642,04 41,24 12-16 7289225,44 12,24

16 1596208,77 30,31 16-20 5111083,60 8,60

20 1034701,79 19,65 20-24 3279174,63 5,51

24 680224,25 12,92 24-28 1981092,47 3,32

28 320446,21 6,08 28-32 679329,99 1,13

32 61549,6 1,17 32-36 89890,54 0,21

36 3174,39 0,08 36-39,3 2669,80

0,02

39,3 0,62 0,00 Total 59435257,13 100,0

A área entre camadas e volume total e volume entre as camadas foi calculado através de uma sub-rotina do programa SURFER 8,0 (Golden Software Inc,), a qual realiza o cálculo do volume através de três métodos: regra trapezoidal, regra de Simpson e regra de Simpson 3/8, Considerou-se a média dos três métodos para o cálculo do volume e área do lago Dom Helvécio.

Área (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100P

rofu

nd

ida

de

(m

)0

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

Volume (%)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

A B

Curvas hipsográficas profundidade-área e profundidade-volume da Lagoa Dom Helvécio foram plotadas de acordo com Cole (1983),

Limnologia Espacial no Lago D. Helvécio

Perguntas:

É este lago um sistema homogêneo?

Existe uma compartimentação ecológica nesse sistema?

Sonda fluorimétrica SCUFA (Turner) usada para adquirir (in situ) os dados de clorofila-a e turbidez na Lagoa do D. Helvévio. Essa sonda foi adquirida com recursos da CEMIG (conv. 4830- São Simão).

748500 749000 749500 750000 750500 751000 751500 752000 7525007809500

7810000

7810500

7811000

7811500

7812000

7812500

7813000

1

5

20

40

60

120

200

240

280

0m 500m 1000m

Mapa temático da clorofila (μg.l-1) na Lagoa Dom Helvécio amostradas com a sonda Scufa no dia 29/05/2007.

Profundidade média (Z

748500 749000 749500 750000 750500 751000 751500 752000 7525007809500

7810000

7810500

7811000

7811500

7812000

7812500

7813000

0.2

0.4

0.6

2

4

6

0m 500m 1000m

Mapa temático da turbidez (NTU) na Lagoa Dom Helvécio amostradas com a sonda Scufa no dia 29/05/2007.

Conclusão

Novos e detalhados estudos batimétricos deveriam ser feitos no maior número de sistemas lacustres do Brasil.

Quanto aos reservatórios, o conhecimento de sua batimetria é um fator absolutamente essencial para quase toda abordagem limnólogica que seja feita em tais ambientes.