Uma análise sobre a métrica de índice de estado trófico em reservatórios do Ceará, Nordeste do Brasil

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Freitas, Luciane Mara Cardoso
Orientador(a): Araújo da Silva, Fernando José
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80642
Resumo: The high number of reservoirs in the State of Ceará, it resulting from the increasing demand for water in regions with a semiarid climate, in a context of conflicts over water use and climate crises, it determines an intense focus on monitoring these waters and accurate assessments of eutrophication processes. With the aim of assisting the management of water resources, the present study proposed to critically analyze the application of usual trophic state metrics for the waters of reservoirs in Ceará. To do this, the study area, the State's river basins and the 93 reservoirs were characterized. Reservoirs data from the years 2015 to 2021 offered by the COGERH agency were used. The variables chosen were: Transparency (Z), Total Nitrogen (N), Total Phosphorus (P), Chlorophyll a (Cla), Total cyanobacteria count (CB) and available volume (VD). Traditional methods of Trophic State Index (TSI) were applied to the data, in addition to Trophic Level Index (TLI) methods. Shannon Entropy was applied as a method of weighting the study variables, and a specific TSI (TSICE) was proposed, as well as the Degree of Trophic Degradation (DTD) for the region. The highest entropy weight found was equivalent to the cyanobacteria count, resulting in values of 0.395; 0.197; 0.126; 0.122; 0.093 and 0.067 for CB, Cla, VD, P, N and Z, respectively. This result demonstrated the importance of CB in the evaluation of reservoirs. TSICE compared to traditional models obtained similar data. The water classes ranged from eutrophic to hypereutrophic states. In this way, the TSICE was able to be replicated and therefore it can be used as a complementary tool in the assessment of eutrophication in the State's reservoirs. The GCT has also proven to be a valuable auxiliary tool, demonstrating even greater sensitivity in classification by including a physical variable, VD, in addition to CB, which is a significant sanitary parameter in the contamination of the State's reserved waters, and also incorporating the variable weights provided by Shannon Entropy.
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To do this, the study area, the State's river basins and the 93 reservoirs were characterized. Reservoirs data from the years 2015 to 2021 offered by the COGERH agency were used. The variables chosen were: Transparency (Z), Total Nitrogen (N), Total Phosphorus (P), Chlorophyll a (Cla), Total cyanobacteria count (CB) and available volume (VD). Traditional methods of Trophic State Index (TSI) were applied to the data, in addition to Trophic Level Index (TLI) methods. Shannon Entropy was applied as a method of weighting the study variables, and a specific TSI (TSICE) was proposed, as well as the Degree of Trophic Degradation (DTD) for the region. The highest entropy weight found was equivalent to the cyanobacteria count, resulting in values of 0.395; 0.197; 0.126; 0.122; 0.093 and 0.067 for CB, Cla, VD, P, N and Z, respectively. This result demonstrated the importance of CB in the evaluation of reservoirs. TSICE compared to traditional models obtained similar data. The water classes ranged from eutrophic to hypereutrophic states. In this way, the TSICE was able to be replicated and therefore it can be used as a complementary tool in the assessment of eutrophication in the State's reservoirs. The GCT has also proven to be a valuable auxiliary tool, demonstrating even greater sensitivity in classification by including a physical variable, VD, in addition to CB, which is a significant sanitary parameter in the contamination of the State's reserved waters, and also incorporating the variable weights provided by Shannon Entropy.Regiões de clima semiárido, como o Estado do Ceará, demandam quantidades significativas de águas reservadas. A disputa por usos diversos e a emergente situação de ocorrência de eventos climáticos extremos são fatores que agravam a problemática dessas áreas. Tais condições levam à intensificação de esforços para monitoramento dos reservatórios e acompanhamento das variáveis que avaliam seus processos de eutrofização. Nesse sentido, o presente estudo propôs- se a analisar criticamente a aplicação de métricas usuais de estado trófico para as águas dos reservatórios no trópico semiárido cearense. Para tanto, caracterizou-se a área de estudo sendo abordadas as bacias hidrográficas que compõem o Estado e 93 reservatórios escolhidos para análise. Foram tratados os dados das variáveis Transparência (Z), Nitrogênio Total (N), Fósforo Total (P), Clorofila a (Cla), Contagem Total de Cianobactérias (CB) e Volume Disponível (VD) dos relatórios oferecidos pelo órgão COGERH referente aos anos de 2015 a 2021. Métodos tradicionais de cálculo do Índice de Estado Trófico (IET) foram aplicados aos dados, assim como do Índice de Nível Trófico (INT). Como método de ponderação das variáveis de estudo, foi aplicada a Entropia de Shannon e propostas duas métricas: um IET próprio, nomeado como IETCE, e o Grau de Comprometimento Trófico (GCT) para a região. O maior peso de entropia encontrado foi equivalente à contagem total de cianobactérias, resultando nos valores de 0,395; 0,197; 0,126; 0,122; 0,093 e 0,067, para CB, Cla, VD, P, N e Z, respectivamente. Esses dados demonstraram a importância da inclusão de CB na avaliação dos reservatórios. O IETCE, através da comparação aos modelos tradicionais, obteve valores semelhantes a esses modelos, proporcionou a classificação dos reservatórios entre eutróficos e hipereutróficos, demonstrou sua replicação e utilização como ferramenta complementar na avaliação da eutrofização dos reservatórios do Estado. O GCT também demonstrou ser uma boa ferramenta auxiliar, sendo ainda mais sensível na classificação por incluir uma variável física, o VD, além de CB, que é um parâmetro sanitário e significante na contaminação das águas reservadas do Estado, e ainda incluir os pesos das variáveis fornecidos pela Entropia de Shannon.Uma análise sobre a métrica de índice de estado trófico em reservatórios do Ceará, Nordeste do BrasilAn analysis of the trophic state index metric in reservoirs in Ceará, Northeast Brazilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisEntropia de ShannonÍndice de Estado TróficoSemiáridoReservatório - CearáShannon EntropyState Trophic IndexSemiaridReservoir - CearaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFChttp://lattes.cnpq.br/9541927367723241http://lattes.cnpq.br/12485339112740932024-07-29ORIGINAL2024_tese_lmcfreitas.pdf2024_tese_lmcfreitas.pdfapplication/pdf46418798http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80642/3/2024_tese_lmcfreitas.pdf3c39239c5d65432658829d1122113c4cMD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/80642/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufc/806422025-04-28 14:46:30.748oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2025-04-28T17:46:30Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
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