Influência do uso e ocupação do solo na qualidade da água do reservatório da barragem Santa Bárbara, Pelotas/RS

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Mendes, Karen Gularte Peres
Orientador(a): Guedes, Hugo Alexandre Soares
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14658
Resumo: Os usos indiscriminados e não racionalizados dos recursos hídricos vêm provocando a degradação da qualidade, ameaçando a disponibilidade, dificultando o tratamento e aumentando os riscos à saúde humana pelo consumo. Dessa forma, é essencial zelar pela promoção de condições adequadas principalmente para uso como fonte de abastecimento público. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do uso e ocupação do solo na qualidade da água do reservatório da barragem Santa Bárbara, Pelotas/RS e investigar a ocorrência de florações de Ceratium furcoides utilizando sensoriamento remoto orbital. Para tanto, foram executados os seguintes passos: caracterização do uso e ocupação da área de drenagem que contém o reservatório através de sensoriamento remoto orbital; avaliação de parâmetros físico-químicos de qualidade da água do reservatório e de seus principais tributários (dados de 2016 a 2022); análise de dados de concentração de Clorofila-a no reservatório (disponíveis de 2010 a 2022) associada aos registros locais de pluviosidade, nível e contagem de fitoplâncton de 2016 a 2022, com ênfase na identificação de facilitadores à ocorrência de florações de Ceratium furcoides; decomposição clássica de Séries Temporais das concentrações de Clorofila-a e do Índice de Diferença Normalizada de Clorofila-a (NDCI) de 2016 a 2024 e, após pareamento temporal, geração de uma equação preditiva de Clorofila-a a partir do NDCI. Foram identificadas como regiões mais antropizadas (práticas agrícolas e urbanização) as áreas drenadas para os tributários Sanga da Barbuda e Santa Terezinha, cuja análise de qualidade da água os revelou como portadores dos maiores teores de nutrientes, destacando-os como prioritários no gerenciamento das condições sanitárias dos aportes ao reservatório. Apesar disso, o tributário Passo do Cunha foi revelado como o preditor de maior importância na concentração de Fósforo Total do reservatório, mostrando a necessidade da preservação de sua área de drenagem para manutenção das boas condições de diluição existentes. A ocorrência de florações de Ceratium furcoides foi associada, além dos fatores bióticos e abióticos favoráveis ao desenvolvimento fitoplanctônico em geral, a perturbações provocadas por intervenções operacionais necessárias em períodos de intensa estiagem. A análise das séries temporais revelou similaridade no comportamento temporal da concentração de Clorofila-a e do NDCI, mesmo em presença de Ceratium furcoides, demonstrando que o NDCI pode ser usado na detecção remota de Clorofila-a em ambientes sujeitos a esse organismo na ausência de um índice hiperespectral específico para ele. Essa similaridade respaldou a obtenção de uma equação preditiva de Clorofila-a a partir do NDCI visando auxiliar o monitoramento hidrobiológico do reservatório, a qual teve o melhor ajuste (R2=0,64) através de regressão polinomial de 2ª ordem. Embora o Ceratium furcoides geralmente não seja associado a toxicidade, as alterações que ele provoca na dinâmica dos ecossistemas aquáticos sugerem que seja avaliado com técnicas mais robustas em pesquisas futuras.
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spelling 2024-12-10T17:14:29Z2024-12-10T17:14:29Z2024-11-13MENDES, Karen Gularte Peres. Influência do uso e ocupação do solo na qualidade da água do reservatório da barragem Santa Bárbara, Pelotas/RS. 2024. 173f. Tese (Doutorado em Recursos Hídricos) - Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024.http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14658Os usos indiscriminados e não racionalizados dos recursos hídricos vêm provocando a degradação da qualidade, ameaçando a disponibilidade, dificultando o tratamento e aumentando os riscos à saúde humana pelo consumo. Dessa forma, é essencial zelar pela promoção de condições adequadas principalmente para uso como fonte de abastecimento público. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a influência do uso e ocupação do solo na qualidade da água do reservatório da barragem Santa Bárbara, Pelotas/RS e investigar a ocorrência de florações de Ceratium furcoides utilizando sensoriamento remoto orbital. Para tanto, foram executados os seguintes passos: caracterização do uso e ocupação da área de drenagem que contém o reservatório através de sensoriamento remoto orbital; avaliação de parâmetros físico-químicos de qualidade da água do reservatório e de seus principais tributários (dados de 2016 a 2022); análise de dados de concentração de Clorofila-a no reservatório (disponíveis de 2010 a 2022) associada aos registros locais de pluviosidade, nível e contagem de fitoplâncton de 2016 a 2022, com ênfase na identificação de facilitadores à ocorrência de florações de Ceratium furcoides; decomposição clássica de Séries Temporais das concentrações de Clorofila-a e do Índice de Diferença Normalizada de Clorofila-a (NDCI) de 2016 a 2024 e, após pareamento temporal, geração de uma equação preditiva de Clorofila-a a partir do NDCI. Foram identificadas como regiões mais antropizadas (práticas agrícolas e urbanização) as áreas drenadas para os tributários Sanga da Barbuda e Santa Terezinha, cuja análise de qualidade da água os revelou como portadores dos maiores teores de nutrientes, destacando-os como prioritários no gerenciamento das condições sanitárias dos aportes ao reservatório. Apesar disso, o tributário Passo do Cunha foi revelado como o preditor de maior importância na concentração de Fósforo Total do reservatório, mostrando a necessidade da preservação de sua área de drenagem para manutenção das boas condições de diluição existentes. A ocorrência de florações de Ceratium furcoides foi associada, além dos fatores bióticos e abióticos favoráveis ao desenvolvimento fitoplanctônico em geral, a perturbações provocadas por intervenções operacionais necessárias em períodos de intensa estiagem. A análise das séries temporais revelou similaridade no comportamento temporal da concentração de Clorofila-a e do NDCI, mesmo em presença de Ceratium furcoides, demonstrando que o NDCI pode ser usado na detecção remota de Clorofila-a em ambientes sujeitos a esse organismo na ausência de um índice hiperespectral específico para ele. Essa similaridade respaldou a obtenção de uma equação preditiva de Clorofila-a a partir do NDCI visando auxiliar o monitoramento hidrobiológico do reservatório, a qual teve o melhor ajuste (R2=0,64) através de regressão polinomial de 2ª ordem. Embora o Ceratium furcoides geralmente não seja associado a toxicidade, as alterações que ele provoca na dinâmica dos ecossistemas aquáticos sugerem que seja avaliado com técnicas mais robustas em pesquisas futuras.The indiscriminate and non-rationalized use of water resources has been causing degradation of quality, threatening availability, hindering treatment and increasing risks to human health due to consumption. Therefore, it is essential to ensure the promotion of adequate conditions, especially for use as a source of public supply. Therefore, the objective of this study was to evaluate the influence of land use and occupation on the water quality of the Santa Bárbara dam reservoir, Pelotas/RS, and to investigate the occurrence of Ceratium furcoides blooms using orbital remote sensing. To this end, the following steps were performed: characterization of the use and occupation of the drainage area containing the reservoir through orbital remote sensing; evaluation of physical-chemical parameters of water quality in the reservoir and its main tributaries (data from 2016 to 2022); analysis of data on Chlorophyll-a concentration in the reservoir (available from 2010 to 2022) associated with local records of rainfall, level and phytoplankton count from 2016 to 2022, with an emphasis on identifying facilitators of the occurrence of Ceratium furcoides blooms; perform classical decomposition of Time Series of Chlorophyll-a concentrations and the Normalized Difference Chlorophyll-a Index (NDCI) from 2016 to 2024 and, after temporal pairing, generation of a predictive equation for Chlorophyll-a from the NDCI. The areas drained by the Sanga da Barbuda and Santa Terezinha tributaries were identified as the most anthropized regions (agricultural practices and urbanization), whose water quality analysis revealed them as having the highest nutrient contents, highlighting them as priorities in the management of the sanitary conditions of the contributions to the reservoir. Despite this, the Passo do Cunha tributary was revealed as the most important predictor of the reservoir's Total Phosphorus concentration, showing the need to preserve its drainage area to maintain the existing good dilution conditions. The occurrence of Ceratium furcoides blooms was associated, in addition to the biotic and abiotic factors favorable to phytoplankton development in general, with disturbances caused by operational interventions necessary in periods of intense drought. The analysis of the time series revealed similarity in the temporal behavior of Chlorophyll-a concentration and NDCI, even in the presence of Ceratium furcoides, demonstrating that NDCI can be used in the remote detection of Chlorophyll-a in environments subject to this organism in the absence of a specific hyperspectral index for it. This similarity supported the development of a predictive equation for Chlorophyll-a from the NDCI to aid in the hydrobiological monitoring of the reservoir, which had the best fit (R2=0.64) through second-order polynomial regression. Although Ceratium furcoides is not generally associated with toxicity, the changes it causes in the dynamics of aquatic ecosystems suggest that it should be evaluated with more robust techniques in future research.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Recursos HídricosUFPelBrasilCC BY-NC-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessENGENHARIASENGENHARIA SANITARIARECURSOS HIDRICOSCeratiumClorofila-aEutrofizaçãoSensoriamento remotoChlorophyll-aEutrophicationRemote sensingInfluência do uso e ocupação do solo na qualidade da água do reservatório da barragem Santa Bárbara, Pelotas/RSInfluence of land use and cover on water quality in the Santa Bárbara dam reservoir, Pelotas/RSinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://lattes.cnpq.br/0336729097746821https://orcid.org/0000-0002-3592-9595http://lattes.cnpq.br/5120976859905217Lobo, Felipe de Luciahttp://lattes.cnpq.br/1704861686791141Guedes, Hugo Alexandre SoaresMendes, Karen Gularte Peresreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-867http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14658/2/license.txtfbd6c74465857056e3ca572d7586661bMD52open accessTEXTTese Karen Gularte Peres Mendes.pdf.txtTese Karen Gularte Peres Mendes.pdf.txtExtracted texttext/plain309918http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14658/3/Tese%20Karen%20Gularte%20Peres%20Mendes.pdf.txt84f1ed5e721d0dba70809205248b6417MD53open accessTHUMBNAILTese Karen Gularte Peres Mendes.pdf.jpgTese Karen Gularte Peres Mendes.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1362http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14658/4/Tese%20Karen%20Gularte%20Peres%20Mendes.pdf.jpg519b40a1f5bada31ad36fd76fc67e14eMD54open accessORIGINALTese Karen Gularte Peres Mendes.pdfTese Karen Gularte Peres Mendes.pdfapplication/pdf12409852http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/14658/1/Tese%20Karen%20Gularte%20Peres%20Mendes.pdf60b0ce29644929d33628f22235d71404MD51open accessprefix/146582024-12-11 03:03:05.651open accessoai:guaiaca.ufpel.edu.br:prefix/14658VG9kb3Mgb3MgaXRlbnMgZGVzc2EgY29tdW5pZGFkZSBzZWd1ZW0gYSBsaWNlbsOnYSBDcmVhdGl2ZSBDb21tb25zLg==Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufpel.edu.br/oai/requestrippel@ufpel.edu.br || repositorio@ufpel.edu.br || aline.batista@ufpel.edu.bropendoar:2024-12-11T06:03:05Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca - Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)false
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