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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA




 

RELAÇÕES ENTRE TOTAL DE SÓLIDOS DISSOLVIDOS, CONDUTIVIDADE ELÉTRICA E TEMPERATURA NO RESERVATÓRIO DE DONA FRANCISCA – RS

 

 

Pereira Filho, Waterloo[1] (waterloo@base.ufsm.br); Wachholz, Flavio[2] (fwgeografia@bol.com.br); Trentin, Gracieli2 (gracitrentin@yahoo.com.br); Strassburger, Luciane[3] (strassburger@mail.ufsm.br) - Universidade Federal de Santa Maria – Departamento de Geociências

 

 

Palavras-Chave: limnologia, reservatórios, Dona Francisca

Eixo Temático:  3 - Aplicação da Geografia Física à Pesquisa.

Sub-eixo: 3.3 - Gestão e Planejamento Ambiental.

 

 

[1] Professor do Departamento de Geociências / UFSM

[2] Acadêmicos do Curso de Geografia / UFSM

[3] Acadêmica do Curso de Mestrado em Geografia / UFSM




 

INTRODUÇÃO

 

A água é encontrada na natureza sob diversas formas, devido a seu potencial de dissolução, ela funciona como solvente para muitas substâncias. A quantidade de água presente em determinada região está relacionada com os atributos físicos do local, como a topografia, o clima e a geologia. No Brasil há abundância de águas doces, porém a sua distribuição é irregular em virtude das diversidades regionais. Como a vida resulta de uma interação de energia, ar e água, conforme destaca Rodriguez (2000), o Brasil é beneficiado neste sentido, visto que sua localização proporciona de um modo geral mais de 2.300 horas anuais de luz solar e possui aproximadamente 12% de toda a água doce do mundo (Rebouças, 1999).

A construção de barragens deu-se, em vista da necessidade de obtenção de novas fontes de energia que fossem renováveis. Apesar do grande retorno no campo econômico, tem-se um considerável impacto no atributo sócio-ambiental. De acordo com a PROJESUL/SPVS (1990), a construção de hidrelétricas provoca desequilíbrios nos ecossistemas naturais que sofrem pela eliminação da cobertura vegetal e pelas interferências nas características dos rios. A submersão da área conduz a supressão permanente da vegetação existente causando destruição e alteração profunda nos habitats terrestres e aquáticos. A produção de áreas inundadas proporciona, entre outros impactos ao ambiente, o bloqueio da migração reprodutiva dos peixes, a degradação da qualidade das águas, a desestruturação dos equipamentos e relações sociais na região diretamente afetada, inundação de estradas e vias (Tundisi, 1986).

As perdas são irrecuperáveis na flora e na fauna, além dos impactos sócio-espaciais em virtude dos alagamentos atingirem propriedades rurais localizadas às margens do rio, áreas cujos solos tem em sua maior parte uma elevada fertilidade natural. A alteração no regime de vazões dos rios contrapõe-se frontalmente com as necessidades dos ecossistemas aquáticos, constituem uma barreira física às espécies que dependem da piracema, além de permitir a sedimentação de partículas finas que se depositam sobre locais de desovas de peixes, destruindo habitats, comprometendo a presença da biodiversidade (Allan, 1995).

A construção de uma usina hidrelétrica (UHE) causa alterações nas águas a jusante, tanto na sua qualidade físico-química e hidrobiológica como na sua quantidade, ou seja, na vazão controlada durante a operação da usina (Müller,1995). A presença de grandes quantidades de substâncias dissolvidas na água, deve-se a capacidade de solubilização e erodibilidade da água (Linsley & Franzini, 1978). A quantidade de sólidos dissolvidos, ou seja, os constituintes intemperizados das rochas transportados em solução química (Christofoletti, 1988), compõe a variável limnológica Total de Sólidos Dissolvidos (TDS). A carga dissolvida é transportada na mesma velocidade da água e é carregada até aonde a água escoar, a deposição desse material só se processa quando houver a saturação (Christofoletti, 1988).

A composição química das águas fluviais varia conforme a litologia, vegetação e utilização da bacia hidrográfica (Christofoletti, 1988). A litologia influencia controlando os materiais químicos originados através da meteorização e a qualidade da água nos pequenos cursos fluviais reflete a distribuição espacial dos diversos tipos de rocha. Em áreas cobertas por florestas, a decomposição vegetal propicia o fornecimento de ácidos orgânicos.

O TDS pode ser composto por componentes inorgânicos que podem ser tóxicos ao homem, eles podem ser incorporados à água através de atividades industriais, agrícolas, mineração. Componentes orgânicos resistentes à degradação biológica podem se acumular na cadeia alimentar (Mota, 1997).

A Condutividade Elétrica (CE) fornece informações, tanto do metabolismo do sistema aquático, quanto de importantes fenômenos, que ocorrem na bacia de captação, podendo estar relacionada com fontes de poluição (Esteves, 1998; Pereira Filho, 2000). Este parâmetro está relacionado com a presença de íons dissolvidos na água, quanto maior for a quantidade de íons dissolvidos, maior será a CE, sendo que essa variável pode ser modificada por influências ou variações do pH e da temperatura. (www.ambiente.org.br/conferencias).

A água tem capacidade de absorver grandes quantidades de calor sem que ocorram elevações bruscas de temperatura, a qual varia pouco durante o dia garantindo a sobrevivência dos seres aquáticos. Variações na temperatura podem modificar outras propriedades da água como a viscosidade, a densidade e a presença de oxigênio (Mota, 1997). A temperatura pode variar em função de fontes naturais (a energia solar) e fontes ligadas a atividades antrópicas (indústrias e águas de resfriamento de máquinas) (www.ambiente.org.br/conferencias).

A temperatura das águas superficiais varia com a localização geográfica e as condições meteorológicas. Nos reservatórios, as mudanças bruscas de temperatura podem causar danos às comunidades bióticas, além de alterar as características químicas da água. (Branco,1977).

Em relação a temperatura, as alterações envolventes na construção de um reservatório oriundas do aparecimento de um ambiente lêntico, provoca a estratificação térmica. Esta é constatada ao longo da coluna d’água em reservatórios profundos, neste sentido, Branco (1978) destaca o aparecimento de 3 níveis ou camadas distintas de temperatura, sendo elas: epilímnio, metalímnio e hipolímnio.

Em vista desta estratificação vertical e superficial, este trabalho avaliou as condições do TDS, CE e Temperatura, no reservatório da UHE Dona Francisca no RS, considerando-se a coluna de água e sua espacialidade.

 

METODOLOGIA

 

As variáveis analisadas neste trabalho foram obtidas no dia 28.03.03. Para coleta das amostras obedeceu-se uma distribuição eqüidistante com auxílio do GPS (Sistema de Posicionamento Global), obtendo-se 32 pontos amostrais.

Os dados coletados referem-se as variáveis Total de Sólidos Dissolvidos (TDS), Condutividade Elétrica (CE) e Temperatura, os quais foram obtidos em três profundidades: subsuperfície (+ ou – 30 cm), na profundidade do disco de Secchi e aos três metros. A CE e o TDS foram obtidos com o aparelho ORION 515 e a temperatura foi medida com o aparelho PH MASTER da marca Sensoglass.

 

 


 

RESULTADOS

 

Entre as variáveis estudadas (CE; TDS e temperatura), observa-se que o maior coeficiente de variação ocorreu na variável temperatura. Observando o Quadro 01 e a Figura 01, nota-se que o TDS apresenta-se homogêneo, em quase toda área da barragem da UHE Dona Francisca, tanto em subsuperfície como na profundidade Secchi e nos 03 metros de profundidade.

 

QUADRO 1: Média, desvio padrão e coeficiente de variação das variáveis analisadas, de acordo com as três profundidades

 

Variáveis

Profundidade

Média

Desv. Pad.

C. V.

TDS

Subsuperfície

20,16

0,37

0,02

Prof. Secchi

20,19

0,47

0,02

3 metros

20,25

0,44

0,02

CE

Subsuperfície

43,03

0,50

0,01

Prof. Secchi

43,13

0,55

0,01

3 metros

43,16

0,50

0,01

Temperatura

Subsuperfície

26,80

1,12

0,04

Prof. Secchi

26,30

0,76

0,02

3 metros

25,70

0,40

0,02

 

 

As maiores variações ocorrem no setor intermediário, entre os pontos amostrais 22 e 27, voltando à estabilização a partir do ponto 28 (próximo ao dique) com valores mais elevados (Figura 01).

 

FIGURA 01 – Comportamento do TDS nas três medidas (subsuperfície, profundidade Secchi e 3 metros de profundidade)

 

Nota-se que os valores das médias e dos desvios padrão são bem aproximados para as três medidas obtidas. A maior média obtida para o TDS foi nos 03 metros de profundidade (20,25 mg/L) e a menor foi em subsuperfície (20,16 mg/L), nesta medida ocorreu o menor desvio padrão, ou seja, 0,37. Para a medida obtida na profundidade Secchi e nos 03 metros, o desvio padrão foi de 0,47 e 0,44, respectivamente. Nota-se que são valores baixos, pois não há grandes variações de TDS nos pontos amostrados, o que é confirmado pelo coeficiente de variação que foi de 0,02 para as três medidas (Quadro 01).

Branco e Rocha (1977), destacam que o Water Quality Criteria (1968) recomenda que o TDS não exceda 500mg/L, nos locais em que existam mananciais disponíveis com teores menores que esse. Em trabalho realizado por Souza (2001), também encontram-se referências em relação ao TDS, dizendo que concentrações maiores que 400 mg/L de sais tornam a água imprópria para o consumo e que para a água ter sabor agradável não deve exceder 500 mg/L, assim, pode-se destacar que na água da UHE Dona Francisca os valores encontrados são considerados baixos e não afetam a qualidade da água, quanto a esta variável.

A CE, apresentou valores mais baixos e homogêneos próximo ao início da formação do reservatório, para as três diferentes profundidades, portanto, visualiza-se claramente que as maiores oscilações ocorreram no setor intermediário (Figura 02).

 

FIGURA 02 – Comportamento da Condutividade Elétrica nas três medidas (subsuperfície, profundidade Secchi e 3 metros de profundidade)

 

Conforme Quadro 01, observa-se que a CE apresenta média com valores aproximados entre si nas três diferentes medidas. O desvio padrão apresenta-se mais elevado na medida da profundidade Secchi, porém o coeficiente de variação é baixo e de mesmo valor para as três medidas (0,01). De um modo geral, pode-se dizer que a condutividade elétrica não apresentou valores muito diferenciados para as diferentes tomadas de medida, principalmente, se levarmos em consideração o início do represamento das águas.

Em relação a temperatura, verificou-se no reservatório da UHE–Dona Francisca, a existência de compartimentos aquáticos diferenciados (montante, intermediário e jusante) quanto ao comportamento da temperatura de subsuperfície, temperatura na profundidade do disco de Secchi e de temperatura de três metros de profundidade (Figura 03). Considerando-se as três diferentes medidas, a maior média ocorreu em subsuperfície e foi diminuindo com a profundidade (Quadro 01), bem como o maior desvio padrão e o coeficiente de variação que também foram maiores em subsuperfície, ou seja, há maior variação da temperatura em subsuperfície do que na profundidade Secchi e nos 3 metros.

Visualiza-se no Quadro 01 e na Figura 03, que a maior homogeneidade da temperatura ocorreu nos 3 metros, a qual atingiu média de 25,70 m e desvio padrão de 0,40, ou seja, é nesta profundidade que se encontram os menores valores de temperatura encontrados dentre as três medidas obtidas. Enquanto que, em subsuperfície ocorre a maior média (26,80), o maior desvio padrão (1,12) e o maior coeficiente de variação (0,04), esta maior variação da temperatura em subsuperfície provavelmente esteja relacionada com a maior influência de fatores externos nesta camada como a ação dos ventos.

 

FIGURA 03 – Comportamento da temperatura nas três medidas (subsuperfície, profundidade Secchi e 3 metros de profundidade)

 

Os maiores valores de temperatura de subsuperfície estão situados no compartimento intermediário com a média de 27,8°C, ou seja, mais de 1°C superior aos demais compartimentos, fato que pode estar relacionado com o horário da coleta dos dados, ou seja, as coletas realizadas no setor intermediário do reservatório foram realizadas em horários em que a penetração dos raios solares é maior devido a estes estarem mais perpendiculares.

A temperatura na profundidade Secchi foi menor em média 0,5°C do que a de subsuperfície. Este dado representa a influência do meio externo, a qual é elevada e devido a isso há correlação significativa (0,78) entre as duas medidas, nos diferentes pontos amostrais na distribuição horizontal (Quadro 02). As influências do meio externo estão relacionadas à entrada de radiação solar que se concentra nessa seção da coluna d’água.

A temperatura, em três metros de profundidade foi homogênea ao longo do reservatório, sendo que na porção montante da barragem a amplitude térmica foi menor em relação a de subsuperfície. Esse fato ocorre devido a maior turbulência da água neste compartimento semelhante a um ambiente lótico. Pois esse compartimento é extremamente vulnerável aos processos hidrodinâmicos de entrada de água. Na parte intermediária foram identificadas as maiores amplitudes térmicas, já na porção próxima do dique, a amplitude térmica foi menor.

A maior correlação da temperatura em diferentes profundidades ocorreu entre as medidas de subsuperfície e na profundidade do disco de Secchi. Este fato deve estar relacionado com a influência do meio externo, visto que, na temperatura de subsuperfície e em três metros de profundidade a correlação não foi significativa. Observou-se que quanto maior a profundidade, menor o coeficiente de variação e as melhores correlações ocorrem entre dados de menor profundidade. Este quadro permite afirmar que a temperatura da água nas medidas mais superficiais são mais vulneráveis ao meio externo, tais como, a presença de radiação. Esta condição foi a encontrada no período do ano em que foi realizada a coleta de dados. A matriz de correlação é apresentada no Quadro 2.

 

QUADRO 02: Matriz de correlação entre TDS, CE e temperatura.

 

 

TDS

TDS Secchi

TDS 3m

CE

CE Secchi

CE 3m

Temp.

Temp.

Secchi

Temp. 3m

TDS

1

0,75

0,74

0,67

0,53

0,60

-0,62

-0,69

-0,66

TDS Secchi

 

1

0,70

0,77

0,59

0,71

-0,40

-0,58

-0,73

TDS 3m

 

 

1

0,81

0,61

0,77

-0,47

-0,58

-0,79

CE

 

 

 

1

0,74

0,87

-0,28

-0,45

-0,76

CE Secchi

 

 

 

 

1

0,90

-0,07

-0,30

-0,69

CE 3m

 

 

 

 

 

1

-0,05

-0,32

-0,80

Temp.

 

 

 

 

 

 

1

0,78

0,25

Temp. Secchi

 

 

 

 

 

 

 

1

0,57

Temp. 3m

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

Onde: TDS – Totais de sólidos dissolvidos em subsuperfície.

TDS Secchi – Totais de sólidos dissolvidos na profundidade Secchi.

TDS 3m – Totais de sólidos dissolvidos na profundidade de 3 metros.

CE – Condutividade Elétrica em subsuperfície.

CE Secchi - Condutividade Elétrica na profundidade Secchi.

CE 3m – Condutividade Elétrica na profundidade de 3 metros.

Temp – Temperatura em subsuperfície.

Temp. Secchi – Temperatura na profundidade Secchi.

Temp. 3m – Temperatura na profundidade de 3 metros.

 

A correlação do TDS em diferentes profundidades foi significativa para as três profundidades. Houve um certo equilíbrio entre os resultado, indicando uma leve tendência de melhores resultados para aqueles obtidos em menores profundidades. A CE também apresentou correlação significativa em todas as profundidades, entretanto, com tendência de melhor correlação para dados em maior profundidade (Quadro 2).

Embora a correlação seja inversa entre temperatura e TDS, os valores e comportamento das correlações são semelhantes com os do TDS e a CE. Em ambos os casos, as correlações foram significativas entre si em todas as profundidades com indicação de ser um pouco maior em 3 metros de profundidade.

Em relação a temperatura e CE em diferentes profundidade, verificou-se que a correlação foi significativa somente na profundidade de três metros com a correlação de -0,80. A Figura 4 apresenta a dispersão entre os dados de temperatura e CE a três metros de profundidade. Observa-se que quanto menor a temperatura maior é CE.

 

FIGURA 4 – Dispersão entre Condutividade Elétrica e Temperatura em profundidade de 3 metros.

 

Analisando-se as correlações entre as variáveis, observa-se que a 3 metros de profundidade encontram-se os maiores valores. A maior correlação foi registrada entre a temperatura e condutividade elétrica em 3 metros de profundidade (-0,80) e considerando-se somente estas duas variáveis nas demais profundidades, as correlações não foram significativas. O Quadro 2 apresenta a matriz de correlação entre as variáveis limnológicas em diferentes profundidades.

As Variáveis TDS e CE apresentaram um comportamento semelhante quanto as suas correlações em função da profundidade. Em ambos os casos as correlações foram significativas, sendo que os maiores valores foram encontrados em subsuperfície e na profundidade de 3 metros.

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

 

Verificou-se que as camadas superficiais da água do reservatório de Dona Francisca, apresentam-se mais vulneráveis a influência da irradiação solar, esta condição foi verificada para o caso da temperatura. Por outro lado, as maiores correlações identificadas na profundidade de 3 metros encontradas para a condutividade elétrica, indicam que o ambiente, nesta profundidade, apresenta um comportamento mais homogêneo e associado com a temperatura. Os menores valores de correlações encontradas entre as variáveis, na profundidade do disco de Secchi, indicam que nesta profundidade existe uma descontinuidade de correlações entre as variáveis, indicando uma grande variação de ambiente, nesta profundidade.

 

BIBLIOGRAFIA

 

ALLAN, J.D. Stream Ecology. Structure and Function of Running Waters. London: Chapman & Hall, 1995.

 

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ESTEVES, F. A. Fundamentos de Limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 1998.

 

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MÜLLER, A.C. Hidrelétricas, meio ambiente e desenvolvimento. São Paulo: Makron Books, 1995.

 

PEREIRA FILHO, W. Influência dos diferentes tipos de uso da terra em bacias hidrográficas sobre sistemas aquáticos da margem esquerda do Reservatório de Tucuruí – Pará. 2000. 138 f. Tese (Doutorado em Geografia Humana) – Universidade de São Paulo. São Paulo, 2000.

 

PROJESUL/ SPVS. Terra o coração ainda bate: Guia de Conservação Ambiental. São Paulo: PROJESUL/ SPVS, 1990.

 

REBOUÇAS, A. C. Água doce no mundo e no Brasil. In: Águas doces no Brasil, capital ecológico, uso e conservação. REBOUÇAS, A. C.; BRAGA, B.; TUNDISI, J. G. São Paulo: Escrituras, 1999. p. 01-36.

 

RODRIGUEZ, F. A. O papel das barragens na Agricultura Brasileira. In: Barragens, Desenvolvimento e Meio Ambiente. São Paulo, 14-16 Fevereiro, 2000.

 

SOUZA, B. S. P. A qualidade da água em Santa Maria/RS: uma análise ambiental das bub bacias hidrográficas dos rios Ibicuí Mirim e Vacacaí Mirim. São Paulo. 234f. Tese (Doutorado em Geografia Física). Universidade de São Paulo. São Paulo, 2001.

 

TUNDISI, J. G. Limnologia de represas e barragens artificiais. Boletim de hidráulica e saneamento, n. 11, 46p. 1986. www.ambiente.org.br/ conferencias < acesso em abr-2003>

 

 

AGRADECIMENTOS

 

Agradecemos à FAPERGS (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul), pelo auxílio financeiro através dos processos n.° 02/5045-6 e n.° 01/0304-1.