A seca e seus impactos quali-quantitativos na disponibilidade hídrica de reservatórios na Região Semiárida
Drought is a natural and recurring phenomenon, especially in the Brazilian semiarid region, which is vulnerable to interannual climate variability. In this sense, aquatic ecosystems, especially continental ones, as reservoirs, are increasingly susceptible to the actions of extreme events (severe...
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| Autor principal: | |
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| Outros Autores: | |
| Formato: | Dissertação |
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| Publicado em: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Assuntos: | |
| Endereço do item: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30258 |
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Índice de precipitação padronizada Seca Saúde pública Segurança hídrica Semiárido |
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Índice de precipitação padronizada Seca Saúde pública Segurança hídrica Semiárido Santos, Diógenes Fernandes dos A seca e seus impactos quali-quantitativos na disponibilidade hídrica de reservatórios na Região Semiárida |
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Drought is a natural and recurring phenomenon, especially in the Brazilian semiarid
region, which is vulnerable to interannual climate variability. In this sense, aquatic
ecosystems, especially continental ones, as reservoirs, are increasingly susceptible
to the actions of extreme events (severe drought, intense rains). Thus, the
characteristics of semi-arid regions, such as the intermittency of rivers and high rates
of evaporation, combined with prolonged drought, tend to increase the levels of
nutrients and the residence time of reservoir water, favoring the eutrophic condition
and the unfeasibility the use of these for human activities. The aim of this study was
to identify the occurrence and characteristics of drought, and how it is associated
with the temporal variability of the water volume stored in the springs of the semiarid
region. In addition, the study sought to assess the impacts of prolonged drought on
the water quality of these sources, verifying whether there was a change in their
trophic state during the occurrence of drought events. To this end, the study was
carried out in two small reservoirs (~ 12.7 and 10.4 km²) in the Piancó-Piranhas-Açu
River basin, in the semi-arid region of the state of Rio Grande do Norte. To identify
the periods and characteristics of the meteorological and hydrological droughts, the
SPI (Standardized Precipitation Index) was used, calculated from a 57-year-old
rainfall database (1963-2019) (EMPARN), and the anomaly of the stored water
volume in reservoirs for 19 years (2001-2019) (IGARN). The results showed that the
36-month SPI (SPI-36) was the best suited for classifying droughts associated with
water volume. Spearman's correlation between SPI-36 and monthly stored volume of
reservoirs was 0.79 and 0.89 for Boqueirão (12.7 km²) and Passagem das Traíras
(10.4 km²), respectively (p <0.0001). During the years 2001 to 2019, four drought
events of different intensities and durations occurred in the two reservoirs studied
(2001-2002, 2003, 2007-2008, 2012-2019), with the Boqueirão reservoir showing the
highest intensity and frequency, corresponding ~ from 22 to 11% of the total events,
while the reservoir of Passagem das Traíras (10.4 km²), moderate, severe and
extreme droughts corresponded to ~ 15, 11 and 9%, respectively. On the other hand,
the hydrological drought is more intense in the reservoir of Passagem das Traíras.
The most intense drought in both reservoirs lasted ~ 8 years (2012-2019). In the
qualitative approach, during the years 2012 to 2019, the results indicated that there
was an increase in chlorophyll-a, electrical conductivity, pH and turbidity due to the
reduction in the water volume of the reservoirs. As well, when comparing the periods,
it was verified a variation in the concentrations of total phosphorus and dissolved
reactive phosphorus. In this sense, the study also demonstrated that the prolongation
of drought had an impact on the intensification of eutrophication, changing the trophy
status of Boqueirão de Parelhas, changing from mesotrophic to eutrophic. For the
reservoir Passagem das Traíras the permanence of the eutrophic state was
evaluated, but with more intensified impacts, such as an increase in algal biomass,
confirming the hypothesis of the work. Understanding the impacts of drought on
reservoirs, as well as the result of it on water availability, qualitative and quantitative,
can be a facilitating means to better manage water resources in the region, as well
as an important means in decision-making to mitigate the impact of drought in the
population that depends on reservoirs for human supply, fishing, animal drinking and
others. |
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Becker, Vanessa |
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Becker, Vanessa Santos, Diógenes Fernandes dos |
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Santos, Diógenes Fernandes dos |
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ri-123456789-302582020-10-11T07:39:06Z A seca e seus impactos quali-quantitativos na disponibilidade hídrica de reservatórios na Região Semiárida Santos, Diógenes Fernandes dos Becker, Vanessa Silva, Jonathan Mota da Silva, Fabrício Daniel dos Santos Silva, Fabiana Oliveira de Araújo Índice de precipitação padronizada Seca Saúde pública Segurança hídrica Semiárido Drought is a natural and recurring phenomenon, especially in the Brazilian semiarid region, which is vulnerable to interannual climate variability. In this sense, aquatic ecosystems, especially continental ones, as reservoirs, are increasingly susceptible to the actions of extreme events (severe drought, intense rains). Thus, the characteristics of semi-arid regions, such as the intermittency of rivers and high rates of evaporation, combined with prolonged drought, tend to increase the levels of nutrients and the residence time of reservoir water, favoring the eutrophic condition and the unfeasibility the use of these for human activities. The aim of this study was to identify the occurrence and characteristics of drought, and how it is associated with the temporal variability of the water volume stored in the springs of the semiarid region. In addition, the study sought to assess the impacts of prolonged drought on the water quality of these sources, verifying whether there was a change in their trophic state during the occurrence of drought events. To this end, the study was carried out in two small reservoirs (~ 12.7 and 10.4 km²) in the Piancó-Piranhas-Açu River basin, in the semi-arid region of the state of Rio Grande do Norte. To identify the periods and characteristics of the meteorological and hydrological droughts, the SPI (Standardized Precipitation Index) was used, calculated from a 57-year-old rainfall database (1963-2019) (EMPARN), and the anomaly of the stored water volume in reservoirs for 19 years (2001-2019) (IGARN). The results showed that the 36-month SPI (SPI-36) was the best suited for classifying droughts associated with water volume. Spearman's correlation between SPI-36 and monthly stored volume of reservoirs was 0.79 and 0.89 for Boqueirão (12.7 km²) and Passagem das Traíras (10.4 km²), respectively (p <0.0001). During the years 2001 to 2019, four drought events of different intensities and durations occurred in the two reservoirs studied (2001-2002, 2003, 2007-2008, 2012-2019), with the Boqueirão reservoir showing the highest intensity and frequency, corresponding ~ from 22 to 11% of the total events, while the reservoir of Passagem das Traíras (10.4 km²), moderate, severe and extreme droughts corresponded to ~ 15, 11 and 9%, respectively. On the other hand, the hydrological drought is more intense in the reservoir of Passagem das Traíras. The most intense drought in both reservoirs lasted ~ 8 years (2012-2019). In the qualitative approach, during the years 2012 to 2019, the results indicated that there was an increase in chlorophyll-a, electrical conductivity, pH and turbidity due to the reduction in the water volume of the reservoirs. As well, when comparing the periods, it was verified a variation in the concentrations of total phosphorus and dissolved reactive phosphorus. In this sense, the study also demonstrated that the prolongation of drought had an impact on the intensification of eutrophication, changing the trophy status of Boqueirão de Parelhas, changing from mesotrophic to eutrophic. For the reservoir Passagem das Traíras the permanence of the eutrophic state was evaluated, but with more intensified impacts, such as an increase in algal biomass, confirming the hypothesis of the work. Understanding the impacts of drought on reservoirs, as well as the result of it on water availability, qualitative and quantitative, can be a facilitating means to better manage water resources in the region, as well as an important means in decision-making to mitigate the impact of drought in the population that depends on reservoirs for human supply, fishing, animal drinking and others. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq A seca um fenômeno natural e recorrente, especialmente no semiárido brasileiro, que é vulnerável a variabilidade interanual do clima. Nesse sentido, ecossistemas aquáticos, em especial os continentais, como reservatórios, estão cada vez mais suscetíveis às ações dos eventos extremos (seca severa, chuvas intensas). Sendo assim, as características das regiões semiáridas, como a intermitência dos rios e as altas taxas de evaporação, aliadas à seca prolongada, tendem a aumentar os níveis de nutrientes e o tempo de residência da água de reservatórios, favorecendo a condição eutrófica e a inviabilização o uso destes para as atividades humanas. O objetivo deste estudo foi identificar a ocorrência e as características da seca, e como esta se associa com a variabilidade temporal do volume hídrico armazenado nos mananciais da região semiárida. Além disso, o estudo buscou avaliar os impactos da seca prolongada na qualidade da água destes mananciais, verificando se houve intensificação de estado trófico dos mesmos durante a ocorrência de eventos de seca. Para tanto, o estudo foi realizado em dois reservatórios de pequeno porte (~ 12,7 e 10,4 km²) da bacia do Rio Piancó-Piranhas-Açu, na região semiárida do estado do Rio Grande do Norte. Na identificação dos períodos e características das secas meteorológica e hidrológica foi utilizado o SPI (Standardized Precipitation Index), calculado a partir de uma base de dados pluviométricos de 57 anos (1963- 2019) (EMPARN), e a anomalia do volume armazenado de água nos reservatórios durante 19 anos (2001- 2019) (IGARN). Os resultados mostraram que o SPI de 36 meses (SPI-36) foi o que melhor se adequou para classificação das secas associadas ao volume hídrico. A correlação de Spearman entre o SPI-36 e volume armazenado mensal dos reservatórios foi de 0,79 e 0,89 para Boqueirão (12,7 km²) e Passagem das Traíras (10,4 km²), respectivamente (p <0.0001). Durante os anos de 2001 a 2019 ocorreram quatros eventos de secas de diferentes intensidades e durações nos dois reservatórios estudados (2001-2002, 2003, 2007- 2008, 2012-2019), sendo que o reservatório Boqueirão apresentou a maior intensidade e frequência, correspondendo ~ de 22 a 11% do total de eventos, enquanto o reservatório de Passagem das Traíras (10,4 km²), as secas moderadas, severas e extremas corresponderam ~ 15, 11 e 9%, respectivamente. Por outro lado, a seca hidrológica é mais intensa no reservatório de Passagem das Traíras. A seca mais intensa em ambos os reservatórios durou ~ 8 anos (2012-2019). Na abordagem qualitativa, durante os anos de 2012 a 2019, os resultados indicaram que houve um aumento da clorofila-a, condutividade elétrica, pH e turbidez em função da redução do volume hídrico dos reservatórios. Como também, quando comparado os períodos, foi verificado, variação nas concentrações de fósforo total e fósforo reativo dissolvido. Nesse sentido, o estudo, também, demonstrou que o prolongamento da seca impactou na intensificação da eutrofização alterando o estado de trofia de Boqueirão de Parelhas passando de mesotrófico para eutrófico. Para o manancial Passagem das Traíras foi avaliado a permanência do estado eutrófico, mas com impactos mais intensificados, como aumento da biomassa algal confirmando a hipótese do trabalho. Compreender os impactos da seca nos reservatórios, bem como o resultado dela na disponibilidade hídrica, qualiquantitativa, pode ser um meio facilitador para melhor gerenciar os recursos hídricos da região, como também um meio importante na tomada de decisões para atenuar o impacto da seca na população que depende dos reservatórios para o abastecimento humano, pesca, dessedentação animal e outros. 2020-10-05T18:35:44Z 2020-10-05T18:35:44Z 2020-04-01 masterThesis SANTOS, Diógenes Fernandes dos. A seca e seus impactos quali-quantitativos na disponibilidade hídrica de reservatórios na Região Semiárida. 2020. 59f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Sanitária e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30258 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL |