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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Phelipe da Silva Anjinho
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Mauad, Frederico Fabio (Presidente)
Barbosa, Alexandre Augusto
Vitti, Dalva Maria de Castro
Título em português
Modelagem distribuída da poluição pontual e difusa dos sistemas hídricos da bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo, Itirapina-SP
Palavras-chave em português
Modelagem distribuída
MQUAL
Nutrientes
Poluição hídrica
Qualidade da água
Reservatório do Lobo
Rio Itaqueri
Resumo em português
A poluição hídrica é um dos principais desafios ambientais enfrentados atualmente, causada, principalmente, pelas atividades humanas que introduzem substâncias e materiais prejudiciais aos sistemas ambientais. Umas das principais formas de poluição hídrica é por meio do enriquecimento de nutrientes que traz como consequência a eutrofização das águas. Esse processo altera as características ecológicas dos ecossistemas aquáticos, causando impactos ambientais, econômicos e sociais. Na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo, localizada na região centro-leste do estado de São Paulo, observa-se a presença de diversas atividades que podem alterar a qualidade de suas águas se não forem devidamente planejadas e geridas. Sendo assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos das atividades humanas sobre o aporte de nutrientes na bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo. Para tanto, foram simuladas as cargas e concentrações de fósforo e nitrogênio total nos cursos hídricos da bacia, por meio de uma modelagem distribuída a partir do acoplamento de equações empíricas em ambiente SIG. Informações de uso e ocupação do solo, topográficas, demográficas e hidrológicas foram utilizadas para simular as cargas e concentrações de nutrientes geradas por fontes pontuais e difusas de poluição. Análises dos parâmetros físicos, químicos e biológicos das águas do rio Itaqueri, ribeirão do Lobo e córrego Água Branca foram realizadas a fim de avaliar a qualidade das águas e o desempenho do método utilizado. Os resultados indicam que as cargas simuladas de nitrogênio e fósforo total são majoritariamente geradas por fontes difusas de poluição, com percentual de 81% e 76% respectivamente. A sub-bacia do rio Itaqueri é a região mais crítica da área de estudo, produzindo mais de 50% das cargas de nitrogênio e fósforo total. De toda a carga pontual produzida anualmente na bacia, aproximadamente 90% são geradas na sub-bacia do rio Itaqueri via córrego Água Branca. Os modelos de regressão linear entre as concentrações simuladas e observadas apresentaram relações significativas. Para o nitrogênio, o coeficiente de determinação (R²) encontrado foi igual a 0,73 (p < 0,05) e, para o fósforo, o valor encontrado foi igual a 0,72 (p < 0,05). Esse estudo mostrou que, apesar das limitações, a metodologia foi representativa para a área de estudo, indicando que o modelo foi capaz de diagnosticar e predizer a distribuição espacial da concentração de nutrientes nos sistemas hídricos da bacia hidrográfica do ribeirão do Lobo.
Título em inglês
Distributed modeling of point and diffuse pollution of the water systems in the Lobo river basin, Itirapina-SP
Palavras-chave em inglês
Distributed modeling
Itaqueri river
Lobo Reservoir
MQUAL
Nutrients
Water pollution
Water quality
Resumo em inglês
Water pollution is one of the main environmental challenges currently facing, caused mostly by human activities that introduce harmful substances and materials into environmental systems. One of the main forms of water pollution is through the enrichment of nutrients that results in eutrophication of water. This process may change the ecological characteristics of aquatic environments, causing environmental, economic and social impacts. In the Lobo river basin, located in the central region of São Paulo state, several activities can pollute the water of the basin. Thus, the objective of this work was to evaluate the effects of human activities on the nutrient supply in the Lobo river basin. For that, the loads and concentrations of total phosphorus and total nitrogen were simulated for the watercourses through a distributed modeling from the combination of empirical equations in GIS. Land use, topographical, demographic and hydrological information were used to simulate the loads and concentrations of nutrients generated by point sources and diffuse pollution sources. Physical, chemical and biological analysis of waters of the Itaqueri, Lobo and Água Branca streams were carried out in order to evaluate the water quality and the performance of the method used. The results revealed that the simulated loads of total nitrogen and total phosphorus are mostly generated by diffuse sources, with a percentage of 81% and 76% respectively. The Itaqueri river sub-basin is the most critical region of the study area, producing more than 50% of total nitrogen and total phosphorus loads. It was also observed that of all point load produced annually in the basin, 90% are generated in the river Itaqueri sub-basin, through Água Branca stream. The linear regression models between the simulated and observed concentrations of nitrogen and phosphorus presented significant relationship. For nitrogen, the determination coefficient (R²) found was 0.73 (p < 0.05) and for phosphorus the value found was 0.72 (p < 0.05). This study showed that the methodology was representative for the study area, indicating that the model was able to assess the spatial distribution of nutrient concentration in the water systems of the Lobo river basin.
 
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Data de Publicação
2019-05-29
 
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