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Título: Análise multivariada na identificação dos fatores determinantes da qualidade da água na Bacia Hidrográfica do Rio Jaibaras-Ceará
Título em inglês: Analysis multivariate in the identification of the determinative factores of the quality of the water in the watershed of Rive Jaibaras-Ceará.
Autor(es): Girão, Enio Giuliano
Orientador(es): Andrade , Eunice Maia de
Palavras-chave: Irrigação e drenagem
Degradação hídrica
Estatística multivariada
Bacia hidrográfica do rio Jaibaras
Qualidade de água
Poluição difusa.
Water pollution. Multivariate statistical
Jaibaras watershed
Water quality
Nonpoint pollution.
Data do documento: 2006
Citação: Girão, E. G. (2006)
Resumo: Na identificação das possíveis fontes e cargas poluidoras das águas superficiais da bacia hidrográfica do rio Jaibaras, desenvolveu-se um trabalho composto por três etapas, com o objetivo de se obter um melhor conhecimento da qualidade das águas. Na primeira etapa (Etapa I), identificaram-se as fontes de poluição hídrica da parte alta desta sub-bacia, desde as nascentes do rio Jaibaras e seus tributários até o açude Ayres de Souza. O levantamento ocorreu no período de maio de 2004 a julho de 2005. As principais fontes poluidoras estão ligadas aos esgotos domésticos e resíduos sólidos despejados no leito e próximo às margens dos mananciais. Poucas fontes de poluição ligadas à agricultura foram identificadas. O açude Ayres de Souza sofre intervenções de esgotos domésticos, disposição de resíduos sólidos, inclusive lixões a céu aberto, carga de produtos oriundos da piscicultura intensiva, ocupação das Áreas de Preservação Permanente (APPs) por balneários, residências e atividades de pecuária e agricultura. Não se têm dados conclusivos sobre a contribuição da piscicultura para a poluição do manancial. Na etapa seguinte (Etapa 2), identificou-se a influência do clima na variabilidade temporal e os fatores determinantes da qualidade das águas no açude Ayres de Souza, pelo emprego da Análise de Agrupamento Hierárquico (AAH) e Análise da Componente Principal (ACP). Os parâmetros físicos, químicos e biológicos, somando 28 variáveis, foram medidos em 4 pontos distintos na bacia hidráulica, no período de setembro de 2004 a maio de 2005. Observou-se por meio da AAH que a qualidade da água sofre maior influência da sazonalidade climática, com descontinuidade geográfica no processo de agrupamentos. A ACP mostrou que 82% da variância total dos dados foi explicada por um modelo com duas componentes. A primeira componente principal está relacionada ao aporte antropogênico na bacia hidráulica, sendo K+, PO-3 4, Ca2+ e DBO, os elementos de maior peso nesta componente. A segunda componente relaciona-se ao processo de sodificação (Na+ e RAS) das águas pelos solos, provenientes da área sedimentar à montante da bacia hidráulica. Na última etapa (Etapa III), identificaram-se os parâmetros químicos mais importantes na variabilidade espacial da qualidade da água no trecho perenizado do rio Jaibaras, pelo emprego da Análise da Componente Principal. Foram realizadas 24 campanhas de coletas de água, no período de abril/2002 a junho/2005, em dois pontos ao longo do rio (na saída da galeria do açude Ayres de Souza e na foz). As variáveis consideradas foram: pH, condutividade elétrica (CE), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), sódio (Na+), potássio (K+), bicarbonato (HCO- 3), fosfato (PO-3 4), cloreto (Cl-), amônia (NH+ 4), nitrato (NO- 3), sulfato (SO- 4) e Relação de Adsorção de sódio (RAS). Observou-se por meio da ACP que no início do trecho perenizado, a qualidade da água relaciona-se com três fatores, explicando 80% da variância total. O primeiro fator expressa uma componente mineral. Importância secundária teve a poluição orgânica, seguida pela presença de detergentes e esgotos domésticos. Na confluência do rio Jaibaras com o rio Acaraú, dois fatores explicaram 81% da variância total dos dados. Neste ponto, a qualidade da água recebe maior influência da ação antrópica (dejetos dos balneários, fertilizantes nitrogenados e esgotos domésticos). A ACP permitiu verificar o efeito dos parâmetros químicos na variação espacial da qualidade das águas superficiais no trecho perenizado do rio Jaibaras.
Abstract: Aiming to identify the apportionment of pollution sources/factors with a view to get better information about the water quality at Jaibaras watershed, a research composed of three steps was developed. In the first step (Step I), it was identified the water pollution sources at the upland of Jaibaras watershed until Ayres de Souza dam. The survey occurred from May/2004 to Jul/2005. The pollution sources are related about domestical sewages and land disposal, which are poured in the river and close to the repair zones. Few pollution sources can be related to agricultural activity. The Ayres de Souza dam is also under the effect of domestical swage, land disposal as well as other human activities. In the second step (Step II) multivariate statistical techniques (Cluster Analysis/Principal Component Analysis, CA/PCA) were applied to identify weather influence on temporal variability and the factors that determined the water quality in Ayres de Souza dam. It was measured 28 physical, chemical and biological variables in four sampling stations sited in the reservoir, and in four different campaigns from Sept/2004 to May/2005. The CA allowed the identification of the weather variability influency under water quality. Two principal components were extracted, explaining the 82% of the data variance. The first principal component was mainly associated with K+, PO-3 4, Ca2+ e DBO (anthropogenic factor). The second principal component showed a strong loading on Na+ and SAR. It was basically assigned to sodicity factor. Although, there are an intensive fishing activities in the dam it was not possible to relate this activity as a source of water pollution. In the least step (Step III) PCA was applied to the data set on water quality of the Jaibaras River, from Ayres de Souza dam to the mouth of the river, generated during three years (Apr/2002-Jun/2005), to define pollution factors. It was measured 13 physico-chemical variables (pH, EC, Ca2+, Mg2+, Na+, K+), bicarbonato (HCO- 3), fosfato (PO- 3 4), cloreto (Cl-), amônia (NH+ 4), nitrato (NO- 3), sulfato (SO- 4) and Relação de Adsorção de Sódio (RAS) in the two sampling stations (Ayres de Souza dam gallery and Jaibaras mouth). At Ayres de Souza aqueduct three factors were extracted which explained 80% of the total variance. The first factor represent “weathering” processes from rocks (meneralization factor). The second factor can be interpreted as an organic pollution and domestical sewages. At Jaibaras River mouth two factors were extracted, explaing 81% of the total variance in the original data set. The identified factors were related do human action (fertilizers and sewages). The multivariate statistical technique allowed the identification of the chemical and weather actions over the water quality at Jaibaras River.
Descrição: GIRÃO, Enio Giuliano. Análise multivariada na identificação dos fatores determinantes da qualidade da água na Bacia Hidrográfica do Rio Jaibaras-Ceará. 2006. 105 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Curso de Mestrado em Agronomia: Irrigação e Drenagem, Fortaleza-CE, 2006.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/17896
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