Variation of the water table and salinity in alluvial aquifers of underground dams in the semi-arid regio n of Rio Grande do Norte, Brazil / Variação do nível freático e da salinidade do aquífero aluvial em barragens subterrâneas no semiárido do Rio Grande do Norte

Despite the growing progress in the construction of underground dams, there are few studies to evaluate and monitor these reservoirs after their construction. Thus, a research study was carried out to evaluate the water table level in alluvial aquifers and water salinity in four underground dams selected in the Cobras river basin, Parelhas municipality, Rio Grande do Norte. Water level variation was monitored using the traditional method and the Ground Penetrating Radar with generation of 3D virtual models. Water samples were collected between the months of December 2010 and December 2011 for electrical conductivity analysis. The results indicate that the accumulation of groundwater and salinity (expressed by electrical conductivity) in the reservoirs were affected by the spatial position within the hydrographic basin (limited occurrence of alluvial aquifer recharge area in headwater sectors) and the presence of surface reservoirs (upstream dams), which promote a more continuous recharge, greater renovation, and reduction of the salinity of the waters of the alluvial aquifer downstream.

Apesar do crescente avanço na construção de barragens subterrâneas, há poucos estudos de avaliação e monitoramento das barragens subterrâneas após a sua construção. Assim, foi realizada uma pesquisa com o objetivo de avaliar a salinidade da água e a variação do nível freático em aquífero aluvial em quatro barragens subterrâneas selecionadas na microbacia do rio das Cobras, município de Parelhas, RioGrande do Norte. As amostras de água foram coletadas entre os meses de dezembro de 2010 a dezembro de 2011 para análise da condutividade elétrica. A variação do nível da água foi monitorada utilizando método tradicional e o Ground Penetrating Radar com geração de modelos virtuais 3D. Os resultados indicam que a acumulação da água subterrânea e a sua salinidade (expressa pela condutividade elétrica) nos reservatórios foram afetadas pela posição espacial dentro da bacia hidrográfica (ocorrência limitada de área de recarga do aquífero aluvial em setores de cabeceiras do rio) e pela presença de reservatórios superficiais (açudes à montante), os quais promovem uma recarga mais contínua, maior renovação, e redução da salinidade das águas do aquífero aluvial à jusante.

Variação espacial de cátions, ânions e variáveis físico-químicas no rio Solimões-Amazonas entre Manaus e Jutaí, bacia amazônica / Spatial variation of cations, anions and physicochemical variables in the Solimões-Amazonas River, between Manaus and Jutaí, Amazon Basin

Cátions e ânions majoritários são espécies químicas de grande importância nos diversos compartimentos aquáticos, porém, pouco abordados de forma exclusiva na bacia amazônica. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica espacial de Na+, Ca2+, K+, Mg2+, Cl- e SO4 2- em um trecho do rio Solimões-Amazonas, levando-se em consideração a alcalinidade, potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica (CE), sólidos totais em suspensão (STS) e carbono orgânico total (COT). As coletas foram realizadas em maio, julho e setembro de 2012 em sete pontos na calha principal do rio Solimões-Amazonas e na foz de alguns dos principais tributários: rios Jutaí, Juruá, Japurá e Purus. Os cátions e ânions foram analisados por cromatografia de íons, STS por gravimetria, pH por potenciometria, alcalinidade por titulação potenciométrica, CE por condutimetria e o COT por oxidação catalítica por combustão. As concentrações médias dos cátions seguiram esta ordem Ca2+>Na+>Mg2+>K+ e dos ânions SO4 2->Cl-. De montante à jusante a tendência foi diminuição nas concentrações de cátions e ânions, das variáveis pH, CE, STS e alcalinidade, além do aumento das concentrações de COT. O presente estudo evidenciou mudanças nas características químicas sofridas pelo rio Solimões em seu curso. O aporte dos tributários pode ser apontado como um dos fatores responsáveis por essas modificações.

Major cations and anions are chemical species with great importance in different water compartments. However, no specific attention has been given to them in the Amazon basin. This study aimed to assess the spatial dynamic of Na+, Ca2+, K+, Mg2+, Cl- and SO4 2- in a specific section of the Solimões-Amazonas river taking into account the alkalinity, hydrogen potential (pH), conductivity electric (EC), total suspended solids (TSS) and total organic carbon (TOC). Samples were collected in May, July and September 2012 in seven points in the Solimões-Amazonas River and in the mouth of some of its main tributaries: rivers Jutaí, Juruá, Japurá and Purus. Cations and anions were analyzed by ion chromatography, TSS by gravimetry, pH by potentiometry, alkalinity by potentiometric titration, EC by conductimetry and TOC by catalytic oxidation combustion. The average cation concentrations followed this order: Ca2+ > Na+ > Mg2+ > K+ and anion SO4 2- > Cl. From the upstream of the river towards its downstream section there was a tendency for a decrease in cations and anions accumulation, pH, EC, TSS and alkalinity. On the other hand, there was an increase in TOC. The present study showed changes in chemical characteristics of Solimões River along its course. It was observed the contribution of the tributary rivers as one of the responsible factors for these changes.

Spatial-temporal variation of dissolved inorganic material in the Amazon basin / Variação espaço-temporal do material inorgânico dissolvido na bacia Amazônica

The Amazon River basin is important in the contribution of dissolved material to oceans (4% worldwide). The aim of this work was to study the spatial and the temporal variability of dissolved inorganic materials in the main rivers of the Amazon basin. Data from 2003 to 2011 from six gauging stations of the ORE-HYBAM localized in Solimões, Purus, Madeira and Amazon rivers were used for this study. The concentrations of Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl-, SO4 -2, HCO3 - and SiO2 were analyzed. At the stations of Solimões and Amazon rivers, the concentrations of Ca2+, Mg2+, HCO3 - and SO4 -2 had heterogeneous distribution over the years and did not show seasonality. At the stations of Madeira river, the concentration of these ions had seasonality inversely proportional to water discharge (dilution-concentration effect). Similar behavior was observed for the concentrations of Cl- and Na+ at the stations of the Solimões, Amazon and Madeira rivers, indicating almost constant release of Cl- and Na+ fluxes during the hydrological cycle. K+ and SiO2 showed almost constant concentrations throughout the years and all the stations, indicating that their flows depend on the river discharge variation. Therefore, the temporal variability of the dissolved inorganic material fluxes in the Solimões and Amazon rivers depends on the hydro-climatic factor and on the heterogeneity of the sources. In the Madeira and Purus rivers there is less influence of these factors, indicating that dissolved load fluxes are mainly associated to silicates weathering. As the Solimões basin contributes approximately 84% of the total flux of dissolved materials in the basin and is mainly under the influence of a hydro-climatic factor, we conclude that the temporal variability of this factor controls the temporal variability of the dissolved material fluxes of the Amazon basin.

A bacia do rio Amazonas é importante no aporte de material dissolvido para o oceano (4% a nível mundial). O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espaço-temporal do material inorgânico dissolvido nos principais rios da bacia Amazônica, para o qual foram utilizados dados entre 2003 e 2011 de seis estações hidrológicas do ORE-HYBAM localizadas nos rios Solimões, Purus, Madeira e Amazonas, analisados Ca2+, Na+, K+, Mg2+, Cl-, SO4 -2, HCO3 - e SiO2. Nas estações do rio Solimões e Amazonas as concentrações de Ca2+, Mg2+, HCO3 - e SO4 -2 tiveram distribuição heterogênea ao longo dos anos e não apresentaram sazonalidade. Nas estações do rio Madeira a concentração desses íons mostraram sazonalidade inversamente proporcional à vazão (efeito diluição-concentração). Comportamento similar tiveram Cl- e Na+ nas estações dos rios Solimões, Amazonas e Madeira, indicando liberação quase constante desses fluxos ao longo do ciclo hidrológico. K+ e SiO2 apresentaram concentrações quase constantes ao longo dos anos e entre as estações, indicando que seus fluxos dependem da variação da vazão. Portanto, a variação temporal do fluxo de material inorgânico dissolvido no rio Solimões e Amazonas depende do fator hidroclimatológico e da heterogeneidade das fontes. Nos rios Madeira e Purus há menor influência desses fatores, o que evidencia maior aporte dos silicatos. Como a bacia do Solimões aporta aproximadamente 84% do fluxo total de material dissolvido na bacia e está sob influência, principalmente, do fator hidroclimático, pode-se concluir que a variabilidade temporal desse fator controla a temporalidade dos fluxos do material dissolvido na bacia Amazônica.

Assessment of groundwater quality during dry season in Southeastern Brazzaville, Congo.

Groundwater samples collected from southeastern Brazzaville, Congo, during July 2008 (dry season) were analyzed for pH, Electrical Conductivity (EC), Total Dissolved Solids (TDS), Calcium (Ca2+), Magnesium (Mg2+), sodium (Na+) , Potassium (K+), Chloride (Cl-), Sulfate (SO4 2-), Bicarbonate (HCO3 -), Fluoride (F-) and Nitrate (NO3 -) using standard procedures (APHA, 1985). The results revealed that all the groundwater samples were below the limits, accordingly to the WHO standards (2004). Except pH of the samples were below the limit (6.5 to 8.5). EC of all the samples were below 300μS/cm. A comparison of the groundwater quality in relation to drinking water quality standards revealed that pH is the disqualifying parameter. The correlation studies and R-mode factor analysis were carried out on the hydrochemical data set. Factor analysis has revealed the factors controlling the hydrochemistry of the groundwater. Four principal factors were extracted by using Kaiser normalization: (1) dissolution of magnesium bearing minerals; (2) mineralization; (3) dissolution of calcium-bearing minerals (silicate and carbonate): (4) impact of domestic waste water and septic tank.

Sand bar opening in a coastal lagoon (Iquipari) in the northern region of Rio de Janeiro State: hydrological and hydrochemical changes

The aim of this paper was to verify hydrological and hydrochemical changes in the Iquiparí Lagoon water column, during three months, as related to an artificial sand bar opening. A drastic reduction in water volume occurred 28 hours after the sand bar opening, exposing the bottom sediment. This was densely colonized by submerged aquatic plants, which were dominant in the ecosystem metabolism, specially near the sand bar. An increase in salinity values, and dissolved and total nutrient concentrations, was observed during the sand bar opening period. In contrast, chlorophyll a concentration decreased. These changes were associated with: 1) mix of remained brackish and marine waters; 2) nutrient release from sediments by physical processes; and 3) submerged plant death. After the sand bar closure, lagoon metabolism was completely regulated by a dense phytoplankton community. We observed that the sand bar opening resulted in an extensile replacement of the lagoon's water and a change in the community mainly responsible for the ecosystem metabolism.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar as alterações hidrológicas e hidroquímicas na coluna d'água da lagoa costeira de Iquiparí, ao longo de três meses, quando esta foi submetida a processo artificial de abertura de barra. Nas 28 horas que se seguiram à abertura da barra, o volume de água foi drasticamente reduzido. Os sedimentos de fundo, densamente colonizados por plantas aquáticas submersas que dominavam o metabolismo da lagoa costeira, foram em grande parte expostos ao ar, principalmente nas porções mais próximas ao mar. Observou-se, durante o período em que a barra esteve aberta, grande elevação da salinidade e da concentração de nutrientes dissolvidos e totais, e, em contraste, redução da biomassa fitoplanctônica. Estes fatos estão associados a: 1) mistura da água salobra remanescente com a marinha; 2) processos físicos de liberação de nutrientes do sedimento; e 3) morte das plantas submersas. Após o fechamento da barra, foi constatado intenso desenvolvimento da comunidade fitoplanctônica, que passou a dominar o metabolismo do ecossistema, especialmente nas porções mais próximas ao mar. Verificou-se que a abertura da barra resultou em substituição quase total das águas da lagoa costeira e alterou o tipo de comunidade predominante no metabolismo do sistema.