Lago Guaíba: uma análise histórico-cultural da poluição hídrica em Porto Alegre, RS, Brasil / Lake Guaíba: a historical and cultural analysis of water pollution in Porto Alegre, RS, Brazil

RESUMO A qualidade de vida é intrinsecamente ligada à disponibilidade de água, e a poluição desse recurso afeta diretamente as populações. O Lago Guaíba possui importância histórica, econômica e cultural para Porto Alegre (RS) e região metropolitana. Este trabalho discute o contexto histórico-cultural da poluição do Lago Guaíba. Com grande região hidrográfica, o lago sofre diversos impactos ambientais e, ao mesmo tempo, possui múltiplos usos para suas águas. Apesar da grande importância do Lago Guaíba para a região metropolitana de Porto Alegre, há um histórico descaso com sua qualidade. O lago apresenta-se poluído, com percepção pública dessa realidade e limitação de usos diretos de suas águas.

ABSTRACT The quality of life is intrinsically linked to water availability; however, pollution on this resource directly affects people. Lake Guaíba has a historical, economic and cultural importance to Porto Alegre (RS, Brazil) and its metropolitan region. This report discusses the historical and cultural context of Lake Guaíba's pollution. With a large watershed, Lake Guaíba suffers many environmental impacts and, at the same time, has multiple uses for its waters. Despite the great importance of Lake Guaíba to Porto Alegre metropolitan region, there is a historical disregard with its quality. The lake is polluted and there is a public perception of this reality with direct limitation of its water's use.

O uso de estratégias focadas em resultados para o controle da poluição hídrica no Brasil / The use of goal-oriented strategies for water pollution control in Brazil

RESUMO O presente artigo objetivou apresentar uma visão geral sobre o emprego de estratégias focadas em resultados (EFR), tais como a de pagamento por resultados (PPR) e a de pagamento por serviços ambientais (PSA), na redução e no controle da poluição hídrica em áreas urbanas e rurais do país. Para isso, considerando-se sempre o objetivo da Gestão Integrada de Recursos Hídricos (GIRH), duas experiências de alcance nacional foram revisitadas: a do Programa Despoluição de Bacias Hidrográficas (Prodes) e a do Programa Produtor de Águas, ambos executados pela Agência Nacional de Águas (ANA), o primeiro iniciado há mais de uma década. Esses programas ilustram abordagens bem-sucedidas de aproximação do poder público com os setores usuários de água, nesse caso, os setores de saneamento e agricultura, respectivamente. Por fim, foram discutidas a aplicabilidade e as perspectivas para a implementação de novas iniciativas de EFR para GIRH no Brasil.

ABSTRACT This paper presents an overview about the use of goal-oriented strategies, such as output-based aid (OBA) and payment for environmental services (PES), for water pollution abatement and control in urban and rural areas throughout the country. Thus, considering the goal of implementing IWRM, two nation-wide experiences are reviewed: the River Basin Clean-Up Program (PRODES) and the Water Producer Program, both run by the National Water Agency (ANA), the former initiated over a decade ago. They illustrate successful ways to bring public authorities and water users together, in this case, sanitation services and landowners, respectively. Finally, it is discussed the applicability and perspectives for carrying out new goal-oriented initiatives aimed at IWRM in Brazil.

Estudo da poluição pontual e difusa na bacia de contribuição do reservatório da usina hidrelétrica de Funil utilizando modelagem espacialmente distribuída em Sistema de Informação Geográfica / Study of point and diffuse pollution in the Funil reservoir hydropower plant contribution basin using spatially distributed Geographic Information System modeling

RESUMO Este estudo avaliou o potencial poluidor da bacia de contribuição do reservatório de Funil (BCRF), localizado na bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, considerando a geração da carga de nutrientes, nitrogênio (N) e fósforo (P), por fontes pontuais e difusas, a partir de uma modelagem distribuída utilizando Sistema de Informação Geográfica (SIG). As cargas e concentrações médias anuais desses nutrientes foram geradas a partir do acoplamento de equações empíricas, em SIG, considerando informações espaciais de uso e cobertura do solo, população residente na bacia e vazão média anual de longo período, obtida por equações do tipo chuva vazão. Os resultados indicaram que 80% da carga total de nitrogênio foram provenientes de fontes pontuais e 20% de fontes difusas, enquanto que, da carga total de fósforo, 89,1% foram originadas de fontes pontuais e 10,9% de fontes difusas. As concentrações de nutrientes estimadas pelo modelo empírico apresentaram bons ajustes em relação aos valores observados de fósforo e de nitrogênio no rio Paraíba do Sul, com R²=0,96 (p<0,01) e R²=0,70 (p<0,01), respectivamente. Dessa forma, o modelo foi capaz de detectar, de forma significativa, a tendência das variações nas concentrações de nutrientes ao longo de diferentes trechos da BCRF.

ABSTRACT This study evaluated the potential polluter of the Funil Reservoir Contribution Basin (BCRF), located in the Paraíba do Sul River basin, considering the generation of nutrient loading, nitrogen (N) and phosphorus (P), due to point and diffuse sources from a distributed modeling using Geographic Information System (GIS). Loads and annual average concentrations of these nutrients were generated from the coupling of empirical equations, in GIS, considering spatial information such as land use/cover, population living in the basin and long period average annual flow obtained by equations of rainfall runoff. The results indicated that 80% of the total load of nitrogen was generated from point sources and 20% from diffuse sources, while 89.1% were originated from point sources and 10.9% from diffuse sources for the corresponding total load of phosphorus. The model estimated adequately the concentration when compared to the ​​observed values and it was able to detect the trend of changes in nutrient concentrations along different sections of the BCRF highlighting significant correlations between the observed and simulated concentrations of phosphorus and nitrogen with R²=0.96 (p<0.01) and R²=0.70 (p<0.01), respectively.

Desenvolvimento e validação de equação para determinação do coeficiente de dispersão longitudinal em rios de médio porte / Development and validation of an equation to estimate longitudinal dispersion coefficient in medium-sized rivers

No presente trabalho, desenvolveu-se equação para predição do coeficiente de dispersão longitudinal (D L) em rios de médio porte, com vazões entre 16,20 e 98 m³ s-1, a partir de ensaios experimentais utilizando traçadores fluorescentes. A equação foi deduzida utilizando-se análise dimensional e ajustada aos dados de campo pela técnica de regressão linear múltipla. Em seguida, realizou-se a validação da equação testando-a em outra base de dados, diferente daquela para a qual foi desenvolvida, com vazões entre 19,57 a 48,54 m³s-1. Adicionalmente, foram comparados os desempenhos de outras quatro equações empíricas de predição do D L, utilizando-se três métodos comparativos. A equação desenvolvida apresentou ajuste estatístico adequado e bom resultado, com melhor desempenho geral quando comparada a outras equações propostas na literatura.

In this paper, an equation has been developed to estimate the longitudinal dispersion coefficient (D L) in medium-sized rivers, with flow between 16.20 and 98 m³s-1, from experimental tests using fluorescent tracers. The equation was deduced by dimensional analysis and adjusted to the field data by the multiple linear regression technique. Thereafter, the validation of the equation was performed by testing it in another database, which is different from the one it had been developed for, with flow between 19.57 and 48.54 m³s-1. Additionally, the performance of four other empirical equations was compared for D L prediction using three comparative methods. The developed equation showed appropriate statistical adjustment and good result, with better overall performance when compared with other equations proposed in literature.

Fatores determinantes da qualidade das águas superficiais na bacia do Alto Acaraú, Ceará, Brasil / Assessment of the surface water quality in the upland of Acaraú watershed, Ceará, Brazil

Análise Fatorial/Análise da Componente Principal (AF/ACP) foram empregadas com o objetivo de identificar os fatores determinantes (naturais e antrópicos) da qualidade das águas superficiais na bacia do Alto Acaraú, Ceará. Realizaram-se coletas trimestrais, no período de fev/2003 a mar/2004, em seis pontos localizados nas áreas de influência urbana e de drenagem de perímetros irrigados. Foram analisados os parâmetros pH, temperatura, cor, turbidez, nitrato, amônia total, amônia livre, amônia ionizada, sódio, cloretos, potássio, sulfato, dureza, cálcio, magnésio, alcalinidade total, alcalinidade do bicarbonato, condutividade elétrica, sólidos suspensos, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio, fósforo total, ortofosfato solúvel, clorofila "A", coliformes totais e coliformes termotolerantes. Através das técnicas de estatística multivariada, AF/ACP, foram selecionadas as variáveis que explicavam o maior percentual da variância total dos dados. Três componentes são responsáveis pela estrutura da qualidade das águas explicando 88 por cento da variância total. O modelo mostrou que o primeiro fator (39,81 por cento da variância) expressou-se como um componente mineral. O segundo, explicando 29,22 por cento da variância, apresentou-se como um componente de nutrientes. No terceiro fator (19,16 por cento da variância), identificou-se como um componente de escoamento superficial das áreas agrícolas e clima. A rotação dos fatores, os parâmetros indicadores da qualidade das águas estão, principalmente, relacionados com a solubilidade dos sais (natural), com nutrientes e transporte de sedimentos (ação antrópica).

Factor analysis/Principal Component Analysis (FA/PCA) were applied to the data set on water quality in upper Acaraú River basin (Brazil) to study the effects caused by human activities on water. Variables were measured at six key sampling sites (villages and agricultural areas) in four campaigns from February/2003 to March/2004. The samples were analyzed for pH, temperature, color, electrical conductivity, turbidity, nitrate, ammonia, sodium, chloride, potassium, sulfate, total hardness, calcium, magnesium, total alkalinity, alkalinity bicarbonate, total suspended solids, dissolved oxygen (DO), 5-days biochemical oxygen demand (BOD5), total phosphate, orthophosphate, chlorophyll-a, and feacal coliform. Multivariate statistical techniques, (FA/PCA), allowed the identification of variables that explain the major percent of total variance. Three components were identified as responsible for the data structure, explaining 88 percent of the total variance of the data set. Model showed that the first factor (39.81 percent of variance) assigned as mineralization factor. The second one (29.22 percent of variance) represented as nutrients group. The third factor (19.16 percent variance) assigned as a combination of agricultural area runoff and weathering. Varimax rotation showed that the mainly water quality parameters were related to mineralization (natural process) and non-point pollution (anthropogenic activities).