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.

Qualidade das águas superficiais e avaliação do estado trófico do Rio Arari (Ilha de Marajó, norte do Brasil) / Surface water's quality and trophic status assessment in the Arari River (Marajo Island, Northern Brazil)

A deterioração da qualidade da água pode ser causada tanto por resultado da pressão antrópica sobre os ambientes aquáticos em maiores escalas, como por fatores naturais em menores escalas, tal como ocorre em parte da bacia hidrográfica do Rio Arari (Ilha de Marajó, Pará). Este artigo teve como objetivo a avaliação da qualidade das águas superficiais e o estado trófico do Rio Arari, no trecho entre Santana e Cachoeira do Arari, considerando as variações temporais e espaciais de variáveis físicas, químicas e biológicas da água em dois períodos hidrológicos distintos de 2009: descarga máxima (abril e maio) e descarga mínima (setembro e novembro). Os Índices de Qualidade da Água (IQA) e Estado Trófico (IET) foram determinados simultaneamente em amostras de água superficial durante 12 horas consecutivas nas três estações de coleta ao longo do Rio Arari. Os valores do IQA variaram entre "Ruim" e "Regular", e estão provavelmente relacionadas aos elevados níveis de coliformes fecais, baixas concentrações de oxigênio dissolvido e pH ácido do Rio Arari. Conforme o IET, o rio pode ser classificado como supereutrófico e hipereutrófico, reflexo da grande disponibilidade de nutrientes (e.g. fósforo) e elevada biomassa fitoplanctônica em termos de clorofila a. O Rio Arari está sob um processo de eutrofização natural, visto que as fontes de contaminação antrópica ainda são incipientes, mas elas podem contribuir para um processo de longo prazo de eutrofização artificial.

The deterioration of the water quality may be caused either by the result of human pressure on aquatic environments in larger scales, or by natural factors in smaller scales, such as part of the Arari River basin (Marajó Island, Pará state, Brazil) .This work aimed to evaluate the surface water's quality and the trophic state of the Arari River, between Santana and Cachoeira do Arari localities, taking into account the seasonal and spatial variations of physical, chemical and biological parameters in two different hydrological periods in 2009: the maximum discharge (April to May) and minimum discharge (September to November). The Water Quality Index (WQI) and Trophic State Index (TSI) were determined simultaneously in water surface's samples collected during 12 consecutive hours in three stations along the Arari River. The WQI data ranged from "Poor" and "Regular" and are probably related to the high levels of fecal coliform, low concentrations of dissolved oxygen and acid pH of the Arari River. Regards the TSI, the river may be classified as "supereutrophic" and "hipereutrophic", indicating the wide availability of nutrients (e.g. phosphorus) and high phytoplankton biomass in terms of chlorophyll a content. The Arari River is under a natural eutrophication, since the sources of anthropic contamination are still incipient, although they may contribute to the long-term process of artificial eutrophication.

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.