Avaliação ambiental da Lagoa Negra/RS : índices e modelagem matemática

Abstract

O presente trabalho estuda a modelagem da qualidade da água em sistemas lacustres, utilizando um modelo bidimensional hidrodinâmico e de transporte de poluentes, desenvolvido pela ASCE. Paralelamente, é realizada uma avaliação da qualidade da água através de índices biológicos e de qualidade para uso geral da água. Nesta pesquisa é estudada a Lagoa Negra, localizada no Parque Estadual de Itapuã. Foram realizadas cinco campanhas de coleta de água e uma de sedimento de fundo no período de julho/90 a maio/91. Técnicas de Sistemas de informações Geográficas (SIG) foram utilizadas para delimitar automaticamente a bacia contribuinte e identificar as sub-bacias com exutórios na margem da lagoa. As mesmas técnicas SIG serviram para obter a discretização do fundo da lagoa, uma das exigências de entrada no modelo. De posse dos dados obtidos nas campanhas e estimados, disponíveis da região e, alguns de literatura, o modelo foi aplicado, simulando fósforo dissolvido e particulado dentro da lagoa. A análise de sensitividade do modelo para três parâmetros de entrada, temperatura da água, concentração inicial de fósforo e carga de entrada proveniente do escoamento superficial, indicaram a concentração inicial o de maior influência e, em segundo lugar, a temperatura. A carga de entrada só influenciou a concentração na margem norte, não atingindo o restante da lagoa em 10 horas simuladas. Os índices aplicados, de qualidade da água e de diversidade de espécies, ajudaram a melhor interpretar a qualidade ambiental. Os índices de qualidade indicam que a qualidade da água da Lagoa Negra varia de média a boa.

Water quality in lake systems is studied using a two-dimensional model developed by ASCE including hydrodynamics and transport of polutants. At the same time, water quality is assessed using quality and biotic indices. This study concerns Lagoa Negra in the State Park of Itapuã, Rio Grande do Sul. Five campaigns were carried out to sample water and one for bottom sediments between July 1990 and May 1991, besides using historical data. Geographic Information Systems (GIS) techniques were used to delimit the contributing basin automatically and identify sub-basins at points of inflow into the lagoon. GIS techniques were also used to discretize the lagoon bathymetry, one of the requirements for model input. With the data obtained in the campaigns and others which were estimated or available in the region and in literature, the model was applied, simulating soluble and particulate phosphorus in the lagoon. A sensitivity analysis of the model for three input parameters: water temperature, initial concentration and inflow load from surface runoff was performed. It indicated the initial concentration as the most influential on the resulting concentration of the lake. Temperature appeared at the second place. The inflow load only influenced concentration on the northern bank and did not affect the rest of the water body during the 10 hours simulated. The applied indices of water quality and diversity of species applied helped provide a better interpretation of environmental quality. The quality indices showed that water quality in the Lagoa Negra is average to good.