A tecnologia SIG aplicada ao estudo da vulnerabilidade à poluição das águas subterrâneas na bacia hidrográfica das Ribeiras do Oeste

Trabalho de Projeto apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Modelação dinâmica de sistemas de drenagem em meio urbano

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Engenharia Sanitária

Contribuição para a diminuição do consumo de água potável - Caso de estudo de aproveitamento de águas pluviais no Município de Setúbal

A água é um recurso natural, indispensável para a existência de vida na Terra, que tem sido utilizado de forma exaustiva e pouco controlada nas actividades antropogénicas. Embora aparente ser um recurso renovável, a água doce tem sido utilizada a uma taxa superior à sua capacidade de reposição, originado problemas de escassez de água. Por este motivo, a água é cada vez mais valorizada em termos económicos, sociais e ambientais. Verifica-se que o desenvolvimento económico e o rápido crescimento demográfico, contribuíram para o aumento das necessidades de consumo de água. No entanto, o volume de água consumido não se restringe só às necessidades básicas indispensáveis, mas sim aos desperdícios e a consumos descontrolados. Desta forma, considera-se que uma melhor gestão dos recursos hídricos deverá evitar ao máximo os desperdícios, reciclar a água sempre que possível e procurar fontes alternativas de água. O aproveitamento de águas pluviais é um dos sistemas de fontes alternativas de água. Esta técnica consiste em recolher as águas pluviais, que caem naturalmente nas várias superfícies, direccionando-as para reservatórios de armazenamento, para posterior utilização. O principal objectivo desta dissertação foi avaliar a possibilidade de aproveitar águas pluviais, destinadas a utilizações que não necessitam de uma elevada qualidade da água, por forma a contribuir para a minimização do consumo de água potável, poupando assim o recurso água e o custo de produção de água potável. Para isso, efectuou-se um estudo de caso no município de Setúbal, avaliando a viabilidade de implementação de um sistema de aproveitamento de águas pluviais (SAAP) em quatro tipologias de edifícios diferentes. Do estudo realizado no município de Setúbal, concluiu-se que não seria viável a implementação de SAAP em edifícios de habitação, devido ao reduzido benefício obtido em função dos custos associados ao sistema. Pelo contrário, o projecto torna-se viável para a tipologia de edifício do quartel dos bombeiros sapadores, uma vez que dispõe de uma área de captação elevada.

Contribuição para o estudo de um sistema integrado de abastecimento de água e tratamento de água residual doméstica. Caso de estudo: Cidade da Praia

O problema de escassez de água em muitas regiões do globo acompanhado do acelerado crescimento da população e das decorrentes alterações climáticas, constituem um conjunto de preocupações ligadas à gestão dos recursos hídricos, principalmente no que diz respeito à satisfação das necessidades de consumo quer em termos quantitativos, quer em termos qualitativos. Tanto o abastecimento de água para o consumo humano, como a descarga e reutilização de águas residuais urbanas, requerem, à priori, um conjunto de processos e operações de tratamento tanto mais exigentes quanto maior o nível de qualidade final pretendido, tendo sempre em consideração aspectos como a saúde e a exposição humana como também o tipo de actividade a que se destina a água. Com o presente trabalho pretende-se dar um contributo para a avaliação da viabilidade de implementação de um sistema integrado de abastecimento de água e de tratamento de águas residuais domésticas na cidade da Praia, em Cabo Verde, tendo por base a situação actual, e um ano horizonte de 20 anos (2015 a 2035). Cabo Verde é um país com sérios problemas no que se refere aos recursos hídricos uma vez que carece de chuva e de reservas de águas subterrâneas. Circundado pelo mar, quase a totalidade dos municípios é abastecida pela água proveniente de processos de dessalinização da água do mar, através de tecnologias de membranas - Osmose Inversa (OI). Neste estudo, através de inquérito directo (260 inquéritos) e visitas presenciais a instituições, empresas e directamente à população, fez-se a caracterização dos sistemas de gestão da água e de águas residuais da referida cidade, por forma a perceber o funcionamento dos mesmos. Em 2014, cerca de 90% da água distribuída à população da Praia (10.000 m3.dia-1) proveio da água dessalinizada na central da ELECTRA. No mesmo ano, o caudal médio diário de água residual afluente à ETAR do Palmarejo foi de 2245 m3.dia-1. A deficiente cobertura da rede de drenagem de águas residuais da cidade (26,5%, segundo resultados do inquérito) é a principal razão pela baixa afluência à ETAR. Neste trabalho, procedeu-se ainda, à avaliação comparativa de custos para produção de água para a rega de áreas verdes da cidade, quer a partir de técnicas de dessalinização quer a partir da reutilização de água residual tratada. Com a reutilização de água residual tratada na rega das áreas verdes da cidade da Praia (92,4 ha), concluiu-se que, ao fim dos próximos 21 anos, poupar-se-á, na dessalinização, cerca de 32 milhões de euros (3.520 milhões de ECV). Da análise efectuada, concluiu-se que o volume necessário para o sistema de armazenamento da água residual tratada (estimado com base no mês de maior necessidade de rega do ano horizonte, Junho de 2035, assumindo um tempo de retenção hidráulico de um dia) é de 5.000 m3.

Sustentabilidade do uso de água em zonas urbanas

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Avaliação da toxicidade das águas do rio Cubatão (Norte) - Joinville, SC, com base em ensaios ecotoxicológicos com Daphnia magna

Dissertação de mestrado em Ecologia

III Simpósio Brasileiro de Captação de Água de Chuva no Semi-Árido - os Sistemas de Water Harvesting e sua Aplicação em Cabo Verde

A localização geográfica do arquipélago de Cabo Verde na zona saheliana entre as isoietas de 250 mm e 500 mm aproximadamente, aliada aos condicionalismos físicos, climáticos e económicos explicam em grande parte, os escassos recursos hídricos disponíveis. Devido ao caracter torrencial das chuvas, os resultados de aplicação das diferentes técnicas e sistemas de “water harvesting”, provaram no passado de que se tratam de tecnologias que podem contribuir para uma melhor gestão dos recursos hídricos. Por esta razão, deverão continuar a fazer parte dos programas de investigação aplicada, aperfeiçoadas e divulgadas no seio das comunidades rurais e nas áreas urbanas devido ao baixo custo do preço da água captada e as vantagens de caracter ambiental. Este trabalho faz uma abordagem sobre as tecnologias de aproveitamento de águas superficiais, com destaque para os sistemas de “water harvesting”, e discute as potencialidades do seu desenvolvimento em Cabo Verde.

Os Sistemas de Conservação de Agua em Cabo Verde - Caso de Estudo da Bacia Hidrografica da Ribeira Brava

Muitos sistemas de conservação do solo e água foram introduzidos em Cabo Verde. Alguns sistemas não tiveram sucesso no passado. Contudo, entre as tecnologias introduzidas, os sistemas de aproveitamento de água de escoamento superficial adaptaram-se bem às condições climáticas e socio-económicas do país. As tecnologias de aproveitamento da água das chuvas, particularmente os sistemas de conservação do solo e água, contribuíram grandemente para melhoria das condições econômicas e ambientais das áreas beneficiadas. Por conseguinte, os sistemas de aproveitamento de água das chuvas surgem como alternativas para uma melhor gestão dos recursos hídricos e produção de culturas em pequena escala nas ilhas de Cabo Verde. Projetos de desenvolvimento e programas de aplicação de investigação devem ser implementados visando o aperfeiçoamento das tecnologias e a sua difusão. Este trabalho discute os sistemas de aproveitamento da água das chuvas em Cabo Verde e apresenta um Caso de Estudo na Bacia Hidrográfica da Ribeira Brava, São Nicolau, Cabo Verde.

Águas Subterrâneas em Cabo Verde - Qualidade da Água na Ilha de Santiago

Em Cabo Verde os recursos hídricos subterrâneos desempenham um papel fundamental, constituindo a principal fonte de abastecimento de água para as populações de pequenos aglomerados urbanos. O trabalho que se apresenta enquadra-se num estudo alargado de caracterização de águas subterrâneas; foi efectuado nos seis concelhos da ilha de Santiago a maior do país, em captações do tipo poço, furo e galeria destinadas ao abastecimento da população através de chafarizes e resulta de uma parceria entre o Instituto Nacional de Gestão dos Recursos Hídricos de Cabo Verde (INGRH) e o Instituto Nacional de Saúde, Porto de Portugal (INSA-Porto). Com base nos dados obtidos, e no sentido de uma cooperação alargada, propõe-se a criação do Observatório de Águas Subterrâneas nos Países Africanos de expressão Portuguesa.

Conservação e o Uso Sustentável dos Aquíferos Costeiros da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca – Cabo Verde - Definição e Estratégias de Intervenção

A República de Cabo Verde é uma nação insular, situada à 500km da costa Ocidental da África. Composta por 10 ilhas de origem vulcânicas, pertencentes a zona climática Saheliana árida, onde a precipitação anual é muito limitada e a estação das chuvas vai de Agosto a Outubro. Os aquíferos costeiros constituem um recurso importante de água doce cuja qualidade tem vindo a deteriorar devido ao incremento das necessidades de água, consequência directa do aumento demográfico, industrial e agrícola que se verifica nas zonas litorais. A exploração intensiva e prolongada em captações muito próximas do mar, onde não existe uma fonte de compensação destas extracções por recarga natural ou artificial do aquífero, pode provocar o avanço da interface água doce – água salgada no sentido dos furos e a sua posterior contaminação. O aumento de volume de água doce nos aquíferos consegue-se adoptando regras que controlem a extracção, planeando correctamente os locais de descarga dos sistemas de drenagens e tratamento de águas pluviais e residuais, promovendo políticas para a utilização racional da água, incrementando a recarga com água de superfície e implementando medidas que façam diminuir o volume de água salgada/salobra no aquífero. A área do estudo é a parte jusante da bacia hidrográfica de Ribeira Seca, situada na parte nordeste da ilha de Santiago (maior ilha da nação). De acordo com o Censo 2000, a população da bacia é estimada em 14.343 habitantes e está dividida em três sub-bacias Ribeira de Montanha, Ribeira de Mendes Faleiro Cabral e Ribeira Seca, perfazendo uma superfície total de 71,5Km2. Este trabalho pretende identificar o problema da sobre exploração de aquíferos costeiros, da contaminação das águas subterrâneas e propor estratégias de forma integrada visando a prevenção e controlo da poluição salina, problema que afecta principalmente a parte jusante da bacia devido principalmente a exploração dos aquíferos em quantidades superiores a recarga.

Contribuição para o Estudo de um Sistema Integrado de Abastecimento de Água e Tratamento de Água Residual Doméstica. Caso de Estudo: Cidade da Praia

O problema de escassez de água em muitas regiões do globo acompanhado do acelerado crescimento da população e das decorrentes alterações climáticas, constituem um conjunto de preocupações ligadas à gestão dos recursos hídricos, principalmente no que diz respeito à satisfação das necessidades de consumo quer em termos quantitativos, quer em termos qualitativos. Tanto o abastecimento de água para o consumo humano, como a descarga e reutilização de águas residuais urbanas, requerem, à priori, um conjunto de processos e operações de tratamento tanto mais exigentes quanto maior o nível de qualidade final pretendido, tendo sempre em consideração aspectos como a saúde e a exposição humana como também o tipo de actividade a que se destina a água. Com o presente trabalho pretende-se dar um contributo para a avaliação da viabilidade de implementação de um sistema integrado de abastecimento de água e de tratamento de águas residuais domésticas na cidade da Praia, em Cabo Verde, tendo por base a situação actual, e um ano horizonte de 20 anos (2015 a 2035). Cabo Verde é um país com sérios problemas no que se refere aos recursos hídricos uma vez que carece de chuva e de reservas de águas subterrâneas. Circundado pelo mar, quase a totalidade dos municípios é abastecida pela água proveniente de processos de dessalinização da água do mar, através de tecnologias de membranas - Osmose Inversa (OI). Neste estudo, através de inquérito directo (260 inquéritos) e visitas presenciais a instituições, empresas e directamente à população, fez-se a caracterização dos sistemas de gestão da água e de águas residuais da referida cidade, por forma a perceber o funcionamento dos mesmos. Em 2014, cerca de 90% da água distribuída à população da Praia (10.000 m3.dia-1) proveio da água dessalinizada na central da ELECTRA. No mesmo ano, o caudal médio diário de água residual afluente à ETAR do Palmarejo foi de 2245 m3.dia-1. A deficiente cobertura da rede de drenagem de águas residuais da cidade (26,5%, segundo resultados do inquérito) é a principal razão pela baixa afluência à ETAR. Neste trabalho, procedeu-se ainda, à avaliação comparativa de custos para produção de água para a rega de áreas verdes da cidade, quer a partir de técnicas de dessalinização quer a partir da reutilização de água residual tratada. Com a reutilização de água residual tratada na rega das áreas verdes da cidade da Praia (92,4 ha), concluiu-se que, ao fim dos próximos 21 anos, poupar- se-á, na dessalinização, cerca de 32 milhões de euros (3.520 milhões de ECV). Da análise efectuada, concluiu-se que o volume necessário para o sistema de armazenamento da água residual tratada (estimado com base no mês de maior necessidade de rega do ano horizonte, Junho de 2035, assumindo um tempo de retenção hidráulico de um dia) é de 5.000 m3.

Carga máxima de fósforo admissível ao reservatório Piraquara II, uma aplicação do processo TMDL

Para implementação e operacionalização da política brasileira de recursos hídricos, é imprescindível o uso de ferramentas de planejamento que considerem o efeito de todas as atividades ou processos que causam ou contribuem para a degradação da qualidade de um corpo d'água. Neste sentido, aplicou-se o processo TMDL (total maximum daily load), desenvolvido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA), para o P, na área de drenagem de contribuição ao futuro reservatório Piraquara II, bacia hidrográfica do rio Piraquara, Paraná. O processo TMDL determina a quantidade máxima de cargas de um poluente que um corpo d'água pode receber sem violar os padrões estabelecidos de qualidade da água e aloca cargas deste poluente entre fontes de poluição pontuais e difusas. No presente estudo, utilizou-se o método TMDL, com o objetivo de demonstrar ser ele uma ferramenta útil no processo de gestão dos recursos hídricos. Simularam-se cenários de uso do solo, por meio de modelagem matemática, até obter-se uma concentração de P total no reservatório abaixo da faixa limite para ocorrência de eutrofização, de 0,025 a 0,10 mg L-1, estabelecida no estudo. Realizou-se uma simulação de uso atual do solo, visando prever a condição inicial de qualidade da água no corpo d'água, na qual a concentração de P total no reservatório resultante não atendeu ao padrão estabelecido. Procedeu-se a uma segunda simulação com adoção das medidas de controle, recomposição de mata ciliar e plantio direto, para reduzir a exportação de carga de P total da bacia. Obteve-se uma melhoria na qualidade da água do reservatório, indicando que as medidas adotadas foram suficientes para atingir o padrão estabelecido, o que demonstra a aplicabilidade do método.

Integração de modelos espaciais e temporais para predições de níveis freáticos extremos

O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço‑temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos - muito profundos ou muito superficiais - e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.

Estimativa da variação na demanda de água para irrigação por pivô-central no Distrito Federal entre 1992 e 2002

O aumento da demanda de água para a irrigação tem sido objeto de constante preocupação dos órgãos de gestão dos recursos hídricos e da população do Distrito Federal. Os objetivos deste trabalho foram determinar a variação da área irrigada por pivôs-centrais no Distrito Federal entre os anos de 1992 e 2002, estimar a demanda hídrica desses sistemas, bem como verificar sua importância em relação ao consumo humano. Utilizando imagens de satélite e ferramentas de geoprocessamento, foram determinadas as áreas irrigadas por pivô-central. O consumo de água dessas áreas irrigadas foi estimado com base em dados da literatura referentes às principais culturas semeadas na região. Entre 1992 e 2002, o número de pivôs-centrais no Distrito Federal passou de 55 para 104, a área irrigada de 3.894 ha para 6.823 ha e o consumo, de 23,36 para 40,94 milhões de m³ ano-1. O consumo de água para irrigação por pivô-central no Distrito Federal é, ainda, menos representativo do que o consumo de água para o abastecimento humano; entretanto, a demanda para a irrigação tem crescido de forma mais acelerada, indicando tendência de alteração desse quadro.

Delimitação automática de bacias hidrográficas utilizando dados SRTM

A delimitação adequada de bacias hidrográficas é fundamental por ser essa a unidade territorial para fins de planejamento e de gerenciamento dos recursos hídricos. Desse modo, este trabalho teve objetivo de analisar uma metodologia de delimitação automática de bacias hidrográficas. Foram utilizados, para tanto, dados do projeto Shuttle Radar Topographic Mission (SRTM) integrados e processados em Sistema de Informações Geográficas (SIG). Os resultados confirmam valores de área compatíveis aos obtidos com base em cartas topográficas. Assim, a automatização da delimitação de bacias hidrográficas, por meio de dados do SRTM e ambiente SIG, apresenta-se vantajosa em relação ao custo e benefício proporcionado, além de estabelecer a padronização do traçado e posterior minimização de conflitos quanto à fixação da unidade de gestão dos recursos hídricos.