dissertação
Modelagem da qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Paraibuna na área urbana do município de Juiz de Fora/MG: cenário atual e futuro
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Universidade Federal de Lavras
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Não especifica vinculação com nenhum departamento
Programa de Pós-Graduação
Programa de Pós-graduação em Tecnologias e Inovações Ambientais
Agência de fomento
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extensão
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
A fim de orientar e fundamentar a implementação de instrumentos da Política Nacional de
Recursos Hídricos, Lei 9.433 de 1997, bem como o novo marco legal do saneamento básico,
Lei 14.026 de 2020, que norteiam o planejamento, monitoramento e gestão de uma bacia
hidrográfica, o presente trabalho objetivou contribuir para a construção de estruturas de
informações sobre o Rio Paraibuna e sua bacia hidrográfica, em especial àquelas relacionadas
com a quantidade e a qualidade de suas águas. O trecho de estudo é caracterizado por
englobar a região central e mais urbanizada de Juiz de Fora - MG, totalizando uma extensão
de estudo de 22,3 km. As campanhas de campo aconteceram nos meses de setembro/2019
(período de estiagem) e março/2020 (período chuvoso). Para a avaliação da qualidade da
água, amostras foram coletadas superficialmente (20 a 30 cm) e analisadas in situ quanto ao:
oxigênio dissolvido (OD), temperatura, pH e condutividade elétrica, utilizando uma sonda
multiparamétrica. A DBO foi analisada em laboratório. Foram quantificadas as vazões no Rio
Paraibuna à montante de cada desembocadura de seis afluentes. Ainda foram levantados os
dados de velocidade média, profundidade do Rio, coeficiente de rugosidade, distância
percorrida e largura do rio. Dados ambientais de temperatura, umidade relativa do ar e
pluviosidade do dia de coleta foram obtidos em estação climatológica. Para simulação de
cenários atuais e futuros de qualidade da água no trecho avaliado do Rio Paraibuna, foi
utilizado o software QUAL2K. Encontraram-se dados de qualidade de água com reduzida
qualidade, e conclui-se que a vazão tem influência direta na qualidade da água. A vazão do
Rio Paraibuna à montante e à jusante do trecho estudado no período de estiagem e chuvoso
foram de 3,92 e 7,02 m3 s-1, e de 60,25 e 66,44 m3 s-1, respectivamente. No período de
estiagem encontrou-se OD de 0,67 mg L-1 no Rio Paraibuna e DBO de 138 mg L-1 no
tributário Matirumbide. Ao calibrar o modelo matemático QUAL2K para o trecho do Rio
Paraibuna conclui-se que os valores que melhor se ajustam para o coeficiente de
desoxigenação (K1) variaram de 0,01 a 2,95 d-1, e o coeficiente de reaeração (K2) variou de
0,70 a 3,15 d-1. Quanto aos cenários simulados, conclui-se que o melhor resultado obtido, para
o tratamento de esgoto do Rio Paraibuna, será alcançado quando aplicadas as condições do
cenário 3. Este cenário contempla as ETE’s União Indústria, Santa Luzia e reforma da ETE
Barbosa Laje, com redução esperada de 90% da carga poluidora nos córregos que
contemplam o presente trabalho e redução de 50% da carga orgânica à montante do trecho
estudado.
Abstract
In order to guide and substantiate the execution of the provisions contained in Brazil’s
National Water Resource Policy, Law 9,433 of 1997, as well as the new legal framework for
basic sanitation, Law 14,026 of 2020, which guide the planning, monitoring and management
of hydrographic basins, the present work aimed to contribute to the building of information
structures about the Paraibuna River and its hydrographic basin, especially those related to the
quantity and quality of its waters. The river section under research encompasses the central
and most urbanized region of Juiz de Fora, in the state of Minas Gerais, which totals an
extension of 22.3 km within scope. The field campaigns took place in September/2019 (dry
season) and March/2020 (rainy season). For the assessment of water quality, samples were
collected superficially (20 to 30 cm deep) and analyzed in situ as for: dissolved oxygen (DO),
temperature, pH and electrical conductivity by means of a multiparameter probe. The BOD
was analyzed in the laboratory. The flows in the Paraibuna River were measured upstream of
each outlet of six tributaries. Data on average speed, depth of the river, roughness coefficient,
distance covered and width of the river were also collected. Environmental data on
temperature, relative humidity and rainfall on the collection day were obtained from a weather
station. For the simulation of current and future water quality scenarios in the evaluated
section of the Paraibuna River, QUAL2K software was used. Data on water quality with poor
quality were found, and we reach the conclusion that the flow has a direct influence on water
quality. The flow of the Paraibuna River upstream and downstream of the section under study
during the dry and the rainy seasons was 3.92 and 7.02 m3 s-1, and 60.25 and 66.44 m3 s-1,
respectively. During the dry season, an OD of 0.67-1 mg L was found in the Paraibuna River
and a BOD of 138 mg L-1 was found in the Matirumbide tributary. When calibrating the
QUAL2K mathematical model for the section of the Paraibuna River, we conclude that the
values that best fit the deoxygenation coefficient (K1) ranged from 0.01 to 2.95 d-1, and the
reaction coefficient (K2) ranged from 0.70 to 3.15 d-1. As for the simulated scenarios, we
reached the conclusion that the best result obtained for the sewage treatment of the Paraibuna
River will be achieved when the conditions of scenario 3 are applied. This scenario includes
the Wastewater Treatment Plants of União Indústria, Santa Luzia and the renovation of the
Wastewater Treatment Plant of Barbosa Laje, with an expected reduction of 90% of the
polluting load in the streams covered by the present work and a reduction of 50% of the
organic load upstream of the section under study.
Descrição
Área de concentração
Linha de pesquisa
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
DUTRA, W. C. P. Modelagem da qualidade da água da bacia hidrográfica do rio Paraibuna na área urbana do município de Juiz de Fora/MG: cenário atual e futuro. 2021. 93 p. Dissertação (Mestrado em Tecnologias e Inovações Ambientais) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.