Simulação da qualidade de água para cenários futuros através do modelo QUAL-2K : um estudo de caso para o Rio Macaé, RJ

Abstract

O presente estudo teve por objetivo avaliar, para cenários futuros de 10, 20 e 30 anos, o grau de degrabilidade ambiental hídrica do Rio Macaé, um dos principais mananciais do estado do Rio de Janeiro, sendo o principal intuito o provimento de informações pertinentes para a gestão de recursos hídricos da região. Após a mensuração da qualidade ambiental do curso hídrico para cada horizonte de projeto, os resultados foram confrontados com os limites de enquadramento de classes conforme os usos das águas, disponibilizada pela resolução CONAMA 357/2005. A partir deste ponto, partiu-se para a proposição de um cenário ideal de enquadramento do Rio Macaé, e comparou-se o enquadramento proposto com os futuros cenários de degrabilidade ambiental da bacia. Desse modo, foi possível, para a situação ambiental mais crítica, realizar sugestões de sistemas de tratamento e diminuição de cargas poluentes aportantes no Rio Macaé, visando a determinação das eficiências mínimas de atenuação de cargas aportantes necessárias para que o curso hídrico pudesse ser enquadrado conforme o proposto para um horizonte de projeto de 30 anos. A avaliação ambiental do Rio Macaé partiu de amostragens de qualidade d‟água realizadas ao longo do curso principal, e também a partir do levantamento das fontes de poluição em cada sub-bacia contribuinte para os pontos amostrados em campo. Já a determinação dos cenários futuros foi realizada através da utilização do programa de modelagem de qualidade d‟água QUAL-2K, largamente utilizado em estudos de modelagem e gestão de bacias. Observou-se que em períodos chuvosos, apesar de haver maior carreamento de poluentes para o curso principal, as concentrações de poluentes são diluídas pelas grandes vazões, ocasionando menores concentrações de poluentes, quando comparados a épocas de baixas vazões. Além disso, para que a situação proposta seja atingida no futuro, são sugeridas quatro ações principais: (i) Tratamento primário de efluentes domésticos, como fossas sépticas, para pequenos centros urbanos e população rural; (ii) Tratamento secundário, como lagoas de estabilização, para centros urbanos maiores; (iii) Tratamento de dejetos oriundos da pecuária por meio de biodigestores seguidos de compostagem, e; (iv) criação ou manutenção de mata ciliar no entorno do Rio Macaé. Espera-se, que a partir da adoção destas medidas, a classificação proposta para o Rio Macaé se torne realidade, tanto para o horizonte de 30 anos, como para épocas de baixas vazões.

The present study aimed to evaluate, for future scenarios of 10, 20 and 30 years, the degree of water degradability in Macaé River, one of the main water bodies of the state of Rio de Janeiro, with the objective of providing relevant information to the water resources plan development of Macaé River„s region. After the measurement of the environmental quality of the water course for each horizon project, the results were compared with the limits of environmental classes, according to the uses of water, provided by CONAMA 357/2005 Resolution. After this step, was proposed an ideal environmental classification to Macaé River, which was compared with the future scenarios of environmental watershed degradability. Thus, it was possible, for the most critical environmental situation, to make suggestions of treatment systems and reduction of pollutant input loads in Macaé River. This suggestions make possible to evaluate the necessary minimum attenuation efficiencies of loads input‟s in Macaé River, objecting the classification as the proposed to the future scenario of 30 years. The environmental characterization of Macaé River was made from water quality samples collected along the main course, and also from the survey of pollution sources in each sampled points sub watersheds. After, the determination of future scenarios of water degradability was performed by using the water quality modeling program QUAL-2K, widely used for modeling and watershed management. Among the results, it was observed that the Macaé River‟s watershed has different behavior for seasons of drought and seasons of high rainfall. In rainy seasons, although there is greater entrainment of pollutants in the main course, the contaminants are diluted by large flows, resulting in a lower concentration when compared to seasons of drought. Furthermore, in order to proposed classification be reached in the future, it is suggested four mainly actions: (i) Primary sewer treatment, as septic tanks, for small urban centers; (ii) secondary treatments as waste stabilization ponds for larger urban centers; (iii) Bio-digesters treatment, to provide attenuation to diffuse pollution loads coming from the livestock and (iv) Creation or maintenance of riparian vegetation along the Macaé River. It is expected that, after the adoption of these measures, the proposed classification for the Macaé River becomes a reality, both for a horizon of 30 years, as seasons of drought.