Aplicação de curvas de permanência de carga como ferramenta de gestão de recursos hídricos e o estudo de caso da bacia do Alto Iguaçu

Abstract

Resumo: A curva de permanência de qualidade oferece uma visão clara do comportamento de parâmetros específicos da qualidade da água em relação ao enquadramento proposto, sendo uma ferramenta valiosa para verificar o cumprimento dos limites estabelecidos pela legislação ambiental ao longo do tempo. O foco da pesquisa foi avaliar a qualidade atual da água na Bacia do Alto Iguaçu (PR), uma região de cabeceira de bacia, onde estão localizadas as nascentes do Rio Iguaçu. Esta bacia, além de caracterizar-se por rios de menor vazão, abrange a densamente populosa e urbanizada Região Metropolitana de Curitiba (RMC). A metodologia utilizou curvas de permanência de carga para analisar parâmetros quantitativos e qualitativos, comparando as cargas observadas com as cargas máximas admissíveis conforme as classes de enquadramento definidas pela Resolução nº 04/2013 do Comitê das Bacias do Alto Iguaçu e Afluentes do Alto Ribeira (Coaliar). Nove estações convencionais com dados de vazão e qualidade da água foram selecionadas, com, no mínimo, 20 anos de registros e pelo menos três anos de dados entre 2014 e 2022. Para alcançar as metas de qualidade estabelecidas, foram identificadas reduções necessárias nos parâmetros DBO, fósforo e nitrogênio amoniacal, avaliadas em dois cenários, considerando 90% (Cenário A) e 80% (Cenário B) das amostras abaixo dos limites estabelecidos. As avaliações das reduções foram realizadas em diferentes condições hidrológicas, desde vazões mínimas (permanência de 90 – 100%) até vazões altas (permanência de 0 – 10%). Essa análise indicou o tipo de fonte de poluição mais provável no ponto monitorado, destacando a presença de fontes pontuais em vazões mínimas e contribuições de fontes difusas em vazões máximas. No que diz respeito ao parâmetro DBO, as maiores reduções foram identificadas nas áreas urbanas da bacia, principalmente ao longo do leito do rio principal, o Iguaçu, sugerindo que as fontes nesses locais são predominantemente pontuais. No entanto, em bacias menores e menos urbanizadas, especialmente nas regiões de cabeceira, observou-se a necessidade de reduções nas vazões altas, indicando predominantemente fontes de poluição de origem difusa. Quanto ao nitrogênio amoniacal, está em conformidade com as metas em todas as condições hidrológicas para ambos os cenários. No entanto, o fósforo apresenta incompatibilidade significativa em relação às metas estabelecidas, em ambos os cenários, com o rio Iguaçu sendo o principal alvo das reduções. Ressalta-se que também foram observadas reduções em locais monitorados a jusante de pontos importantes de captação para o abastecimento da RMR, como os Reservatórios Piraquara I e II, Reservatório Verde e a captação do Rio Miringuava. A abordagem destaca a ampla aplicabilidade das curvas de permanência na avaliação da qualidade da água, permitindo o monitoramento do cumprimento de metas e a definição de objetivos progressivos. Além disso, são uma ferramenta acessível e concisa para comunicar informações de monitoramento, oferecendo uma visão abrangente das condições da qualidade da água em diversos contextos hidrológicos

Abstract: The load duration curve offers a clear perspective on the behavior of specific water quality parameters in relation to the proposed framework, proving to be a valuable tool for assessing compliance with environmental legislation over time. The research aimed to evaluate the current water quality in the Alto Iguaçu Basin (PR), a headwater region where the sources of the Iguaçu River are located. This basin, characterized by lowerflowing rivers, includes the densely populated and urbanized Região Metropolitana de Curitiba (RMC). The methodology employed load duration curves to analyze quantitative and qualitative parameters, comparing observed loads with the total maximum daily loads according to the classification classes defined by Resolution No. 04/2013 of the Comitê das Bacias do Alto Iguaçu e Afluentes do Alto Ribeira (Coaliar). Nine conventional stations with flow and water quality data were selected, with a minimum of 20 years of records and at least three years of data between 2014 and 2022. To achieve the established quality goals, necessary reductions in the parameters BOD, phosphorus, and ammonia were identified, evaluated in two scenarios, considering 90% (Scenario A) and 80% (Scenario B) of the samples below the established limits. Reduction assessments were conducted under different flow conditions, ranging from low flows (90–100%) to high flows (0–10%). This analysis indicated the most likely source of pollution at the monitored point, highlighting the presence of point sources in low flows and contributions from nonpoint sources in high flows. Regarding the BOD parameter, the most significant reductions were identified in the urban areas of the basin, mainly along the course of the main river, the Iguaçu, suggesting that sources in these locations are predominantly point sources. However, in smaller and less urbanized basins, especially in headwater regions, there was a need for reductions in high flows, indicating predominantly nonpoint sources of pollution. As for ammonia, it complies with the goals under all flow conditions for both scenarios. However, phosphorus shows significant non-compliance with the established goals in both scenarios, with the Iguaçu River being the main target for reductions. It is noteworthy that reductions were also observed at monitored sites downstream from critical intake points for the supply of the RMC, such as Piraquara I and II Reservoirs, Verde Reservoir, and the intake of the Miringuava River. The approach underscores the broad applicability of load duration curves in assessing water quality, enabling goal monitoring and the establishment of progressive objectives. Moreover, they are an accessible and concise tool for communicating monitoring information, providing a comprehensive view of water quality conditions in various hydrological contexts