Determinação da Concentração de Clorofila-a por Sensoriamento Remoto no Reservatório de Chapéu d’Úvas (Mg), Brasil
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v14.6.p3583-3598Palavras-chave:
Eutrofização, Sentinel-2, Qualidade da água, Águas interiores, Estado trófico.Resumo
Na atualidade, um grande impacto nos reservatórios de água doce é a eutrofização, que afeta diretamente o tratamento e uso da água para abastecimento público, navegação, fauna e flora aquática e impacto visual. A clorofila-a é um dos indicadores de estado trófico da água e pode ser determinada utilizando sensoriamento remoto. Desta forma, este estudo objetivou determinar a concentração de clorofila-a na barragem de Chapéu d’Uvas em Juiz de Fora (Brasil), um dos principais mananciais de abastecimento público da cidade. Através de um modelo utilizando imagens do satélite Sentinel-2 foi avaliado o comportamento espaço-temporal da concentração do componente, foi correlacionado com dados de pluviosidade, temperatura, evaporação e uso e ocupação do solo em torno da barragem. Também foi aplicado um modelo para determinar o índice de estado trófico, que apresenta o grau de trofia que o corpo hídrico se encontra, classificando Chapéu d’Uvas como estado mesotrófico. Os resultados se mostraram satisfatórios para a espacialização e análise temporal da concentração de clorofila-a, a correlação com os dados de evaporação nos permitiu observar uma compatibilidade direta com a concentração do componente e verificou-se valores de clorofila-a acima da média do reservatório nas regiões de entradas de água pelos riachos e próximos as margens com menos cobertura de vegetação.
Determination of Chlorophyll-a Concentration from Remote Sensing in Chapéu d’Úvas Reservoir (State of Minas Gerais, Brazil)
A B S T R A C T
Currently, one of the great impacts on the freshwater reservoirs is eutrophication, which directly affects the treatment and use of water for public water supply, navigation, aquatic fauna and flora and visual impact. Chlorophyll-a is one of the water trophic state indicators and it can be determined using remote sensing. Thus, this study aimed to determine chlorophyll-a concentration in Chapéu d’Uvas dam, in Juiz de Fora (Brazil), one of the main water sources of public water supply for the city. From a model that uses Sentinel-2 satellite images, the spatial-temporal behavior of that component concentration was evaluated and correlated with data regarding rainfall, temperature, evaporation, and soil use and occupation around the dam. A model was also applied to determine trophic state index, which presents the body of water trophic state, classifying Chapéu d’Uvas as mesotrophic state. The results were satisfactory regarding spatialization and temporal analysis of chlorophyll-a concentration. The correlation with evaporation data permitted us to observe a direct correspondence with the component concentration. Chlorophyll-a values higher than the reservoir average were found in creek inlets and near the shore with lower vegetal cover.
Keywords: eutrophication, Sentinel-2, quality of water, inland waters, trophic state
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Referências
AGEVAP. Agência da Bacia do Rio Paraíba do Sul, 2014. Plano integrado de recursos hídricos da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul e planos de ação de recursos hídricos das bacias afluentes: Relatório de diagnóstico RP 6, Tomo 1. Resende.
Barbosa, C. C. F., Novo, E. M. L. M., Martins, V. S., 2019. Introdução ao sensoriamento remoto de sistemas aquáticos: princípios e aplicações. 1ª ed. Instituto de Pesquisas Espaciais. São José dos Campos ,161.
CESAMA. Companhia de Saneamento Municipal, 2019. Barramento de Chapéu d’Uvas. Disponível: http://www.cesama.com.br/mananciais/barragem-de-chapeu-d-uvas-2. Acesso: 23 out. 2019.
CETESB. Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, 2019. Apêndice D: Índices de Qualidade das Águas. Disponível : https://cetesb.sp.gov.br/aguas-interiores/wp-content/uploads/sites/12/2017/11/Ap%C3%AAndice-D-%C3%8Dndices-de-Qualidade-das-%C3%81guas.pdf. Acesso: 22 set. 2019.
Cicerelli, R. E., Galo, M. L. B. T., 2015. Sensoriamento remoto multifonte aplicado na detecção do fitoplâncton em águas interiores. Revista brasileira de engenharia agrícola e ambiental v.19, n.3, 259-265.
CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente,2005 Resolução CONAMA 357 de 17 de março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências. Diário Oficial da União nº 053. Brasília.58-63.
Coral, Lucila Adriani. Remoção de cianobactérias e cianotoxinas em águas de abastecimento pela associação de flotação por ar dissolvido e nanofiltração. 2009. 199 f. Tese (Doutorado) - Curso de Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2009. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/93382. Acesso em: 29 out. 2020.
COPAM. Conselho de Política Ambiental, 1996. Deliberação Normativa COPAM nº 016. Dispõe sobre o enquadramento das águas estaduais da bacia do rio Paraibuna. Diário do Executivo. Minas Gerais.
Dall'Olmo, G., Gitelson, A. A., & Rundquist, D. C., 2003. Towards a unified approach for remote estimation of chlorophyll a in both terrestrial vegetation and turbid productive waters. Geophysical research letters, 30(18).
De Almeida, Luana Candido et al., 2017. Cianobactérias e cianotoxinas fatores de risco para o abastecimento de água. Anais SIMPAC, v. 7, n. 1.
Dutra, V. A. B., Tavares, P. A., Trindade, A. R., Souto, J. I. O., Beltrão, N. E. S., Ribeiro, H. M. C., 2019. Avaliação do estado trófico de um lago para abastecimento público por meio de imagem sentinel-2. An. do XIX Simpósio brasileiro de sensoriamento remoto.
ESA. European Space Agency, 2020. Resoluções radiométricas dos satélites da missão Sentinel-2 MSI. Disponível: https://sentinel.esa.int/web/sentinel/user-guides/sentinel-2-msi/resolutions/radiometric. Acesso: 26 ago. 2020.
F. Spoto et al., 2012. Overview Of Sentinel-2. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Munich. 1707-1710. Disponível: doi: 10.1109/IGARSS.2012.6351195. Acesso:
Fraga, Rosiméri S. et al., 2020. Empirical modelling of suspended solids in a subtropical lagoon (Brazil) using linear spectral mixing algorithm. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 100380. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.rsase.2020.100380. Acesso:
INMET. Instituto Nacional de Meteorologia, 2019 Normais climatológicas do Brasil. Disponível :http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisClimatologicas. Acesso: 23 out. 2019.
Lamparelli, Marta Condé, 2004. Graus de trofia em corpos d'água do estado de São Paulo: avaliação dos métodos de monitoramento. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo. Disponível: 10.11606/T.41.2004.tde-20032006-075813. Acesso:
Lopes, H., Sobral, M. C., Gunkel, G., Candeias, A. L., Melo, G., 2015. Comportamento espacial da clorofila-a no reservatório de Itaparica, rio São Francisco. Eng sanit ambient v.20, n.3, 475-484.
Machado, M. T. S., Baptista, G. M. M., 2016. Sensoriamento remoto como ferramenta de monitoramento da qualidade da água do lago Paranoá (DF). Eng sanit ambient v.21, n.2, 357-365.
Machado, P. J. O., 2012. Diagnóstico ambiental e ordenamento territorial: instrumentos para a gestão da bacia de contribuição da represa de Chapéu D’Uvas, MG. Niterói. (s.n.), 243.
Oliveira, M., 2018. Limnologia da Paisagem com uso de Regressão Geograficamente Ponderada: estudo da qualidade da água na represa de Chapéu D’Uvas, MG. Tese (doutorado). Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Juiz de Fora, MG.
Pereira, Alessandro Rhadamek Alves et al., 2020. Retrieval and mapping of chlorophyll-a concentration from Sentinel-2 images in an urban river in the semiarid region of Brazil. Revista Ambiente & Água, v. 15, n. 2.
Potes, M., Rodrigues, G., Penha, A. M., Novais, M. H., Costa, M. J., Salgado, R., and Morais, M. M., 2018. Use of Sentinel 2 – MSI for water quality monitoring at Alqueva reservoir, Portugal, Proc. IAHS, 380, 73–79. Disponível: https://doi.org/10.5194/piahs-380-73-2018.
Rodrigues, G., Potes, M., Costa, M. J., Salgado, R., Penha, A., Novais, M., 2018. Qualidade da água no reservatório de Alqueva através de medições in situ e de deteção remota de satélite. 14º Congresso da água.
Rudorff, Conrado M. et al., 2007 Análise derivativa de dados hiperespectrais medidos em nível de campo e orbital para caracterizar a composição de águas opticamente complexas na Amazônia. Acta Amaz., Manaus , v. 37, n. 2, 269-280. Disponível: https://doi.org/10.1590/S0044-59672007000200014. Acesso: 10 set. 2020.
Silva, Daniel Clemente Vieira Rêgo da et al., 2018. Avaliação da eficiência de um índice de estado trófico na determinação da qualidade da água de reservatórios para abastecimento público. Eng. Sanit. Ambient. [online]. vol.23, n.4 [cited 2020-08-26], 627-635. Disponível: https://doi.org/10.1590/s1413-41522018168445. Acesso: 24 ago. 2020.
SNAP. Sentinel Application Platform (SNAP) Software, , 2019 Version 7.0.
Von Sperling, M., 1996. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. DESA-UFMG.
Wiegand M.C., Piedra J. I. G., Araújo J. C., 2016. Vulnerabilidade à eutrofização de dois lagos tropicais de climas úmido (Cuba) e semiárido (Brasil). Eng Sanit Ambient v.21 n.2, 415-424.
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