Análise das variáveis climáticas e da qualidade da água para gestão do reservatório da UHE São Domingos no Estado do Mato Grosso do Sul

Abstract

O monitoramento da Qualidade da Água na Usina Hidrelétrica São Domingos no Estado do Mato Grosso do Sul, que gera 48 MW por meio do reservatório artificial na confluência dos Rios Verde e São Domingos, é realizado para atender as condicionantes do licenciamento vigente. O presente trabalho analisa as principais variáveis climáticas, sendo a temperatura e pluviometria, e sua relação com a qualidade da água, para compreender como a dinâmica do clima e ambiente pode auxiliar na gestão de reservatórios. Utilizou-se o levantamento de informações de 36 campanhas de coleta de dados da qualidade da água no período de 2015 a 2024 e dados meteorológicos da região de estudo obtidos de reanálise ERA-5 diária no mesmo período. Explorou-se as modificações sazonais do clima na sua relação com as variáveis abióticas do meio ambiente aquático. Para subsidiar a avaliação dos resultados foram utilizadas ferramentas estatísticas de testes não paramétricos como tendência de Mann-Kendall, coeficiente de correlação Tau de Kendall, Kruskal-Wallis. Os resultados mostram que as variáveis: temperatura da água, turbidez, transparência, precipitação e temperatura do ar, apresentam diferenças estatisticamente significativas entre os períodos chuvoso e seco. Foram encontrados outliers no período chuvoso nas variáveis: clorofila-a, condutividade elétrica, fósforo total, nitrogênio inorgânico total, nitrogênio total. Na análise temporal, identificaram-se tendências estatisticamente significativas para as seguintes variáveis: condutividade elétrica, fósforo total, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio total, turbidez, oxigênio dissolvido e índice de qualidade da água do reservatório. Além disso, identificou-se forte correlação entre os parâmetros: índice de qualidade da água do reservatório e fósforo, temperatura da água e do ar; precipitação e turbidez; transparência e turbidez; turbidez e condutividade elétrica; nitrogênio total Kjeldahl e fósforo total; e precipitação e transparência. A associação entre precipitação, turbidez e nutrientes revela o escoamento superficial como principal vetor da degradação da qualidade da água. Tais resultados demandam estratégias de manejo que transcendem o espelho d’água, foco no controle do uso do solo da bacia hidrográfica. Além disso, a dependência meteorológica dos índices reforça a importância do monitoramento contínuo, permitindo que a gestão do reservatório antecipe episódios de degradação ambiental diante de eventos climáticos extremos.

Water quality monitoring at the São Domingos Hydroelectric Power Plant (HPP) in the state of Mato Grosso do Sul — which generates 48 MW through an artificial reservoir at the confluence of the Verde and São Domingos Rivers — is conducted to comply with current environmental licensing requirements. This study analyzes key climatic variables, specifically air temperature and rainfall, and their relationship with water quality parameters, aiming to understand how climate and environmental dynamics can support reservoir management. Data from 36 water quality sampling campaigns carried out between 2015 and 2024 were used alongside daily ERA5 reanalysis meteorological data for the same period. Seasonal climate variations were examined in relation to abiotic variables of the aquatic environment. Non-parametric statistical tools were applied to support the assessment, including the Mann-Kendall trend test, Kendall's Tau correlation coefficient, and the Kruskal-Wallis test. Results indicate that water temperature, turbidity, water transparency, precipitation, and air temperature exhibit statistically significant differences between the rainy and dry seasons. Outliers were identified during the rainy season for chlorophyll-a, electrical conductivity, total phosphorus, total inorganic nitrogen, and total nitrogen. Temporal analysis revealed statistically significant trends for electrical conductivity, total phosphorus, total Kjeldahl nitrogen, total nitrogen, turbidity, dissolved oxygen, and the Reservoir Water Quality Index (RWQI). Strong correlations were found between the RWQI and phosphorus; water temperature and air temperature; precipitation and turbidity; transparency and turbidity; turbidity and electrical conductivity; total Kjeldahl nitrogen and total phosphorus; and precipitation and transparency. The association between precipitation, turbidity, and nutrients identifies surface runoff as the primary driver of water quality degradation. These findings call for management strategies that extend beyond the water body itself, with emphasis on watershed land-use control to reduce nutrient loading. Furthermore, the meteorological dependence of water quality indices underscores the importance of continuous monitoring, enabling reservoir managers to anticipate environmental degradation episodes in the face of extreme weather events.