Impactos das barragens sobre os parâmetros hidrológicos e a morfologia do canal do Rio Paraíba do Sul

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Tipo do documento:	Tese
Título:	Impactos das barragens sobre os parâmetros hidrológicos e a morfologia do canal do Rio Paraíba do Sul
Título(s) alternativo(s):	Dam impacts on Paraíba do Sul River hydrologic parameters and channel morphology
Autor:	Silva, Sálua Cristina Saldanha Cezar Guimarães da
Primeiro orientador:	Guerra, Josefa Varela
Primeiro membro da banca:	Reis, Antônio Tadeu dos
Segundo membro da banca:	Oliveira, Eduardo Negri de
Terceiro membro da banca:	Cruz, Carla Bernadete Madureira
Quarto membro da banca:	Silva, Cleverson Guizan
Quinto membro da banca:	Vinzón, Susana Beatriz
Resumo:	Há séculos submetido a interferências antrópicas, o Rio Paraíba do Sul começou, a partir de meados do século XX, a sofrer também os impactos da instalação de uma série de barragens em seu canal fluvial. Juntas, essas interferências vêm alterando seus parâmetros hidrológicos e morfológicos há décadas e, graças a sua extensão de mais de 1100 km, os estudos existentes se concentram em pequenos trechos do rio. A proposta deste trabalho consistiu na avaliação dos impactos das barragens sobre os sinais vitais (paisagem, parâmetros hidrosedimentológicos e morfológicos) de todo o seu sistema fluvial. A análise das séries hidrológicas do Paraíba do Sul mostrou que suas vazões/cotas vêm apresentando comportamento decrescente, apesar da tendência positiva das séries pluviométricas das últimas décadas. As séries de concentração de material particulado em suspensão também mostraram comportamento negativo ao longo das décadas analisadas, provavelmente graças à retenção de sedimentos nos grandes reservatórios das barragens e à regularização de fluxo realizada por essas estruturas que, ao diminuírem a frequência dos picos de vazão, impactam o volume de sedimentos transportados rio abaixo. Amostragens mensais de água superficial para determinação de concentração de material particulado em suspensão durante dois anos, em um ponto a montante e outro a jusante de uma das barragens com reservatório do Rio Paraíba do Sul, corroboraram essa hipótese. Por meio de fotografias aéreas das décadas de 1950/60 (anteriores à instalação de algumas barragens) e de 2004 a 2006 (posteriores à maioria das barragens existentes), foi possível quantificar as mudanças na sua morfologia de vista em planta. Dentre as alterações identificadas, a mais significativa foi a diminuição da largura média do canal fluvial, com maiores percentuais nos trechos imediatamente a jusante das barragens com reservatório. Para avaliar o quanto as barragens afetaram a morfologia longitudinal do canal foram comparados perfis de declividade x extensão construídos a partir de cartas topográficas elaboradas antes da instalação de algumas barragens com perfis relativamente mais recentes, gerados a partir de modelos digitais de elevação elaborados após a instalação das mesmas. O surgimento de knickpoints artificiais nos locais onde foram construídas duas grandes barragens com reservatório mostrou que essas obras contribuíram com o desequilíbrio da morfologia longitudinal. O cálculo de alguns parâmetros extraídos dos perfis transversais de trechos a montante e a jusante de barragens possibilitou verificar o quanto a regularização que essas obras exercem sobre o fluxo fluvial afetou a variabilidade natural desses parâmetros. Complementando a investigação sobre o Paraíba do Sul, um estudo de caso na foz para estimar o material particulado em suspensão do trecho final do canal e de sua pluma sedimentar costeira, em épocas anteriores e posteriores à instalação de sua mais recente barragem, confirmou o impacto dessa obra sobre a quantidade de sedimentos que chega à porção mais distal do canal fluvial antes de, finalmente, se dispersar nas águas do Atlântico.
Abstract:	For centuries undergoing anthropic activities, the Paraíba do Sul River has been impacted by the installation of several dams in its channel since the middle of the last century. Together, these activities have been changing its hydrological and morphological parameters for decades but, due to its extension of more than 1,100 km, the existing studies focus only on small reaches of the river. This work s proposal was the evaluation of dam impacts on the entire fluvial system vital signs (landscape, hydrosedimentological and morphological parameters). The hydrological series analysis showed decreasing behavior after the beginning of reservoir dams operations in spite of the positive trend observed in the pluviometric series of the same period. The total suspended solids concentration series also showed negative behavior, probably due to sediment trapping in large dam reservoirs and to regulation, which decreases the frequency of flow peaks and, consequently, the volume of sediments transported downstream. Monthly surface water samplings to determine the total suspended solids concentration were carried out at an upstream and a downstream point of one of the Paraiba do Sul reservoir dams and the results corroborated this hypothesis. Using 1965-1966 and 2004-2006 aerial photographs (prior and after the existing dams, respectively) it was possible to evaluate the river s plan view morphological changes. There was a significant decrease in the channel mean width, with the highest percentages observed in the segments immediately after dams, as a consequence of upstream water retention. To evaluate how dams affected the channel longitudinal morphology, slope x distance profiles, constructed from topographic maps elaborated prior to some dam's installation were compared with recent profiles, built from digital elevation models. The emergence of artificial knickpoints in the reaches where two large dams with reservoirs were built showed that these ventures contributed to the evolution of the longitudinal morphology misalignment. The calculation of some parameters extracted from fluvial cross-sectional profiles allowed the verification of how much flow regularization performed by dams affected the expected natural variability of these parameters. Complementing the investigation about the Paraíba do Sul River, a case study at its mouth to estimate the total suspended solids in the final portion of the channel and in the coastal sedimentary plume, in years prior and after the installation of its most recent dam with reservoir, confirmed this construction's impact on the amount of sediments that reaches the channel final stretch before its dispersion into the Atlantic waters.
Palavras-chave:	Paraíba do Sul River Fluvial morphology Hydrological and sedimentological parameters Dams impacts Aerial photographs Coastal plume Rio Paraíba do Sul Morfologia fluvial Parâmetros hidrológicos e sedimentológicos Impactos de barragens Fotografias aéreas Pluma costeira.
Área(s) do CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA::OCEANOGRAFIA GEOLOGICA
Idioma:	por
País:	BR
Instituição:	Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição:	UERJ
Departamento:	Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Oceanografia
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Oceanografia
Citação:	SILVA, Sálua Cristina Saldanha Cezar Guimarães da. Impactos das barragens sobre os parâmetros hidrológicos e a morfologia do canal do Rio Paraíba do Sul. 2019. 367 f. Tese (Doutorado em Caracterização, Diagnóstico e Evolução de Ambientes Marinhos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso:	Acesso Aberto
URI:	http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13850
Data de defesa:	25-Abr-2019
Aparece nas coleções:	Doutorado em Oceanografia

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