Integrated modeling of water quantity and quality in the Araguari River basin, Brazil Translated title: Modelación integrada de cantidad y calidad del agua en la cuenca del río Araguari, Brasil

Abstract

The Araguari River basin has a huge water resource potential. However, population and industrial growth have generated numerous private and collective conflicts of interest in the multiple uses of water, resulting in the need for integrated management of water quantity and quality at the basin scale. This study used the AQUATOOL Decision Support System. The water balance performed by the SIMGES module for the period of October 2006 to September 2011 provided a good representation of the reality of this basin. The parameters studied were dissolved oxygen, biochemical oxygen demand, organic nitrogen, ammonia, nitrate and total phosphorus. The coefficients of biochemical reactions, sedimentation rates and sediment dissolved oxygen release for this period were calibrated and validated in the quality modeling using the GESCAL module. A sensitivity analysis indicated that the coefficients of carbonaceous matter decomposition, nitrification, water temperature, and sediment oxygen demand interfered more significantly in the variables of state. To prevent eutrophication in the Nova Ponte reservoir and in the other cascade reservoirs, the local River Basin Committee should adopt restrictive actions against the use of agricultural fertilizers. On the other hand, in the sub basin of the Uberabinha River, new alternatives for public water supply to the city of Uberlândia and improvements in the treatment efficiency of the main wastewater treatment plant (WWTP) should be proposed, since the biochemical oxygen demand, ammonia and total phosphorus failed to meet the requirements of COPAM (2008) in the driest months.

Translated abstract

La cuenca del río Araguari tiene un enorme potencial de recursos hídricos. Sin embargo, la población y crecimiento industrial han generado numerosos conflictos de interés, privados y colectivos, en los usos múltiples del agua, dando lugar a la necesidad de una gestión integrada de la cantidad y calidad del agua a nivel de la cuenca. En este estudio se utilizó el Sistema de Soporte de Decisión AQUATOOL. El balance hídrico realizado por el módulo SIMGES, para el período de octubre 2006 a septiembre 2011 proporcionó una buena representación de la realidad de esta cuenca. Los parámetros estudiados fueron el oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, nitrógeno orgánico, amonio, nitrato y fósforo total. Los coeficientes de las reacciones bioquímicas, tasas de sedimentación y demanda de oxígeno disuelto del sedimento para este período fueron calibrados y validados en la modelación de calidad del agua, mediante el módulo GESCAL. El análisis de sensibilidad indica que los coeficientes de degradación de la materia orgánica, nitrificación, temperatura del agua y demanda de oxígeno del sedimento interfirieron más significativamente en las variables de estado. Para evitar la eutrofización en el embalse de Ponte Nova y en el resto de los embalses en cascada, el Comité Local de la Cuenca del Río debería adoptar medidas restrictivas contra el uso de fertilizantes agrícolas. Por otra parte, en la subcuenca del Río Uberabinha, nuevas alternativas para el suministro público de agua a la ciudad de Uberlandia y mejoras en la eficiencia del tratamiento de la principal Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) deben ser considerados, ya que la demanda bioquímica de oxígeno, amonio y fósforo total no han cumplido con los requisitos de la COPAM (2008) en los meses con más sequías.