Variation of ionic indexes in reservoirs in the sertão of Ceará State

Water scarcity is a pressing challenge, with arid and semi-arid regions most affected. In these regions it is common to capture and store water in surface reservoirs, which are the main source of water supply for multiple uses. The semi-arid climate enhances the process of water salinization, which is one of the main water quality problems faced in reservoirs in these regions. In this context, the ionic quality of the surface water of the Ceará reservoirs Pereira de Miranda and Sítios Novos was evaluated through the calculation of water stability indexes, water quality for irrigation use and ion content. In addition, aridity rates were determined. The statistical approach (adhesion tests, Akaike's information criterion, variance analysis (parametric and non-parametric), Pearson's correlation and Monte Carlo simulation) of the water quality data of these reservoirs provided by COGERH , for the period from 2004 to 2014. The influence of the annual climate cycle and the operational level of the reservoirs, the temporal variation of the ionic indexes and the degree of failure of the main parameters according to the legal framework were determined. The results showed chloridated sodic waters, evidencing the influence of the local lithology and the proximity to the ocean. The aridity indices showed the decreasing tendency of precipitation and the vulnerability of the area to desertification. There was corrosive potential as indicated by most water stability indices. Regarding the suitability for use in irrigation, the waters were of medium salinity, low risk of sodicity, moderately hard and safe for irrigation purposes, as for permeability and the dangerous effect of CO32- and HCO3-. The water quality indexes for the ionic content indicated water with low restriction and quality ranging from good to excellent. Strong correlations between the available volume fraction and several ionic parameters were obtained. Turbidity and total dissolved solids showed the most significant failure degree according to the normative instruments used. The rainy and dry seasons influenced the significant differentiation only with respect to the aridity indices, even though the deterioration of the water quality in the period of drought is perceptible in the computation of the ionic indexes. It is concluded that the evaluation of the ionic content of surface waters of the Semi-Arid Tropic through indexes is an excellent tool for the management of the quality of these resources, indicating possible limitations of end uses and guiding preventive and corrective measures.A escassez de água é desafio premente, sendo as regiões áridas e semiáridas as mais afetadas. Nessas regiões é comum a captação e armazenamento de água em reservatórios superficiais, que constituem a principal fonte de abastecimento para os múltiplos usos da água. O clima semiárido potencializa o processo de salinização das águas, o que representa um dos principais problemas de qualidade da água enfrentado em reservatórios destas regiões. Nesse contexto, avaliou-se a qualidade iônica das águas superficiais dos reservatórios cearenses Pereira de Miranda e Sítios Novos através do cômputo de índices de estabilidade da água, de qualidade da água para uso na irrigação e referentes ao conteúdo iônico. Complementarmente, foram determinados os índices de aridez. Realizou-se a abordagem estatística (testes de aderência, critério de informação de Akaike, testes de análise de variância (paramétrico e não paramétrico), correlação de Pearson e simulação de Monte Carlo) dos dados de qualidade de água desses reservatórios, fornecidos pela COGERH, referentes ao período de 2004 a 2014. Determinou-se a influência do ciclo climático anual e do nível operacional dos reservatórios, a variação temporal dos índices iônicos e o grau de falha dos principais parâmetros segundo o enquadramento legal. Os resultados apontaram águas do tipo cloretadas sódicas, evidenciando a influência da litologia local e a proximidade com o oceano. Os índices de aridez mostraram a tendência decrescente de precipitação e a vulnerabilidade da área à desertificação. Houve potencial corrosivo como indicado pela maioria dos índices de estabilidade da água. Quanto à adequação ao uso na irrigação, as águas eram de média salinidade, baixo risco de sodicidade, moderadamente duras e seguras para fins de irrigação, quanto a permeabilidade e o efeito perigoso do CO32- e HCO3-. Os índices de qualidade da água referentes ao conteúdo iônico indicaram águas com baixa restrição e qualidade variando de boa a excelente. Correlações fortes entre a fração de volume disponível e diversos parâmetros iônicos foram obtidas. A turbidez e os sólidos dissolvidos totais apresentaram grau de falha mais significativo segundo os instrumentos normativos utilizados. As estações chuvosa e seca influenciaram a diferenciação significativa somente quanto aos índices de aridez, mesmo sendo perceptível no cômputo dos índices iônicos a deterioração da qualidade de água no período de estiagem. Conclui-se que a avaliação do conteúdo iônico das águas superficiais do Trópico Semiárido através de índices é uma excelente ferramenta para a gestão da qualidade desses recursos, indicando possíveis limitações de usos finais e norteando medidas preventivas e corretivas