Morphological characterization of eighteen lakes of the north and middle coast of Rio Grande do Sul, Brazil

Abstract

AIMS: The present study aimed at a morphological characterization of 18 lakes of the municipalities of Cidreira, Balneário Pinhal and Palmares do Sul, situated in the northern and middle coastal plain of Rio Grande do Sul, Brazil. METHODS: The morphometric survey was conducted in the summer of 2011/2012, based on echo sounder coupled with GPS and the application of remote sensing and GIS procedures. The morphometric parameters used for the characterization were: surface area, perimeter, perimeter development, volume, relative fetch, maximum depth, average depth, relative depth, median depth of volume, length and width. The statistical interpretation included Test of Normality, Coefficient of Variation, Correlation and Regression Analysis, Cluster Analysis, Discriminant Analysis and Principal Component Analysis. RESULTS: Eighteen lakes were described and five of them are presented by aerial photo and bathymetric map. They represent the proposed morphological lake types. The calculation of the coefficient of variation revealed larger amplitudes of parameters related to lake size than to depth. The application and interpretation of cluster analysis, confirmed by discriminant analysis, distinguished those lakes in five morphological groups, which differ mainly by size and subsequently by depth. The Principal Component Analysis identified the first component with positively charged variables of size and negatively charged relative depth, and a second component with positive charge of maximum and average depths. CONCLUSIONS: The low relative depths and the exposure to constant northeastern winds reduce the transparency of the lakes. Consequently, they are light limited by suspension of inorganic and organic matter. A property that limits the application of trophic state indices. The high dynamic of the water bodies produces an oxygenated sediment surface that facilitates the settlement by aerobic organisms all over the bottom area. The shallowness and the low median depths of volume are limiting factors for sustainable water supply management. The morphological characteristics of the coastal lakes make very difficult an accurate ecological assessment based on usual trophic state criterions and a sustainable water resource management using general guidelines.OBJETIVOS: O presente estudo teve como objetivo a caracterização morfológica de 18 lagoas costeiras dos municípios de Cidreira, Balneário Pinhal e Palmares do Sul, no Litoral Norte e Médio do Rio Grande do Sul, Brasil. MÉTODOS: No verão de 2011 e 2012 foram realizados levantamentos batimétricos, orientados por GPS, com aplicação de sensoriamento remoto e SIG. Os parâmetros morfométricos utilizados para a caracterização foram: área, perímetro, desenvolvimento de perímetro, volume, fetch relativo, profundidade máxima, profundidade média, profundidade relativa, profundidade mediana do volume, largura e comprimento. A interpretação estatística incluiu teste de normalidade, coeficiente de variação, análise de correlação e regressão, análise de cluster, análise de discriminância e análise de componentes principais. RESULTADOS: Dezoito lagoas foram morfologicamente descritas e cinco delas são apresentadas por meio de fotos aéreas e mapas batimétricos, representando os tipos morfológicos propostos. O cálculo do coeficiente de variação revelou uma maior amplitude de parâmetros relacionados ao tamanho do que à profundidade das lagoas. A análise de cluster identificou cinco grupos morfológicos, confirmados pela análise de discriminância. A análise de componentes principais identificou o primeiro componente com carga positiva de variáveis de tamanho e com carga negativa da profundidade relativa e o segundo componente com carga positiva das profundidades máxima e média. CONCLUSÕES: As baixas profundidades relativas, combinadas com a exposição das lagoas a constantes ventos de nordeste, diminuem a transparência das lagoas. Consequentemente, elas são limitadas pela luz devido ao material orgânico e inorgânico em suspensão. Uma propriedade que dificulta a aplicação de índices de estado trófico. A alta dinâmica dos corpos de água gera uma superfície aeróbia do sedimento que facilita a ocupação por organismos aeróbios em toda sua extensão. O fato de serem lagoas rasas e as profundidades medianas do volume muito baixas são fatores limitantes para a gestão sustentável dos recursos hídricos. As características morfológicas das lagoas costeiras tornam muito difícil uma avaliação adequada do seu estado trófico e uma gestão sustentável dos seus recursos hídricos baseadas em critérios comumente utilizados.