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HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA
ESTUDO DE IMPACTO AMBIENTAL
VERSÃO DRAFT
TETE - MOÇAMBIQUE
CONSULTORES DEE N G E N H A R I AE A M B I E N T E
COBA
VOLUME 9 – ANEXOS
JULHO 2011
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental – Volume 9 – Anexos
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA
ESTUDO DE IMPACTO AMBIENTAL
VOLUME 9 – ANEXOS
ÍNDICE
Anexo I – Documentos Processuais
Anexo II – Meio Físico
Anexo II.1 – Geologia
Anexo II.1.1 – Sismicidade da Província de Tete
Anexo II.1.2 – Recursos Minerais da Província de Tete
Anexo II.1.3 – Concessões e Certificados Mineiros, Licenças de Prospecção e Reconhecimento Concedidas na Província de Tete
Anexo II.2 – Recursos Hídricos
Anexo II.2.1 – Modelo H-RAS
Anexo II.2.2 – Monitorização da Qualidade da Água
Anexo II.2.2.1 – Análises Químicas
Anexo II.2.2.2 – Análises Bacteriológicas
Anexo II.2.2.3 – Relatórios de Monitorização
Anexo II.2.3 – Modelação da Qualidade da Água
Anexo II.3 – Sedimentos
Anexo II.3.1 – Elementos de Análise no Estudo de Sedimentos
Anexo II.3.2 – Estudo da Influência da Barragem de Mphanda Nkuwa na Retenção de Sedimentos na Albufeira
Anexo III – Meio Biótico
Anexo III.1 – Habitats, Vegetação e Flora
Anexo III.2 – Fauna
Anexo IV – Meio Socioeconómico
Anexo IV.1 – Socioeconomia
Anexo IV.2 – Antropologia
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO I – DOCUMENTOS PROCESSUAIS
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II – MEIO FÍSICO
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.1 – GEOLOGIA
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.1.1 – SISMICIDADE DA PROVÍNCIA DE TETE
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.1.2 – RECURSOS MINERAIS DA PROVÍNCIA DE TETE
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5/5
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.1.3 – CONCESSÕES E CERTIFICADOS MINEIROS, LICENÇAS DE PROSPECÇÃO E RECONHECIMENTO CONCEDIDAS NA PROVÍNCIA DE TETE
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HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.2 – RECURSOS HÍDRICOS
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.2.1 – MODELO H-RAS
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 I
DESCRIÇÃO DO MODELO DE PROPAGAÇÃO DE CAUDAIS EM REGIME VARIÁVEL EM RIOS E CANAIS – SOFTWARE HEC-RAS
1 O PROGRAMA HEC-RAS E SUAS CAPACIDADES................................................................................................................1
2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS ....................................................................................................................................................1
3 DADOS DE ENTRADA NECESSÁRIOS ...................................................................................................................................2 3.1 GEOMETRIA...........................................................................................................................................................................2 3.1.1 Esquema de funcionamento................................................................................................................................................2 3.1.2 Secções transversais...........................................................................................................................................................3 3.1.3 Opções ................................................................................................................................................................................3 3.1.4 Outros dados geométricos...................................................................................................................................................3 3.2 ESCOAMENTO.......................................................................................................................................................................3 3.2.1 Regime Permanente............................................................................................................................................................4
3.2.1.1 Condições de Fronteira..........................................................................................................................................4 3.2.1.2 Opções...................................................................................................................................................................4 3.2.1.3 Simulação em regime permanente ........................................................................................................................5
3.2.2 Regime Variável ..................................................................................................................................................................6 3.2.2.1 Condições de Fronteira..........................................................................................................................................6 3.2.2.2 Condições iniciais ..................................................................................................................................................8 3.2.2.3 Opções...................................................................................................................................................................9 3.2.2.4 Simulação em regime variável ...............................................................................................................................9 3.2.2.5 Calibração do modelo ..........................................................................................................................................11 3.2.2.6 Exactidão, Estabilidade e Sensibilidade do modelo ............................................................................................11 3.2.2.6.1 Exactidão do modelo..........................................................................................................................................11 3.2.2.6.2 Estabilidade do modelo ......................................................................................................................................11 3.2.2.6.3 Sensibilidade do modelo.....................................................................................................................................12
4 VIZUALIZAÇÃO DOS RESULTADOS.....................................................................................................................................12 4.1 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA E RELATÓRIOS..................................................................................................................13 4.2 ARMAZENAMENTO E GESTÃO DE DADOS ......................................................................................................................19
5 RAS MAPPER ..........................................................................................................................................................................19
6 CONCLUSÕES.........................................................................................................................................................................20
7 REFERÊNCIAS ........................................................................................................................................................................20
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 1
DESCRIÇÃO DO MODELO DE PROPAGAÇÃO DE CAUDAIS EM REGIME VARIÁVEL EM RIOS E CANAIS – SOFTWARE HEC-RAS
1 O PROGRAMA HEC-RAS E SUAS CAPACIDADES O software HEC–RAS da U.S Army Corps of Engineers aplica-se na análise de sistemas de fluviais (River Analysis System) e permite simular sistemas de rios com escoamentos unidimensionais em regime permanente e variável.
O HEC-RAS é um software interactivo para o utilizador, e integrador com capacidade de reunir várias tarefas e vários utilizadores em rede.
O sistema HEC-RAS permite simular três componentes de análises hidráulicas unidimensionais: 1 – cálculos computacionais do perfil da superfície da água (regolfo) em regime permanente de escoamento; 2 – regolfo em regime variável de escoamento; 3 – cálculos computacionais considerando transporte de sedimentos sólidos e fundo móvel. O elemento unificador das três componentes de cálculo é a geometria, cuja informação inserida e representação esquemática possibilita a simulação, num só modelo, das várias abordagens hidráulicas. Além destas três componentes de análise hidráulica, o programa permite ainda várias funcionalidades que podem ser invocadas para acrescentar à concepção hidráulica básica do sistema fluvial.
O software HEC-RAS está disponível sem custos na internet (em http://www.hec.usace.army.mil). É um programa de cálculo muito utilizado, de larga aplicabilidade, que tem um interface amigável para a entrada e saída de dados, e que incorpora cálculos numéricos com resultados confirmadamente robustos.
2 FUNDAMENTOS TEÓRICOS O cálculo computacional numérico do HEC-RAS baseia-se na Equação da Conservação da Energia (Unidimensional) e na Equação da Continuidade (Equações de Saint Venant).
Qout - Qin = -(Vt2-Vt1)/(t2-t1)
δQ/δx = -δV/δt
As perdas de energia são calculadas com base na rugosidade (Equação de Manning) e na contracção/expansão.
Energia = (z+y) + v2/2g
Perda de Energia = E1-E2=[(z1+y1)+v12/2g] - [(z2+y2)+v22/2g]
δx·Se=δz+δy+δ(v2/2g) – regime permanente
δx·Se=δz+δy+δ(v2/2g) +δv/δt – regime variável
A equação da quantidade do Movimento é também utilizada quando a variação do perfil da superfície da água é muito rápida, como acontece em cálculos de escoamento em regime misto (ressaltos), em hidráulica de pontes ou na avaliação da confluência de perfis de rios (junção de rios). Os efeitos de várias obstruções ao escoamento como pontes, passagens
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 2 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
hidráulicas, açudes, barragens ou estruturas em leitos de cheias também podem ser consideradas nas simulações. O estudo de escoamentos em regime permanente é aplicável na gestão de eventos de cheias e em estudos de segurança contra cheias / avaliação de impactos. O programa permite também avaliar alterações no perfil da água devidas a melhorias / modificações introduzidas na geometria ao longo do canal de escoamento e a introdução de diques.
3 DADOS DE ENTRADA NECESSÁRIOS
3.1 GEOMETRIA Os dados de geometria consistem no estabelecimento dos percursos e conectividade do sistema fluvial, introduzindo dados das secções transversais, das junções, acrescentando informação das estruturas hidráulicas a considerar (pontes, canais, passagens hidráulicas, açudes, barragens, etc.) e interpolando outras secções transversais.
O utilizador desenvolve a geometria do sistema fluvial desenhando-a num esquema de funcionamento na janela “Geometric Data Window” ou importando os dados de um sistema de informação geográfica.
3.1.1 Esquema de funcionamento O esquema de funcionamento de um sistema fluvial é a planificação da forma como os rios se desenvolvem e se reúnem. O sistema é desenhado troço a troço e no sentido positivo do escoamento, i.e. de montante para jusante. Um rio pode ser composto por um ou mais troços, os quais começam ou terminam em pontos onde dois ou mais cursos de água se reúnem ou se dividem/divergem. Os troços têm início ou fim nas pontas livres do sistema de rios representados.
Os troços são desenhados como linhas multisegmentadas e cada troço tem de ter pelo menos dois pontos, definidores dos seus início e fim. No entanto, é mais comum desenhar um troço de rio com vários pontos que seguem o percurso principal do canal de escoamento do rio (habitualmente o desenho faz-se sobre uma imagem de base ou um mapa que possa ser importado para dentro da “Geometric Data Editor Window”).
Além dos troços que compõem o rio, podem-se desenhar áreas de armazenamento (Storage Areas) e suas interligações (Storage Area Connections), bem como estações elevatórias (Pump Stations). Uma área de armazenamento representa um reservatório onde a água pode entrar para ou sair de. A superfície da água numa dessas áreas de armazenamento assume-se ser como um nível de água numa piscina. As áreas de armazenamento podem ser ligadas a troços de rios bem como a outras áreas de armazenamento. Também se podem interligar essas áreas de armazenamento directamente ao fim de um troço de rio ou ao longo de um troço utilizando uma opção de estrutura lateral, como passagens hidráulicas, descarregadores com comportas e açudes.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 3
3.1.2 Secções transversais Uma vez planificado o esquema de funcionamento dos rios há que introduzir informação altimétrica através das secções transversais, as quais representam as fronteiras geométricas de um rio. As secções transversais devem localizar-se entre intervalos relativamente curtos de comprimento ao longo do rio, permitindo a caracterização da capacidade de vazão do rio e das suas margens ou leitos de cheia. São necessárias também em locais representativos do rio e em locais onde ocorram mudanças de capacidade de vazão, de inclinação, de forma, de rugosidade, em locais onde existam diques a começar ou a acabar, e em locais onde hajam estruturas hidráulicas como pontes, passagens hidráulicas, descarregadores em linha ou laterais.
A informação necessária nas secções transversais consiste nos nomes do rio, do troço, na identificação da secção, numa descrição sumária, em coordenadas X e Y (pontos com localização e cota no perfil transversal), na distância à próxima secção transversal a jusante, em coeficientes de rugosidade de Manning, na identificação das margens do canal de escoamento e em coeficientes de contracção e de expansão.
3.1.3 Opções Existem outras informações que, não sendo imprescindíveis, podem ser acrescentadas a cada secção transversal. Além de se poderem introduzir mais secções transversais e de utilizar ferramentas básicas como copiar, colar, apagar, renomear, há outras possibilidades como ajustar localizações em X ou em Y, ajustar valores de rugosidade (n ou k), ângulos de desvio das secções transversais em relação ao rio (Skew Cross Section), definir áreas sem escoamento efectivo (Ineffective Flow Areas), introduzir diques e obstruções, adicionar coberturas, adicionar camadas de gelo, definir curvas de vazão, bem como adicionar variações verticais e horizontais nos valores das rugosidades.
3.1.4 Outros dados geométricos Outras opções que se podem acrescentar à geometria dos rios para serem considerados nos cálculos hidráulicos são junções de rios, pontes e passagens hidráulicas (únicas ou múltiplas), estruturas em linha (açudes, barragens e descarregadores com comportas), estruturas laterais (açudes, descarregadores com comportas, passagens hidráulicas curvas de vazão diferentes), áreas de armazenamento e suas ligações, estações elevatórias, interpolação de secções transversais e rios com camadas de gelo.
3.2 ESCOAMENTO Uma vez efectuada a caracterização geométrica, podem-se introduzir no modelo os dados necessários à simulação do escoamento de água em regime permanente.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 4 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
3.2.1 Regime Permanente Os dados necessários para efectuar uma modelação em regime permanente são os seguintes: número de regolfos a calcular, um pico de caudal (pelo menos um valor de caudal para cada troço de rio e para cada regolfo), e todas as condições de fronteira necessárias.
Os dados de caudais são introduzidos de montante para jusante para cada troço de rio num sistema fluvial. No modelo, uma vez definido um caudal na extremidade de montante de um troço de rio, esse valor é assumido constante ao longo desse troço até que seja encontrado outro valor de caudal noutra secção mais a jusante desse mesmo rio.
3.2.1.1 Condições de Fronteira As condições de fronteira são necessárias para estabelecer níveis de água nas extremidades (montante e jusante) dos rios no início da simulação, permitindo o início dos cálculos computacionais. Num regime de escoamento lento as condições de fronteira, com condição inicial do nível da água, só são necessárias na extremidade de jusante do rio. Num regime rápido só será necessário introduzir uma condição de fronteira na secção mais a montante. Num regime de escoamento misto de cálculo todas as fronteiras têm de ter dados de níveis de água iniciais.
3.2.1.2 Opções Na fase de introdução de dados de regime de escoamento existem disponíveis no programa várias opções: modificação de caudais (multiplicação de valores seleccionados de uma tabela por um factor), edição dos nomes dos perfis de simulação, imposições na altura de água e na linha de energia (para um perfil específico num modelo com vários regolfos) como o acréscimo de perdas localizadas de energia entre duas secções transversais, ou a perda específica de energia
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 5
entre duas secções transversais, a altura de água conhecida em dada secção transversal para um dado perfil de simulação, a mudança no nível de água entre duas secções transversais, e mudanças de K representativas de perdas de carga localizadas extra a considerar no balanço da energia.
O programa permite a introdução de níveis de água observados em qualquer secção transversal para qualquer perfil de simulação. Esses níveis de água observados podem ser exibidos nos resultados, em perfil transversal, nas secções transversais e nas tabelas de resumo de resultados.
A introdução de curvas de vazão observadas é também uma opção que permite em dado local comparar os resultados dos cálculos com os observados. É ainda possível controlar a abertura de comportas de descarregadores (em linha ou laterais) que possam ter sido introduzidos no modelo geométrico e optimizar a abertura dessas comportas para se obterem níveis de água pretendidos a montante da estrutura. Também é possível optimizar caudais iniciais descarregados em estruturas laterais ou estações de elevação.
3.2.1.3 Simulação em regime permanente Uma vez introduzida a geometria do sistema fluvial e todas as condições de escoamento necessárias, pode-se dar início aos cálculos computacionais de simulação dos regolfos em regime permanente e à determinação dos níveis de água nos rios e canais.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 6 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
O primeiro passo a efectuar uma simulação é a definição de um Plano onde se combina a geometria e o escoamento a usar. Aí pode-se identificar a situação da simulação e descrevê-la sumariamente. É também nesse Plano que se selecciona o regime de caudais e as opções de cálculo a utilizar.
3.2.2 Regime Variável Esta componente do modelo HEC-RAS permite simular o regime de escoamento variável numa rede de canais abertos uni-dimensionais. A solução da equação de escoamento em regime variável foi adaptada do modelo UNET (Barkau, 1992 e HEC, 1997). A componente de cálculo em regime variável foi inicialmente desenvolvida para cálculos em regime lento, mas foi actualizada e melhorada, permitindo actualmente calcular regimes de escoamentos mistos (lento, rápido, saltos hidráulicos e quedas) com esta ferramenta de cálculo em regime variável.
Os cálculos hidráulicos para secções transversais, pontes, passagens hidráulicas e outras estruturas hidráulicas desenvolvidos em regime permanente foram englobados neste módulo de cálculo em regime variável.
A componente de cálculo em regime variável inclui funcionalidades como a análise de rotura de barragens, a abertura de brechas e galgamento em diques, estações elevatórias, operação de comportas em barragens para navegação, e sistemas de condutas em pressão.
3.2.2.1 Condições de Fronteira Estas condições têm de ser introduzidas em todas as fronteiras exteriores do sistema fluvial, bem como em qualquer outro local interno onde se achar necessário, bem como se tem de definir as condições iniciais de caudais e de armazenamento necessárias ao início dos cálculos de simulação.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 7
Existem vários tipos de condições de fronteira disponíveis: hidrogramas de caudais, hidrogramas de níveis ou hidrogramas de caudais e níveis, que se podem utilizar quer em secções de fronteira a montante quer a jusante. No entanto é mais comum estes serem dados utilizados como condição de fronteira de montante.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 8 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
Também uma curva de vazão pode ser introduzida no modelo como condição de fronteira a jusante, com uma relação ponto a ponto de níveis e caudais.
A altura uniforme (Normal depth) quando adoptada como condição de fronteira numa secção final de jusante de um troço de um rio utiliza a equação de Manning no cálculo do nível de água para dado caudal. Para utilizar este método o utilizador tem de inserir um valor de declive para a perda de carga unitária (fritcion slope) tendo em vista a representação da condição de fronteira. A inclinação da superfície da água é geralmente uma boa estimativa desse valor.
Outras condições de fronteira internas são possíveis, tais como: hidrograma uniforme de entrada lateral de caudal, entrada de caudal no rio vindo de águas subterrâneas (groundwater inflow), séries temporais de abertura de comportas, controlo geométrico de comportas, operação de comportas em barragens para navegação, ou hidrogramas de níveis e/ou de caudais em fronteiras internas no sistema.
3.2.2.2 Condições iniciais Além das condições de fronteira, também as condições iniciais do sistema fluvial são necessárias à realização dos cálculos do escoamento em regime variável. As condições iniciais consistem em informação sobre níveis da superfície da água ou caudais nas secções transversais, bem como alturas de água em áreas de armazenamento que possam ter sido definidas no sistema.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 9
3.2.2.3 Opções Várias são as opções disponíveis no editor de regime variável por forma a ajudar a entrada e dados e a sua visualização: apagar condições de fronteira, níveis iniciais em secções transversais internas, caudais mínimos e tabela de caudais, bem como dados observados (medidos).
3.2.2.4 Simulação em regime variável O primeiro passo para a realização de uma simulação em regime variável é a combinação da geometria e do escoamento a usar num Plano, bem como descrever sumariamente o que a corrida significa e simula. Na informação contida no Plano deverá também constar a selecção dos métodos de cálculo a usar, o período de tempo de simulação, bem como cenários e outras opções de simulação.
Uma vez introduzida toda a informação necessária e definido o Plano, os cálculos em regime variável podem então ser realizados.
Quando os cálculos tiverem terminado, caso tenham tido sucesso, é possível observar os resultados, bem como o relatório de erros e avisos que permite localizar os erros que possam existir no decorrer da simulação e eliminá-los.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 10 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 11
3.2.2.5 Calibração do modelo A calibração é um ajustamento dos parâmetros do modelo, tais como rugosidades ou coeficientes hidráulicos das estruturas, que permita alguma exactidão na representação da realidade observada. Alguns problemas e factores a considerar numa calibração de um modelo em regime variável são os dados hidrológicos observados, a geometria do rio e das suas margens ou leitos de cheia, os coeficientes de rugosidade, a capacidade de armazenamento no rio e nas margens ou leitos de cheia, e os coeficientes das estruturas hidráulicas.
3.2.2.6 Exactidão, Estabilidade e Sensibilidade do modelo Tendo em vista o desenvolvimento de uma boa modelação em regime variável de um sistema fluvial, deve-se compreender como e porquê um modelo particular pode ter problemas de estabilidade, onde a solução das equações de escoamento se torna instável. Adicionalmente, é importante compreender a ligação entre exactidão numérica (exactidão na resolução numérica das equações) e a estabilidade do modelo. Finalmente, a sensibilidade do modelo ajuda a compreender como os parâmetros afectam o modelo e em que formas.
3.2.2.6.1 Exactidão do modelo A exactidão do modelo pode definir-se como o grau de proximidade entre a solução numérica e a verdadeira solução. A exactidão depende do seguinte:
Suposições e limitações do modelo (i.e. modelo unidimensional, nível único da superfície da água em cada secção transversal, etc. ..)
Exactidão dos dados geométricos (secções transversais, valores de Manning, pontes, passagens hidráulicas, etc. ...)
Exactidão dos dados de escoamento e das condições de fronteira (hidrogramas de entrada de caudal, curvas de vazão, etc. ...)
Exactidão numérica das soluções de cálculo nas equações em regime variável.
Relativamente à exactidão numérica, se se considera verdadeira a representação unidimensional do escoamento variável num rio através de um sistema equações, então apenas a sua resolução analítica devolverá um solução exacta. As soluções obtidas por diferenças finitas serão sempre aproximadas. Uma solução exacta para as equações não é realizável para um sistema fluvial complexo, pelo que o HEC-RAS utiliza, implicitamente, um esquema de resolução de equações através de diferenças finitas, o qual devolve sempre resultados aproximados.
3.2.2.6.2 Estabilidade do modelo Num modelo numérico instável, certos tipos de erros numéricos podem crescer tanto que façam com que a solução comece a oscilar, ou os erros se tornem tão grandes que impeçam os cálculos de continuar. Este é um problema frequente quando se trabalha com modelos de simulação em regime variável de alguma complexidade e/ou dimensão.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 12 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
Este hidrograma é um exemplo de um modelo que correu até ao fim do período de tempo de simulação, mas que produziu uma solução instável. Os seguintes factores afectam a estabilidade e a exactidão numérica de um modelo e devem ser verificados: espaçamento adequado entre secções transversais, intervalo de tempo de cálculo, factor de peso teta para uma solução numérica, opções de cálculo e tolerâncias, descarregadores/estruturas laterais, troços íngremes de rios e regimes de escoamento mistos, condições de fronteira a jusante, geometria das secções transversais e tabelas de propriedades, cruzamentos com pontes e passagens hidráulicas, condições inicias com caudal reduzido, quedas no leito do rio, valores da rugosidade de Manning, falhas ou má qualidade na informação do canal principal de escoamento.
3.2.2.6.3 Sensibilidade do modelo A sensibilidade do modelo é importante na compreensão da exactidão e na incerteza do modelo. Existem dois tipos de análise de sensibilidade que devem ser efectuadas ao modelo, Numérica e Física. A primeira é o processo de ajustamento dos parâmetros que afectam a solução numérica quando se pretende obter a melhor solução para as equações, como o intervalo de tempo de cálculo, o factor de peso teta, factores relacionados com a estabilidade em açudes/descarregadores, e expoentes de submersão em açudes/descarregadores. Por outro lado, a estabilidade dos parâmetros físicos prende-se com o processo de ajustar os parâmetros hidráulicos e as propriedades geométricas, e testar as incertezas das soluções dos modelos, como os valores da rugosidade de Manning, o espaçamento entre secções transversais, o armazenamento nas secções transversais, os coeficientes de descarga em açudes/descarregadores laterais ou os parâmetros definidores de pontes/passagens hidráulicas.
4 VIZUALIZAÇÃO DOS RESULTADOS Assim que terminem os cálculos computacionais de escoamento do sistema fluvial, quer em regime permanente, quer em regime variável, pode-se iniciar a visualização dos resultados. Os resultados estão disponíveis em formato gráfico e em tabelas. A actual versão do modelo permite a visualização das secções transversais, do perfil longitudinal dos rios, curvas de vazão, gráficos em perspectiva X-Y-Z, resultados em tabelas, visualização de resultados a partir do esquema de representação da geometria, gráficos dos hidrogramas de caudais e de níveis, visualização de resultados computacionais em cálculos em regime variável, visualização de gelo, e visualização e exportação de resultados para um ficheiro no formato HEC-DSS.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 13
4.1 REPRESENTAÇÃO GRÁFICA E RELATÓRIOS A representação gráfica de resultados inclui imagens X-Y do esquema de funcionamento do sistema fluvial, das secções transversais, dos perfis longitudinais, das curvas de vazão, dos hidrogramas, e muitas outras variáveis hidráulicas. Também é possível obter uma imagem tridimensional de várias secções transversais, bem como ver os resultados através do esquema de funcionamento do sistema fluvial. Os resultados em tabelas também se podem obter através de tabelas pré-definidas no programa ou de outras tabelas definidas pelo utilizador. Todos os resultados, quer gráficos, quer em tabelas, podem ser visualizados no monitor, enviados directamente para uma impressora, ou copiados e transferidos para outro software como o word ou o excel.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 14 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
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APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1 19
4.2 ARMAZENAMENTO E GESTÃO DE DADOS O armazenamento de dados é conseguido recorrendo ao uso de ficheiros ASCII, binários e HEC-DSS. Os dados inseridos pelo utilizador (input) são armazenados em ficheiros separados por categorias: projecto, plano, geometria, regime permanente, regime variável, e dados de sedimentos. Os resultados (output) são predominantemente escritos em ficheiros binários distintos. Os dados podem ser transferidos entre o HEC-RAS e outros programas utilizando o HEC-DSS.
A gestão de dados consegue-se através do interface com o utilizador. No projecto em desenvolvimento é pedido ao utilizador que introduza um único nome para definir o ficheiro, o qual, uma vez introduzido, modifica automaticamente o nome de todos os ficheiros com informação associados, criados durante a modelação. O interface permite renomear, agrupar e apagar ficheiros com base no nome do projecto.
A função de produzir relatórios de dados permite imprimir os dados de entrada e de saída do modelo. Os relatórios podem ser modificados a gosto pelo utilizador, bem com a quantidade de informação neles contida.
5 RAS MAPPER
O HEC-RAS tem a capacidade de realizar mapas de inundação directamente a partir dos resultados dos níveis de água obtidos por perfil. Usando a geometria do HEC-RAS e os perfis calculados para os níveis de água, a profundidade de inundação e os limites de alcance de cheias podem ser criados recorrendo ao RAS Mapper. Informação geoespacial adicional pode ser gerada para análise de velocidades, tensão tangencial, energia cinética, espessura da camada de gelo,
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 20 Estudo Impacto Ambiental (EIA) – Recursos Hídricos. Anexo 1
e alcance da onda de inundação. Na utilização do RAS Mapper em análises desta ordem deve ter-se um modelo digital do terreno num formato matricial de vírgula flutuante (.flt). A malha resultante para a profundidade é guardada num ficheiro de formato .flt enquanto que a informação dos limites é armazenada em ficheiros do tipo vectorial (polígonos) da ESRI para uso em software de sistemas de informação geográfica.
6 CONCLUSÕES O HEC-RAS é um programa muito divulgado que permite aos engenheiros hidráulicos a análise de sistemas fluviais com boa exactidão, na simulação de rios e canais relativamente complexos.
Tem um interface de utilização amigável que reúne os fundamentos teóricos e os procedimentos de cálculo necessários para simular escoamentos unidimensionais (em regime permanente ou em regime variável).
As opções e as ferramentas de o programa que dispõe permitem não só a representação de várias situações geométricas e hidráulicas, mas também a obtenção de resultados com elevado grau de exactidão e fiabilidade na previsão de níveis de água.
Assim sendo, considera-se que o programa HEC-RAS é uma ferramenta robusta de cálculo hidráulico útil na propagação de caudais em rios e canais.
7 REFERÊNCIAS • User’s Manual. March 2008, Version 4.0 – HEC-RAS, River Analysis System. U.S. Army Corps of Engineers.
Hydrologic Center. Approved for Public Release. Distribution Unlimited.
• HEC-RAS presentation 4.12.03.ppt – December 2003 – Brief introduction to the HEC-RAS program. HEC-RAS Zambezi Reports. Norconsult AS.
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ANEXO II.2.2 – MONITORIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
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ANEXO II.2.2.1 – ANÁLISES QUÍMICAS
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ANEXO II.2.2.2 – ANÁLISES BACTERIOLÓGICAS
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ANEXO II.2.2.3 – RELATÓRIOS DE MONITORIZAÇÃO
August 2010
GOLDER ASSOCIADOS MOZAMBIQUE LIMITADA
Water Quality Analysis Zambezi River
REPO
RT
Report Number. 12724-9871-1 Rev1 Distribution:1 copy - Golder Associados Mozambique Limitada 1 copy - Golder Associates Africa
Submitted to:HIDROELÉCTRICA MPHANDA NKUWA, S.A. R. Jose Mateus, no. 20 3º andar, Edifício Cimpor Maputo Moçambique
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August 2010 Report No. 12724-9871-1 Rev1 i
Executive Summary
Golder Associados Moçambique Limitada (GAML) was appointed by Ms. Madalena Dray of Hidroeléctrica Mphanda Nkuwa to conduct water quality sample collection and analysis at sites in the Luia (LUIAa & LUIAb) and Zambezi (ZAM1 & ZAM2) rivers.
This report presents the water quality results measured in water samples collected during the April 2010 field survey. The survey was conducted at the end of the rainy season when flow levels in the Zambezi River were high.
The following findings were reached based on the results of this once off assessment:
The Principal Component Analysis (PCA) conducted on the chemical water quality analysis results indicated similarities between the sites in each of the rivers, and differences between the two rivers;
The differences between the rivers could be summarised as follows:
Increased phosphate (PO4) concentrations in the Luia River samples especially LUIAa;
Higher turbidity levels in the Luia River. This could be attributed primarily to the location of the Zambezi River sites downstream of a large impoundment (Cahora Bassa) which acts as a sediment trap;
Increased Total Dissolved Solid (TDS) concentrations in the Luia River; and
Increased suspended solid concentrations in the Luia River. This could also be attributed to the location of the Zambezi River sites downstream of a large impoundment. Season differences in flow levels will result in changes in suspended solid concentrations.
Phytoplankton species diversities and abundances were poor at both sites in the Zambezi River;
The phytoplankton species at site ZAM2 indicated that the inorganic nitrogen concentration at the site was low;
Only two species of small bodied zooplankton species were recorded in the samples. The low zooplankton abundance and the absence of larger bodied species such as the water flea (Daphnia spp) could be attributed to the limited food supply, as indicated by the low phytoplankton and chlorophyll results;
Based on the chlorophyll analysis nutrient levels at both sites in the Zambezi River were extremely low (ultraoligotrophic);
The chlorophyll analysis correlated with the low abundances of phytoplankton and zooplankton recorded at both sites;
Additional seasonally representative surveys are recommended in order to determine the full seasonal variability of phytoplankton, zooplankton and chlorophyll levels at the sites associated with the Mphanda Nkuwa project.
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Table of Contents
1.0 INTRODUCTION ........................................................................................................................................................ 1
2.0 STUDY AREA ............................................................................................................................................................ 1
3.0 SCOPE OF WORK .................................................................................................................................................... 2
4.0 METHODOLOGY ....................................................................................................................................................... 2
4.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 2
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) ...................................................................................................... 2
4.2 Biological analysis ........................................................................................................................................ 2
4.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................... 3
4.2.2 Chlorophyll analyses ............................................................................................................................... 3
4.2.3 Zooplankton identification ....................................................................................................................... 4
5.0 RESULTS .................................................................................................................................................................. 4
5.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 4
5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) ...................................................................................................... 5
5.2 Biological analysis ........................................................................................................................................ 8
5.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................... 8
5.2.2 Chlorophyll analysis ................................................................................................................................ 9
5.2.3 Zooplankton identification ....................................................................................................................... 9
6.0 CONCLUSIONS ......................................................................................................................................................... 9
7.0 RECOMMENDATIONS ............................................................................................................................................ 10
8.0 REFERENCES ......................................................................................................................................................... 10
TABLES Table 1: GPS coordinates and descriptions of sites. ........................................................................................................... 1
Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a (Appendix C). ............................................................................... 4
Table 3: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on water samples collected from the Zambezi and Luia rivers. .................................................................................................................................... 4
Table 4: Comparison of phytoplankton species composition and abundance at the two sampling sites ............................. 8
Table 5: Chlorophyll (µg/l) results at the two sampling sites ............................................................................................... 9
Table 6: Species composition and abundance of zooplankton (ind/l) .................................................................................. 9
FIGURES Figure 1: Map of study area showing location of sampling sites. ........................................................................................ 1
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Figure 2: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths.................................................................. 3
Figure 3: Result of Principal Component Analysis (PCA) conducted on water samples collected in the Zambezi and Luia rivers. ................................................................................................................................................... 5
Figure 4: PCA ordination with concentration of PO4 superimposed. ................................................................................... 6
Figure 5: PCA ordination with turbidity superimposed ......................................................................................................... 7
Figure 6: PCA ordination with TDS superimposed .............................................................................................................. 7
Figure 7: PCA with Suspended Solid concentrations superimposed. .................................................................................. 8
APPENDICES APPENDIX A DOCUMENT LIMITATIONS
APPENDIX B UIS ANALYTICAL SERVICES REPORT
APPENDIX C CSIR LABORATORIES REPORT
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1.0 INTRODUCTION Golder Associados Moçambique Limitada (GAML) was appointed by Ms. Madalena Dray at Hidroeléctrica Mphanda Nkuwa to conduct water quality sample collection and analysis at sites in the Luia and Zambezi rivers.
This report presents the water quality results measured in water samples collected during the once off April 2010 field survey.
2.0 STUDY AREA The study area is situated in the Tete Province of Mozambique. Sites were sampled in the Zambezi 100 km upstream of Tete, and approximately 30 km downstream from Cahora Bassa, and in the Luia River at the point where the Tete – Fingoe road crosses the river (Figure 1). Sample LUIAa was collected in the middle of the Luia River channel by means of a bucket lowered from the bridge by rope. Sample LUIAb was collected on the side of the channel under the road bridge.
An additional sample LUIAc was delivered to Golder Associates for analysis by Madalena Dray. The sample was collected at the same site as samples LUIAa and LUIAb.
Two sites were sampled in the Zambezi River, the 1st (ZAM1) is situated in the narrow gorge area just upstream of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme site and the 2nd (ZAM2) approximately 3 km further downstream in the wider section of the river.
The GPS coordinates of the sampling sites were determined using a Garmin GPS 60 CSx and are listed in Table 1 along with descriptions of the sites. A map of the study area is provided in Figure 1.
Table 1: GPS coordinates and descriptions of sites. Site Latitude Longitude Description
ZAM1 S15.76432 E33.13662 Zambezi River upstream of proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme site in narrow gorge
ZAM2 S15.78333 E33.15000 Zambezi River approximately 3 km downstream of proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme site in section of wider river
LUIAa S15.13540 E32.90265 Luia River at bridge crossing site approximately 157 km from Tete on the Zimbabwe - Zambia road, samples collected in middle of river
LUIAb S15.13540 E32.90265 Luia River at bridge crossing site approximately 157 km from Tete on the Zimbabwe - Zambia road, samples collected on river margin
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Figure 1: Map of study area showing location of sampling sites.
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3.0 SCOPE OF WORK The scope of work included collection of the water samples, delivery of the samples to accredited laboratories in South Africa for analysis of the following chemical parameters:
pH;
Electrical conductivity;
Total Dissolved solids;
Suspended solids;
Turbidity;
P and Total (M) Alkalinity;
Anions by Ion Chromatography (IC) (Nitrite, Nitrate, Nitrate as N, Phosphate);
Chemical Oxygen Demand (COD);
Biological Oxygen Demand (BOD);
Dissolved Oxygen (DO);
The following biological parameters were also measured at sites ZAM1 and ZAM2:
Chlorophyll a;
Zooplankton (specific composition and abundance); and
Phytoplankton (specific composition and abundance).
4.0 METHODOLOGY 4.1 Chemical analysis Samples for chemical analysis were collected at the water surface in 1.5 l plastic sample bottles. Bottles were placed in a cooler box and transported to UIS Laboratories in Tete for transportation to South Africa. Samples for chemical analysis were refrigerated during transportation to South Africa. Chemical analysis was conducted at UIS Analytical Services in South Africa using standard methodologies.
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) The ordination method Principal Component Analysis (PCA) was used to elucidate dissimilarities between sites. The PCA technique is applied to ecological studies and provides a global interpretation of environmental variables: physical, chemical, physiological, morphometrical or climatological. Principal Component Analysis (PCA) allows for the extraction of the general directions of variations of environmental variables (Cyrus et al., 2000).
It should be noted this assessment is based on the results of a single survey. As additional survey data becomes available the PCA will be reassessed in order to verify whether the results obtained from this assessment are valid.
4.2 Biological analysis The phytoplankton, zooplankton and chlorophyll samples were only collected at the 2 sites in the Zambezi River.
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The phytoplankton and zooplankton samples were collected by means of a Kemmerer sampler at intervals of 1 m throughout the water column (Figure 2). The water samples obtained at the various depths were poured through a 50 µm net in order to collect composite samples. The content of the net was decanted into 1 l plastic sampling jars. The process was repeated for the phytoplankton and zooplankton. The volume of water strained for each phytoplankton and zooplankton sample was approximately 20 l.
Figure 2: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths.
4.2.1 Phytoplankton identification The phytoplankton samples were preserved in the field by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %, followed after one hour by the addition of buffered formaldehyde to a final concentration of 2.5 %. The water samples were kept cool and in the dark during the transfer from the field to the CSIR laboratory in South Africa. All identifications were made by using a compound microscope with 1250 x magnification (Van Vuuren et al., 2006; Taylor et al., 2007). Strip counts were made until at least 100 individuals of each of the dominant phytoplankton species were counted. All counts were based on the number of cells observed and the individual species were grouped into major algal groups (Lund et al., 1958; Willen, 1991). Algal biovolume was calculated by measuring the corresponding dimensions using the geometric formulas given by Willen (1976). The total number of phytoplankton taxa and their frequency of occurrence at each sampling site were categorised according to Hörnström (1999): 1 = ≤ 250, 2 = 251-1000, 3 = 1001-5000, 4 = 5001-25 000 cells l-1. The total number of taxa and their frequency were recorded after careful examination for at least 15 minutes and after not finding additional taxa.
4.2.2 Chlorophyll analyses Chlorophyll samples were collected at the water surface and placed in 1 l plastic bottles. The plastic bottles were packed in a cooler box with ice for the trip back to Tete. The samples were preserved in Tete by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %. The samples were delivered to the CSIR laboratories in Stellenbosch, South Africa for analysis.
In the laboratory, chlorophyll was extracted from each sample with 80 % acetone at 4 ºC. The chlorophyll a and b content of each sample was determined spectrophotometrically at 647 nm and 664 nm wavelengths according to the method of Porra et al (1989).The trophic state (Appendix C) of the two sampling sites were correlated with the concentration Chlorophyll a (μg/l-1) (Table 2).
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Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a (Appendix C).
Trophic states Chlorophyll a (μg/l-1) values associated with trophic state
Ultraoligotrophic < 1 Oligotrophic 1-5 Mesotrophic 5-10 Eutrophic 10-56 Hypereutrophic > 56
4.2.3 Zooplankton identification All samples collected were preserved in Tete in 4 % sucrose (40 g l-1) Formalin solution (Haney and Hall, 1973) in order to prevent the loss of eggs and distortion of the carapace by ballooning. In the laboratory the samples were counted and analyzed in their entirety for total zooplankton individuals using a 25x stereomicroscope. Each zooplankton specimen was measured from the top of the carapace to the base of the spine for size determination e.g., adults or neonates. The reference used for zooplankton identification was Thorp and Covich (2001).
5.0 RESULTS 5.1 Chemical analysis The results of the chemical analysis conducted on the water samples collected in the Zambezi and Luia rivers is provided in Table 3.
The UIS Analytical Services laboratory report is provided in Appendix B. The results from site LUIAc are included in Table 3 but are not included in the further data analysis.
Table 3: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on water samples collected from the Zambezi and Luia rivers.
Parameters and units Site
ZAM1 ZAM2 LUIAa LUIAb LUIAc pH 7.66 7.75 7.77 7.92 pH measured at Temperature [˚ C] 21.3 21.2 21.2 21.1 Total Conductivity [mS/m] 13.3 13.3 16 17 Total conductivity measured at Temperature [˚ C] 21.3 21.2 21.2 21.1
Total Dissolved Solids (TDS) [mg/l] 58 72 96 102 86 Calculated TDS from EC * 6.5 [mg/l] 86.5 86.5 104.0 110.5 Calculated TDS from EC * 7 [mg/l] 93.1 93.1 112 119 Calculated Total Dissolved Solids by Summation [mg/l] 36.21 35.51 40.9 43.92 0
Suspended Solids [mg/l] 9.0 7.4 19.0 19.8 38.2 Turbidity [NTU] 17.6 16.7 24.6 21.6 P Alkalinity [mg/l CaCO3] < 0.6 < 0.6 < 0.6 < 0.6 Total (M) Alkalinity [mg/l CaCO3] 59.28 58.64 68.16 73.2 Anions by Ion Chromatography
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Parameters and units Site
ZAM1 ZAM2 LUIAa LUIAb LUIAc Nitrite (NO2) [mg/l] < 0.2 < 0.2 < 0.2 < 0.2 Nitrate (NO3) [mg/l] 0.64 0.33 < 0.3 < 0.3 Nitrate (NO3) as N [mg/l] < 0.3 < 0.3 < 0.3 < 0.3 Phosphate (PO4) [mg/l] 0.96 1.56 8.11 3.03 Chemical Oxygen Demand [ppm O2] < 10 < 10 < 10 < 10 Biological Oxygen Demand [mg/l O2] < 10 < 10 < 10 < 10 Dissolved Oxygen [mg/l O2] 5.7 5.6 5.3 5.4
5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) The water quality analysis results was analysed by Principal Component Analysis (PCA). It should be noted this assessment is based on the results of a single survey. As additional survey data becomes available the PCA will be repeated and reassessed in order to verify the results from this assessment.
Based on the PCA two groups of sites were identified:
Group I consists of the Luia River sites LUIAa and LUIAb;
Group II consists of the Zambezi River sites ZAM1 and ZAM2.
The results indicate similarity between the sites in each of the rivers and differences between the chemical compositions of the two rivers.
The PCA results and groupings are presented in Figure 3.
Figure 3: Result of Principal Component Analysis (PCA) conducted on water samples collected in the Zambezi and Luia rivers.
PC2
I
II
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Based on the PCA results 93.8% of the variation in water chemistry could be explained by PC1 and PC2 axes of the PCA graph. Guidelines for an acceptable level of variance explained are problematic since they depend on factors such as the objectives of the study, the number of species and the number of samples (Clarke & Warwick, 1994). Clarke & Warwick (1994) suggest that a PCA ordination that accounts for 70 – 75% of the variation describes the overall structure well.
Phosphate (PO4) concentrations Figure 4 presents the PCA ordination with the concentrations of PO4 measured at the various sites superimposed. As illustrated in Figure 4 the highest PO4 concentrations were measured in the Luia River with concentrations ranging from 3.03 mg/l at site LUIAa to 8.11 mg/l at site LUIAb. The PO4 concentrations in the Zambezi River ranged from 0.96 mg/l at site ZAM1 to 1.56 mg/l at site ZAM2 (Table 3).
Figure 4: PCA ordination with concentration of PO4 superimposed.
Turbidity Figure 5 presents the PCA ordination with the turbidity results superimposed. The turbidity values in the Luia River were slightly higher than in the Zambezi River. The Zambezi River sites are situated downstream of Cahora Bassa. The water in a dam tends to lose most of its particulate matter hence the water discharged from dams tends to have less silt than would the natural river (Davies & Day, 1998).
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Figure 5: PCA ordination with turbidity superimposed
Total Dissolved Solids (TDS) Figure 6 presents the PCA ordination with the TDS concentrations superimposed. The TDS concentrations in the Luia River ranged from 96 mg/l to 102 mg/l and from 58 mg/l to 72 mg/l in the Zambezi River.
Figure 6: PCA ordination with TDS superimposed
Suspended Solids Suspended solid concentrations measured in the Luia and Zambezi rivers are illustrated in Figure 7. The highest suspended solid concentrations were measured in the Luia River where the concentrations ranged from 19.0 mg/l at LUIAb on the margin of the river to 19.8 mg/l at LUIAa in the centre of the channel (Figure 7). The suspended solid concentrations in the Zambezi River were lower and ranged from 7.4 mg/l at ZAM2 in the wider section of the river to 9.0 mg/l at ZAM1 in the fast flow narrow section of the river. The position of the Zambezi River sites downstream of Cahora Bassa would have contributed to the lower suspended solid concentrations.
-4 -2 0 2 4PC1
-2
0
2
PC2
Turbidity [NTU]
3
12
21
30
ZAM1
ZAM2
LUIAa
LUIAb
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-2
0
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Total Dissolved Solids [mg/l]
20
80
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200
ZAM1
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Figure 7: PCA with Suspended Solid concentrations superimposed.
5.2 Biological analysis The biological analysis was conducted by CSIR Laboratory in Stellenbosch. A copy of the CSIR report is included as Appendix C (CSIR Report No.: CSIR/NRE/WR/ER/2010/0029/C).
5.2.1 Phytoplankton identification A comparison was done of the phytoplankton species composition and relative abundance at the two sampling sites in the Zambezi River (Table 4). The numbers (1 - 2) represent the maximum frequencies of the phytoplankton taxa: where 1 = ≤ 250 and 2 = 251-1000 cells l-1.
Table 4: Comparison of phytoplankton species composition and abundance at the two sampling sites Algal Group Genus and species ZAM1 ZAM2
Bacillariophyceae Synedra acus 1 1 Synedra ulna 1 Melosira granulate 1 1 Chlorophyceae Coelastrum reticulatum 1 Oocystis lacustris 1 1 Pediastrum simplex 1 Scenedesmus armatus 2 Cyanophyceae Microcystis aeruginosa 1 1 Cylindrospermopsis raciborskii 1
In general the water column phytoplankton populations at the two sampling sites appear to be influenced by the flow regime of the river. The species diversities and abundances at both sites were low. The dominant phytoplankton species at both sites were Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The higher density of Bacillariophyceae (Melosira granulate) can possibly be related to high river flows. This is in accordance with literature reports that Melosira filaments sink to the sediment when turbulence becomes too low to keep them in suspension (Lund, 1966). This species could be indicative of eutrophic conditions. The Bacillariophyceae species Synedra ulna (length 300 µm) is a benthic diatom species that occurs in and on benthic sediments of mesotrophic to eutrophic, alkaline waters. However, this species can be suspended during high flows into the plankton due to its relatively large surface area. All the Cylindrospermopsis
-4 -2 0 2 4PC1
-2
0
2
PC
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Suspended Solids [mg/l]
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8
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ZAM2
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raciborskii specimens sampled at site ZAM2 contained heterocysts indicating that they were fixing atmospheric nitrogen and that the concentration of inorganic nitrogen in the water was low at this site.
Sampling was conducted in April 2010 when water levels in the Zambezi are high.
5.2.2 Chlorophyll analysis According to the chlorophyll results (Table 5) both the sampling sites can be classified as ultraoligotrophic, this means that nutrient levels were extremely low. The chlorophyll at both sites also indicated low phytoplankton production and cell counts. Higher chlorophyll concentrations were measured at sampling site ZAM1 than at ZAM2.
Table 5: Chlorophyll (µg/l) results at the two sampling sites Variables ZAM1 ZAM2
Chlorophyll a (µg/l) 0.05 0.021 Chlorophyll b (µg/l) 0.027 0.010 Cell count /ml 2.2 x 107 1.1 x107
5.2.3 Zooplankton identification The species composition and abundance of zooplankton (ind/l) at the two Zambezi River sites are summarised in Table 6.
Table 6: Species composition and abundance of zooplankton (ind/l) Zooplankton Group Genus and species ZAM1 ZAM2
Subclass: Branchiopoda Order Cladocera
Bosmina longirostris (Muller) 10 4 Ceriodaphnia cornuta (Sars) 6 0
Only two species of zooplankton were recorded in the samples both of whom are from the Cladocera order. These Cladocera species are small in body size. Larger body size zooplankton species like Daphnia and calanoid copepods were totally absent from the sampling sites. This may have been due to factors such as water temperature, food quality or predation. The occurrence of larger zooplankton species can be influenced by predation but this phenomenon is reduced under conditions of low water transparency. Larger bodies species are usually most abundant during spring time and are absent during late winter and autumn. The low abundance of zooplankton at both sites can also be attributed to food requirements. The minimum food threshold for Daphnia is 6 - 15 µg chlorophyll per litre of water (CSIR Report No.: CSIR/NRE/WR/ER/2010/0029/C). The chlorophyll concentrations at these sites would therefore not sustain Daphnia.
6.0 CONCLUSIONS The following conclusions were reached based on the results of this assessment:
The Principal Component Analysis (PCA) conducted on the chemical water quality analysis results indicated similarities between the sites in each of the rivers, and differences between the two rivers;
The differences between the rivers could be summarised as follows:
Increased phosphate (PO4) concentrations in the Luia River samples especially sample LUIAa;
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Higher turbidity levels in the Luia River. This could be attributed primarily to the location of the Zambezi River sites downstream of a large impoundment (Cahora Bassa) which acts as a sediment trap;
Increased Total Dissolved Solid (TDS) concentrations in the Luia River; and
Increased suspended solid concentrations in the Luia River. This could also be attributed to the location of the Zambezi River sites downstream of a large impoundment. Season differences in flow levels will result in changes in suspended solid concentrations;
Phytoplankton species diversities and abundances were low at both sites in the Zambezi River. This may be due to high flow levels. The samples were collected in April when flow levels in the Zambezi were high;
The phytoplankton species at site ZAM2 indicated that the inorganic nitrogen concentration at the site was low at the time of the survey;
Only two species of small bodied zooplankton species were recorded in the samples. The low zooplankton abundance and the absence of larger bodied species such as the water flea (Daphnia spp.) could be attributed to the limited food supply, as indicated by the low phytoplankton abundance and diversity;
Based on the chlorophyll analysis nutrient levels at both sites in the Zambezi River were extremely low (ultraoligotrophic); and
The chlorophyll analysis correlated with the low abundances of phytoplankton and zooplankton recorded at both sites.
7.0 RECOMMENDATIONS Seasonally representative surveys are recommended in order to determine the full seasonal variability of phytoplankton, zooplankton and chlorophyll levels at the sites associated with the Hidroeléctrica Mphanda Nkuwa project.
8.0 REFERENCES Clarke,K.R., & Warwick, R.M., 1994. Change in Marine Communities: An approach to Statistical analysis and interpretation. Unpublished Manual for PRIMER statistical programme. Natural Environment Research Council, United Kingdom.
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SAMPLE ID : 173433 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: 22/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : pH
METHOD NO.: UIS-EA-T003 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
pH 7.75
pH Temperature 21.2 Deg C
METHOD : Electrical Conductivity
METHOD NO.: UIS-EA-T001 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Conductivity 13.3 mS/m
TC Temperature 21.2 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from EC
METHOD NO.: UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by EC * 6.5 86.5 mg/l
TDS by EC * 7 93.1 mg/l
METHOD : Total Dissolved Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T005 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Dissolved Solids 72 mg/l
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SAMPLE ID : 173433 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: 22/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by Summation
METHOD NO.: UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by Summation 35.5 mg/l
METHOD : Suspended Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T004 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Suspended Solids 7.4 mg/l
METHOD : Turbidity
METHOD NO.: UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Turbidity 16.7 NTU
METHOD : P and Total (M) Alkalinity
METHOD NO.: UIS-EA-T002 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
P Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3
Total (M) Alkalinity 58.6 mg/l CaCO3
METHOD : Anions by Ion Chromatography
METHOD NO.: UIS-EA-T008 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
NO2 <0.2 mg/l
NO3 0.33 mg/l
NO3 as N <0.3 mg/l
PO4 1.56 mg/l
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)
METHOD NO.: UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
COD <10 ppm O2
METHOD : Biological Oxygen Demand
METHOD NO.: UIS-EA-T039 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Biological Oxygen Demand <10 mg/l O2
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Dissolved Oxygen 6 mg/l O2
Page 2
SAMPLE ID : 173433 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: 22/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
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SAMPLE ID : 175453 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIA/3 DATE RECEIVED : 2010-05-14
METHOD : Total Dissolved Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T005 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Dissolved Solids 86 mg/l
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by Summation
METHOD NO.: UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by Summation 0 mg/l
METHOD : Suspended Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T004 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Suspended Solids 38.2 mg/l
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SAMPLE ID : 173431 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIAL/A/PK/06H30/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : pH
METHOD NO.: UIS-EA-T003 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
pH 7.77
pH Temperature 21.2 Deg C
METHOD : Electrical Conductivity
METHOD NO.: UIS-EA-T001 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Conductivity 16 mS/m
TC Temperature 21.2 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from EC
METHOD NO.: UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by EC * 6.5 104 mg/l
TDS by EC * 7 112 mg/l
METHOD : Total Dissolved Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T005 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Dissolved Solids 96 mg/l
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SAMPLE ID : 173431 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIAL/A/PK/06H30/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by Summation
METHOD NO.: UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by Summation 40.9 mg/l
METHOD : Suspended Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T004 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Suspended Solids 19 mg/l
METHOD : Turbidity
METHOD NO.: UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Turbidity 24.6 NTU
METHOD : P and Total (M) Alkalinity
METHOD NO.: UIS-EA-T002 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
P Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3
Total (M) Alkalinity 68.2 mg/l CaCO3
METHOD : Anions by Ion Chromatography
METHOD NO.: UIS-EA-T008 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
NO2 <0.2 mg/l
NO3 <0.3 mg/l
PO4 8.11 mg/l
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)
METHOD NO.: UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
COD <10 ppm O2
METHOD : Biological Oxygen Demand
METHOD NO.: UIS-EA-T039 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Biological Oxygen Demand <10 mg/l O2
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Dissolved Oxygen 5 mg/l O2
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SAMPLE ID : 173431 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIAL/A/PK/06H30/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Dissolved Oxygen
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PARAMETER VALUE UNIT
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SAMPLE NO.: LUIAL/B/PK/06H40/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
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Total Conductivity 17 mS/m
TC Temperature 21.1 Deg C
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TDS by EC * 7 119 mg/l
METHOD : Total Dissolved Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T005 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Dissolved Solids 102 mg/l
Page 1
SAMPLE ID : 173432 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIAL/B/PK/06H40/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by Summation
METHOD NO.: UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by Summation 43.9 mg/l
METHOD : Suspended Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T004 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Suspended Solids 19.8 mg/l
METHOD : Turbidity
METHOD NO.: UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Turbidity 21.6 NTU
METHOD : P and Total (M) Alkalinity
METHOD NO.: UIS-EA-T002 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
P Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3
Total (M) Alkalinity 73.2 mg/l CaCO3
METHOD : Anions by Ion Chromatography
METHOD NO.: UIS-EA-T008 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
NO2 <0.2 mg/l
NO3 <0.3 mg/l
PO4 3.03 mg/l
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)
METHOD NO.: UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
COD <10 ppm O2
METHOD : Biological Oxygen Demand
METHOD NO.: UIS-EA-T039 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Biological Oxygen Demand <10 mg/l O2
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Dissolved Oxygen 5 mg/l O2
Page 2
SAMPLE ID : 173432 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: LUIAL/B/PK/06H40/19/04 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
AUTHORISED SIGNATURE
Page 3
L i s t o f D i rec to r s av a i l ab l e f r om the reg i s te red o f f i c e
U IS A n a l y t i c a l S e r v ic e s ( P t y ) L t d ● R e g . N o . 2 0 0 0 / 0 2 7 7 8 8 / 0 7 ● V A T N o . 4 9 2 0 2 0 2 9 6 9
1 3 E s d o r i n g N o o k ● H i g h v e l d T e c h n o p a r k ● C e n t u r i o n
P O B o x 8 2 8 6 ● C e n t u r i o n ● 0 0 4 6
T e l . + 2 7 1 2 6 6 5 4 2 9 1 ● F a x . + 2 7 1 2 6 6 5 4 2 9 4
i n f o @ u i s - a s . c o . z a ● h t t p : / / w w w . u i s - a s . c o . z a
T0184
Golder Associates Africa (Pty) Ltd
Halfway House
1685
South Africa
Peter Kimberg
Tel : +27 11 672 0666
E-Mail : [email protected]
ANALYSIS CERTIFICATE
Date 2010/06/08
Request No 2535
Contract No
Order/Ref No
SAMPLE ID : 173434 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: ZAM/1/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : pH
METHOD NO.: UIS-EA-T003 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
pH 7.66
pH Temperature 21.3 Deg C
METHOD : Electrical Conductivity
METHOD NO.: UIS-EA-T001 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Conductivity 13.3 mS/m
TC Temperature 21.3 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from EC
METHOD NO.: UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by EC * 6.5 86.5 mg/l
TDS by EC * 7 93.1 mg/l
METHOD : Total Dissolved Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T005 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Total Dissolved Solids 58 mg/l
Page 1
SAMPLE ID : 173434 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: ZAM/1/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by Summation
METHOD NO.: UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
TDS by Summation 36.2 mg/l
METHOD : Suspended Solids
METHOD NO.: UIS-EA-T004 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Suspended Solids 9 mg/l
METHOD : Turbidity
METHOD NO.: UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Turbidity 17.6 NTU
METHOD : P and Total (M) Alkalinity
METHOD NO.: UIS-EA-T002 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
P Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3
Total (M) Alkalinity 59.3 mg/l CaCO3
METHOD : Anions by Ion Chromatography
METHOD NO.: UIS-EA-T008 (Accredited) DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
NO2 <0.2 mg/l
NO3 0.64 mg/l
NO3 as N <0.3 mg/l
PO4 0.96 mg/l
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)
METHOD NO.: UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
COD <10 ppm O2
METHOD : Biological Oxygen Demand
METHOD NO.: UIS-EA-T039 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Biological Oxygen Demand <10 mg/l O2
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
Dissolved Oxygen 6 mg/l O2
Page 2
SAMPLE ID : 173434 SAMPLE MATRIX : Water
SAMPLE NO.: ZAM/1/PK/20/04/10 DATE RECEIVED : 2010-05-07
METHOD : Dissolved Oxygen
METHOD NO.: UIS-EA-T033 DATE COMPLETED : 2010-06-08
PARAMETER VALUE UNIT
AUTHORISED SIGNATURE
Page 3
WATER QUALITY ASSESSMENT ZAMBEZI RIVER
August 2010 Report No. 12724-9871-1 Rev1
APPENDIX C CSIR LABORATORIES REPORT
Identification of water column phytoplankton and zooplankton at two
sampling sites in the Zambezi River
CONFIDENTIAL TECHNICAL REPORT
CSIR Report No.: CSIR/NRE/WR/ER/2010/0029/C
Conducted for: Conducted by: Mr. Peter Kimberg Division Leader Ecology Golder Associates Africa (Pty) Ltd PO Box 6001 Halfway House Roodepoort South Africa
Dr P.J. Oberholster & Ms L. Hill Water Ecosystems and Human Health Research Group CSIR P.O. Box 395 Pretoria 0001 South Africa
Pretoria, South Africa 7 June 2010
i
Table of Contents
1 Introduction ....................................................................................................................... 1
1.1 Background to this investigation ................................................................................ 1
2 Methods and materials ..................................................................................................... 1
2.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 1
2.2 Chlorophyll analyses .................................................................................................. 1
2.3 Zooplankton identification .......................................................................................... 1
3 Results............................................................................................................................... 2
3.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 2
3.2 Chlorophyll analysis ................................................................................................... 2
3.3 Zooplankton identification .......................................................................................... 2
4 Discussion and preliminary conclusions ....................................................................... 3
4.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 3
4.2 Chlorophyll analyses .................................................................................................. 3
4.3 Zooplankton identification .......................................................................................... 3
5 References cited ............................................................................................................... 4
1
1 Introduction 1.1 Background to this investigation Mr. Peter Kimberg of Golder Associates approached the CSIR’s Natural Resources and the Environment (NRE) with a request to undertake identification of phytoplankton and zooplankton from two sampling sites in the Zambezi River. 2 Methods and materials 2.1 Phytoplankton identification The water samples that were taken at the two sampling sites were preserved in the field by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %, followed after one hour by the addition of buffered formaldehyde to a final concentration of 2.5 %. The water samples were kept cool and in the dark during the transfer from the field to the laboratory. All identifications were made by using a compound microscope with 1250 x magnification (Van Vuuren et al., 2006; Taylor et al., 2007). Strip counts were made until at least 100 individuals of each of the dominant phytoplankton species were counted. All counts were based on the number of cells observed and the individual species were grouped into major algal groups (Lund et al., 1958; Willen, 1991). Algal biovolume was calculated by measuring the corresponding dimensions using the geometric formulas given by Willen (1976). The total number of phytoplankton taxa and their frequency of occurrence at each sampling site were categorised according to Hörnström (1999): 1 = ≤ 250, 2 = 251-1000, 3 = 1001-5000, 4 = 5001-25 000 cells l-1. The total number of taxa and their frequency were recorded after careful examination for at least 15 minutes and after not finding additional taxa. 2.2 Chlorophyll analyses Chlorophyll was extracted from each sample with 80 % acetone at 4 ºC. The chl a and b content of each sample was determined spectrophotometrically at 647 nm and 664 nm wavelengths according to the method of Porra et al (1989).The trophic state of the two sampling sites were correlated with the concentration Chlorophyll a (μg/l-1) (Table 1). Table 1. Trophic Index in correlation with chl a. Trophic states Chlorophyll a (μg/l-1) values
associated with trophic state Ultraoligotrophic < 1 Oligotrophic 1-5 Mesotrophic 5-10 Eutrophic 10-56 Hypereutrophic > 56 2.3 Zooplankton identification All samples collected were preserved in 4 % sucrose (40 g l-1) Formalin solution (Haney and Hall, 1973) preventing the loss of eggs and distortion of the carapace by ballooning. The two litre subsamples were counted and analyzed in their entirety for total zooplankton individuals using a 25x stereomicroscope. Each zooplankton specimen was measured from the top of the carapace to the base of the spine for size determination e.g., adults or neonates. The reference used for zooplankton identification was Thorp and Covich (2001).
2
3 Results 3.1 Phytoplankton identification A comparison was done of the phytoplankton species composition and relative abundance at the two sampling sites in the Zambezi River (n = 1 sampling date) (Table 2). The numbers (1-2) represent the maximum frequencies of the phytoplankton taxa: where 1 = ≤ 250 and 2 = 251-1000 cells l-1. Table 2. Comparison of phytoplankton species composition and abundance at the two sampling sites. Algal Group Genus and species Site 1 Site 2 Bacillariophyceae Synedra acus 1 1 Synedra ulna 0 1 Melosira granulate 1 1 Chlorophyceae Coelastrum Reticulatum 1 0 Oocystis lacustris 1 1 Pediastrum simplex 1 0 Scenedesmus armatus 2 0 Cyanophyceae Microcystis aeruginosa 1 1 Cylindrospermopsis raciborskii 0 1
3.2 Chlorophyll analysis According to the chlorophyll results (Table 3) both the sampling sites is related to water with anoligotrophic status. The chlorophyll at both sites also indicate low phytoplankton production and cell counts. Higher chlorophyll concentrations were measured at sampling site 1 compared to site 2. Table 3. Chlorophyll (µg/l) results at the two sampling sites. Variables Site 1 Site 2 Chlorophyll a (µg/l) 0.05 0.021 Chlorophyll b (µg/l) 0.027 0.010 Cell count /ml 2.2 x 107 1.1 x107 3.3 Zooplankton identification The species composition and abundance of zooplankton (ind/l) at the two sites are summarised in Table 4. Table 4. Species composition and abundance of zooplankton (ind/l). Zooplankton Group
Genus and species Site 1 Site 2
Subclass: Branchiopoda Order Cladocera
Bosmina longirostris (Muller) 10 4 Ceriodaphnia cornuta (Sars) 6 0
3
4 Discussion and preliminary conclusions 4.1 Phytoplankton identification In general the water column phytoplankton populations at the two sampling sites appear to be most strongly influenced by the flow regime of the river. The species diversity and abundance at both sites were poor. The dominant phytoplankton species at both sites were Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The higher density of Bacillariophyceae (Melosira granulate)can possibly be related to high river flows. This is in accordance with literature reports that Melosira filaments sink to the sediment when turbulence becomes too low to keep them in suspension (Lund, 1966). This species is an indicator of eutrophic conditions. The Bacillariophyceae species Synedra ulna (length 300 µm) is a benthic diatom species that occurr in and on benthic sediments of mesotrophic to eutrophic, alkaline waters. However, this species can be suspended during high flows into the plankton due to its relatively large surface area. All the Cylindrospermopsis raciborskii specimens sampled at site 2 contained heterocysts indicating that they were fixing atmospheric nitrogen and that the concentration of inorganic nitrogen in the water was low at this site. 4.2 Chlorophyll analyses The chlorophyll a concentrations at both sites were low and were in relationship with the low abundance of phytoplankton and zooplankton observed during the microscope analyses. The higher chl a concentrations in comparison with chl b at both sampling sites indicated that chl a within the class of Chlorophyceae was not altered by high flows, turbidity or low light intensity during the sampling period. Chl a is a component of the peripheral antenna complexes and these antenna complexes show controlled changes in adapting to various growth conditions, enabling optimal utilization of available light. However, it is known that the chl a to b concentrations are higher in high-light growth conditions than in low-light growth conditions, which is accompanied by larger size of complexes in low-light conditions (Björkman et al. 1972). Thus, the regulation of chl b synthesis is an important factor for the mechanisms of adaptation of algae to various light intensities which can be affected by change in light intensity. In a study conducted by Reger and Krauss (1970) on the green algal Chlorella vannielii, energy demand in the form of adenosine 5 -́triphosphate (ATP) was strikingly greater when chl b concentrations were low (Reger and Krauss 1970). Thus, the accelerated respiration provides the required ATP for the dark reactions of photosynthesis. Therefore, the level of chl b appears to reflect a regulatory device in governing cyclic and noncyclic photophorylation (Reger and Krauss 1970). However, Pflugmacher, (2000) suggested that the greater reduction of chl a and the increase of chl b was a sign of stress in plants and could be correlated to exposure to a phytotoxic agent which was not the case in the test samples. 4.3 Zooplankton identification Only two species of zooplankton was observed in both samples. These Cladocera species is small in body size. Larger body size zooplankton species like Daphnia and calanoid copepods were totally absent from the sampling sites and can be related to temperature, food quality or predation. The occurrence of larger zooplankton species can be influenced by predation but these phenomena is reduced under conditions of low water transparency. The latter species also occurre in high abundance only during spring time and is absent during late winter and autumn. The low abundance of zooplankton at both sites can also be related to food requirements. The minimum food fresh hold for Daphnia is 6-15 µg chlorophyll per liter, which are much higher values than detected in the chlorophyll analyses of the water column of the two sites under investigation.
4
5 References cited Björkman, O., Boardman, N.K., Anderson, J.M., Thorne, S.W., Goodchild, D.J. and Pyliotis, N.A. (1972). Carnegie Institute of Washington Yearbook, 71: 115-135. Haney, J.F., Hall, D.J., 1973. Sugar-coated Daphnia: A perservation technique for Cladocera. Limnology and Oceanography, 18: 331-333. Hörnström, E., 1999. Long-term phytoplankton changes in acid and limed lakes in SW Sweden. Hydrobiology, 394: 93-102. Lund, J.W.G., Kipling, C., Le Cren, E.O., 1958. The inverted microscope method of estimating algal numbers and the statistical basis of estimations by counting. Hydrobiology, 11: 143-170.
Pflugmacher S. (2002). Possible allelopathic effects of cyanotoxins, with reference to microcystin-LR, in aquatic ecosystems. Environmental Toxicology, 17: 407-413. Porra, R.J., Thompson, W.A. and Kriedemann, P.E. (1989). Determination of accurate extinction coefficient and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectrometry. Biochimica Biophysica Acta, 975: 384-394. Reger, B.J. and Krauss, R.W. (1970). The Photosynthetic Response to a Shift in the Chlorophyll a to Chlorophyll b ratio of Chlorella. Plant Physiology, 46: 568-575. Taylor, J.C., Harding, W.R., Archibald, C.G.M., 2007. An illustrated guide to some common diatom species from South Africa. WRC Report, TT, 282/07. Pretoria: Water Research Commission, plates 1-178.
Van Vuuren, S., Taylor, J.C., Gerber, A., Van Ginkel, C., 2006. Easy identification of the most common freshwater algae. – North-West University and Department of Water Affairs and Forestry, Pretoria, South Africa, pp. 1-200.
Willen, E., 1976. A simplified method of phytoplankton counting. Br. J. Phycol., 11: 265-278.
Willen, E., 1991. Planktonic diatoms – an ecological review. Algological Studies, 62: 69-106. Stuttgart, August 1991. Thorp, J.H., Covich, A.P., 2001. Ecology and Classification of North American Freshwater Invertebrates. Second Edition Academic Press, San Diego, USA, pp. 1-992.
Golder Associados Moçambique Limitada Av. Zedequias Manganhela no. 267 3º andar, Prédio JAT IV Maputo Moçambique
November 2010
GOLDER ASSOCIADOS MOZAMBIQUE LIMITADA
Mpanda Nkuwa Water Quality Assessment Results Report
REPO
RT
Report Number. 12879-10165-2 Distribution:1 copy - Golder Associados Mozambique Limitada 1 copy - Golder Associates Africa
Submitted to:Golder Associados Mozambique Limitada 4th Floor, 270 Avenida 24 de Julho, Maputo, Mozambique
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2 i
Executive Summary
Golder Associates Africa (Pty) Ltd. was appointed by Joana Pedro from COBA to conduct water quality sample collection and analysis at sites in the Luia and Zambezi rivers associated with the Mpanda Nkuwa Hydroelectricity project in the Tete Province of Mozambique.
This report presents the results of the survey that was conducted in August/ September 2010 (31st August – 3rd September).
The following sites were samples in the Zambezi and Luia rivers.
Site Description
ZAM1 Zambezi River upstream of the confluence with the Luia River
ZAM2 Zambezi River downstream of the confluence with the Luia River
ZAM3 Zambezi River in the vicinity of the proposed Mpanda Nkuwa Hydroelectric Scheme
LUIA1 Luia River at bridge crossing site approximately 157 km from Tete on the Zimbabwe - Zambia road, samples collected in middle of river
Based on the Principal Component Analysis (PCA) that was conducted on the results two groups of samples were identified:
Group I consists of the sediment samples with samples LUIA1, ZAM2 and ZAM3 showing a high degree of similarity and ZAM1 showing some variation;
Group II consists of the water samples, with samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 showing a high degree of similarity and LUIA1 showing some variation;
The parameters that contributed to the separation of the sediment and water quality results into Groups I and II included:
Total Dissolved Solids (TDS) concentrations, Total Conductivity, M Alkalinity, Chemical Oxygen Demand (COD), Sulphate (SO4), Potassium (K) and Calcium (Ca) concentrations;
Parameters that showed little variation between the groups included:
Fluorine (F), Nitrate (NO3) and Silicon (Si) concentrations.
The water column phytoplankton diversity and abundance was low in the Zambezi River and higher in the Luia River;
Based on the Chlorophyll a results the water at all the sampling sites had a low productivity and was in a anoligotrophic state (low nutrient concentrations to sustain phytoplankton and zooplankton);
Zooplankton abundance and diversity was low in the Zambezi River and slightly higher in the Luia River. This may be attributed to factors such as water temperature, habitat, available food or predation;
The low zooplankton diversity and abundance in samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 can also be related to the availability of food for these species. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg Chlorophyll per litre, which is a much higher value than detected in any of the samples; and
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2 ii
A higher abundance of the small zooplankton species Ceriodaphnia cornuta was observed in sample LUIA1. This can be related to the higher phytoplankton abundance recorded at this site providing a richer food source.
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2
Table of Contents
1.0 INTRODUCTION ........................................................................................................................................................ 1
2.0 STUDY AREA ............................................................................................................................................................ 1
3.0 SCOPE OF WORK .................................................................................................................................................... 1
4.0 METHODOLOGY ....................................................................................................................................................... 2
4.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 2
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) ...................................................................................................... 2
4.2 Biological analysis ........................................................................................................................................ 2
4.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................... 3
4.2.2 Chlorophyll a analyses ............................................................................................................................ 3
4.2.3 Zooplankton identification ....................................................................................................................... 4
4.3 Data collation and reporting .......................................................................................................................... 4
5.0 RESULTS .................................................................................................................................................................. 4
5.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 4
5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) ...................................................................................................... 6
5.2 Biological analysis ........................................................................................................................................ 8
5.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................... 8
5.2.2 Chlorophyll analysis .............................................................................................................................. 10
5.2.3 Zooplankton analysis ............................................................................................................................ 11
6.0 CONCLUSIONS ....................................................................................................................................................... 11
7.0 REFERENCES ......................................................................................................................................................... 13
TABLES Table 1: Description of sampling sites ................................................................................................................................. 1
Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a ...................................................................................................... 4
Table 3: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on water samples collected from the Zambezi and Luia rivers ..................................................................................................................................... 4
Table 4: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on sediment samples collected from the Zambezi and Luia rivers ............................................................................................................................... 5
Table 5: Composition of phytoplankton communities at the four sampling sites ................................................................. 8
Table 6: Metrics that are based on autecological characteristics of selected species sampled at 3 sampling sites in the Zambezi River and 1 in the Luia River ...................................................................................................... 9
Table 7: Chlorophyll (µg/ℓ) results ..................................................................................................................................... 11
Table 8: Zooplankton species composition and abundance .............................................................................................. 11
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2
FIGURES Figure 1: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths.................................................................. 3
Figure 2: Principal Component Analysis (PCA) ordination of chemical analysis results conducted on samples collected in the Zambezi and Luia rivers ............................................................................................................ 6
Figure 3: PCA ordination with TDS concentration superimposed ........................................................................................ 7
Figure 4: PCA ordination with M Alkalinity superimposed ................................................................................................... 7
Figure 5: PCA ordination with Chemical Oxygen Demand (COD) superimposed ............................................................... 8
APPENDICES APPENDIX A DOCUMENT LIMITATIONS
APPENDIX B UIS ANALYTICAL DATA
APPENDIX C CSIR TECHNICAL REPORT
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2 1
1.0 INTRODUCTION Golder Associates Africa (Pty) Ltd. was appointed by Joana Pedro from COBA to conduct water quality sample collection and analysis at sites in the Luia and Zambezi rivers associated with the Mpanda Nkuwa Hydroelectricity project in the Tete Province of Mozambique.
This report presents the results of the survey that was conducted during the August/ September 2010 (31st August – 3rd September).
2.0 STUDY AREA The study area is situated in the Tete Province of Mozambique. Sites were sampled in the Zambezi River (100 km upstream of Tete, and approximately 30 km downstream from Cahora Bassa), and in the Luia River (at the point where the Tete – Fingoe road crosses the river, Figure 1).
Three sites were sampled in the Zambezi River,
(ZAM1) is situated upstream of the confluence with the Luia River,
(ZAM2) downstream of the confluence approximately 3 km further downstream in the wider section of the river, and
(ZAM 3) in the narrow gorge area just upstream of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme.
The GPS coordinates of the sampling sites were determined using a Garmin GPS 60 CSx and are listed in Table 1 along with descriptions of the sites.
Table 1: Description of sampling sites Site Latitude Longitude Description
ZAM1 S15.58788 E32.98450 Zambezi River upstream of the confluence with the Luia River
ZAM2 S15.58521 E32.99084 Zambezi River downstream of the confluence with the Luia River
ZAM3 S15.77324 E33.14635 Zambezi River in the vicinity of the proposed Mpanda Nkuwa Hydroelectric Scheme
LUIA1 S15.13540 E32.90265 Luia River at bridge crossing site approximately 157 km from Tete on the Zimbabwe - Zambia road, samples collected in middle of river
3.0 SCOPE OF WORK The scope of work included collection of the water and sediment samples and the delivery of the samples to accredited laboratories in South Africa for analysis of the following chemical parameters:
pH;
Electrical conductivity;
Total Dissolved solids;
Suspended solids;
Turbidity;
P and Total (M) Alkalinity;
Anions by Ion Chromatography (IC) (Nitrite, Nitrate, Nitrate as N, Phosphate);
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2 2
Chemical Oxygen Demand (COD);
Biological Oxygen Demand (BOD);
Dissolved Oxygen (DO);
The samples will analysed for the following biological parameters:
Chlorophyll a;
Zooplankton (specific composition and abundance); and
Phytoplankton (specific composition and abundance).
A report collating the information collected in the field and analysed in the different laboratories.
4.0 METHODOLOGY 4.1 Chemical analysis Water samples for chemical analysis were collected at the water surface in 1.5 l plastic sample bottles. Bottles were placed in a cooler box and transported to UIS Laboratories in Tete for transportation to South Africa. UIS Laboratories in Tete applied for the necessary permits for the exportation of the samples from the Mozambican Ministry of Agriculture. The process of obtaining the permits was delayed for almost 1 month and therefore the samples were only sent to South Africa at the start of October. During this time the samples were preserved by means of refrigeration.
Sediment samples were collected on the margin of the river channel by means of a sediment corer. Sediment samples were assessed for different sediment horizons based on colour and particle size. Composite samples of the different layers were collected, placed in plastic sampling bags and labelled. The labelled samples were placed in a cooler box for transportation to UIS Laboratories in Tete and from there to UIS Analytical Services in Pretoria.
Water and sediment samples for chemical analysis were kept in a cooler box during transportation to South Africa. Chemical analysis of water and sediment samples was conducted at UIS Analytical Services in South Africa using standard methodologies.
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) The ordination method Principal Component Analysis (PCA) will be used to elucidate dissimilarities between sites. The PCA technique is applied to ecological studies and provides a global interpretation of environmental variables: physical, chemical, physiological, morphometrical or climatological. Principal Component Analysis (PCA) allows for the extraction of the general directions of variations of environmental variables (Cyrus et al., 2000).
4.2 Biological analysis The phytoplankton and zooplankton samples were collected by means of a Kemmerer sampler at 1 m intervals throughout the water column (Figure 1). The water samples obtained at the various depths were strained through a 50 µm net in order to collect composite samples. The content of the net was decanted into 1 l plastic sampling jars. The process was repeated for the phytoplankton and zooplankton. The volume of water filtered for each phytoplankton and zooplankton s ample was approximately 20 l.
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2 3
Figure 1: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths
4.2.1 Phytoplankton identification The phytoplankton samples were preserved in the field by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %, followed after one hour by the addition of buffered formaldehyde to a final concentration of 2.5 %. The water samples were kept cool and in the dark during the transfer from the field to the CSIR laboratory in South Africa. All identifications were made by using a compound microscope with 1250 x magnification (Van Vuuren et al., 2006; Taylor et al., 2007). Strip counts were made until at least 100 individuals of each of the dominant phytoplankton species were counted. All counts were based on the number of cells observed and the individual species were grouped into major algal groups (Lund et al., 1958; Willen, 1991). Algal biovolume was calculated by measuring the corresponding dimensions using the geometric formulas given by Willen (1976). The total number of phytoplankton taxa and their frequency of occurrence at each sampling site were categorised according to Hörnström (1999): 1 = ≤ 250, 2 = 251-1000, 3 = 1001-5000, 4 = 5001-25 000 cells l-1. The total number of taxa and their frequency were recorded after careful examination for at least 15 minutes and after not finding additional taxa.
4.2.2 Chlorophyll a analyses Chlorophyll a samples were collected at the water surface and placed in 1 l plastic bottles. The plastic bottles were packed in a cooler box with ice for the trip back to Tete. The samples were preserved in Tete by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %. The samples were delivered to the CSIR laboratories in Stellenbosch, South Africa for analysis.
In the laboratory the Chlorophyll was extracted from each sample with 80 % acetone at 4 ºC. The chlorophyll a and b content of each sample was determined spectrophotometrically at 647 nm and 664 nm wavelengths according to the method of Porra et al (1989).The trophic state of the sampling sites will be correlated with the concentration Chlorophyll a (μg/l-1) (Table 2).
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Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a
Trophic states Chlorophyll a (μg/l-1) values associated with trophic state
Ultraoligotrophic < 1 Oligotrophic 1-5 Mesotrophic 5-10 Eutrophic 10-56 Hypereutrophic > 56
4.2.3 Zooplankton identification All samples collected were preserved in Tete in 4 % sucrose (40 g l-1) Formalin solution (Haney and Hall, 1973) in order to prevent the loss of eggs and distortion of the carapace by ballooning. In the laboratory the samples were counted and analyzed in their entirety for total zooplankton individuals using a 25x stereomicroscope. Each zooplankton specimen was measured from the top of the carapace to the base of the spine for size determination e.g., adults or neonates. The reference used for zooplankton identification was Thorp and Covich (2001).
4.3 Data collation and reporting Data was analyzed at the UIS Analytical Services and the CSIR Laboratories and this data has been collated and presented in this report.
5.0 RESULTS 5.1 Chemical analysis The results of the chemical analysis conducted on the water samples collected in the Zambezi and Luia rivers is provided in Table 3. The UIS Analytical Services report is provided in Appendix B.
Table 3: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on water samples collected from the Zambezi and Luia rivers Parameters and units ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Sampling date 02/09/2010 02/09/2010 02/09/2010 31/08/2010 pH 7.8 7.8 7.8 8.5 pH measured at controlled temperature [˚ C] 22.7 22.7 22.7 22.9 Total Conductivity [mS/m] 14 14 14 20 Total Dissolved Solids (TDS) measured by Electrical Conductivity (EC) [mg/l] 91 91 91 130
Total Dissolved Solids (TDS) [mg/l] 94 92 84 90 Total Dissolved Solids by summation [mg/l] 79.5 81.2 82.6 107 Suspended Solids [mg/l] 4.6 4 4 2.6 Turbidity [NTU] 9.79 9.24 12.2 1.18 P Alkalinity. [mg/l CaCO3] <0.6 <0.6 <0.6 2.2 Total (M) Alkalinity [mg/l CaCO3] 56.5 56.4 56.6 91 Dissolved cations in water by ICP-OES Aluminium (Al) [mg/l] 0.39 0.35 0.36 <0.05 Calcium (Ca) [mg/l] 13.6 15 15.1 15.9 Iron (Fe) [mg/l] 0.24 0.22 0.22 0.12
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Parameters and units ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Potassium (K) [mg/l] 2.17 1.93 1.95 1.72 Magnesium (Mg) [mg/l] 4.64 4.46 4.47 6.36 Sodium (Na) [mg/l] 6.89 7.64 7.75 14.6 Silicon (Si) [mg/l] 5.82 5.79 6.75 3.64 Anions by Ion Chromatography Fluorine (F) [mg/l] 0.459 0.437 0.432 0.565 Chlorine (Cl) [mg/l] 1.95 2.01 2.09 3.78 Nitrate (NO3) [mg/l] 3 2.98 2.99 <0.3 Nitrate (NO3) as N [mg/l] 0.68 0.67 0.68 <0.3 Sulphate (SO4) [mg/l] 7.05 7.08 7.14 5.74 Chemical Oxygen Demand (COD) [ppm O2] <10 <10 13 <10
The results of the chemical analysis conducted on the sediment samples collected in the Zambezi and Luia rivers is provided in Table 4.
Table 4: Results of chemical analysis conducted by UIS Analytical Services on sediment samples collected from the Zambezi and Luia rivers Parameters and units ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Sampling date 02/09/2010 02/09/2010 02/09/2010 31/08/2010 pH 7.2 7.1 7.0 7.2 pH measured at controlled temperature [˚ C] 22.9 22.9 23.0 23.0
Total Conductivity [mS/m] 3 2 3 3 Total Dissolved Solids (TDS) measured by Electrical Conductivity (EC) [mg/l]
19.5 13.0 19.5 19.5
P Alkalinity. [mg/l CaCO3] <0.6 <0.6 <0.6 <0.6 Total (M) Alkalinity [mg/l CaCO3] 17.4 14.3 13.3 18.5 Dissolved cations in water by ICP-OES Aluminium (Al) [mg/l] 1.37 1.4 1.71 1.59 Calcium (Ca) [mg/l] 2.01 1.78 2.52 2.96 Iron (Fe) [mg/l] 1.77 1.76 1.9 1.6 Potassium (K) [mg/l] 10.4 2.67 0.88 2.37 Magnesium (Mg) [mg/l] 0.81 0.65 0.84 0.76 Sodium (Na) [mg/l] 13.2 5.16 3.51 5.45 Silicon (Si) [mg/l] 4.54 4.36 5.16 4.15 Anions by Ion Chromatography Fluorine (F) [mg/l] 0.483 0.427 0.447 0.439 Chlorine (Cl) [mg/l] 10 1.25 0.896 1.36 Nitrate (NO3) [mg/l] 2.9 <0.3 3.29 4.52 Nitrate (NO3) as N [mg/l] 0.65 <0.3 0.74 1.02 Sulphate (SO4) [mg/l] 21.3 9.55 6.51 7.65 Chemical Oxygen Demand (COD) [ppm O2]
44 26 29 19
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5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) The water and sediment analysis results were combined and analysed by Principal Component Analysis (PCA). It should be noted this assessment is based on the results of a single survey.
The PCA results and groupings are presented in Figure 2. Based on the PCA results 96.3% of the variation in water and sediment chemistry could be explained by the PC1 axes of the PCA graph and 99.3% by PC1 and PC2 combined. Guidelines for an acceptable level of variance explained are problematic since they depend on factors such as the objectives of the study, the number of species and the number of samples (Clarke & Warwick, 1994). Clarke & Warwick (1994) suggest that a PCA ordination that accounts for 70 – 75% of the variation describes the overall structure well.
Based on the PCA two groups of samples were identified:
Group I consists of the sediment samples with samples LUIA1, ZAM2 and ZAM3 showing a very high degree of similarity and ZAM1 showing some variation; and
Group II consists of the water samples, with samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 showing a very high degree of similarity and LUIA1 showing some variation (Figure 2).
Figure 2: Principal Component Analysis (PCA) ordination of chemical analysis results conducted on samples collected in the Zambezi and Luia rivers
The parameters that contributed to the separation of the sediment and water quality results into Groups I and II included:
Total Dissolved Solids (TDS) concentrations, Total Conductivity, M Alkalinity, Chemical Oxygen Demand (COD), Sulphate (SO4), Potassium (K) and Calcium (Ca) concentration.
Parameters that showed little variation between the groups included:
Fluorine (F), Nitrate (NO3) and Silicon (Si) concentration.
Figure 3 presents the PCA ordination with TDS concentration superimposed. The highest TDS concentration (130 mg/l) was measured in the Luia River surface water sample (LUIA1) (Figure 3). A TDS concentration of
PC
2
III
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91 mg/l was measured in all three Zambezi River water samples (Figure 3). The TDS concentration of the sediment samples ranged from 13.0 mg/l (ZAM2) to 19.5 mg/l (ZAM1, ZAM3, LUIA1) (Figure 3).
Figure 3: PCA ordination with TDS concentration superimposed
Figure 4 presents the PCA ordination with the M Alkalinity superimposed. M Alkalinity (also known as Total Alkalinity) measures the amount of carbonate, bicarbonate and hydroxide present in terms of mg/l calcium carbonate. The highest M Alkalinity was measured in Group II comprising the water samples (Figure 4). The highest M Alkalinity (91 mg/l) in Group II was measured in the Luia River water sample (LUIA1) (Figure 4). The M Alkalinity in the Zambezi River samples showed very little variation and ranged from 56.4 mg/l in sample ZAM2 to 56.6 mg/l in sample ZAM3 (Figure 4).
In Group II comprising the sediment samples the M Alkalinity concentrations were low and ranged from 13.3 mg/l in sample ZAM3 to 18.5 mg/l in sample LUIA1 (Figure 4).
Figure 4: PCA ordination with M Alkalinity superimposed
Figure 5 presents the PCA ordination with Chemical Oxygen Demand (COD) superimposed. The COD presents an indirect measure of the amount of organic compounds in a sample. The highest COD was measured in Group I comprising the sediment samples (Figure 5). Amongst the sediment samples the lowest
-100 -50 0 50 100PC1
-50
0
50
PC
2
TDS by EC [mg/l]
20
80
140
200
ZAM1 (water)ZAM2 (water)ZAM3 (water)LUIA1 (water)
ZAM1 (sediment)
ZAM2 (sediment)ZAM3 (sediment)LUIA1 (sediment)
I
II
PC
2
I
II
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COD (19 mg/l) was measured in the Luia River sample (LUIA1) and the highest (44 mg/l) in sample ZAM1 (Figure 5).
Lower COD concentrations were measured in the water samples (Figure 5). The COD in the Zambezi River water samples ranged from 10 mg/l in samples ZAM1 and ZAM2 to 13 mg/l in sample ZAM3 (Figure 5). A COD of 10 mg/l was measured in the Luia River sample (LUIA1) (Figure 5).
Figure 5: PCA ordination with Chemical Oxygen Demand (COD) superimposed
5.2 Biological analysis The biological analysis was conducted by CSIR Laboratory in Stellenbosch. A copy of the CSIR report is included as Appendix C (CSIR Report No.: CSIR/NRE/WR/IR/2010/0071/C).
5.2.1 Phytoplankton identification The water column phytoplankton species diversity and abundance at the Zambezi River sites was poor while species richness and abundance at the Luia River sampling site (LUIA1) was higher in comparison (Table 5). The populations of the Zambezi River sampling sites may be influenced by the flow regime of the river. The dominant phytoplankton species at all sites were Bacillariophyceae and Chlorophyceae (Table 5). The occurrence of Aulacoseira granulate at all of the sampling sites and its higher abundance at site LUIA1 may be attributed to flow levels. This species is an indicator of mesotrophic conditions (Table 6). The Bacillariophyceae species Synedra ulna (length 300 µm) which occurred in high numbers in sample LUIA1 is a benthic diatom species that occurs in and on benthic sediments of mesotrophic to eutrophic, alkaline waters (Table 6). This species can be suspended during high flows into the water column due to its relatively large surface area. Douterelo et al (2004) observed in their study that species in the epilithic cyanobacterial order Oscillatoriales which occurred in low numbers at all four sampling sites, are always associated with highly eutrophic waters.
Table 5: Composition of phytoplankton communities at the four sampling sites Division Major taxa ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Chromophyta Cryptophyceae Cryptomonas sp + Bacillariophyceae Aulacoseira granulate + + + + ++ + ++ + + ++ + Cymatopleura solea + + + + +
PC
2
I
II
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Division Major taxa ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Cymbella kappi + + + + + + Cymbella neocistula + + + + Flagilaria ulna + ++ + + + + ++ +++++ Synedra acus + + + + + +++++ Synedra ulna + + +++ ++++ Nitzschia radicula + + + + Nitzschia linearis + + ++ +++ Pinnularia viridiformus + + + ++ Rhopalodia gibba + + + + Melosira varians + + ++ ++ Surirella angust + + +
Gomphonema acuminatum + + + ++ + +
Epithemia adnata + + + Melosira granulate + + ++ Pyrrophyta Dinophyceae Ceratium hirundinella + Chlorophyta Conjugatophyceae Cosmarium fritschii ++
Cosmarium pseudopraemorsium + +++
Chlorophyceae (Volvocales) Chlamydomonas africana +
Chlorophyceae (Chlorococcales) Pediastrum duplex ++ + +++ +++
Scenedesmus armatus + ++ Cyanophyta Oscillatoriaceae Oscillatoria tenuis + + + ++ +++ Where: (+ = rare, + + =scarce, + + + = common, + + + + = abundant, + + + + + = predominant). The relative abundance of each phytoplankton taxa was grouped into: 1 = ≤ 50 (rare) 2 = 51- 250 (scarce), 3 = 251-1000 (common), 4 = 1001-5000 (abundant), 5 = 5001-25 000 (predominant) cells/ℓ
Table 6: Metrics that are based on autecological characteristics of selected species sampled at 3 sampling sites in the Zambezi River and 1 in the Luia River Division Major taxa Autecological characteristics
Chromophyta Cryptophyceae Cryptomonas sp Found in organic enriched waters
Bacillariophyceae Aulacoseira granulate
Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers
Cymatopleura solea Found in eutrophic water with moderated to high electrolyte content
Cymbella kappi Found in weakly alkaline oligo- to mesotrophic water
Cymbella neocistula Found in circumneutral to slightly mesotrophic
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Division Major taxa Autecological characteristics water
Flagilaria ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra acus Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water
Nitzschia radicula Found in slightly to moderately polluted electrolyte-rich water
Nitzschia linearis Found in moderated to high electrolyte water and tolerant to pollution
Pinnularia viridiformus Found in oligo- to mesothrophic water
Rhopalodia gibba Found in water with a moderate to high electrolyte content
Melosira varians Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers
Surirella angust Found in eutrophic water with moderated electrolyte content
Gomphonema acuminatum Tolerant of slight or moderate pollution
Epithemia adnata Found in water with a high to moderated electrolyte content
Melosira granulate Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers
Pyrrophyta Dinophyceae Ceratium hirundinella Found in meso- to eutrophic rivers Chlorophyta Conjugatophyceae Cosmarium fritschii Found in alkaline eutrophic waters
Cosmarium pseudopraemorsium Found in alkaline eutrophic waters
Chlorophyceae (Volvocales)
Chlamydomonas africana Found in nutrient –rich water
Chlorophyceae (Chlorococcales) Pediastrum duplex Found in nutrient –rich water
Scenedesmus armatus Found in meso- to eutrophic water
Cyanophyta Oscillatoriaceae Oscillatoria tenuis Found in eutrophic water
5.2.2 Chlorophyll analysis The chlorophyll a concentrations in samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 were low and can be described as oligothrophic. The low chlorophyll a concentrations recorded in the Zambezi River samples correlates with the low phytoplankton and zooplankton abundance observed in these samples. The higher chlorophyll a concentration measured at site LUIA1 correlates with the higher phytoplankton abundance at this site. From data generated at the 4 sampling sites (Phytoplankton ID and autecological characteristics) it was evident that all sampling sites fall within the mesotrophic to eutrophic water quality range. The chlorophyll a concentration indicates that the 4 sampling sites are oligotrophic.
Based on the chlorophyll results (Table 7) the water at all the sampling sites was anoligotrophic. The chlorophyll at all sites indicated low potential for phytoplankton production.
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Table 7: Chlorophyll (µg/ℓ) results Variables ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Chlorophyll a (µg/l) 1.6 1.1 2.7 7.3 Chlorophyll b (µg/l) 0.67 0.39 1.01 1.81
5.2.3 Zooplankton analysis Only three species of zooplankton were observed in the samples (Table 8). The Cladocera species observed in the samples are small in body size. Larger zooplankton species such as Daphnia and calanoid copepods were totally absent from the Zambezi River sites. This could be attributed to factors such as water temperature, food quality or predation. The occurrence of larger zooplankton species can be influenced by predation but this phenomenon is reduced under conditions of low water transparency. The low zooplankton abundance in samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 can also be related to the availability of food for these species. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg chlorophyll per litre, which is a much higher value than detected in any of the samples. A higher abundance of the small zooplankton species Ceriodaphnia cornuta was observed in sample LUIA1. This can be related to the higher phytoplankton abundance recorded at this site providing a richer food source.
Table 8: Zooplankton species composition and abundance Zooplankton Group Major taxa ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1
Subclass: Branchiopoda Order: Cladocera
Bosmina longlrostris (Muller) 8 5 Ceriodaphnia cornuta (Sars) 5 12 40 Subclass: Copepoda Order: Cyclopoda Cyclopoid naupill 5
6.0 CONCLUSIONS Based on the Principal Component Analysis (PCA) two groups of samples were identified:
Group I consists of the sediment samples with samples LUIA1, ZAM2 and ZAM3 showing a very high degree of similarity and ZAM1 showing some variation;
Group II consists of the water samples, with samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 showing a very high degree of similarity and LUIA1 showing some variation;
The parameters that contributed to the separation of the sediment and water quality results into Groups I and II included:
Total Dissolved Solids (TDS) concentrations, Total Conductivity, M Alkalinity, Chemical Oxygen Demand (COD), Sulphate (SO4), Potassium (K) and Calcium (Ca) concentrations;
Increased TDS concentrations
Parameters that showed little variation between the groups included:
Fluorine (F), Nitrate (NO3) and Silicon (Si) concentrations.
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The water column phytoplankton diversity and abundance was poor in the Zambezi River and higher in comparison in the Luia River;
Based on the chlorophyll results the sampling sites had a low productivity and was in a anoligotrophic state (low nutrient to sustain phytoplankton and zooplankton);
Zooplankton abundance and diversity was low in the Zambezi River and slightly higher in the Luia River. This may be attributed to factors such as water temperature, food quality or predation.
The low zooplankton diversity and abundance in samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 can also be related to the availability of food for these species. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg chlorophyll per litre, which is a much higher value than detected in any of the samples; and
A higher abundance of the small zooplankton species Ceriodaphnia cornuta was observed in sample LUIA1. This can be related to the higher phytoplankton abundance recorded at this site providing a richer food source.
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GOLDER ASSOCIATES AFRICA (PTY) LTD.
P. Kimberg R. Heath Divisional Leader Ecology Environmental Technology Business Unit Leader
PK/ RH/ pk
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APPENDIX A DOCUMENT LIMITATIONS
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APPENDIX B UIS ANALYTICAL DATA
UIS Ana l y t i c a l Serv i c es (P t y) L t d ● Reg . No . 200 0 / 0 27 78 8 / 07 ● VAT No . 492 02 02 96 9
1 3 E s d o r i n g N o o k ● H i g h v e l d T e c h n o p a r k ● C e n t u r i o n
P O B o x 8 2 8 6 ● C e n t u r i o n ● 0 0 4 6
T e l . + 2 7 1 2 6 6 5 4 2 9 1 ● F a x . + 2 7 1 2 6 6 5 4 2 9 4
i n f o @ u i s - a s . c o . z a ● h t t p : / / w w w . u i s - a s . c o . z a
L i s t o f D i rec to rs a va i l ab l e f r om the reg i s te red o f f i c e
Golder Associates Africa (Pty) LtdHalfway House1685South AfricaPeter KimbergTel : +27 11 672 0666E-Mail : [email protected]
FINAL CERTIFICATE OF ANALYSIS
Report Date 2010-10-28
Date Required 2010-10-22
Contract No
Order/Ref No 56260
QUOTE:1569SAMPLE ID : 208653 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : LUIAI/31/08/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 1 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 8.48pH Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 20 mS/mTC Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 130 mg/lTDS by EC * 7 140 mg/l
METHOD : Total Dissolved SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T005 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Dissolved Solids 90 mg/l
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by SummationMETHOD NO. : UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by Summation 107 mg/l
METHOD : Suspended SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T004 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSuspended Solids 2.6 mg/l
METHOD : TurbidityMETHOD NO. : UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTurbidity 1.18 NTU
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208653 (continued) DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : LUIAI/31/08/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 2 / 12
REVISION NO : 0PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity 2.2 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 91 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl <0.05 mg/lCa 15.9 mg/lFe 0.12 mg/lK 1.72 mg/lMg 6.36 mg/lNa 14.6 mg/lSi 3.64 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.565 mg/lCl 3.78 mg/lNO3 <0.3 mg/lSO4 5.74 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 2 me/lSum of Anions 2.07 me/lIon Balance Error -1.65 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD <10 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208654 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM1/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 3 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.78pH Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 14 mS/mTC Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 91 mg/lTDS by EC * 7 98 mg/l
METHOD : Total Dissolved SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T005 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Dissolved Solids 94 mg/l
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by SummationMETHOD NO. : UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by Summation 79.5 mg/l
METHOD : Suspended SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T004 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSuspended Solids 4.6 mg/l
METHOD : TurbidityMETHOD NO. : UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTurbidity 9.79 NTU
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 56.5 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 0.39 mg/lCa 13.6 mg/lFe 0.24 mg/lK 2.17 mg/lMg 4.64 mg/lNa 6.89 mg/lSi 5.82 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.459 mg/lCl 1.95 mg/lNO3 3 mg/lNO3 as N 0.68 mg/lSO4 7.05 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 1.47 me/lSum of Anions 1.63 me/l
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208654 (continued) DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM1/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 4 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : Ion Balance Error (continued)METHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITIon Balance Error -5.28 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD <10 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208655 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM2/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 5 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.78pH Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 14 mS/mTC Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 91 mg/lTDS by EC * 7 98 mg/l
METHOD : Total Dissolved SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T005 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Dissolved Solids 92 mg/l
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by SummationMETHOD NO. : UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by Summation 81.2 mg/l
METHOD : Suspended SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T004 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSuspended Solids 4 mg/l
METHOD : TurbidityMETHOD NO. : UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTurbidity 9.24 NTU
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 56.4 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 0.35 mg/lCa 15 mg/lFe 0.22 mg/lK 1.93 mg/lMg 4.46 mg/lNa 7.64 mg/lSi 5.79 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.437 mg/lCl 2.01 mg/lNO3 2.98 mg/lNO3 as N 0.67 mg/lSO4 7.08 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 1.54 me/lSum of Anions 1.63 me/l
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208655 (continued) DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM2/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 6 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : Ion Balance Error (continued)METHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITIon Balance Error -2.66 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD <10 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208656 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM3/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 7 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.81pH Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 14 mS/mTC Temperature 22.7 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 91 mg/lTDS by EC * 7 98 mg/l
METHOD : Total Dissolved SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T005 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Dissolved Solids 84 mg/l
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids by SummationMETHOD NO. : UIS-CP-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by Summation 82.6 mg/l
METHOD : Suspended SolidsMETHOD NO. : UIS-EA-T004 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSuspended Solids 4 mg/l
METHOD : TurbidityMETHOD NO. : UIS-EA-T029 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTurbidity 12.2 NTU
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 56.6 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 0.36 mg/lCa 15.1 mg/lFe 0.22 mg/lK 1.95 mg/lMg 4.47 mg/lNa 7.75 mg/lSi 6.75 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.432 mg/lCl 2.09 mg/lNO3 2.99 mg/lNO3 as N 0.68 mg/lSO4 7.14 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 1.56 me/lSum of Anions 1.7 me/l
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208656 (continued) DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM3/02/09/10/PK REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 8 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : Ion Balance Error (continued)METHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITIon Balance Error -4.5 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD 13 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208657 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : LUIAI/31/08/10/PK/SEDIMENT REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 9 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.19pH Temperature 23 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 3 mS/mTC Temperature 23 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 19.5 mg/lTDS by EC * 7 21 mg/l
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 18.5 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 1.59 mg/lCa 2.96 mg/lFe 1.6 mg/lK 2.37 mg/lMg 0.76 mg/lNa 5.45 mg/lSi 4.15 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.439 mg/lCl 1.36 mg/lNO3 4.52 mg/lNO3 as N 1.02 mg/lSO4 7.65 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 0.74 me/lSum of Anions 0.9 me/lIon Balance Error -9.46 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD 19 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208658 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM1/02/09/10/PK/SEDIMENT REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 10 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.2pH Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 3 mS/mTC Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 19.5 mg/lTDS by EC * 7 21 mg/l
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 17.4 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 1.37 mg/lCa 2.01 mg/lFe 1.77 mg/lK 10.4 mg/lMg 0.81 mg/lNa 13.2 mg/lSi 4.54 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.483 mg/lCl 10 mg/lNO3 2.9 mg/lNO3 as N 0.65 mg/lSO4 21.3 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 1.22 me/lSum of Anions 1.41 me/lIon Balance Error -7.19 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD 44 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208659 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM2/02/09/10/PK/SEDIMENT REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 11 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7.06pH Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 2 mS/mTC Temperature 22.9 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 13 mg/lTDS by EC * 7 14 mg/l
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 14.3 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 1.4 mg/lCa 1.78 mg/lFe 1.76 mg/lK 2.67 mg/lMg 0.65 mg/lNa 5.16 mg/lSi 4.36 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.427 mg/lCl 1.25 mg/lNO3 <0.3 mg/lSO4 9.55 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 0.65 me/lSum of Anions 0.81 me/lIon Balance Error -10.4 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD 26 ppm O2
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
SAMPLE ID : 208660 DATE RECEIVED : 2010-10-12SAMPLE NO. : 2AM3/02/09/10/PK/SEDIMENT REQUEST ID : 3098SAMPLE MATRIX : Water PAGE : 12 / 12
REVISION NO : 0
METHOD : pHMETHOD NO. : UIS-EA-T003 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITpH 7pH Temperature 23 Deg C
METHOD : Electrical ConductivityMETHOD NO. : UIS-EA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTotal Conductivity 3 mS/mTC Temperature 23 Deg C
METHOD : Calculated Total Dissolved Solids from ECMETHOD NO. : UIS-CP-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITTDS by EC * 6.5 19.5 mg/lTDS by EC * 7 21 mg/l
METHOD : P and Total (M) AlkalinityMETHOD NO. : UIS-EA-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITP Alkalinity <0.6 mg/l CaCO3Total (M) Alkalinity 13.3 mg/l CaCO3
METHOD : Disolved Cations in Water by ICP-OESMETHOD NO. : UIS-TEA-T001 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITAl 1.71 mg/lCa 2.52 mg/lFe 1.9 mg/lK 0.88 mg/lMg 0.84 mg/lNa 3.51 mg/lSi 5.16 mg/l
METHOD : Anions by Ion ChromatographyMETHOD NO. : UIS-EA-T008 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITF 0.447 mg/lCl 0.896 mg/lNO3 3.29 mg/lNO3 as N 0.74 mg/lSO4 6.51 mg/l
METHOD : Ion Balance ErrorMETHOD NO. : UIS-CP-T002 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITSum of Cations 0.63 me/lSum of Anions 0.83 me/lIon Balance Error -13.7 %
METHOD : Chemical Oxygen Demand (COD)METHOD NO. : UIS-EA-T030 DATE COMPLETED : 2010-10-28PARAMETER VALUE UNITCOD 29 ppm O2
AUTHORISED SIGNATORY
The results relate specifically to the items tested.The report shall not be reproduced except in full, without the written approval of the laboratory.
MPANDA NKUWA WATER QUALITY ASSESSMENT RESULTS REPORT
November 2010 Report No. 12879-10165-2
APPENDIX C CSIR TECHNICAL REPORT
Identification of water column phytoplankton and zooplankton at four
sampling sites in the Zambezi River
CONFIDENTIAL TECHNICAL REPORT
CSIR Report No.: CSIR/NRE/WR/IR/2010/0071/C
Conducted for: Conducted by: Mr. Peter Kimberg Division Leader Ecology Golder Associates Africa (Pty) Ltd PO Box 6001 Halfway House Roodepoort South Africa
Dr P.J. Oberholster & Ms L. Hill Water Ecosystems and Human Health Research Group CSIR P.O. Box 395 Pretoria 0001 South Africa
Pretoria, South Africa November 2010
i
Table of Contents
1 Introduction ....................................................................................................................... 1
1.1 Background to this investigation ................................................................................ 1
2 Methods and materials ..................................................................................................... 1
2.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 1
2.2 Chlorophyll analyses .................................................................................................. 1
2.3 Zooplankton identification .......................................................................................... 1
3 Results............................................................................................................................... 2
3.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 2
3.2 Chlorophyll analysis ................................................................................................... 3
3.3 Zooplankton identification .......................................................................................... 4
4 Discussion and preliminary conclusions ....................................................................... 4
4.1 Phytoplankton identification ....................................................................................... 4
4.2 Zooplankton identification .......................................................................................... 5
5 References cited ............................................................................................................... 5
1
1 Introduction 1.1 Background to this investigation Mr. Peter Kimberg of Golder Associates approached the CSIR’s Natural Resources and the Environment (NRE) with a request to undertake identification of phytoplankton and zooplankton from four sampling sites in the Zambezi River. 2 Methods and materials 2.1 Phytoplankton identification The water samples that were taken at the two sampling sites were preserved in the field by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %, followed after one hour by the addition of buffered formaldehyde to a final concentration of 2.5%. The water samples were kept cool and in the dark during the transfer from the field to the laboratory. All identifications were made by using a compound microscope with 1250 x magnification (Van Vuuren et al., 2006; Taylor et al., 2007). Strip counts were made until at least 100 individuals of each of the dominant phytoplankton species were counted. All counts were based on the number of cells observed and the individual species were grouped into major algal groups (Lund et al., 1958; Willen, 1991). Algal biovolume was calculated by measuring the corresponding dimensions using the geometric formulas given by Willen (1976). The total number of phytoplankton taxa and their frequency of occurrence at each sampling site were categorised according to Hörnström (1999): 1 = ≤ 250, 2 = 251-1000, 3 = 1001-5000, 4 = 5001-25 000 cells/ℓ. The total number of taxa and their frequency were recorded after careful examination for at least 15 minutes and after not finding additional taxa. Autecological characteristics of selected species sampled were used to determine the aquatic habitat of each species. 2.2 Chlorophyll analyses Chlorophyll was extracted from each sample with 80% acetone at 4 ºC. The chl a and b content of each sample were determined spectrophotometrically at 647 nm and 664 nm wavelengths according to the method of Porra et al (1989).The trophic state of the two sampling sites were correlated with the concentration Chlorophyll a (μg/ℓ) (Table 1). Table 1. Trophic Index in correlation with chl a. Trophic states Chlorophyll a (μg/ℓ) values
associated with trophic state Ultraoligotrophic < 1
Oligotrophic 1-5 Mesotrophic 5-10
Eutrophic 10-56 Hypereutrophic > 56
2.3 Zooplankton identification All samples collected were preserved in 4% sucrose (40 g/ℓ) formalin solution (Haney and Hall, 1973) preventing the loss of eggs and distortion of the carapace by ballooning. The two litre subsamples were counted and analyzed in their entirety for total zooplankton individuals using a 25x stereomicroscope. Each zooplankton
2
specimen was measured from the top of the carapace to the base of the spine for size determination e.g., adults or neonates. The reference used for zooplankton identification was Thorp and Covich (2001). 3 Results 3.1 Phytoplankton identification Tabel 1. Composition of phytoplankton communities at the four sampling sites (+ = rare, + + =scarce, + + + = common, + + + + = abundant, + + + + + = predominant). The relative abundance of each phytoplankton taxa was grouped into: 1 = ≤ 50 (rare) 2 = 51- 250 (scarce), 3 = 251-1000 (common), 4 = 1001-5000 (abundant), 5 = 5001-25 000 (predominant) cells/ℓ.
Division Major taxa Site Zam1 Site Zam 2 Site Zam3
Site Luiai 1
Chromophyta Cryptophyceae Cryptomonas sp + Bacillariophyceae Aulacoseira granulate + + + + ++ + ++ + + ++ + Cymatopleura solea + + + + + Cymbella kappi + + + + + + Cymbella neocistula + + + + Flagilaria ulna + ++ + + + + ++ +++++ Synedra acus + + + + + +++++ Synedra ulna + + +++ ++++ Nitzschia radicula + + + + Nitzschia linearis + + ++ +++ Pinnularia viridiformus + + + ++ Rhopalodia gibba + + + + Melosira varians + + ++ ++ Surirella angust + + + Gomphonema
acuminatum + + + ++ + +
Epithemia adnata + + + Melosira granulate + + ++ Pyrrophyta Dinophyceae Ceratium hirundinella + Chlorophyta Conjugatophyceae
Cosmarium fritschii ++
Cosmarium pseudopraemorsium
+ +++
Chlorophyceae (Volvocales)
Chlamydomonas africana +
Chlorophyceae (Chlorococcales)
Pediastrum duplex ++ + +++ +++
Scenedesmus armatus + ++ Cyanophyta
Oscillatoriaceae Oscillatoria tenuis + + + ++ +++
3
Table 2. Metrics that are based on autecological characteristics of selected species sampled at 4 sampling sites in the Zambezi River.
Division Major taxa Autecological characteristics Chromophyta Cryptophyceae Cryptomonas sp Found in organic enriched waters Bacillariophyceae Aulacoseira granulate Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers Cymatopleura solea Found in eutrophic water with moderated to high electrolyte
content Cymbella kappi Found in weakly alkaline oligo- to mesotrophic water Cymbella neocistula Found in circumneutral to slightly mesotrophic water Flagilaria ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra acus Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Nitzschia radicula Found in slightly to moderately polluted electrolyte-rich water Nitzschia linearis Found in moderated to high electrolyte water and tolerant to
pollution Pinnularia viridiformus Found in oligo- to mesothrophic water Rhopalodia gibba Found in water with a moderate to high electrolyte content Melosira varians Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers Surirella angust Found in eutrophic water with moderated electrolyte content Gomphonema
acuminatum Tolerant of slight or moderate pollution
Epithemia adnata Found in water with a high to moderated electrolyte content Melosira granulate Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers Pyrrophyta Dinophyceae Ceratium hirundinella Found in meso- to eutrophic rivers Chlorophyta Conjugatophyceae Cosmarium fritschii Found in alkaline eutrophic waters
Cosmarium pseudopraemorsium
Found in alkaline eutrophic waters
Chlorophyceae (Volvocales)
Chlamydomonas africana
Found in nutrient –rich water
Chlorophyceae (Chlorococcales)
Pediastrum duplex Found in nutrient –rich water
Scenedesmus armatus Found in meso- to eutrophic water Cyanophyta
Oscillatoriaceae Oscillatoria tenuis Found in eutrophic water 3.2 Chlorophyll analysis According to the chlorophyll results (Table 3) both the sampling sites is related to water with anoligotrophic status. The chlorophyll at both sites also indicates low phytoplankton production and cell counts. Higher chlorophyll concentrations were measured at sampling site 1 compared to site 2. Table 3. Chlorophyll (µg/ℓ) results at the two sampling sites.
Variables Site Zam1 Site Zam 2 Site Zam 3 Site Luiai 1 Chlorophyll a (µg/l) 1.6 1.1 2.7 7.3 Chlorophyll b (µg/l) 0.67 0.39 1.01 1.81
4
3.3 Zooplankton identification The species composition and abundance of zooplankton (200 ml x 5 = ind/ℓ) at the 4 sampling sites are summarised in Table 4. Table 4: Species composition and abundance at sampling sites.
Zooplankton Group
Zooplankton Group
Zooplankton Group
Site Zam 1 Site Zam 1 Site Zam 1 Site Luiai 1
Subclass: Branchiopoda
Order: Cladocera
Bosmina longlrostris (Muller)
8 5
Ceriodaphnia cornuta (Sars)
5 12 40
Subclass: Copepoda Order: Cyclopoda
Cyclopoid naupill
5
4 Discussion and preliminary conclusions 4.1 Phytoplankton identification In general the water column phytoplankton populations at the first 3 sampling sites appear to be most strongly influenced by the flow regime of the river. The species diversity and abundance at these sites were poor while species richness and abundance at sampling site Luiai 1 was relatively higher in comparison with the other sampling sites. The dominant phytoplankton species at both sites were Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The occurrence of Aulacoseira granulate at all sampling sites and its much higher density at site Luiai 1 can possibly be related to the river flows. This species is an indicator of mesotrophic conditions. The Bacillariophyceae species Synedra ulna (length 300 µm) which occurred in high numbers at site Luiai 1 is a benthic diatom species that occurs in and on benthic sediments of mesotrophic to eutrophic, alkaline waters. This species can be suspended during high flows into the plankton due to its relatively large surface area. However, Douterelo et al (2004) observed in their study that species in the epilithic cyanobacterial order Oscillatoriales which occurred in low numbers at all four sampling sites, were always associated with highly eutrophic waters. The chlorophyll a concentrations at sampling sites Zam 1, 2 and 3 were low and falls within the oligothrophic index states. The low concentrations of chl a was also in relationship with the low abundance of phytoplankton and zooplankton observed during the microscope analyses. The higher chl a concentrations detected at site Luiai 1 was in comparison with the higher phytoplankton numbers at this site. From data generated at the 4 sampling sites (Phytoplankton ID and autecological characteristics) it was evident that all sampling sites fall within the mesotrophic to eutrophic water quality range. However, chl a indicated that the 4 sampling sites were oligotrophic and this phenomena can possibly be related to the flow regime of the river causing drifting of phytoplankton.
5
4.2 Zooplankton identification Only three species of zooplankton was observed in the samples. The Cladocera species observed in the samples were small in body size. Larger body size zooplankton species like Daphnia and calanoid copepods were totally absent from the first 3 sampling sites and can be related to temperature, food quality or predation. The occurrence of larger zooplankton species can be influenced by predation but these phenomena is reduced under conditions of low water transparency. The low abundance of zooplankton at sampling sites 1, 2 and 3 can also be related to food requirements by these species. The minimum food threshhold for Daphnia is 6-15 µg chlorophyll per liter, which are much higher values than detected in the chlorophyll analyses of the water column of the first three sampling sites under investigation. However, a much higher abundance of the small zooplankton species Ceriodaphnia cornuta observed at site Luiai 1 can be related to the higher phytoplankton numbers as food source at this sampling site. 5 References cited Haney, J.F., Hall, D.J., 1973. Sugar-coated Daphnia: A perservation technique for Cladocera. Limnology and Oceanography, 18: 331-333. Hörnström, E., 1999. Long-term phytoplankton changes in acid and limed lakes in SW Sweden. Hydrobiology, 394: 93-102. Lund, J.W.G., Kipling, C., Le Cren, E.O., 1958. The inverted microscope method of estimating algal numbers and the statistical basis of estimations by counting. Hydrobiology, 11: 143-170.
Porra, R.J., Thompson, W.A. and Kriedemann, P.E. (1989). Determination of accurate extinction coefficient and simultaneous equations for assaying chlorophylls a and b extracted with four different solvents: verification of the concentration of chlorophyll standards by atomic absorption spectrometry. Biochimica Biophysica Acta, 975: 384-394. Taylor, J.C., Harding, W.R., Archibald, C.G.M., 2007. An illustrated guide to some common diatom species from South Africa. WRC Report, TT, 282/07. Pretoria: Water Research Commission, plates 1-178.
Thorp, J.H., Covich, A.P., 2001. Ecology and Classification of North American Freshwater Invertebrates. Second Edition Academic Press, San Diego, USA, pp. 1-992.
Van Vuuren, S., Taylor, J.C., Gerber, A., Van Ginkel, C., 2006. Easy identification of the most common freshwater algae. – North-West University and Department of Water Affairs and Forestry, Pretoria, South Africa, pp. 1-200.
Willen, E., 1976. A simplified method of phytoplankton counting. Br. J. Phycol., 11: 265-278.
Willen, E., 1991. Planktonic diatoms – an ecological review. Algological Studies, 62: 69-106. Stuttgart, August 1991.
Golder Associates Africa (Pty) Ltd. 25 Main Avenue Florida Roodepoort South Africa T: [+27] (11) 672 0666
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Mphanda Nkuwa Integrated Water Quality Assessment Report
REPO
RT
Report Number. 13051-10581-2 Distribution:1 copy - Golder Associados Mozambique Limitada 1 copy - Golder Associates Africa
Submitted to:Golder Associados Mozambique Limitada 4th Floor, 270 Avenida 24 de Julho, Maputo, Mozambique
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Executive Summary
Golder Associates Africa (Pty) Ltd. was appointed by Joana Pedro from COBA to conduct analysis of sediment and water quality samples collected at sites in the Luia and Zambezi rivers associated with the Mphanda Nkuwa Hydroelectricity project in the Tete Province of Mozambique.
This report presents the integrated results of the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys. This report will focus on similarities and dissimilarities between the water, sediment and biological parameter results.
The study area is situated in the Tete Province of Mozambique. Sites were sampled in the Zambezi River (100 km upstream of Tete, and approximately 30 km downstream from Cahora Bassa), and in the Luia River (LUIA1 at the point where the Tete – Fingoe road crosses the river).
Four sites were sampled in the Zambezi River:
ZAM1 upstream of the confluence with the Luia River (sampled during September 2010 and January 2011 surveys),
ZAM2 downstream of the confluence with the Luia River (sampled during September 2010 and January 2011 surveys),
ZAM 3 in the narrow gorge area in the vicinity of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme (sampled during April 2010, September 2010 and January 2011 surveys); and
ZAM4 in the wider section of the Zambezi River downstream from the gorge & the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme (only sampled during the April 2010 survey).
The following conclusions were reached based on the results of the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys:
The Principal Component Analysis (PCA) ordination indicated seasonal changes in water chemistry in the section of the Zambezi River associated with the proposed Mphanda Nkuwa project. The seasonal changes detected in the Zambezi River during this assessment included increased NO3 (mg/l) and NO3 as N (mg/l) concentrations during the September 2010 survey. Variables that showed no seasonal change in the Zambezi River included M Alkalinity, P Alkalinity and pH;
The seasonal changes detected in the Luia River during this assessment included increases in M Alkalinity, P Alkalinity, pH, Total Conductivity and Total Dissolved Solid (TDS) concentrations during the September 2010 surveys and reduced concentrations of these variables during the January and April surveys;
The PCA ordination suggests some degree of seasonal change in the sediment chemistry of the sections of the Zambezi and Luia rivers associated with the proposed Mphanda Nkuwa project. Variables that characterised the seasonal changes in the Zambezi and Luia River sediment included increased Aluminium (Al), Silicon (Si) and Iron (Fe) concentrations during the January 2011 survey;
Phytoplankton species diversity and abundance was generally poor at all of the sampling sites during all three surveys. The dominant phytoplankton division at all sites during all three surveys was Bacillariophyceae which normally characterize turbulent conditions. The fast and turbulent flow in the Zambezi River gorge below Cahora Bassa is not considered ideal for abundant or diverse phytoplankton growth;
Based on the results of this assessment the trophic state of the section of the Zambezi River associated with the proposed Mphanda Nkuwa project under current flow conditions ranges from ultraoligotrophic
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during April and January to oligotrophic in September. The trophic state of the Luia River ranges from ultraoligotrophic in January to mesotrophic in September.
The increases in trophic state during the September 2010 survey may be associated with the lower flow levels recorded in both rivers during that survey. The lower flow levels contributes to less turbulent flow, decreased turbidity and increased light penetration which results in increased algal growth and therefore trophic state;
Zooplankton diversity and abundance was poor throughout the study area and during all three surveys. The low zooplankton abundance and diversity measured in the project area can be attributed primarily to food availability. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg per litre chlorophyll which is higher than all the chlorophyll values measured in the Zambezi River and only within the range measured in the Luia River during the September 2010 survey. Therefore food availability can be considered a limiting factor of zooplankton diversity and abundance in the sections of the Zambezi and Luia rivers associated with the Mphanda Nkuwa project.
The results of this assessment and the conclusions reached are based on the outcomes of 3 field surveys only conducted between April 2010 and January 2011. The outcomes and conclusions should be verified by the implementation of an ongoing water and sediment quality monitoring programme.
The following monitoring programme is recommended in order for a comprehensive and reliable baseline to be established:
Recommended ongoing monitoring programme
Parameter Month
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Water quality Sediment quality
Phytoplankton, zooplankton, chlorophyll
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Table of Contents
1.0 INTRODUCTION ........................................................................................................................................................ 1
2.0 STUDY AREA ............................................................................................................................................................ 1
3.0 SCOPE OF WORK .................................................................................................................................................... 1
4.0 METHODOLOGY ....................................................................................................................................................... 2
4.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 2
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) ...................................................................................................... 3
4.2 Biological analysis ........................................................................................................................................ 3
4.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................... 3
4.2.2 Chlorophyll a analyses ............................................................................................................................ 4
4.2.3 Zooplankton identification ....................................................................................................................... 4
4.3 Data collation and reporting .......................................................................................................................... 4
5.0 RESULTS .................................................................................................................................................................. 5
5.1 Chemical analysis ......................................................................................................................................... 5
5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) of water samples .......................................................................... 5
5.1.2 Principal Component Analysis (PCA) of sediment samples .................................................................... 8
5.2 Biological analysis ...................................................................................................................................... 11
5.2.1 Phytoplankton identification .................................................................................................................. 11
5.2.2 Chlorophyll analysis .............................................................................................................................. 12
5.2.3 Zooplankton analysis ............................................................................................................................ 12
6.0 CONCLUSIONS ....................................................................................................................................................... 13
7.0 RECOMMENDATIONS ............................................................................................................................................ 14
8.0 REFERENCES ........................................................................................................................................................... 1
TABLES Table 1: Description of sampling sites ................................................................................................................................. 1
Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a ...................................................................................................... 4
Table 3: Number of major phytoplankton taxa recorded at sites in the Zambezi and Luia rivers during the 3 surveys ............................................................................................................................................................. 11
Table 4: Metrics that are based on autecological characteristics of selected species sampled at sampling sites in the Zambezi and Luia rivers ............................................................................................................................. 11
Table 5: Chlorophyll a and b concentrations measured at sites in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys .......................................................................................... 12
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Table 6: Trophic states measured at sampling sites in the Zambezi and Luia rivers based on Chlorophyll a concentrations .................................................................................................................................................. 12
Table 7: Zooplankton abundance and diversity recorded in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys .................................................................................................... 13
The following monitoring programme is recommended in order for a comprehensive and reliable baseline to be established: Table 8: Recommended monitoring programme .......................................................................... 14
FIGURES Figure 1: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths.................................................................. 3
Figure 2: Principal Component Analysis (PCA) Ordination of water samples showing groupings of sites from different surveys (suffix a presents April 2010 survey results, b presents Sep 2010 survey results, c presents Jan 2011 survey results) ...................................................................................................................... 6
Figure 3: PCA ordination showing water sample groupings with NO3 concentration superimposed. Figure shows shift in NO3 concentration along the PC2 axis of the graph ................................................................................ 7
Figure 4: PCA ordination showing water sample groupings with NO3 as N concentration superimposed. Figure shows shift in NO3 as N concentration along the PC2 axis of the graph ............................................................ 7
Figure 5: PCA ordination showing water sample groupings with M Alkalinity concentration superimposed. Figure shows shift in M Alkalinity concentration along the PC1 axis of the graph ......................................................... 8
Figure 6: PCA ordination showing water sample groupings with P Alkalinity concentration superimposed. Figure shows shift in P Alkalinity concentration along the PC1 axis of the graph .......................................................... 8
Figure 7: Principal Component Analysis (PCA) Ordination of sediment chemistry results showing groupings of sites from different surveys (suffix b presents Sep 2010 survey results, c presents Jan 2011 survey results) ............................................................................................................................................................... 9
Figure 8: PCA ordination of sediment samples with Al concentration superimposed. Figure shows increase in Al concentration along the PC2 axis of the graph ................................................................................................. 10
Figure 9: PCA ordination of sediment samples with Fe concentration superimposed. Figure shows increase in Fe concentration along the PC2 axis of the graph ................................................................................................. 10
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1.0 INTRODUCTION Golder Associates Africa (Pty) Ltd. was appointed by Joana Pedro from COBA to conduct analysis of sediment and water quality samples collected at sites in the Luia and Zambezi rivers associated with the Mphanda Nkuwa Hydroelectricity project in the Tete Province of Mozambique.
This report presents the integrated results of the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys. This report will focus on similarities and dissimilarities between the water, sediment and biological parameter results.
The April 2010, September 2010 and January 2011 reports are included as Appendices A to C.
2.0 STUDY AREA The study area is situated in the Tete Province of Mozambique. Sites were sampled in the Zambezi River (100 km upstream of Tete, and approximately 30 km downstream from Cahora Bassa), and in the Luia River (LUIA1 at the point where the Tete – Fingoe road crosses the river).
Four sites were sampled in the Zambezi River:
ZAM1 upstream of the confluence with the Luia River (sampled during September 2010 and January 2011 surveys),
ZAM2 downstream of the confluence with the Luia River (sampled during September 2010 and January 2011 surveys),
ZAM 3 in the narrow gorge area in the vicinity of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme (sampled during April 2010, September 2010 and January 2011 surveys); and
ZAM4 in the wider section of the Zambezi River downstream from the gorge & the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme (only sampled during the April 2010 survey).
An additional site (LUIA1) was sampled in the Luia River, a tributary of the Zambezi River that confluences with the Zambezi River upstream of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme.
The GPS coordinates of the sampling sites were determined using a Garmin GPS 60 CSx and are listed in Table 1 along with descriptions of the sites.
Table 1: Description of sampling sites Site Latitude Longitude Description
ZAM1 S15.58690 E32.99191 Zambezi River upstream of the confluence with the Luia River
ZAM2 S15.60164 E33.00758 Zambezi River downstream of the confluence with the Luia River
ZAM3 S15.75674 E33.12018 Zambezi River in the vicinity of the proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme
ZAM4 S15.78333 E33.15000 Zambezi River approximately 3 km downstream of proposed Mphanda Nkuwa Hydroelectric Scheme site in section of wider river
LUIA1 S15.13581 E32.90213 Luia River at bridge crossing site approximately 157 km from Tete on the Zimbabwe - Zambia road, samples collected on margin of river
3.0 SCOPE OF WORK The Scope of Work of the 3 surveys varied slightly and due to issues such as accessibility and hence the sites differed slightly between the different surveys. Sediment samples were only collected during the September 2010 and January 2011 surveys.
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Parameters that were measured during all three surveys included:
pH;
Total Conductivity (mS/m);
Total Dissolved Solids (TDS) calculated from Electrical Conductivity (EC) (mg/l);
P Alkalinity (mg/l CaCO3);
M Alkalinity (mg/l CaCO3);
Nitrate (NO3) Concentration (mg/l);
Nitrate (NO3) as N (mg/l); and
Chemical Oxygen Demand (COD) (mg/l).
In addition the concentrations of the following elements were analysed in the water and sediment samples collected during the September 2010 and January 2011 surveys:
Aluminium (Al) (mg/l);
Calcium (Ca) (mg/l);
Iron (Fe) (mg/l);
Potassium (K) (mg/l);
Magnesium (Mg) (mg/l);
Sodium (Na) (mg/l);
Silicon (Si) (mg/l);
Fluorine (F) (mg/l);
Chlorine (Cl) (mg/l); and
Sulphate (SO4) (mg/l).
The following biological parameters were measured during all three surveys:
Chlorophyll a;
Zooplankton (specific composition and abundance); and
Phytoplankton (specific composition and abundance).
4.0 METHODOLOGY 4.1 Chemical analysis Water samples for chemical analysis were collected at the water surface in 1.5 l plastic sample bottles. Bottles were placed in a cooler box and transported to ACT UIS Laboratories in Tete for transportation to South Africa. ACT UIS Laboratories in Tete applied for the necessary permits for the exportation of the samples from the Mozambican Ministry of Agriculture. The process of obtaining the permits was problematic and resulted in some delays. During these delays samples were stored in cold storage rooms at ACT UIS laboratories in Tete.
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Sediment samples were collected on the margin of the river channel by means of a sediment corer. Sediment samples were assessed for different sediment horizons based on colour and particle size. Composite samples of the different layers were collected, placed in plastic sampling bags and labelled. The labelled samples were placed in a cooler box for transportation to ACT UIS Laboratories in Tete and from there to UIS Analytical Services in Pretoria.
4.1.1 Principal Component Analysis (PCA) The ordination method Principal Component Analysis (PCA) will be used to elucidate similarities and dissimilarities between sites. The PCA technique is applied to ecological studies and provides a global interpretation of environmental variables: physical, chemical, physiological, morphometrical or climatological. Principal Component Analysis (PCA) allows for the extraction of the general directions of variations of environmental variables (Cyrus et al., 2000).
4.2 Biological analysis The phytoplankton and zooplankton samples were collected by means of a Kemmerer sampler at 1 m intervals throughout the water column (Figure 1). The water samples obtained at the various depths were strained through a 50 µm net in order to collect composite samples. The content of the net was decanted into 1 l plastic sampling jars. The process was repeated for the phytoplankton and zooplankton. The volume of water filtered for each phytoplankton and zooplankton sample was approximately 20 l.
Figure 1: Kemmerer sampler used to collect water samples at discrete depths
4.2.1 Phytoplankton identification The phytoplankton samples were preserved in the field by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %, followed after one hour by the addition of buffered formaldehyde to a final concentration of 2.5 %. The water samples were kept cool and in the dark during the transfer from the field to the CSIR laboratory in South Africa. All identifications were made by using a compound microscope with 1250 x magnification (Van Vuuren et al., 2006; Taylor et al., 2007). Strip counts were made until at least 100 individuals of each of the dominant phytoplankton species were counted. All counts were based on the number of cells observed and the individual species were grouped into major algal groups (Lund et al., 1958; Willen, 1991). Algal biovolume was calculated by measuring the corresponding dimensions using the geometric formulas given by Willen (1976). The total number of phytoplankton taxa and their frequency of
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occurrence at each sampling site were categorised according to Hörnström (1999): 1 = ≤ 250, 2 = 251-1000, 3 = 1001-5000, 4 = 5001-25 000 cells l-1. The total number of taxa and their frequency were recorded after careful examination for at least 15 minutes and after not finding additional taxa.
4.2.2 Chlorophyll a analyses Chlorophyll a samples were collected at the water surface and placed in 1 l plastic bottles. The plastic bottles were packed in a cooler box with ice for the trip back to Tete. The samples were preserved in Tete by addition of acidic Lugol’s solution to a final concentration of 0.7 %. The samples were delivered to the CSIR laboratories in Stellenbosch, South Africa for analysis.
In the laboratory the Chlorophyll was extracted from each sample with 80 % acetone at 4 ºC. The chlorophyll a and b content of each sample was determined spectrophotometrically at 647 nm and 664 nm wavelengths according to the method of Porra et al (1989).The trophic state of the sampling sites will be correlated with the concentration Chlorophyll a (μg/l-1) (Table 2).
Table 2: Trophic Index in correlation with Chlorophyll a
Trophic states Chlorophyll a (μg/l-1) values associated with trophic state
Ultraoligotrophic < 1 Oligotrophic 1-5 Mesotrophic 5-10 Eutrophic 10-56 Hypereutrophic > 56
4.2.3 Zooplankton identification All samples collected were preserved in Tete in 4 % sucrose (40 g l-1) Formalin solution (Haney and Hall, 1973) in order to prevent the loss of eggs and distortion of the carapace by ballooning. In the laboratory the samples were counted and analyzed in their entirety for total zooplankton individuals using a 25x stereomicroscope. Each zooplankton specimen was measured from the top of the carapace to the base of the spine for size determination e.g., adults or neonates. The reference used for zooplankton identification was Thorp and Covich (2001).
Sediment samples were collected by means of a sediment corer, placed in plastic sample bags and placed in a cooler bag for delivery to the laboratory in Tete.
4.3 Data collation and reporting Chemical analysis of water and sediment samples was conducted by UIS Analytical Services and the biological analysis of water samples by the CSIR Laboratories.
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5.0 RESULTS 5.1 Chemical analysis The water and sediment results from the various surveys were analysed separately.
5.1.1 Principal Component Analysis (PCA) of water samples The PCA results and groupings of the water samples analysis are presented in Figure 2. Based on the PCA results 81.3% of the variation in water chemistry could be explained by the PC1 and PC2 axes of the graph combined. Guidelines for an acceptable level of variance explained are problematic since they depend on factors such as the objectives of the study, the number of species and the number of samples (Clarke & Warwick, 1994). Clarke & Warwick (1994) suggest that a PCA ordination that accounts for 70 – 75% of the variation describes the overall structure well.
Based on the PCA three groups of water samples were identified:
Group I consists of water samples ZAM1, ZAM2 and ZAM3 collected during the September 2010 survey and showing a very high degree of similarity;
Group II consists of water samples ZAM3 and ZAM4 from the April 2010 survey and samples ZAM1 and ZAM2 from the January 2011 survey showing similar water conditions in the Zambezi River during these surveys;
Group III consists of water samples LUIAa and LUIAb from the April 2010 survey;
Water sample LUIA1 from the January 2011 survey showed some similarity to Group II;
Water samples LUIA1 from the September 2010 survey did not show any similarity to any of the other samples or groupings;
Water sample ZAM3 from the January 2011 survey did not show similarity to any of the other samples. The difference between the water chemistry at ZAM3 and that of the other Zambezi River sites during the January 2011 can be attributed to the non-perennial Sanangue River which was in flood at the time of the survey. The Sanangue River enters the Zambezi River upstream of site ZAM3;
The PCA ordination suggests that seasonal changes in water chemistry in the Zambezi River can be explained primarily by a shift along the PC2 axes of the graph; and
The seasonal change in water chemistry in the Luia River can be explained by a shift along the PC1 axes of the graph (Figure 2).
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Figure 2: Principal Component Analysis (PCA) Ordination of water samples showing groupings of sites from different surveys (suffix a presents April 2010 survey results, b presents Sep 2010 survey results, c presents Jan 2011 survey results)
The variables that contributed to the shift in the PC2 axis and that characterised the seasonal changes in the Zambezi River included NO3 (mg/l) and NO3 as N (mg/l). Variables that showed little change along the PC1 axis of the graph included M Alkalinity, P Alkalinity and pH.
Figure 3 presents the PCA ordination with the NO3 concentration superimposed showing the shift in NO3 concentration along the PC2 axis of the graph. The PCA ordination indicated that the seasonal changes in water chemistry of the Zambezi River can be characterised by shifts in NO3 concentration with higher concentrations measured during the September survey compared to the April and January surveys. In contrast the NO3 concentrations in the Luia River remained largely unchanged between the different surveys (Figure 3).
Figure 4 presents the PCA ordination with the NO3 as N concentration superimposed showing a similar shift along the PC2 axis of the graph. This indicates a similar seasonal increase in NO3 as N concentration in the Zambezi River during the September 2010 survey (Figure 4). Again NO3 as N concentrations in the Luia River remained similar between surveys (Figure 4).
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Figure 3: PCA ordination showing water sample groupings with NO3 concentration superimposed. Figure shows shift in NO3 concentration along the PC2 axis of the graph
Figure 4: PCA ordination showing water sample groupings with NO3 as N concentration superimposed. Figure shows shift in NO3 as N concentration along the PC2 axis of the graph
The variables that contributed to the shift in the PC1 axis and that characterised the seasonal changes in the Luia River included M Alkalinity, P Alkalinity, pH, Total Conductivity and TDS by EC. Figure 5 presents the PCA ordination with M Alkalinity superimposed and shows the shift in M Alkalinity concentration along the PC1 axis of the graph. The PCA ordination indicates a seasonal increase in the M Alkalinity concentration in the Luia River with the highest concentration measured during the September 2010 survey (Figure 5). In contrast M Alkalinity concentrations in the Zambezi River remained largely unchanged between surveys (Figure 5).
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Figure 5: PCA ordination showing water sample groupings with M Alkalinity concentration superimposed. Figure shows shift in M Alkalinity concentration along the PC1 axis of the graph
Figure 6 presents the PCA ordination of the water samples with the concentration of P Alkalinity superimposed. The PCA ordination shows an increase in the P Alkalinity concentration in the Luia River during the September 2010 survey (Figure 6). In contrast the P Alkalinity in the Zambezi River remains unchanged between surveys (Figure 6).
Figure 6: PCA ordination showing water sample groupings with P Alkalinity concentration superimposed. Figure shows shift in P Alkalinity concentration along the PC1 axis of the graph
5.1.2 Principal Component Analysis (PCA) of sediment samples The PCA results and groupings of the sediment sample analysis are presented in Figure 7. Based on the PCA results 74.6% of the variation in sediment chemistry could be explained by the PC1 and PC2 axes of the graph. Clarke & Warwick (1994) suggest that a PCA ordination that accounts for 70 – 75% of the variation describes the overall structure well.
Based on the PCA two groups of sediment samples were identified:
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Group I consists of the September 2010 survey results (samples ZAM1 b, ZAM2 b, ZAM3 b and LUIA1 b);
Group II consists of the January 2011 survey results (samples ZAM1 c, ZAM2 c and LUIA1 c); and
The sample collected at site ZAM3 during the January 2011 survey did not show similarity to any of the other samples or groupings. This sample may have been influenced by the flooding of the Sanague River which enters the Zambezi River between sites ZAM2 and ZAM3; and
The PCA ordination suggests some degree of seasonal change in the sediment chemistry of the Zambezi and Luia Rivers. The shift is represented primarily by a shift along the PC2 axis of the graph (Figure 7).
Figure 7: Principal Component Analysis (PCA) Ordination of sediment chemistry results showing groupings of sites from different surveys (suffix b presents Sep 2010 survey results, c presents Jan 2011 survey results)
The variables that contributed to the shift in the PC2 axis and that therefore characterised the seasonal change in the Zambezi and Luia River sediment included Aluminium (Al), Silicon (Si) and Iron (Fe) concentrations. Figure 8 presents the PCA ordination of the sediment analysis results with the Al concentration superimposed. The PCA ordination shows the increase in Al concentration between the September 2010 survey (Group I) and the January 2011 survey (Group II) (Figure 8). Sediment sample ZAM3 was an exception as the Al concentration at this site decreased between September 2010 and January 2011 (Figure 8).
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Figure 8: PCA ordination of sediment samples with Al concentration superimposed. Figure shows increase in Al concentration along the PC2 axis of the graph
Figure 9 shows the PCA ordination of the sediment results with the Iron (Fe) concentration superimposed. With the exception of ZAM3, concentrations of Fe in the sediment samples of the Zambezi and Luia Rivers increased between the September 2010 and January 2011 surveys (Figure 9).
Figure 9: PCA ordination of sediment samples with Fe concentration superimposed. Figure shows increase in Fe concentration along the PC2 axis of the graph
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5.2 Biological analysis 5.2.1 Phytoplankton identification The number of major phytoplankton taxa in the Zambezi and Luia rivers ranged from :
6 to 7 during the April 2010 survey
16 to 21 during the September 2010 survey; and
6 to 10 during the January 2011 survey (Table 3).
During the September 2010 and January 2011 surveys the highest phytoplankton diversity was recorded in the Luia River (Table 3). Phytoplankton species diversity and abundance was generally poor at all of the sampling sites. The dominant phytoplankton division at all sites during all three surveys was Bacillariophyceae which normally characterize more turbulent conditions. Downstream of Cahora Bassa the Zambezi River flows through a narrow gorge before eventually widening out approximately 60 km downstream. Flow within the gorge section is fast and turbulent. All of the Zambezi River sites are situated within the gorge. These conditions are not considered ideal for phytoplankton growth.
Table 3: Number of major phytoplankton taxa recorded at sites in the Zambezi and Luia rivers during the 3 surveys
Survey Sites
ZAM1 ZAM2 ZAM3 ZAM4 LUIA1
Apr-10 - - 7 6 - Sep-10 20 16 18 - 21 Jan-11 8 6 7 - 10
- No sampling conducted
Table 4: Metrics that are based on autecological characteristics of selected species sampled at sampling sites in the Zambezi and Luia rivers Division Major taxa Autecological characteristics
Bacillariophyceae Flagilaria ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra acus Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water Synedra ulna Found in mesotrophic to eutrophic alkaline water
Nitzschia radicula Found in slightly to moderately polluted electrolyte-rich water
Nitzschia linearis Found in moderated to high electrolyte water and tolerant to pollution
Pinnularia viridiformus Found in oligo to mesothrophic water
Melosira varians Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers
Melosira granulate Found in both benthos and plankton of eutrophic rivers
Chlorophyta Chlorophyceae (Volvocales)
Chlamydomonas africana Found in nutrient –rich water
Chlorophyceae (Chlorococcales) Pediastrum duplex Found in nutrient –rich water
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5.2.2 Chlorophyll analysis Table 5 presents the Chlorophyll a and b concentrations measured in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys.
Table 5: Chlorophyll a and b concentrations measured at sites in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys
Variables Apr-10 Sep-10 Jan-11
ZAM3 ZAM4 ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1 ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1 Chlorophyll a (µg/l) 0.05 0.02 1.60 1.10 2.70 7.30 0.42 0.47. 0.29 0.83
Chlorophyll b (µg/l) 0.03 0.01 0.67 0.39 1.01 1.81 0.27 0.21 0.18 0.31
Based on the Chlorophyll a concentrations the trophic state of the Zambezi and Luia rivers were ultraoligotrophic during the April 2010 and January 2011 surveys (Table 6). During the September 2010 survey the trophic state of the Zambezi River increased to oligotrophic and that of the Luia River to mesotrophic (Table 6). Ultraoligotrophic and oligotrophic states refer to the very low primary productivity levels as measured by algal growth. A mesotrophic state refers to a moderate level of primary productivity. The increases in trophic state during the September 2010 survey may be associated with the lower flow levels recorded in both rivers during that survey. The lower flow levels contribute to less turbulent flow, decreased turbidity and increased light penetration which results in increased trophic state.
Based on the results of this assessment the trophic state of the section of the Zambezi River associated with the proposed Mphanda Nkuwa project under current flow conditions ranges from ultraoligotrophic during April and January to oligotrophic in September (Table 6). The trophic state of the Luia River ranges from ultraoligotrophic in January to mesotrophic in September (Table 6).
Table 6: Trophic states measured at sampling sites in the Zambezi and Luia rivers based on Chlorophyll a concentrations
Survey Site Trophic state
Apr-10 ZAM3 Ultraoligotrophic ZAM4 Ultraoligotrophic
Sep-10
ZAM1 Oligotrophic ZAM2 Oligotrophic ZAM3 Oligotrophic LUIA1 Mesotrophic
Jan-11
ZAM1 Ultraoligotrophic ZAM2 Ultraoligotrophic ZAM3 Ultraoligotrophic LUIA1 Ultraoligotrophic
5.2.3 Zooplankton analysis Table 7 presents the zooplankton abundance and diversity recorded in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys. Zooplankton diversity and abundance was low throughout the study area and during all three surveys (Table 7). Species diversity ranged from 0 – 3 species per site (Table 7).
The low zooplankton abundance and diversity can be related directly to food availability. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg per litre chlorophyll which is higher than all the chlorophyll values measured
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in the Zambezi River and only within the range measured in the Luia River during the September 2010 survey (Table 5). Therefore food availability can be considered a limiting factor of zooplankton diversity and abundance in the Zambezi and Luia Rivers.
However, the flow regime of the Zambezi River may play a critical role in the low zooplankton abundance. Water discharge and other variables related to hydrology, i.e. suspended solids and turbidity, can act negatively and synchronously by diluting phytoplankton cells.
Table 7: Zooplankton abundance and diversity recorded in the Zambezi and Luia rivers during the April 2010, September 2010 and January 2011 surveys
Species Apr-10 Sep-10 Jan-11
ZAM3 ZAM4 ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1 ZAM1 ZAM2 ZAM3 LUIA1Bosmina longirostris (Muller)
10 4 8 5
Ceriodaphnia cornuta (Sars) 6 5 12 40 5
Cyclopoid naupill 5 5 Number of species 2 1 0 1 2 3 0 0 0 2
6.0 CONCLUSIONS The Principal Component Analysis (PCA) ordination indicated seasonal changes in water chemistry in
the section of the Zambezi River associated with the proposed Mphanda Nkuwa project. The seasonal changes detected in the Zambezi River during this assessment included increased NO3 (mg/l) and NO3 as N (mg/l) concentrations during the September 2010 survey. Variables that showed no seasonal change in the Zambezi River included M Alkalinity, P Alkalinity and pH;
The seasonal changes detected in the Luia River during this assessment included increases in M Alkalinity, P Alkalinity, pH, Total Conductivity and Total Dissolved Solid (TDS) concentrations during the September 2010 surveys and reduced concentrations of these variables during the January and April surveys;
The PCA ordination suggests some degree of seasonal change in the sediment chemistry of the sections of the Zambezi and Luia rivers associated with the proposed Mphanda Nkuwa project. Variables that characterised the seasonal changes in the Zambezi and Luia River sediment included increased Aluminium (Al), Silicon (Si) and Iron (Fe) concentrations during the January 2011 survey;
Phytoplankton species diversity and abundance was generally poor at all of the sampling sites during all three surveys. The dominant phytoplankton division at all sites during all three surveys was Bacillariophyceae which normally characterize turbulent conditions. The fast and turbulent flow in the Zambezi River gorge below Cahora Bassa is not considered ideal for abundant or diverse phytoplankton growth;
Based on the results of this assessment the trophic state of the section of the Zambezi River associated with the proposed Mphanda Nkuwa project under current flow conditions ranges from ultraoligotrophic during April and January to oligotrophic in September. The trophic state of the Luia River ranges from ultraoligotrophic in January to mesotrophic in September.
The increases in trophic state during the September 2010 survey may be associated with the lower flow levels recorded in both rivers during that survey. The lower flow levels contributes to less turbulent flow, decreased turbidity and increased light penetration which results in increased algal growth and therefore trophic state;
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Zooplankton diversity and abundance was poor throughout the study area and during all three surveys. The low zooplankton abundance and diversity measured in the project area can be attributed primarily to food availability. The minimum food threshold for Daphnia is 6-15 µg per litre chlorophyll which is higher than all the chlorophyll values measured in the Zambezi River and only within the range measured in the Luia River during the September 2010 survey. Therefore food availability can be considered a limiting factor of zooplankton diversity and abundance in the sections of the Zambezi and Luia rivers associated with the Mphanda Nkuwa project.
7.0 RECOMMENDATIONS The results of this assessment are based on the outcomes of 3 field surveys conducted between April 2010 and January 2011. The outcomes and conclusions should be verified by the implementation of an ongoing water and sediment quality monitoring programme.
The following monitoring programme is recommended in order for a comprehensive and reliable baseline to be established:
Table 8: Recommended ongoing monitoring programme
Parameter Month
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecWater quality Sediment quality
Phytoplankton, zooplankton, chlorophyll
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8.0 REFERENCES Clarke,K.R., & Warwick, R.M., 1994. Change in Marine Communities: An approach to Statistical analysis and interpretation. Unpublished Manual for PRIMER statistical programme. Natural Environment Research Council, United Kingdom.
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GOLDER ASSOCIATES AFRICA (PTY) LTD
P. Kimberg R. Heath Divisional Leader Ecology Environmental Technology Business Unit Leader
PK/ RaH/ pk
Reg. No. 2002/007104/07 Directors: FR Sutherland, AM van Niekerk, SAP Brown, L Greyling g:\projects\13051 - zambezi water quality assessment follow up survey\4_reports\13051-10581-2_zambezi_wq_integrated_assessment.docx
Golder Associates Africa (Pty) Ltd 25 Main Avenue Florida Roodepoort South Africa T: [+27] (11) 672 0666
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.2.3 – MODELAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 1
ANEXO II.2.3 – QUALIDADE DA ÁGUA MODELAÇÃO
1 METODOLOGIA DE SIMULAÇÃO
1.1 ESCOLHA DO MODELO DE SIMULAÇÃO Os modelos matemáticos de simulação de qualidade da água podem ser agrupados em função de diferentes características sendo, habitualmente e de acordo com a sua conceptualização, descritos como a zero, a uma, duas ou três dimensões. Na simulação a zero dimensões, a abordagem mais simplificada, a massa de água a simular é considerada homogénea, designando-se habitualmente estes modelos como de mistura completa. Nos modelos a uma ou duas dimensões é assumida a homogeneidade da massa de água nas dimensões não simuladas no modelo. Assim e como exemplo, no caso de um modelo unidimensional vertical é assumida a homogeneidade longitudinal e lateral ou seja, admitem-se apenas variações verticais de qualidade da água. No caso de modelos bidimensionais apenas uma das dimensões é considerada homogénea.
A escolha de um modelo ou metodologia de simulação deve ser consentânea com as características do sistema a simular assim como dos dados disponíveis. De facto a maior complexidade de um determinado modelo de simulação não constitui por si só uma vantagem já que a disponibilidade de informação de base pode condicionar o funcionamento do modelo e assim também os resultados obtidos. Limitações ao nível dos dados de base têm também como consequência maiores dificuldades na avaliação dos resultados obtidos, reduzindo também a eficácia na utilização de modelos com maior resolução espacial e/ou temporal, a que acresce frequentemente um esforço maior de implementação.
Para o presente caso de estudo foi considerado adequado a utilização de um modelo unidimensional, o WQRRS, desenvolvido pelo HEC, do U.S. Army Corps of Engineers. Este modelo é adequado para massas de água que apresentam gradientes verticais de qualidade e nas quais a variação longitudinal e lateral não sejam determinantes para a caracterização da qualidade da água. A escolha do WQRRS foi determinada não só em função das características da futura albufeira de Mphanda Nkuwa mas também pelo facto de se dispor de muito reduzida informação sobre a qualidade da água das afluências à albufeira, quer através do rio Zambeze, quer através dos seus principais afluentes. Esta situação constitui uma limitação significativa na medida em que prejudica a caracterização do sistema a simular, quer em termos de variação temporal quer espacial Figura 1.1.1.
Apesar das limitações de dados que se verificam, considera-se que o WQRRS permite uma abordagem metodológica adequada, com a qual serão atingidos todos os objectivos propostos para o presente estudo. Refira-se ainda que este modelo permite a simulação de múltiplos parâmetros de qualidade da água, face a regimes hídricos variados, incluindo a operação de órgãos hidráulicos de barragens, tais como descargas de fundo, de superfície e de tomadas de água.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 2 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
Figura 1.1.1 - Representação conceptual de uma albufeira estratificada no modelo WQRRS (HEC, 1978)
1.2 AVALIAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO COM UM MODELO DE MISTURA COMPLETA Considerando a importância do nutriente fósforo na produção primária de uma albufeira assim como o facto de se dispor de muito reduzidos dados de campo relativos a este nutriente, optou-se por incluir no presente estudo uma avaliação adicional da variação da concentração de fósforo na albufeira em função da variação das concentrações nos dois afluentes considerados nas simulações com o modelo WQRRS. Para o efeito procedeu-se à implementação de uma metodologia simplificada de simulação, correspondente a uma abordagem já referida no presente relatório e identificada como uma metodologia de simulação do tipo mistura completa.
Segundo Thomann e Muller (1987), mesmo em casos de albufeiras que apresentem estratificação sazonal, a adopção de modelos de mistura completa pode ser justificada caso a escala temporal do problema em análise seja suficientemente longa já que, de ano para ano, a mistura sazonal pode resultar em albufeiras completamente misturadas ao longo dos anos. Esta abordagem, descrita por vários autores (Chapra, 1997, Diogo, 2008, MetCalf e Eddy, 1995, Novotny, 2003, Salas e Martino, 1991, Thomann e Muller, 1987) como adequada à determinação da concentração de fósforo total em albufeiras, assenta na seguinte equação:
CtV
VIKC
tC
j ∂∂
++−=∂∂ ∑ 1 [1]
em que:
C = concentração de fósforo [M L-3]
I = massa afluente por unidade de tempo e por unidade de volume de água [M L-3 T-1]
V = volume da albufeira [L3]
K = decaimento de fósforo [T-1]
Admitindo-se que o volume da albufeira não varia ao longo do tempo (e assim que caudal afluente é igual ao caudal efluente - regime permanente) é possível concluir que a concentração de fósforo converge assimptoticamente para o equilíbrio (Metcalf & Eddy, 1995), obtendo-se:
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 3
Ce=M´/ ( β V) [2]
em que:
Ce = concentração de equilíbrio de fósforo [M L-3];
M’ = carga afluente de fósforo [M T-1]
V = volume da albufeira [L3];
β = Κ + ( Q0 + ∂v/∂t ) / V [T-1]; sendo ∂v/∂t = 0 e K o decaimento de fósforo [T-1].
O valor de K (taxa de decaimento), na ausência de melhor estimativa, pode ser admitida igual como 0,003 dia-1 (Metcalf e Eddy, 1995). Novotny (2003) sugere também a sua estimativa com base na relação 10/H, sendo H a altura média da coluna de água na albufeira.
A metodologia de quantificação da concentração de fósforo descrita foi no entanto desenvolvida essencialmente para lagos e albufeiras de países de clima temperado. Salas e Martino (1991) refutam a sua aplicabilidade a lagos e albufeiras tropicais de clima quente e apresentam um modelo estatístico alternativo (equação [3]), desenvolvido com base em dados de albufeiras localizadas na América latina. O modelo desenvolvido foi no entanto avaliado em 14 albufeiras do continente africano, tendo os resultados sido considerados satisfatórios.
[P] = 0,290 x L(P)0,091 x Tω0,676 / Z0,934 [3]
em que:
[P] = concentração de fósforo na albufeira [M L-3]
L(P) = carga de fósforo afluente, por área superficial e por tempo [M L-2 T-1]
Tω = tempo de retenção [T]
Z = profundidade média da albufeira (altura média da coluna de água) [L]
Os modelos descritos foram implementados tendo em consideração, separadamente, afluências a partir da Hidroeléctrica de Cahora Bassa e da bacia intermédia, permitindo-se assim a avaliação da influência relativa de cada uma das afluências.
1.3 DADOS DE BASE A simulação da qualidade da água de uma albufeira tem habitualmente por base a simulação hidrodinâmica da massa de água (e assim é o caso com o modelo WQRRS), recorrendo-se para esse efeito aos dados disponíveis sobre os caudais afluentes e efluentes bem como sobre a operação dos orgãos hidráulicos da barragem. Para o caso em análise dispõe-se de séries de pelo menos 30 anos de caudais afluentes quer a partir da barragem de Cahora Bassa quer a partir da bacia intermédia (a jusante da barragem de Cahora Bassa e a montante da barragem de Mphanda Nkuwa). Dispõe-se ainda de uma estimativa do escoamento correspondente à bacia hidrográfica do rio Luia, um afluente relativamente importante da albufeira de Mphanda Nkuwa.
No que se refere à operação dos orgãos da barragem estão actualmente identificados dois regimes alternativos de operação, designados por “Base Load” e “Mid Merit”, sendo assim possível definir os caudais de operação das tomadas de água da barragem de acordo com o regime que se pretenda simular.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 4 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
Quanto aos aspectos relativos à qualidade da água constatou-se que os dados disponíveis são muito escassos e apresentam uma fiabilidade reduzida, face a vários problemas associados não só à identificação do local de colheita mas também quanto à preservação das amostras de campo. A reduzida disponibilidade de informação foi aliás um dos motivos que justificou a escolha de um modelo unidimensional em detrimento de um modelo bidimensional. De facto e em função dos dados disponíveis não foi possível obter uma caracterização da qualidade da água que permita distinguir adequadamente os principais afluentes da albufeira, designadamente os rios Zambeze, Luia, Sanangoe e Chirodezi.
Em termos de localização dispõe-se de alguma informação recolhida na zona de construção da barragem de Mphanda Nkuwa assim como relativa ao rio Luia, neste último caso em zona muito a montante da confluência com o rio Zambeze. Em relação à caracterização dos caudais no rio Zambeze, designadamente os descarregados em Cahora Bassa, apenas foi possível a caracterização na zona de confluência com o rio Luia, pelo menos em função do entendimento possível dos vários registos disponíveis.
Em síntese e no estudo realizado, foram considerados os seguintes dados de projecto:
Regime de caudais efluentes a partir de Cahora Bassa
Regime de operação do aproveitamento de Mphanda Nkuwa
Caudais afluentes à barragem de Mphanda Nkuwa a partir da bacia intermédia
Caudais afluentes à barragem de Mphanda Nkuwa a partir da bacia do rio Luia
Relativamente à caracterização da qualidade da água foram considerados dados disponibilizados pela Hidroeléctrica de Cahora Bassa bem como os dados apresentados em dois relatórios produzidos pela em Golder Associados (2010a e 2010b).
Os dados de escoamento e de qualidade da água considerados nas simulações são apresentados no capítulo 1.5, relativo à caracterização dos cenários de simulação.
O WQRRS requer ainda a quantificação de alguns parâmetros meteorológicos, designadamente a temperatura do ar, a humidade relativa, nebulosidade e velocidade do vento. A temperatura do ar, a humidade relativa e a velocidade do vento foram obtidas no Estudo de Pré-viabilidade Ambiental e Definição do Âmbito (COBA, Impacto, 2009) do Aproveitamento de Mphanda Nkuwa.
A nebulosidade mensal foi estimada de acordo com o método descrito em Lencastre e Franco (2010) para relacionar número de horas de sol com a nebulosidade. Para o efeito foram recolhidos dados de insolação em http://pt.allmetsat.com/clima, (consultado em 10 de Março de 2011), para os locais de Makanga, no Malawi e Chipinge, no Zimbabwe, identificados como os mais próximos com os dados necessários,a admitindo-se para Mphanda Nkuwa a média dos valores registados para esses dois locais. Os parâmetros meteorológicos foram definidos em termos de valores médios mensais, os quais se mantiveram constantes para todos os períodos de simulação considerados.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 5
Figura 1.2 - Insolação média mensal - Makanga, Malawi (http://pt.allmetsat.com/clima)
Figura 1.3 - Insolação média mensal - Chipinge, Zimbabwe (http://pt.allmetsat.com/clima)
1.4 REPRESENTAÇÃO CONCEPTUAL DO SISTEMA A implementação de um modelo matemático de simulação, por muito simples ou complexo que este seja, pressupõe habitualmente a adopção de uma representação matemática conceptualizada do sistema a estudar. No caso do WQRRS uma albufeira é descrita em termos de áreas superficiais e/ou volumes acumulados em função do nível hidrométrico na massa de água. Na implementação do WQRRS à albufeira de Mphanda Nkuwa foi reproduzida no modelo a relação níveis hidrométricos volume armazenado.
Quadro 1.1 - Nível hidrométrico, áreas e volumes na albufeira de Mphanda Nkuwa Nível Hidrométrico
(m) Área (km2)
Volume (106 m3)
Nível Hidrométrico (m)
Área (km2)
Volume (106 m3)
220 136,0 4064,8 175 31,8 451,8 215 122,7 3418,1 170 23,8 312,9 210 109,3 2838,2 165 16,7 211,5 205 96,5 2323,7 160 13,3 136,5 200 84,1 1872,2 155 9,7 79,1 195 72,7 1480,2 150 6,4 39,0 190 61,8 1143,9 145 3,7 13,9 185 50,6 863,0 140 1,3 1,5 180 41,0 633,9 133 0 0,0
Face à configuração do sistema a simular e aos dados de qualidade da água disponíveis, optou-se por considerar dois afluentes à albufeira, correspondentes aos caudais afluentes a partir da barragem de Cahora Bassa e a partir da bacia intermédia. Os caudais afluentes através do rio Luia não foram individualizados por se ter admitido que a qualidade da água observada neste rio é representativa de toda a bacia intermédia, tornando desnecessária a desagregação de caudais em afluentes adicionais. Esta simplificação pode condicionar a análise de resultados mas foi considerada a melhor solução com vista à necessária caracterização dos caudais com origem na globalidade da bacia intermédia.
No que se refere aos orgãos de operação da barragem, foram consideradas tomadas de água em profundidade, representando a tomada para o circuito hidráulico, descarga de fundo e descarregador superficial. Todas as características geométricas destes orgãos foram definidas em função do projecto do empreendimento, inclusivamente as limitações em termos de capacidade de escoamento (2 200 m3/s no caso da tomada para o circuito hidráulico, correspondendo a 4 tomadas com a capacidade máxima de 550 m3/s cada). O WQRRS requer ainda a definição de um descarregador de
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 6 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
cheias, o qual não se afigura relevante para o presente estudo na medida em que o regime de caudais afluentes, tomadas e descarregados foi definido tendo por base um volume armazenado constante.
1.5 DEFINIÇÃO DE CENÁRIOS DE SIMULAÇÃO - ESCOAMENTO Os cenários de simulação foram definidos, numa primeira fase, em função dos objectivos estabelecidos para o estudo a desenvolver. Assim e numa primeira abordagem foram definidos 4 cenários de simulação, definidos em função dos caudais referentes aos dois afluentes considerados no modelo de simulação, o rio Zambeze, representando os caudais efluentes de Cahora Bassa, e as afluências intermédias, incluindo-se todas as afluências geradas a jusante da barragem de Cahora Bassa.
A escolha do período hidrológico de simulação de cada cenário foi realizado de acordo com os escoamentos mensais registados para descargas a partir da Hidroeléctrica de Cahora Bassa e escoamento na bacia intermédia. Neste ponto deve ser salientado que os períodos de simulação não são coincidentes com o ano hidrológico habitualmente considerado (Outubro a Setembro), tendo os períodos sido escolhidos de acordo com os volumes totais escoados no período decorrido entre Julho e Junho do ano seguinte. A escolha deste período de simulação está associado ao ciclo anual de alternância entre estratificação e de mistura completa que se admite vir a verificar-se em Mphanda Nkuwa: mistura nos meses entre Junho e Setembro e estratificação térmica entre Novembro e Abril.
0.0
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Figura 1.4 - Identificação de períodos (1 ano) seco, médio e húmido nos caudais efluentes de Cahora Bassa
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 7
0.0
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Volume (hm3)
prob
de
não
exc
1983/84
1987/88
1980/81
Figura 1.5 - Identificação de períodos seco (1 ano), médio e húmido nos caudais efluentes de Cahora Bassa
Em função dos escoamentos registados para jusante de Cahora Bassa foram definidos 3 cenários de simulação, referentes a período seco (LOW), médio (BASE) e húmido (HIGH). Tendo em consideração que o escoamento em questão reflecte a regularização introduzida pela barragem de Cahora Bassa e que os períodos referidos não são coincidentes com os períodos identificados para a bacia intermédia, foi definido um quarto cenário adicional em que se consideram afluências de Cahora Bassa referentes a período seco (1983/84) e afluências da bacia intermédia relativas a período húmido (1980/81) – cenário MISC. Este cenário, misto em termos de escoamento, foi definido de modo a ampliar a influência do escoamento com origem na bacia intermédia, com vista à avaliação de potenciais efeitos destes caudais na qualidade da água da albufeira. Os resultados de simulação destes 4 cenários foram comparados entre si e analisados tendo como referência o cenário BASE, correspondente a período hidrológico médio.
Quadro 1.2 - Cenários e caudais mensais afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa
LOW BASE HIGH MISC Cenário
(1983/84) (1986/1987) (1981/82) 1983/84 1980/81 Mês Afl. 1 Afl. 2 Afl. 1 Afl. 2 Afl. 1 Afl. 2 Afl. 1 Afl. 2 Julho 4 854,30 4,20 3 587,33 0,90 9 058,78 18,90 4 854,30 18,90
Agosto 4 869,42 1,60 5 103,56 0,00 6 308,93 27,90 4 869,42 27,90 Setembro 4 672,43 0,70 7 034,43 0,00 6 589,64 22,80 4 672,43 22,80 Outubro 4 780,34 0,50 7 443,62 0,00 7 146,40 0,50 4 780,34 0,50
Novembro 4 208,80 1,00 4 792,00 0,50 10 179,04 1,80 4 208,80 1,80 Dezembro 3 677,60 13,30 6 836,66 8,10 13 072,84 24,40 3 677,60 24,40
Janeiro 3 709,58 130,20 5 948,12 1,80 7 822,16 238,10 3 709,58 238,10 Fevereiro 3 479,67 375,70 4 034,88 76,00 3 731,44 682,60 3 479,67 682,60
Março 3 450,38 263,10 3 225,40 698,50 3 676,93 481,10 3 450,38 481,10 Abril 2 769,47 55,70 1 975,36 14,10 4 084,08 104,10 2 769,47 104,10 Maio 2 818,89 14,20 2 046,30 2,70 4 852,14 28,10 2 818,89 28,10 Junho 2 980,11 7,10 1 986,25 7,90 4 108,92 16,00 2 980,11 16,00 Total 46 270,98 867,30 54 013,91 810,50 80 631,31 1 646,30 46 270,98 1 646,30
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 8 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
Em todos os cenários os caudais efluentes mensais foram considerados iguais aos caudais totais afluentes, sendo distribuídos pela tomada de água para o circuito hidráulico até ao limite de 2 200 m3/s sendo o caudal eventualmente remanescente descarregado através da descarga de superfície, de modo a assegurar volume constante na albufeira. O facto de se ter definido os cenários de simulação numa base mensal conduziu a que se tenha optado pelo regime de operação do circuito hidráulico designado por “base load”.
1.5.1 Definição de cenários de simulação – qualidade da água No que se refere à caracterização da qualidade da água houve que ultrapassar algumas dificuldades que se observaram na identificação dos locais de monitorização bem como definir uma metodologia que permitisse caracterizar, do ponto de vista qualitativo, os escoamentos mensais considerados em cada cenário de simulação.
A implementação de um modelo de simulação de qualidade pressupõe também a caracterização do estado inicial da massa de água, situação no entanto menos problemática do que a caracterização de escoamentos afluentes na medida em que o estado da massa de água tende a afastar-se rapidamente das condições iniciais, em função das características hidrodinâmicas que se venham a verificar assim como da qualidade das afluências.
Os dados de qualidade da água foram obtidos de 4 fontes distintas: dados fornecidos pela Hidroeléctrica de Cahora Bassa, “Estudo Especializado de Limnologia no local de construção da futura Barragem de Mphanda Nkuwa sobre o rio Zambeze” e dois estudos de monitorização de reportados pela Golder Associados Mozambique Limitada – Water Quality Analysis Zambezi River, relativos a Agosto e Novembro de 2010. É de salientar que os 3 trabalhos referidos foram desenvolvidos no âmbito dos estudos do próprio EIA do aproveitamento.
Face ao muito reduzido número de amostragens de qualidade da água disponíveis e ao facto das datas de recolha não se enquadrarem no período de dados de escoamento disponíveis, optou-se por admitir que as medições de qualidade da água seriam representativas do mês em que foram efectuadas. Dado que para implementar os cenários de simulação é necessária a caracterização qualitativa do escoamento ao longo de todo o ano, nos meses para os quais não se disponha de informação de qualidade da água foi considerada a média das observações disponíveis. Esta opção foi assumida em detrimento de se admitir variações de qualidade hipotéticas, por se considerar que nesse caso seria introduzida uma potencial variabilidade nos resultados dificilmente relacionável com os dados de qualidade da água efectivamente disponíveis.
A reduzida informação disponível determinou também a necessidade de se considerar os mesmos dados de qualidade da água para caracterizar os caudais afluentes à albufeira em qualquer dos períodos hidrológicos simulados. Estes constrangimentos de dados de base representam uma limitação significativa para o estudo de simulação, situação que se procurou contornar através da consideração de cenários de simulação adicionais que permitam avaliar a influência da variação de determinados parâmetros de qualidade da água, considerados mais relevantes nos resultados de simulação obtidos.
De salientar ainda que não foi possível, em função dos dados disponíveis e face a algumas dúvidas relativas à localização de estações de monitorização, a caracterização dos caudais com origem na barragem de Cahora Bassa antes da confluência do rio Luia. Isto significa que a potencial influência do rio Luia na qualidade da água da futura albufeira pode de certa forma ser duplicada, na medida em que a caracterização dos caudais associados ao efluente 1 deverá já incluir a mistura dos rios Luia e Zambeze. Esta situação não deverá no entanto ter efeitos muito relevantes nos resultados obtidos
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 9
devido à provável reduzida influência dos caudais afluentes a partir do rio Luia na qualidade geral do rio Zambeze. No 00 são apresentados os valores mensais considerados o caudal afluente 1, referente ao rio Zambeze.
Quadro 1.3 - Caracterização da qualidade da água do rio Zambeze para simulação
Mês de simulação 7 8 9 10 11 12
Data de amostragem - 27/08/2009 10-09-2008 2/09/2010 (a) - 17/11/2006
05/11/2008 14/12/2006
pH 7,89 7,30 7,85 7,89 8,03 8,41 T(ºC) 21,59 20,00 22,85 21,59 24,00 22,00
CE (Umho/cm) 120,04 100,00 130,00 120,04 134,00 100,00 Alk [mg/L] 56,40 56,40 56,40 56,40 56,40 56,40
TDS [mg/L] 80,30 67,00 86,20 80,30 88,78 67,00 SST [mg/L] 6,68 10,00 7,00 6,68 3,50 2,00 NH3 [mg/L] <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NH4 [mg/L] <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NO3 [mg/L] 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98
PO4 [mg/L] (b) - - - - - - CBO [mg/L O2] (b) - - - - - -
OD [mg/L O2] 8,97 6,70 8,97 8,97 8,81 9,25 Chlorophyll a (μg/l) 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 Mês de simulação 1 2 3 4 5 6
Data de amostragem - 25/02/2009 - - 16/05/2006 23/05/2007 28/05/2007
27/06/2006
pH 7,89 7,60 7,89 7,89 7,98 7,98 T(ºC) 21,59 21,00 21,59 21,59 21,25 20,00
CE (Umho/cm) 120,04 140,00 120,04 120,04 111,25 125,00 Alk [mg/L] 56,40 56,40 56,40 56,40 56,40 56,40
TDS [mg/L] 80,30 93,80 80,30 80,30 74,54 83,75 SST [mg/L] 6,68 10,00 6,68 6,68 7,51 7,00 NH3 [mg/L] <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NH4 [mg/L] <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NO3 [mg/L] 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98 2,98
PO4 [mg/L] (b) - - - - - - CBO [mg/L O2] (b) - - - - - -
OD [mg/L O2] 8,97 10,41 8,97 8,97 8,72 9,90 Chlorophyll a (μg/l) 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Nota: 1) Fonte: Hidroeléctrica de Cahora Bassa, excepto (a) Golder Associados Mozambique Lda – Water quality assessment Results Report. (b) Assumidos valores considerados para a bacia intermédia (0).
Outra limitação relevante e também associada ao rio Luia, resulta do facto de não se dispor de qualquer informação sobre a qualidade da água escoada na restante bacia intermédia (a jusante da confluência do rio Luia), situação que conduziu à necessidade de se associar a qualidade da água do rio Luia a todo o escoamento da bacia intermédia, razão aliás que determinou que, na implementação do modelo de simulação, apenas tenham sido considerados dois afluentes à albufeira, considerando-se o afluente 2 representativo do rio Luia, apesar deste afluente que incluir na verdade toda a bacia intermédia. No 0 são apresentados os registos de qualidade da água considerados para a caracterização do caudal afluente 2. A caracterização do estado inicial da massa de água, referenciado ao mês de Julho, é apresentada no 0
Quadro 1.4 - Caracterização da qualidade da água do rio Luia / bacia intermédia para simulação
Mês de simulação 7 8 9 10 11 12 Data de amostragem 01-08-2010 01-08-2010 31/08/2010 - - -
pH 7,77 7,92 8,50 8,1 8,1 8,1 T(ºC) 21,20 21,10 22,90 21,3 21,3 21,3
CE (Umho/cm) 160,00 170,00 200,00 100,0 100,0 100,0 Alk (mg/L) 68,16 73,20 91,00 77,5 77,5 77,5
TDS (mg/L) 96,00 102,00 90,00 88,8 88,8 88,8
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 10 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
SST (mg/L) 19,00 19,80 2,60 13,1 13,1 13,1 NH3 (mg/L) (b) <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NH4 (mg/L) (b) <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5
NO3 (mg/L) <0,3 <0,3 2,99 1,20 1,20 1,20 PO4 (mg/L) 8,11 3,03 5,57 5,57 5,57 5,57
CBO (mg/L 02) (c) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 OD (mg/L O2) 5,30 5,40 5,35 6,0 6,0 6,0
Chlorophyll a (μg/l) 7,30 7,30 7,30 7,30 7,30 7,30 Mês de simulação 1 2 3 4 5 6
Data de amostragem - - - - 23/05/2007 (a) - pH 8,1 8,1 8,1 8,1 8,20 8,10
T(ºC) 21,3 21,3 21,3 21,3 20,00 21,30 CE (Umho/cm) 100,0 100,0 100,0 100,0 100,00 100,00
Alk (mg/L) 77,5 77,5 77,5 77,5 77,45 77,45 TDS (mg/L) 88,8 88,8 88,8 88,8 67,00 88,75 SST (mg/L) 13,1 13,1 13,1 13,1 11,00 13,1
NH3 (mg/L) (b) <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 NH4 (mg/L) (b) <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5
NO3 (mg/L) 1,20 1,20 1,20 1,20 1,2 1,2 PO4 (mg/L) 5,57 5,57 5,57 5,57 5,57 5,57
CBO (mg/L 02) (c) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 OD (mg/L O2) 6,0 6,0 6,0 6,0 7,33 6,01
Chlorophyll a (μg/l) 7,30 7,30 7,30 7,30 7,30 7,30
Nota: 1) Fonte: Hidroeléctrica de Cahora Bassa, excepto (a) - Golder Associados Mozambique Lda – Water quality assessment Results Report; 2) Para efeitos de simulação foi considerado (b) NH3 e NH4 = 0,5 mg/L e (c) CBO = 1 mg/L.
Quadro 1.5 - Caracterização do estado inicial da albufeira de para todos os cenários de simulação
Mês de simulação 7 8 9 10 11 12 Data de amostragem 01-08-2010 1/08/2010 2-09-2010 - - -
pH 7,80 7,75 7,66 7,63 7,63 7,63 T(ºC) 22,70 21,20 21,30 22,05 22,05 22,05
CE (Umho/cm) 140,00 133,00 133,00 129,00 129,00 129,00 Alk [mg/L] 56,60 58,64 59,28 58,17 58,17 58,17
TDS [mg/L] 84,00 72,00 58,00 86,43 86,43 86,43 SST [mg/L] 4,00 7,40 9,00 6,80 6,80 6,80 NH3 [mg/L] 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 NH4 [mg/L] 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 NO3 [mg/L] <0,3 (b) 0,33 0,64 0,49 0,49 0,49 PO4 [mg/L] 1,26 1,56 0,96 1,26 1,26 1,26
CBO [mg/L O2] (c) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 OD [mg/L O2] 7,32 5,60 5,70 7,32 7,32 7,32
Chlorophyll a (μg/l) 2,70 0,02 0,05 0,92 0,92 0,92 Mês de simulação 1 2 3 4 5 6
Data de amostragem - - - - 26/05/2010 - pH 7,63 7,63 7,63 7,63 7,30 7,63
T(ºC) 22,05 22,05 22,05 22,05 23,00 22,05 CE (Umho/cm) 129,00 129,00 129,00 129,00 110,00 129,00
Alk [mg/L] 58,17 58,17 58,17 58,17 58,17 58,17 TDS [mg/L] 86,43 86,43 86,43 86,43 73,7 86,43 SST [mg/L] 6,80 6,80 6,80 6,80 6,80 6,80 NH3 [mg/L] 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 NH4 [mg/L] 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 NO3 [mg/L] 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 PO4 [mg/L] 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26 1,26
CBO [mg/L O2] (c) < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 OD [mg/L O2] 7,32 7,32 7,32 7,32 10,67 7,32
Chlorophyll a (μg/l) 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92
Nota: Fonte: Golder Associados Mozambique Lda – Water quality assessment Results Report; 2) Para efeitos de simulação foi considerado (b) 0,3 mg/L e (c) CBO = 1 mg/L.
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 11
Tal como já referido, o cenário BASE, referente a período hidrológico médio foi escolhido como cenário de referência para a análise comparativa de resultados, não só face aos restantes cenários de escoamento mas também a cenários complementares, os quais foram definidos com o objectivo de avaliação de aspectos distintos do funcionamento da barragem de Mphanda Nkuwa: variações na concentração de fosfatos nos caudais afluentes, variações na quantidade de matéria orgânica (expressa em termos de carência bioquímica em oxigénio) e utilização de descargas de fundo para optimização da qualidade da água na albufeira e a jusante desta. Todos cenários considerados são sucintamente descritos no 0.
Quadro 1.6 - Designação e descrição de cenários de simulação considerados
Designação Período hidrológico (Julho a Julho do ano seguinte)
Descrição (alteração em relação ao cenário BASE)
BASE 1986-1987 Período de escoamento médio LOW 1983-1984 Período de escoamento seco HIGH 1981-1982 Período de escoamento húmido
MISC afluente 1 - 1983-84 afluente 2 - 1980-81 Período de escoamento misto
P-10 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 10% P-05 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 5% P-01 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 1% OM-1 1986-1987 CBO no afluente 1 = 3 mg/L OM-2 1986-1987 CBO no afluente 2 = 3 mg/L
DEEP-1 1986-1987 Caudal de 850m3/s na descarga de fundo DEEP-2 1986-1987 Caudal de 450m3/s na descarga de fundo
2 DESCRIÇÃO DE CENÁRIOS No presente anexo são apresentados resultados de simulação de vários cenários definidos no âmbito do estudo de Simulação da qualidade da água da albufeira de Mphanda Nkuwa. Os cenários considerados podem ser sucintamente descritos da seguinte forma:
Designação Período hidrológico (Julho a Julho do ano seguinte)
Descrição (alteração em relação ao cenário BASE)
BASE 1986-1987 Período de escoamento médio LOW 1983-1984 Período de escoamento seco HIGH 1981-1982 Período de escoamento húmido
MISC afluente 1 - 1983-84; afluente 2 1980-81 Período de escoamento misto
P-10 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 10% P-05 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 5% P-01 1986-1987 Concentração de fosfatos reduzida a 1% OM-1 1986-1987 CBO no afluente 1 = 3 mg/L OM-2 1986-1987 CBO no afluente 2 = 3 mg/L
DEEP-1 1986-1987 Caudal de 850m3/s na descarga de fundo DEEP-2 1986-1987 Caudal de 450m3/s na descarga de fundo
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 12 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
Cenário BASE, referente a período com escoamento médio – 1986/1987 – Perfis verticais.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
T (ºC)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Oxigénio dissolvido (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de temperatura Variação vertical de oxigénio dissolvido
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
pH
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
Carência bioquímca de oxigénio (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198614-08-198628-09-198627-11-198625-07-1987
Variação vertical de pH Variação vertical de CBO
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0
Sólidos Suspensos Totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sólidos Dissolvidos Totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de sólidos suspensos totais Variação vertical de sólidos dissolvidos totais
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
NH3 (mg N/L)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
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NO3 (mg N /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de azoto amoniacal Variação vertical de nitratos
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 13
0
10
20
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PO4 (mg P /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
20
30
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50
60
70
80
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75
Algae (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de fosfatos Variação vertical de biomassa algal
Cenário BASE - variação temporal em 3 profundidades
0
5
10
15
20
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30
35
40
18-0
5-19
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7-19
86
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8-19
86
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0-19
86
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2-19
86
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1-19
87
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3-19
87
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5-19
87
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
ºC
0,5 m35,5 m70,5 m
0
2
4
6
8
10
12
18-0
5-19
86
07-0
7-19
86
26-0
8-19
86
15-1
0-19
86
04-1
2-19
86
23-0
1-19
87
14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
0,5 m35,5 m70,5 m
Temperatura a 3 profundidades Oxigénio dissolvido a 3 profundidades
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5-19
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2-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
87
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8-19
87
30-0
9-19
87
pH
0,5 m35,5 m70,5 m
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0.2
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5-19
86
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7-19
86
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8-19
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1-19
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3-19
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03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
0,5 m35,5 m70,5 m
pH a 3 profundidades CBO a 3 profundidades
0
2
4
6
8
10
12
18-0
5-19
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7-19
86
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8-19
86
15-1
0-19
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2-19
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1-19
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14-0
3-19
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5-19
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
0,5 m35,5 m70,5 m
0
10
2030
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50
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70
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100
110
18-0
5-19
86
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7-19
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8-19
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15-1
0-19
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04-1
2-19
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1-19
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14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L0,5 m35,5 m70,5 m
Sólidos susp. totais a 3 profundidades Sólidos dissolv. totais a 3 profundidades
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 14 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
0.00
0.05
0.10
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7-19
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8-19
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2-19
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1-19
87
14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
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9-19
87
NH
3-N
mg/
L
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7-19
86
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2-19
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3-19
87
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5-19
87
09-0
7-19
87
28-0
8-19
87
NO
3 m
g N
/L
0,5 m35,5 m70,5 m
Azoto amoniacal a 3 profundidades Nitratos a 3 profundidades
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5-19
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7-19
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5-19
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6-19
87
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8-19
87
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9-19
87
PO
4 (m
g P
/L)
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0.5
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5-19
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7-19
86
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04-1
2-19
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1-19
87
14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L0,5 m35,5 m70,5 m
Fosfatos a 3 profundidades Biomassa algal a 3 profundidades
Cenário LOW, referente a período seco – Perfis verticais.
0
10
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40
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15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
T (oC)
prof
undi
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(m)
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Oxigénio dissolvido (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de temperatura Variação vertical de oxigénio dissolvido
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pH
prof
undi
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(m)
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40
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Carência bioquímca de oxigénio (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198614-08-198628-09-198627-11-198625-07-1987
Variação vertical de pH Variação vertical de CBO
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 15
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10
20
30
40
50
60
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Sólidos suspensos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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Sólidos dissolvidos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de sólidos suspensos totais Variação vertical de sólidos dissolvidos totais
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prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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NO3 (mg N /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de azoto amoniacal Variação vertical de nitratos
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PO4 (mg P /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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30
40
50
60
70
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0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
Algae (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de fosfatos Variação vertical de biomassa algal
Cenário HIGH, referente a período húmido – Perfis verticais.
0
10
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40
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T (oC)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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50
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70
80
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Oxigénio dissolvido (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de temperatura Variação vertical de oxigénio dissolvido
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 16 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
pH
prof
undi
dade
(m)
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10
20
30
40
50
60
70
80
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Carência bioquímca de oxigénio (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198614-08-198628-09-198627-11-198625-07-1987
Variação vertical de pH Variação vertical de CBO
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Sólidos suspensos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
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Sólidos dissolvidos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de sólidos suspensos totais Variação vertical de sólidos dissolvidos totais
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NH3 (mg N/L)
prof
undi
dade
(m)
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NO3 (mg N /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de azoto amoniacal Variação vertical de nitratos
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PO4 (mg P /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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Algae (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de fosfatos Variação vertical de biomassa algal
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 17
Cenário MISC – Perfis verticais.
0
10
20
30
40
50
60
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T (oC)
prof
undi
dade
(m)
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Oxigénio dissolvido (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de temperatura Variação vertical de oxigénio dissolvido
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pH
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
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10
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30
40
50
60
70
80
0.00 0.25 0.50 0.75 1.00
Carência bioquímca de oxigénio (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198614-08-198628-09-198627-11-198625-07-1987
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Sólidos suspensos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
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30
40
50
60
70
80
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sólidos dissolvidos totais (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de sólidos suspensos totais Variação vertical de sólidos dissolvidos totais
0
10
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60
70
80
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(NH3 mg N/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
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NO3 (mg N /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de azoto amoniacal Variação vertical de nitratos
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 18 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
0
10
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PO4 (mg P /L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
0
10
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50
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80
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Algae (mg/L)
prof
undi
dade
(m)
15-07-198613-09-198611-01-198726-04-198725-07-1987
Variação vertical de fosfatos Variação vertical de biomassa algal
Comparação de cenários de escoamento (BASE, HIGH, LOW, MISC) – variação temporal
0
5
10
15
20
25
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35
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5-19
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3-19
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5-19
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6-19
87
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8-19
87
30-0
9-19
87
T (º
C)
BASELOWHIGHMISC
0
12
3
4
56
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8
910
11
18-0
5-19
86
07-0
7-19
86
26-0
8-19
86
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86
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2-19
86
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1-19
87
14-0
3-19
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03-0
5-19
87
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/
L
BASELOWHIGHMISC
Temperatura à superfície nos 4 cenários de escoamento
Oxigénio dissolvido à superfície em 4 cenários de escoamento
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3
4
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10
11
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5-19
86
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2-19
86
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1-19
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3-19
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5-19
87
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/
L
BASELOWHIGHMISC
0
1
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4
5
6
7
89
10
11
18-0
5-19
86
07-0
7-19
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8-19
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86
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2-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
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8-19
87
30-0
9-19
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mg/
L
BASELOWHIGHMISC
Oxigénio dissolvido a meio fundo em 4 cenários de escoamento
Oxigénio dissolvido no fundo em 4 cenários de escoamento
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0-19
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2-19
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1-19
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3-19
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03-0
5-19
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22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/
L
BASELOWHIGHMISC
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0.1
0.2
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0.5
0.6
0.7
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18-0
5-19
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7-19
86
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15-1
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2-19
86
23-0
1-19
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14-0
3-19
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5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
NO
3 (m
g N
/L)
BASELOWHIGHMISC
CBO, a meio fundo, em 4 cenários de escoamento Nitratos, a meio fundo, em 4 cenários de escoamento
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 19
0
2
4
6
8
10
1218
-05-
1986
07-0
7-19
86
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8-19
86
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
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8-19
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9-19
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mg/
L
BASELOWHIGHMISC
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40
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80
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110
18-0
5-19
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07-0
7-19
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8-19
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0-19
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2-19
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3-19
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5-19
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6-19
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11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/
L
BASELOWHIGHMISC
Sólidos suspensos totais, a meio fundo, em 4 cenários de escoamento
Sólidos dissolvidos totais, a meio fundo, em 4 cenários de escoamento
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1.5
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2.5
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2-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
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8-19
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9-19
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PO
4 (m
g P
/L)
BASELOWHIGHMISC
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2-19
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1-19
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14-0
3-19
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03-0
5-19
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22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
Alg
ae (m
g/L)
BASELOWHIGHMISC
Fosfatos, a meio fundo, em 4 cenários de escoamento Biomassa algal à superfície, em 4 cenários de
escoamento
Comparação de cenários de escoamento (BASE, HIGH, LOW, MISC) – descarga
0
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2000
3000
4000
5000
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370
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450
490
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570
610
Jday
m3/
s
BASE LOW HIGH MISC
0
5
10
15
20
25
30
170
210
250
290
330
370
410
450
490
530
570
610
Jday
ºC
BASE LOW HIGH MISC Obser
Caudal lançado para jusante - simulação Temperatura – descarga para jusante
0
2
4
6
8
10
12
170
210
250
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330
370
410
450
490
530
570
610
Jday
mg/
L
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0.1
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0.4
0.5
0.6
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370
410
450
490
530
570
610
Jday
mg/
L
BASE LOW HIGH MISC Obser
Oxigénio dissolvido – descarga para jusante CBO – descarga para jusante
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 20 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
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2
4
6
8
10
12
14
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210
250
290
330
370
410
450
490
530
570
610
Jday
mg/
L
BASE LOW HIGH MISC Obser
0
10
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40
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100
170
210
250
290
330
370
410
450
490
530
570
610
Jday
mg/
L
BASE LOW HIGH MISC Obser
Sólidos susp. totais – descarga para jusante Sólidos dis. totais – descarga para jusante
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1.0
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4.0
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570
610
Jday
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410
450
490
530
570
610
Jday
NO
3 (m
g N
/L)
BASE LOW HIGH MISC Obser
pH – descarga para jusante Nitratos – descarga para jusante
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0.5
1.0
1.5
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3.0
170
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290
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370
410
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490
530
570
610
Jday
PO4 (
mg
P/L)
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330
370
410
450
490
530
570
610
Jday
Alg
ae (m
g/L)
BASE LOW HIGH MISC Obser
Fosfatos – descarga para jusante Biomassa algal – descarga para jusante
Comparação de cenários de afluência de fosfatos - BASE, P-10, P-05 e P-01 – na albufeira.
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0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
18-0
5-19
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7-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
PO
4 (m
g P
/L)
BASEP-10P-05P-01
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0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
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5-19
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07-0
7-19
86
26-0
8-19
86
15-1
0-19
86
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2-19
86
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
Alg
ae (m
g/L)
BASEP-10P-05P-01
c
Fosfatos a meio fundo na albufeira Biomassa algal à superfície na albufeira
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos. 21
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
170
210
250
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370
410
450
490
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570
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dia juliano
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mg/
L)
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210
250
290
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370
410
450
490
530
570
610
dia juliano
Alg
ae (m
g/L)
Base P-10 P-05 P-01
Fosfatos – descarga para jusante Biomassa algal – descarga para jusante
Comparação de cenários de afluência de matéria orgânica - BASE, OM-1 e OM-2.
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
18-0
5-19
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7-19
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8-19
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86
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2-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
87
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8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
BASEOM-1OM-2
0
2
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6
8
10
12
18-0
5-19
86
07-0
7-19
86
26-0
8-19
86
15-1
0-19
86
04-1
2-19
86
23-0
1-19
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14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
BASEOM-1OM-2
CBO a meio fundo, na albufeira Oxigénio dissolvido à superfície, na albufeira
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86
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1-19
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14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
BASEOM-1OM-2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
18-0
5-19
86
07-0
7-19
86
26-0
8-19
86
15-1
0-19
86
04-1
2-19
86
23-0
1-19
87
14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
BASEOM-1OM-2
Oxigénio dissolvido, meio fundo, na albufeira Oxigénio dissolvido no fundo, na albufeira
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0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
18-0
5-19
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1-19
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3-19
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5-19
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6-19
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8-19
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9-19
87
PO
4 (m
g P
/L)
BASEOM-1OM-2
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0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
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7-19
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8-19
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2-19
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1-19
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14-0
3-19
87
03-0
5-19
87
22-0
6-19
87
11-0
8-19
87
30-0
9-19
87
mg/L
BASEOM-1OM-2
Fosfatos a meio fundo, na albufeira Biomassa algal à superfície, na albufeira
APROVEITAMENTO HIDROELÉCTRICO DE MPHANDA NKUWA 22 Estudo de Impacto Ambiental. Volume 7 – Anexos.
Comparação de cenários de descarga de fundo - BASE, DEEP-1 e DEEP-2 – na albufeira
0
5
10
15
20
25
30
35
40
18-0
5-19
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07-0
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1-19
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11-0
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Fosfatos – descarga para jusante Biomassa algal - Sólidos susp. Totais – descarga para
jusante
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.3 – SEDIMENTOS
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.3.1 – ELEMENTOS DE ANÁLISE NO ESTUDO DE SEDIMENTOS
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Quadro A1.5 Caudal sólido por arrastamento no Rio Luenha
Data Caudal m3/dia
Cota Hidrométrica (m)
Média7‐Mai‐65 3,80 58316‐Jun‐65 3,69 615‐Jul‐65 3,60 19723‐Ago‐65 3,49 4429‐Set‐65 3,42 1729‐Out‐65 3,45 721‐Jan‐66 4,18 20025‐Mar‐66 4,79 88127‐Abr‐66 4,22 27520‐Mai‐66 3,92 22028‐Jun‐66 3,77 16224‐Ago‐66 3,44 4528‐Set‐66 3,39 1331‐Out‐66 3,39 206‐Dez‐66 3,28 2831‐Jan‐67 7,61 9988‐Fev‐67 5,89 61217‐Fev‐67 6,82 47727‐Fev‐67 5,38 9877‐Mar‐67 6,44 107125‐Mar‐67 7,80 285225‐Abr‐67 5,13 1609‐Mai‐67 4,92 3727‐Jun‐67 4,20 6929‐Jun‐67 4,05 2320‐Dez‐67 3,80 824‐Jan‐68 4,31 732‐Fev‐68 4,69 11429‐Fev‐68 4,42 8215‐Mar‐68 4,28 2022‐Mar‐68 4,16 5224‐Mar‐68 4,05 4512‐Abr‐68 4,06 215‐Mai‐68 4,06 830‐Mai‐68 4,09 1527‐Jun‐68 4,05 1029‐Jul‐68 4,06 2327‐Ago‐68 4,09 2917‐Set‐68 4,04 2531‐Out‐68 4,00 2026‐Nov‐68 4,35 45
3‐Jul‐69 4,29 3930‐Jul‐69 4,16 1626‐Ago‐69 4,10 1630‐Set‐69 3,98 326‐Nov‐69 4,14 524‐Mar‐70 4,38 3822‐Abr‐70 4,58 33
Caudal m3/dia
Quadro A1.5 Caudal sólido por arrastamento no Rio Luenha
Data
Cota Hidrométrica (m)
Média15‐Mai‐70 4,54 1725‐Jun‐70 3,97 3616‐Jul‐70 3,96 311‐Ago‐70 3,90 315‐Set‐70 3,82 526‐Mar‐71 4,97 2194‐Mai‐71 4,28 17528‐Mai‐71 4,25 5822‐Jun‐71 4,31 8431‐Jul‐71 4,09 5331‐Ago‐71 4,03 9
Quadro A1.5 Caudal sólido por arrastamento no Rio Luenha
Data Caudal m3/dia
Cota Hidrométrica (m)
Média7‐Mai‐68 2,10 3729‐Mai‐68 1,69 6319‐Jun‐68 1,58 2012‐Jul‐68 1,38 1479‐Ago‐68 1,30 10423‐Set‐68 1,06 4796‐Nov‐68 0,91 30028‐Nov‐68 0,95 28813‐Dez‐68 1,83 37911‐Jul‐69 2,47 115329‐Ago‐70 2,56 19428‐Set‐70 1,64 1627‐Out‐70 1,54 16319‐Nov‐70 1,44 4825‐Dez‐70 2,48 195921‐Jan‐71 3,17 190913‐Mai‐71 2,61 284
Rio Zambeze em TeteQuadro A1.2 Caudal sólido por arrastamento
Data Caudal m3/dia
Cota Hidrométrica (m)
Média6‐Nov‐64 6,69 7,019‐Nov‐64 6,73 11,84‐Dez‐64 6,83 9,023‐Dez‐64 7,73 14,49‐Jan‐65 8,81 42,07‐Abr‐65 8,80 40,412‐Abr‐65 8,85 54,628‐Abr‐65 8,19 30,27‐Mai‐65 8,00 25,814‐Mai‐65 9,25 54,22‐Jun‐65 7,78 19,028‐Jun‐65 7,58 16,24‐Jul‐65 7,53 14,629‐Jul‐65 7,29 30,018‐Ago‐65 7,12 12,211‐Set‐65 6,58 11,028‐Set‐65 6,48 12,431‐Jan‐66 8,70 106,42‐Fev‐66 8,67 80,4
13‐Abr‐66 7,86 24,44‐Jun‐66 7,81 22,811‐Jun‐66 7,21 18,430‐Mai‐67 8,60 33,614‐Jun‐67 8,09 42,228‐Jun‐68 7,99 28,831‐Jul‐68 7,80 26,012‐Ago‐68 7,72 40,015‐Set‐68 7,50 46,724‐Out‐68 7,31 23,323‐Nov‐68 7,29 10,75‐Dez‐68 7,37 11,32‐Jul‐69 9,65 355,05‐Jul‐69 9,26 876,914‐Jul‐69 8,88 89,015‐Jul‐69 8,97 92,016‐Jul‐69 9,50 372,017‐Jul‐69 9,97 288,04‐Set‐69 8,10 332,0
13‐Out‐69 9,05 40,13‐Nov‐69 8,91 45,8
27‐Nov‐69 8,78 39,016‐Dez‐69 8,22 255,017‐Dez‐69 8,28 285,0
Data Caudal m3/dia
Quadro A1.3 Caudal sólido por arrastamentoRIO ZAMBEZE EM MARROMEU
Cota Hidrométrica (m)
Média31‐Jan‐70 10,29 1885,028‐Abr‐70 10,50 2403,021‐Mai‐70 9,64 944,97‐Jul‐70 8,25 2064,0
26‐Ago‐70 7,80 32,93‐Set‐70 7,72 35,2
31‐Out‐70 7,20 14,48‐Nov‐70 7,13 12,111‐Dez‐70 8,42 22,0
RIO ZAMBEZE EM MARROMEU
Data Caudal m3/dia
Quadro A1.3 Caudal sólido por arrastamento
Cota Hidrométrica (m)
Média26‐Ago‐62 2,46 2367023‐Set‐62 2,19 2096012‐Out‐62 2,00 1486019‐Dez‐62 3,42 1197502‐Fev‐63 5,93 6856703‐Fev‐63 5,95 6237204‐Fev‐63 6,03 7815706‐Fev‐63 6,00 92405014‐Fev‐63 7,17 144547015‐Fev‐63 7,24 124831014‐Mar‐63 7,50 169387025‐Mar‐63 7,55 19950604‐Abr‐63 7,65 200768015‐Abr‐63 6,36 87877021‐Jun‐63 3,58 8381027‐Set‐63 2,08 2290029‐Out‐63 4,56 4085907‐Dez‐63 5,08 5929602‐Jan‐64 5,06 5693806‐Jan‐64 5,16 54769015‐Jan‐64 5,92 105555016‐Jan‐64 6,09 10518308‐Fev‐64 7,12 34569013‐Fev‐64 7,21 58061015‐Fev‐64 7,07 56222026‐Fev‐64 6,57 48626020‐Ago‐64 4,42 131303‐Set‐64 4,23 12700
15‐Fev‐64 6,69 1693015‐Fev‐64 6,73 196104‐Dez‐64 6,83 1244223‐Dez‐64 7,73 453609‐Jan‐65 8,81 19388229‐Jan‐65 9,45 2862965‐Fev‐65 9,53 1075479‐Fev‐65 9,51 16977620‐Fev‐65 11,24 1477794‐Mar‐65 10,36 1669886‐Mar‐65 9,95 13255623‐Mar‐65 9,29 1073097‐Abr‐65 8,80 3853428‐Abr‐65 8,19 692557‐Mai‐65 8,01 66519
Quadro A1.4 ‐ Caudais sólidos em suspensão RIO ZAMBEZE EM MARROMEU
DataCaudal ton/dia
Cota Hidrométrica (m)
Média14‐Mai‐65 9,25 2632562‐Jun‐65 7,78 1586028‐Jun‐65 7,58 1351529‐Jul‐65 7,29 1277318‐Ago‐65 7,12 2245711‐Set‐65 6,58 1503328‐Set‐65 6,48 1776528‐Nov‐65 6,30 1163631‐Jan‐66 8,70 442372‐Fev‐66 8,67 37152
13‐Abr‐66 7,86 1997227‐Jan‐68 8,86 2333923‐Fev‐68 10,05 508135
22‐Mar‐68 11,52 67530217‐Abr‐68 10,77 5265568‐Mai‐68 9,11 3907928‐Jun‐68 7,99 1825631‐Jul‐68 7,8 1695112‐Ago‐68 7,72 1307215‐Set‐68 7,50 1324524‐Out‐68 7,31 948123‐Nov‐68 7,29 62685‐Dez‐68 7,37 1235522‐Fev‐69 12,55 68973114‐Mar‐69 12,21 69914926‐Mar‐69 12,87 9188342‐Jun‐69 10,95 59819919‐Jun‐69 10,85 3980452‐Jul‐69 9,65 658205‐Jul‐69 9,26 9118714‐Jul‐09 8,88 11517115‐Jul‐69 8,97 16519716‐Jul‐69 9,50 8942418‐Jul‐69 10,26 1180224‐Set‐69 8,10 76723
15‐Out‐69 9,05 703303‐Nov‐69 8,91 1881827‐Nov‐69 8,78 4796816‐Dez‐69 8,22 3516517‐Dez‐69 8,28 3767017‐Dez‐69 8,28 5469131‐Jan‐70 8,69 1833419‐Fev‐70 9,81 266112
Quadro A1.4 ‐ Caudais sólidos em suspensão RIO ZAMBEZE EM MARROMEU
DataCaudal ton/dia
Cota Hidrométrica (m)
Média11‐Dez‐70 8,42 1130721‐Mai‐70 9,64 347157‐Jul‐70 8,25 28063
28‐Ago‐70 7,80 110593‐Set‐70 7,72 11318
31‐Out‐70 7,20 100578‐Nov‐70 7,13 7331
RIO ZAMBEZE EM MARROMEUQuadro A1.4 ‐ Caudais sólidos em suspensão
DataCaudal ton/dia
Data da medição
Cota (m)Caudal liquido
(m3/s)
Caudal sólido em
suspensão (ton/dia)
Caudal sólido por arrastamento (m3/dia)
22‐Fev‐69 12,55 8,625 689781 ‐14‐Mar‐69 12,21 7,951 699149 ‐26‐Mar‐69 12,87 9,496 918864 ‐9‐Mai‐69 11,01 5,946 691632 ‐20‐Mai‐69 10,99 5,928 600861 ‐2‐Jun‐69 10,95 5,771 598199 ‐19‐Jun‐69 10,85 5,787 398045 ‐2‐Jul‐69 9,65 3,339 65820 4495‐Jul‐69 9,26 2,776 91187 103914‐Jul‐69 8,88 2,566 115171 8915‐Jul‐69 8,97 2,631 165197 9216‐Jul‐69 9,50 3,264 89424 37217‐Jul‐69 9,97 4,072 ‐ 28818‐Jul‐69 10,26 4,820 118022 2434‐Ago‐69 10,44 4,911 198288 1444‐Set‐69 9,80 3,795 76723 332
em MarromeuQuadro A1.1 ‐ Medição de Caudais Liquidos, Sólidos e por Arrastamento
Data da mediçãoCaudal liquido
(m3/s)
Caudal sólido em
suspensão (ton/dia)
26‐Ago‐62 1900 0,15123‐Set‐62 1650 0,13312‐Out‐62 1500 0,09519‐Dez‐62 3000 0,7622‐Fev‐63 7700 4,363‐Fev‐63 7725 3,9664‐Fev‐63 8020 4,976‐Fev‐63 7875 5,87614‐Fev‐63 11375 9,19215‐Fev‐63 11500 7,93814‐Mar‐63 12400 10,77225‐Mar‐63 12575 12,4334‐Abr‐63 12950 12,76815‐Abr‐63 8900 5,58821‐Jun‐63 3175 0,53327‐Set‐63 1575 0,14629‐Out‐63 4725 2,5987‐Dez‐63 5775 3,7712‐Jan‐64 ‐ 3,6216‐Jan‐64 6175 3,48315‐Jan‐64 8175 6,71316‐Jan‐64 7700 6,6898‐Fev‐64 ‐ 2,19813‐Fev‐64 ‐ 3,69215‐Fev‐64 5750 3,57526‐Fev‐64 ‐ 3,09220‐Ago‐64 1425 0,0833‐Set‐64 1350 0,081
Quadro A1.6‐ Medição de Caudais Sólidos em suspensãoem Marromeu (1962 a 1964)
Data da medição
Cota (m)Caudal liquido
(m3/s)
Caudal sólido em
suspensão (ton/dia)
Caudal sólido por arrastamento (m3/dia)
22‐Fev‐69 12,55 8,625 689781 ‐14‐Mar‐69 12,21 7,951 699149 ‐26‐Mar‐69 12,87 9,496 918864 ‐9‐Mai‐69 11,01 5,946 691632 ‐20‐Mai‐69 10,99 5,928 600861 ‐2‐Jun‐69 10,95 5,771 598199 ‐19‐Jun‐69 10,85 5,787 398045 ‐2‐Jul‐69 9,65 3,339 65820 4495‐Jul‐69 9,26 2,776 91187 103914‐Jul‐69 8,88 2,566 115171 8915‐Jul‐69 8,97 2,631 165197 9216‐Jul‐69 9,50 3,264 89424 37217‐Jul‐69 9,97 4,072 ‐ 28818‐Jul‐69 10,26 4,820 118022 2434‐Ago‐69 10,44 4,911 198288 1444‐Set‐69 9,80 3,795 76723 332
Quadro A1.7 ‐ Medição de Caudais Sólidos em Suspensãoem Marromeu (1969)
Dias Nov Dez Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out1 11,5 11,4 337,5 450,0 1331,2 1145,0 600,0 98,8 48,1 26,2 16,0 13,42 11,4 11,8 348,8 485,0 1331,2 1145,0 612,5 90,0 45,0 26,2 15,0 13,43 11,4 13,1 411,2 500,0 1331,2 1135,0 625,0 87,5 43,8 25,6 15,0 13,44 11,4 13,1 440,0 538,8 1385,0 1100,0 625,0 85,0 43,8 25,0 15,0 13,45 11,2 12,7 475,0 561,2 1360,0 1061,2 612,5 85,0 43,8 25,0 14,8 13,06 11,0 11,7 507,5 538,8 1331,2 1045,0 610,0 85,0 42,5 25,0 14,8 13,07 11,0 11,7 490,0 610,0 1331,2 1045,0 610,0 75,6 40,0 25,0 14,8 13,08 10,9 11,7 490,0 700,0 1308,8 1045,0 612,5 75,0 40,0 23,8 14,8 12,79 10,9 12,7 465,0 793,8 1308,8 1026,5 625,0 75,0 38,8 23,8 14,8 12,710 10,8 13,4 410,0 862,5 1285,0 1025,0 650,0 70,0 38,7 23,8 14,8 12,311 10,8 13,4 376,2 925,0 1308,8 1001,2 656,2 68,8 38,7 23,8 14,8 12,312 10,8 14,0 350,0 1061,2 1237,5 971,2 665,0 64,4 38,7 23,8 14,3 12,313 10,8 15,0 330,0 1061,2 1212,5 925,0 665,0 64,4 38,7 23,5 14,3 12,314 10,5 23,8 312,5 1045,0 1212,5 898,8 656,2 64,0 37,7 23,5 13,8 12,315 10,5 26,2 250,0 1100,0 1212,5 862,5 637,5 64,0 37,5 23,5 13,8 11,516 10,5 31,2 225,0 1110,0 1285,0 837,5 593,8 64,0 36,2 23,5 13,8 11,417 10,5 36,2 187,5 1110,0 1308,8 812,5 600,0 63,8 36,2 23,5 13,8 11,218 10,5 48,1 175,0 1100,0 1331,2 781,2 587,5 62,5 35,6 23,5 13,4 11,219 10,8 60,0 170,0 1100,0 1331,2 762,5 610,0 61,2 35,6 23,5 13,4 11,020 10,9 64,4 150,0 1100,0 1308,8 731,2 656,2 60,0 35,6 18,8 13,4 11,021 11,0 87,5 148,8 1100,0 1285,0 712,5 575,0 60,0 32,5 18,5 13,4 10,922 10,8 100,0 176,2 1135,0 1260,0 720,0 357,5 57,5 32,5 18,5 13,4 10,823 10,5 100,0 266,2 1150,0 1212,5 712,5 251,2 57,5 32,5 18,5 13,4 10,824 10,5 122,5 337,5 1212,5 1212,5 712,5 188,8 56,2 32,5 18,5 13,4 10,525 10,9 123,8 375,0 1237,5 1212,5 700,0 170,0 55,0 31,2 18,5 13,4 10,526 10,8 123,8 393,8 1308,8 1212,5 677,5 150,0 51,2 27,5 18,5 13,4 14,827 10,9 126,2 411,2 1308,8 1212,5 665,0 137,5 51,2 27,0 17,8 13,4 64,028 10,9 157,5 411,2 1331,2 1212,5 656,2 124,4 51,2 26,2 16,2 13,4 100,029 10,9 170,0 411,2 1212,5 637,5 122,5 50,0 26,2 16,0 13,4 180,030 10,8 225,0 437,5 1193,8 650,0 111,2 48,8 26,2 16,0 13,4 200,031 277,5 437,5 1150,0 108,8 26,2 16,0 212,5
Quadro A1.9 ‐ Caudais sólidos em suspensão em Marromeu (1962/63)
(103t/dia)
Q med= 4250 m3s‐1
Dias Nov Dez Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out1 7,7 9,0 26,0 333,8 568,8 490,0 318,8 35,6 25,0 18,0 15,0 14,02 8,0 9,1 26,0 325,0 550,0 465,0 312,5 35,6 24,4 18,0 15,0 14,03 7,7 9,2 26,0 347,5 506,2 446,9 300,0 35,6 24,4 18,1 15,0 14,04 7,7 9,3 26,0 368,8 446,9 435,0 293,8 35,5 23,8 18,1 15,0 14,05 7,6 9,4 26,0 407,5 407,5 426,2 293,8 33,8 23,8 18,1 15,0 13,46 7,7 9,3 25,0 490,0 375,0 426,2 288,8 31,3 23,8 18,0 15,0 13,47 7,8 9,2 31,3 607,5 350,0 426,2 276,2 33,8 23,8 18,0 15,0 13,48 7,6 9,1 37,0 687,5 325,0 412,5 251,2 33,8 23,1 18,0 15,0 13,49 7,7 9,0 36,0 650,0 288,8 385,0 193,7 31,3 23,1 18,0 14,4 13,410 7,9 9,0 35,5 587,5 260,0 356,2 180,0 26,2 23,1 18,0 14,4 13,411 8,1 9,0 35,5 518,8 237,5 356,2 168,8 26,2 22,5 18,0 14,4 13,412 8,2 8,8 35,6 475,0 225,0 407,5 161,2 26,0 22,5 18,0 14,4 13,413 8,2 8,8 38,8 462,5 208,8 465,0 151,2 26,0 22,5 17,5 14,0 13,414 8,0 8,6 62,0 446,9 193,7 518,8 142,5 26,0 22,5 17,5 14,0 13,415 7,9 8,8 68,7 446,9 187,5 523,8 132,5 26,0 22,5 17,5 14,0 13,416 8,3 9,1 81,2 475,0 200,0 537,5 130,0 26,0 22,5 17,5 14,0 13,417 8,1 9,2 93,8 475,0 248,8 537,5 125,0 26,0 22,7 17,5 14,0 13,118 8,1 9,3 112,5 426,5 237,5 490,0 120,0 26,0 21,2 17,5 14,0 13,119 8,1 9,8 137,5 392,5 293,8 435,0 112,5 26,0 20,6 17,5 14,0 13,120 8,1 10,1 180,0 385,0 368,8 451,2 88,8 25,0 20,6 17,5 14,0 13,121 8,1 11,8 193,8 407,5 347,5 482,5 68,8 25,0 19,4 17,5 14,0 13,122 8,1 12,5 262,5 385,0 333,8 576,2 62,0 25,0 20,6 16,9 14,0 12,723 8,2 14,0 293,8 400,0 312,5 501,2 51,9 25,0 20,6 15,6 14,0 12,724 8,4 14,0 325,0 435,0 368,8 438,8 48,8 25,0 20,6 15,0 14,0 11,825 8,4 14,3 337,5 506,2 537,5 356,2 45,0 25,0 19,4 15,0 14,0 11,826 8,4 15,0 368,8 537,5 687,5 385,0 43,8 25,0 19,4 15,0 14,0 11,727 8,8 17,5 368,8 550,0 805,0 407,5 38,8 25,0 19,4 15,0 14,0 11,528 8,8 25,0 356,2 568,8 813,8 368,8 38,1 25,0 19,4 15,0 14,0 11,729 8,8 26,0 350,0 791,2 337,5 36,9 24,4 18,1 15,0 14,0 11,730 8,8 26,0 337,5 440,0 325,0 36,2 25,0 18,0 15,0 14,0 11,531 26,0 325,0 523,8 35,6 18,0 15,0 11,5
(103t/dia)
Quadro A1.8 ‐ Caudais sólidos em suspensão em Marromeu (1961/62)
Q med= 2800 m3s‐1
Dias Nov Dez Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out1 18,0 18,0 18,0 36,0 93,0 126,0 86,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,02 18,0 18,0 18,0 35,0 138,0 120,0 84,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,03 18,0 18,0 18,0 38,0 129,0 116,0 82,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,04 18,0 18,0 18,0 42,0 116,0 114,0 80,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,05 18,0 18,0 18,0 51,0 108,0 112,0 80,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,06 18,0 18,0 18,0 72,0 97,0 112,0 78,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,07 18,0 18,0 18,0 103,0 94,0 112,0 74,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,08 18,0 18,0 19,0 122,0 87,0 109,0 67,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,09 18,0 18,0 19,0 153,0 78,0 102,0 49,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,010 18,0 18,0 19,0 144,0 69,0 96,0 43,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,011 18,0 18,0 19,0 132,0 63,0 96,0 40,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,012 18,0 18,0 19,0 122,0 60,0 50,0 36,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,013 18,0 18,0 19,0 119,0 54,0 66,0 34,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,014 18,0 18,0 19,0 116,0 49,0 80,0 31,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,015 18,0 18,0 19,0 116,0 47,0 81,0 28,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,016 18,0 18,0 19,0 122,0 22,0 86,0 27,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,017 18,0 18,0 19,0 122,0 25,0 86,0 27,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,018 18,0 18,0 20,0 112,0 24,0 126,0 25,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,019 18,0 18,0 20,0 104,0 30,0 114,0 24,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,020 18,0 18,0 22,0 102,0 42,0 62,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,021 18,0 18,0 22,0 107,0 38,0 70,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,022 18,0 18,0 26,0 102,0 36,0 95,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,023 18,0 18,0 30,0 48,0 33,0 128,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,024 18,0 18,0 35,0 57,0 42,0 115,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,025 18,0 18,0 36,0 77,0 86,0 96,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,026 18,0 18,0 42,0 85,0 122,0 102,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,027 18,0 18,0 43,0 89,0 150,0 107,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,028 18,0 18,0 96,0 93,0 152,0 98,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,029 18,0 18,0 94,0 174,0 91,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,030 18,0 18,0 91,0 115,0 89,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,031 18,0 89,0 133,0 19,0 18,0 18,0 18,0
Dias Nov Dez Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out1 18,0 18,0 36,0 61,0 244,0 218,0 147,0 21,0 19,0 18,0 18,0 18,02 18,0 18,0 38,0 70,0 244,0 218,0 104,0 21,0 19,0 18,0 18,0 18,03 18,0 18,0 51,0 75,0 244,0 217,0 108,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,04 18,0 18,0 59,0 85,0 250,0 213,0 108,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,05 18,0 18,0 68,0 91,0 240,0 208,0 104,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,06 18,0 18,0 77,0 85,0 237,0 207,0 103,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,07 18,0 18,0 126,0 103,0 237,0 207,0 103,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,08 18,0 18,0 126,0 125,0 235,0 207,0 104,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,09 18,0 18,0 120,0 147,0 235,0 205,0 108,0 20,0 19,0 18,0 18,0 18,010 18,0 18,0 108,0 161,0 232,0 204,0 114,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,011 18,0 18,0 100,0 175,0 235,0 202,0 116,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,012 18,0 18,0 94,0 198,0 228,0 198,0 118,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,013 18,0 18,0 89,0 198,0 226,0 192,0 118,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,014 18,0 18,0 85,0 196,0 226,0 188,0 155,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,015 18,0 18,0 67,0 204,0 226,0 184,0 152,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,016 18,0 18,0 60,0 207,0 236,0 180,0 146,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,017 18,0 46,0 207,0 240,0 177,0 147,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,018 18,0 42,0 204,0 243,0 173,0 145,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,019 18,0 40,0 204,0 243,0 169,0 103,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,020 18,0 33,0 204,0 235,0 165,0 116,0 19,0 19,0 18,0 18,0 18,021 18,0 32,0 204,0 232,0 163,0 142,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,022 18,0 21,0 211,0 230,0 164,0 96,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,023 18,0 26,0 214,0 226,0 163,0 67,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,024 18,0 36,0 225,0 226,0 163,0 47,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,025 18,0 43,0 228,0 226,0 160,0 40,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,026 18,0 47,0 240,0 226,0 158,0 33,0 19,0 18,0 18,0 18,0 18,027 18,0 51,0 240,0 226,0 156,0 30,0 19,0 18,0 18,0 18,0 19,028 18,0 51,0 244,0 226,0 154,0 26,0 19,0 18,0 18,0 18,0 20,029 18,0 51,0 226,0 152,0 25,0 19,0 18,0 18,0 18,0 22,030 18,0 57,0 223,0 154,0 24,0 19,0 18,0 18,0 18,0 23,031 57,0 218,0 23,0 18,0 18,0 23,0
Quadro A1.10 ‐ Caudais sólidos por arrastamento em Marromeu (1961/62)(m3/dia)
Quadro A1.10 ‐ Caudais sólidos por arrastamento em Marromeu (1962/63)
(m3/dia)
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO II.3.2 – ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA BARRAGEM DE MPHANDA NKUWA NA RETENÇÃO DE SEDIMENTOS NA ALBUFEIRA
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA BARRAGEM DE MPHANDA NKUWA NA
RETENÇÃO DE SEDIMENTOS NA ALBUFEIRA
STUDY OF THE INFLUENCE OF MPHANDA NKUWA DAM ON THE RESERVOIR
SEDIMENTATION
ETUDE SUR L’INFLUENCE DU BARRAGE DE MPHANDA NKUWA DANS LE
ALLUVIONNMENT
LNEC - Proc. 605/1/17562 i
RESUMO
No presente estudo procede-se à análise da influência da barragem de Mphanda Nkuwa, a construir
no rio Zambeze, na retenção de sedimentos na albufeira. O estudo assenta em três vertentes
complementares: i) análise da informação de base; ii) definição de cenários de simulação; e
iii) simulação em modelo computacional de situações consideradas relevantes para a compreensão
da influência da barragem de Mphanda Nkuwa na retenção de sedimentos na albufeira.
A análise da informação de base revelou a escassez de dados existentes sobre transporte sólido no
rio Zambeze e no rio Luia e sobre as características dos sedimentos transportados. Atendendo aos
limites da informação de base, efectuaram-se várias hipóteses de trabalho no estudo e na definição
dos cenários de simulação.
A simulação em modelo computacional permitiu obter resultados que, embora não conclusivos face
às lacunas de informação de base, são indicativos da influência da barragem na retenção de
sedimentos.
LNEC - Proc. 605/1/17562 iii
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 1
2. INFORMAÇÃO DE BASE ............................................................................................................ 2
2.1. Informação solicitada ......................................................................................................2
2.2. Informação disponibilizada.............................................................................................3
2.3. Análise da informação disponibilizada .........................................................................4
2.3.1. Considerações gerais ...........................................................................................4
2.3.2. Secções transversais e perfis longitudinais..........................................................5
2.3.3. Caudais líquidos .................................................................................................10
2.3.4. Cheias históricas.................................................................................................12
2.3.5. Transporte sólido e granulometria dos sedimentos............................................14
2.3.6. Características do aproveitamento de Mphanda Nkuwa....................................16
2.3.7. Considerações finais...........................................................................................17
3. ABORDAGEM DO PROBLEMA ................................................................................................ 17
3.1. Hipóteses consideradas neste estudo ........................................................................17
3.2. Transporte e deposição de sedimentos finos em albufeiras ....................................19
3.3. Breve descrição do modelo computacional ...............................................................20
4. APLICAÇÃO DO MODELO. ANÁLISE DOS RESULTADOS................................................... 21
4.1. Identificação dos cenários de simulação....................................................................21
4.2. Análise dos resultados..................................................................................................22
4.2.1. Considerações gerais .........................................................................................22
4.2.2. Resultados obtidos considerando D50 = 40 µm.................................................22
4.2.3. Resultados obtidos considerando D50 = 10 µm.................................................25
4.2.4. Resultados obtidos considerando D50 = 2 µm...................................................27
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES..................................................................................... 28
LNEC - Proc. 605/1/17562 v
ÍNDICE DE QUADROS
Quadro 1 – Áreas das bacias hidrográficas em diferentes secções do rio Zambeze e do rio Luia ............................................................................................................................10
Quadro 2 – Caudais associados às maiores cheias históricas no rio Zambeze em várias secções ......................................................................................................................13
Quadro 3 – Caudais de cheia registados nas estações E345, E395 e E360C no rio Capoche, entre 1958/59 e 1967/68............................................................................................13
Quadro 4 – Características granulométricas dos materiais transportados em suspensão no rio Luia e no rio Capoche, relativas a medições pontuais efectuadas em Dezembro de 2010 ....................................................................................................15
Quadro 5 – Características do aproveitamento de Mphanda Nkuwa ............................................16
Quadro 6 – Índice de regularização das albufeiras de Kariba, Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa ........................................................................................................................18
Quadro 7 – Cenários de simulação................................................................................................21
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 – Localização da barragem de Mphanda Nkuwa (extraído de COBA, 2010a)..................1
Figura 2 – Implantação das secções transversais do rio Zambeze e do rio Luia resultantes dos levantamentos efectuados ....................................................................................5
Figura 3 – Perfis das secções transversais do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a barragem de Mphanda Nkuwa ...................................................................6
Figura 4 – Perfil longitudinal do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a barragem de Mphanda Nkuwa.....................................................................................9
Figura 5 – Escoamento anual efluente de Cahora Bassa no período de 1975/1976 a 2009/2010 ..................................................................................................................11
Figura 6 – Escoamento mensal efluente de Cahora Bassa no período de 1975/1976 a 2009/2010 ..................................................................................................................11
Figura 7 – Caudais médios mensais gerados na bacia intermédia entre Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa e no rio Luia, no período de 1907/1908 a 1997/1998....................12
Figura 8 – Processos de transporte e deposição de sedimentos em albufeiras ...........................19
Figura 9 – Resultados da simulação do cenário 3 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 10,0 g/l) ao fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente ........................................................................................23
LNEC - Proc. 605/1/17562 vi
Figura 10 – Resultados da simulação do cenário 5 (QCB = 2000 m3/s, QL = 3200 m3/s e CsL = 10,0 g/l) ao fim de 24 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente ........................................................................................24
Figura 11 – Resultados da simulação do cenário 7 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 0,6 g/l) ao fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente ........................................................................................25
Figura 12 – Resultados da simulação do cenário 9 (QCB = 2000 m3/s, QL = 3200 m3/s e CsL = 1,0 g/l) ao fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente ........................................................................................26
Figura 13 – Resultados da simulação do cenário 11 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 0,6 g/l) ao fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente ........................................................................................27
LNEC - Proc. 605/1/17562 1
ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA BARRAGEM DE MPHANDA NKUWA NA
RETENÇÃO DE SEDIMENTOS NA ALBUFEIRA
1. INTRODUÇÃO
Foi solicitado ao Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), pela COBA, Consultores para
Obras, Barragens e Planeamento S.A., a elaboração de um estudo sobre a influência da barragem de
Mphanda Nkuwa, na retenção de sedimentos.
A barragem de Mphanda Nkuwa, a construir no rio Zambeze, na província de Tete, localiza-se 61 km
a jusante da barragem de Cahora Bassa (Figura 1). A capacidade de armazenamento da albufeira é
de 2544 hm3, representando cerca de 5% da capacidade da albufeira de Cahora Bassa (65000 hm3).
A albufeira de Mphanda Nkuwa estende-se ao longo de cerca de 61 km no rio Zambeze e de 18 km
no rio Luia, afluente da margem esquerda.
Figura 1 – Localização da barragem de Mphanda Nkuwa (extraído de COBA, 2010a)
Tete
Mphanda Nkuwa
Cahora Bassa
LNEC - Proc. 605/1/17562 2
De acordo com o Estudo de Pré-Viabilidade Ambiental da Hidroeléctrica de Mphanda Nkuwa, as
grandes barragens de armazenamento na bacia hidrográfica do rio Zambeze, como são os casos de
Kariba e Cahora Bassa retêm a maioria dos sedimentos afluentes nas respectivas albufeiras. Assim,
assume-se que a maioria dos sedimentos afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa resultam da
contribuição do rio Luia, afluente da margem esquerda do rio Zambeze.
No âmbito dos Termos de Referência para a realização do Estudo de Impacto Ambiental (HMN, 2009)
está previsto “caracterizar e avaliar as alterações ao regime de sedimentos que possam resultar da
construção e operação da barragem de Mphanda Nkuwa e formular medidas de mitigação para a
prevenção ou minimização dos impactos negativos e valorização dos impactos positivos”. A referida
análise assenta em duas tarefas principais: I − Caracterização da Situação de Referência e II −
Avaliação de Impactos e Recomendação de Medidas de Mitigação. O presente estudo insere-se no
âmbito da tarefa II. A tarefa I está a cargo da COBA.
O objectivo do presente estudo é a avaliação da capacidade de retenção de sedimentos na albufeira
de Mphanda Nkuwa de modo a estimar a quantidade de sedimentos que podem passar para jusante
da barragem e o efeito das diferentes alternativas das descargas de cheias.
Este relatório foi organizado em cinco capítulos. Após a introdução, analisa-se no Capítulo 2 a
informação de base disponibilizada para a realização do estudo. Os limites da informação de base
são identificados. No Capítulo 3 é apresentada a abordagem ao problema, incluindo a descrição das
hipóteses consideradas no estudo, a referência aos principais processos de sedimentação em
albufeiras e a descrição do modelo computacional. No Capítulo 4 são definidos os cenários de
simulação e apresentados os resultados da aplicação do modelo computacional. No Capítulo 5
apresentam-se as conclusões e recomendações do estudo.
2. INFORMAÇÃO DE BASE
2.1. Informação solicitada
O estudo da influência de uma barragem no transporte de sedimentos exige informação de base de
diferentes tipos, incluindo dados geométricos, hidráulicos e relativos ao material sólido do curso de
água e dados relativos à exploração da albufeira. A informação relativa aos dados hidráulicos e ao
material sólido transportado e existente no leito é recolhida em estações hidrométricas e
sedimentológicas ou resulta de campanhas de observação.
De acordo com o enunciado na proposta do estudo, consideraram-se necessários os seguintes
elementos, a disponibilizar pela COBA, para uma análise fundamentada da influência da barragem de
Mphanda Nkuwa na retenção de sedimentos:
LNEC - Proc. 605/1/17562 3
i) Levantamentos do leito do rio
• Levantamento do leito do rio Zambeze entre Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa na situação actual.
• Levantamento do leito do rio Luia numa extensão de 30 km a partir da confluência com o rio
Zambeze, na situação actual.
ii) Regime de caudais
• Série de caudais médios mensais na Foz do rio Luia, na situação actual.
• Série de caudais médios mensais efluentes da barragem de Cahora Bassa.
iii) Cheias
• Série de caudais de cheia no rio Luia.
• Série de caudais de cheia efluentes em Cahora Bassa.
iv) Sedimentos
• Valores de caudal sólido em suspensão e por arrastamento nos rios Zambeze e Luia na situação
actual e na situação anterior à construção da barragem de Cahora Bassa.
• Características granulométricas dos materiais transportados em suspensão e por arrastamento
pelos rios Zambeze e Luia na situação actual e na situação anterior à construção da barragem de
Cahora Bassa.
• Características granulométricas dos materiais do leito dos rios Zambeze e Luia na situação actual
e na situação anterior à construção da barragem de Cahora Bassa.
v) Características da barragem de Mphanda Nkuwa
• Características da barragem de Mphanda Nkuwa, incluindo os descarregadores de cheia.
2.2. Informação disponibilizada
Para a realização do estudo foram disponibilizados pela COBA os seguintes elementos:
i) Levantamentos do leito do rio
• Levantamento do leito e margens do rio Zambeze, entre Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa,
obtidos com base nos levantamentos do leito do rio de 2003 e na topografia de 2007.
• Levantamento das margens do rio Luia numa extensão de cerca de 20 km a partir da confluência
com o rio Zambeze, com base na topografia de 2007.
LNEC - Proc. 605/1/17562 4
ii) Regime de caudais
• Série de escoamentos mensais e anuais efluentes da barragem de Cahora Bassa, no período de
1975/76 a 2009/10.
• Série de escoamentos mensais e anuais gerados na bacia intermédia entre as barragens de
Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa, no período de 1907/08 a 1997/98.
• Caudais médios mensais na foz do rio Luia, na situação actual.
iii) Cheias
• Caudais de cheia registados nas estações E345, E395 e E360C no rio Capoche, afluente do rio
Luia, entre 1958/59 e 1967/68.
• Caudais associados às maiores cheias históricas no rio Zambeze nas secções de Victoria Falls,
Kariba, Cahora Bassa, Tete e Mutarara.
iv) Sedimentos
• Valores de caudal sólido em suspensão medidos por Hall et al. (1977) no período de 1973-75 em
várias secções do rio Zambeze e afluentes.
• Valores de caudal sólido em suspensão no rio Zambeze, a jusante e a montante da confluência
com o rio Luia, relativos a medições efectuadas entre 2006 e 2010.
• Características granulométricas dos materiais transportados em suspensão no rio Luia, referentes
a medições pontuais efectuadas em Dezembro de 2010.
v) Características da barragem de Mphanda Nkuwa
• Características da barragem de Mphanda Nkuwa, incluindo os descarregadores de cheia.
vi) Outra informação
Para além da informação referida foram fornecidos outros elementos (por exemplo, cópia de carta
geológica) e foram realizadas reuniões de trabalho e efectuadas trocas de impressões no âmbito do
estudo.
2.3. Análise da informação disponibilizada
2.3.1. Considerações gerais
A análise da informação de base teve como objectivo identificar cenários e situações relevantes para
a compreensão dos processos de transporte e deposição na albufeira de Mphanda Nkuwa e fornecer
LNEC - Proc. 605/1/17562 5
os elementos necessários à aplicação do modelo computacional, nomeadamente, as condições
iniciais e de fronteira do problema em estudo.
2.3.2. Secções transversais e perfis longitudinais
Na Figura 2 indica-se a implantação, em planta, das secções transversais utilizadas na
caracterização do trecho do rio Zambeze situado entre a barragem de Mphanda Nkuwa e a
confluência com o rio Luia e na caracterização do rio Luia numa extensão de cerca de 20 km a partir
da confluência. Por questões de legibilidade, apenas se encontram representadas algumas secções
identificadas pela designação utilizada aquando dos levantamentos.
Figura 2 – Implantação das secções transversais do rio Zambeze e do rio Luia resultantes dos
levantamentos efectuados
As secções transversais do rio Zambeze baseiam-se nos levantamentos do leito do rio de 2003 e na
topografia de 2007. No caso das secções transversais do rio Luia, não se dispõe de levantamentos
do leito do rio mas apenas da topografia de 2007. Neste caso, a geometria do leito foi obtida por
extrapolação da topografia das margens. Na Figura 3 representam-se os perfis das secções
transversais do rio Zambeze entre Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa. No trecho referido, o vale do rio
Zambeze é muito encaixado com margens íngremes. A geometria das secções é bastante variável
reflectindo a natureza rochosa do vale. A largura média da secção do rio, sem a albufeira de
Mphanda Nkuwa, é da ordem de 185 m.
P45 Mphanda Nkuwa
P50
P63
P78
Cahora Bassa P64
P79
Rio Luia
Rio Zambeze
LNEC - Proc. 605/1/17562 6
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-400 -200 0 200 400 600
Distância (m)
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)
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Distância (m)
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)
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Distância (m)
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)
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105
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-400 -200 0 200 400 600
Distância (m)
Cot
a (m
)
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Distância (m)
Cot
a (m
)
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Distância (m)
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Distância (m)
Cot
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-3000 -2000 -1000 0 1000 2000
Distância (m)
Cot
a (m
)
P54
Figura 3 – Perfis das secções transversais do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a
barragem de Mphanda Nkuwa
LNEC - Proc. 605/1/17562 7
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-2000 -1000 0 1000 2000
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)P55
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Distância (m)
Cot
a (m
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Distância (m)
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Distância (m)
Cot
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)
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Cot
a (m
)
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-1000 -500 0 500 1000
Distância (m)
Cot
a (m
)
P60
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-500 -250 0 250 500
Distância (m)
Cot
a (m
)
P61
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230
-500 0 500 1000
Distância (m)
Cot
a (m
)
P62
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230
-500 0 500 1000Distância (m)
Cot
a (m
)
P63
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-1000 -500 0 500 1000Distância (m)
Cot
a (m
)
P64
Figura 3 – Perfis das secções transversais do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a
barragem de Mphanda Nkuwa (cont.)
LNEC - Proc. 605/1/17562 8
130140150160170180190200210220
-400 -200 0 200 400Distância (m)
Cot
a (m
)P65
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-1000 -500 0 500Distância (m)
Cot
a (m
)
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a (m
)
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130140150160170180190200210220
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a (m
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-200 0 200 400Distância (m)
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a (m
)
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-200 0 200 400 600Distância (m)
Cot
a (m
)
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190200
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-200 0 200 400Distância (m)
Cot
a (m
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P73
140150
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-200 0 200 400 600Distância (m)
Cot
a (m
)
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Cot
a (m
)
P74
Figura 3 – Perfis das secções transversais do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a
barragem de Mphanda Nkuwa (cont.)
LNEC - Proc. 605/1/17562 9
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a (m
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-200 0 200 400Distância (m)
Cot
a (m
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-100 0 100 200 300Distância (m)
Cot
a (m
)
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Figura 3 – Perfis das secções transversais do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a
barragem de Mphanda Nkuwa (cont.)
Na Figura 4 apresenta-se o perfil longitudinal do talvegue do rio Zambeze, entre as barragens de
Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa, obtido com base na informação disponível. Como se pode
observar, o desenvolvimento do perfil do fundo é muito irregular, reflectindo a variabilidade das
secções transversais.
80
100
120
140
160
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200
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (m)
Cota do talvegue (m)
Figura 4 – Perfil longitudinal do rio Zambeze entre a barragem de Cahora Bassa e a barragem de
Mphanda Nkuwa
LNEC - Proc. 605/1/17562 10
O declive médio do fundo, correspondente ao declive da recta ajustada pelo método dos mínimos
quadrados aos valores das cotas do talvegue observados em 2003, é igual a 0,08%. Refira-se que, a
jusante da barragem de Mphanda Nkuwa, o declive do rio Zambeze diminui acentuadamente,
primeiro para valores de 0,05% e depois para valores de 0,01% no trecho final, com a aproximação
da foz (Ronco 2008). O declive médio do rio Luia é de 0,2%.
2.3.3. Caudais líquidos
As afluências à albufeira de Mphanda Nkuwa resultam da contribuição do sistema associado à bacia
hidrográfica definida na barragem de Cahora Bassa e da contribuição da bacia intermédia entre as
duas barragens. Na bacia intermédia, o principal afluente do rio Zambeze é o rio Luia, na margem
esquerda do rio. Como se pode verificar no Quadro 1, a albufeira da barragem de Cahora Bassa
recebe as afluências geradas em cerca de 75,5% da bacia hidrográfica do Zambeze. A bacia
intermédia entre Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa, com cerca de 36000 km2, representa apenas
2,6% da bacia do rio Zambeze, sendo que 77% resulta da contribuição da bacia hidrográfica do rio
Luia (27650 km2).
Quadro 1 – Áreas das bacias hidrográficas em diferentes secções do rio Zambeze e do rio Luia
Secção Área da bacia hidrográfica
(km2) % da área total da bacia
do rio Zambeze
Foz do rio Zambeze 1390000 100
Foz do rio Luia 27650 2,0
Foz do rio Capoche 14800 1,1
Barragem de Kariba 663000 47,7
Barragem de Cahora Bassa 1050000 75,5
Barragem de Mphanda Nkuwa 1086000 78,1
Para a caracterização dos caudais afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa foi necessário identificar
o período de tempo que, do ponto de vista da análise de caudais, traduzisse a situação actual. Os
principais aproveitamentos hidroeléctricos existentes na bacia do rio Zambeze são, por ordem da data
da sua construção, Kariba, em 1959, Kafue Gorge, em 1972, Itezhi Tezhi, em 1977, e Cahora Bassa,
em 1975. As albufeiras com maior capacidade de armazenamento são Kariba (180000 hm3) e Cahora
Bassa (65000 hm3). As albufeiras de Kafue Gorge e Itezhi Tezhi possuem volumes de
armazenamento de 785 hm3 e de 5624 hm3, respectivamente. Atendendo à evolução da capacidade
de armazenamento na bacia do Zambeze optou-se por considerar o período de 1975/76 a 2009/10
(35 anos hidrológicos) como representativo da situação actual.
LNEC - Proc. 605/1/17562 11
De acordo com os elementos fornecidos pela COBA, o escoamento anual efluente de Cahora Bassa
(Figura 5) apresenta relativa variabilidade no período em análise. Os anos hidrológicos mais húmidos
correspondem a 1978/79 e a 2000/01 e os anos mais secos a 1993/94 e a 1994/95.
02000040000
6000080000
100000120000
140000160000180000
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/76
19
77
/78
19
79
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19
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19
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/84
19
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/86
19
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/90
19
91
/92
19
93
/94
19
95
/96
19
97
/98
19
99
/00
20
01
/02
20
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/04
20
05
/06
20
07
/08
20
09
/10
Ano
Esc
oa
me
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ass
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hm
3 )
Figura 5 – Escoamento anual efluente de Cahora Bassa no período de 1975/1976 a 2009/2010
Em termos da distribuição do escoamento ao longo do ano, verifica-se que, em média, o escoamento
a jusante de Cahora Bassa é praticamente constante conforme mostra a Figura 6. O caudal médio
mensal efluente de Cahora Bassa é cerca de 2000 m3/s.
0
1000
2000
3000
4000
5000
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7000
Ou
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0
500
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Ca
ho
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ass
a (
hm
3 )Escoamento
Caudal
Figura 6 – Escoamento mensal efluente de Cahora Bassa no período de 1975/1976 a 2009/2010
Relativamente à contribuição da bacia hidrográfica intermédia entre as barragens de Cahora Bassa e
Mphanda Nkuwa, observa-se que os caudais mensais médios apresentam grande variabilidade ao
longo do ano (Figura 7). Os caudais mais elevados concentram-se no período de Janeiro a Abril,
sendo praticamente nulos no resto do ano.
LNEC - Proc. 605/1/17562 12
0
100
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500
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Mês
Ca
ud
al m
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en
sal (
m3 /s
)
Bacia intermédia
Rio Luia
Figura 7 – Caudais médios mensais gerados na bacia intermédia entre Cahora Bassa e Mphanda
Nkuwa e no rio Luia, no período de 1907/1908 a 1997/1998
Como foi referido, a bacia do rio Luia representa cerca de 77% da bacia intermédia pelo que é
expectável que a distribuição do escoamento mensal seja semelhante à da bacia intermédia (Figura
7). Estima-se que o caudal médio anual no rio Luia seja de 70 m3/s.
2.3.4. Cheias históricas
As cheias em cursos de água são, geralmente, eventos mobilizadores de quantidades apreciáveis de
sedimentos, dada a capacidade de transporte do escoamento. Devido à elevada capacidade de
transporte, poderão ocorrer erosões significativas do leito e das margens e a eventual deposição de
sedimentos a jusante. Neste contexto, interessa analisar os caudais de cheia no rio Zambeze e no rio
Luia.
No Quadro 2 identificam-se os caudais das cheias históricas ocorridas no rio Zambeze entre 1926 e
2008. Os valores são referidos a várias secções ao longo do Zambeze. Como se pode observar, após
a construção das barragens de Kariba (1959) e Cahora Bassa (1975), verificou-se a ocorrência de
cheias elevadas, em particular nos meses de Março de 1978 e em Fevereiro/Março de 2001. Apesar
da capacidade de armazenamento das albufeiras de Kariba e Cahora Bassa, continua a registar-se a
ocorrência de grandes cheias ao longo do rio Zambeze.
LNEC - Proc. 605/1/17562 13
Quadro 2 – Caudais associados às maiores cheias históricas no rio Zambeze em várias secções
Data Caudal em
Victoria Falls (m3/s)
Caudal efluente de Kariba
(m3/s)
Caudal afluente a Cahora Bassa
(m3/s)
Caudal efluente de Cahora Bassa
(m3/s)
Caudal em Tete
(m3/s)
Caudal em Mutarara
(m3/s)
1926 4497
1939 3016 18700
1940 5035 13200
1944 2724 18200
1948 6074 12971 12600
1952 6084 21469 22300
1955 3753 12775 12300
Mar. 1958 11800 17000 23552 22500
1963 7011 12151 13200
1969 8204 9378
Mar. 1978 6297 7300 17900 14 900 18842 19500
Fev. 1989 - 14436 7 938 6289 11000
Fev. 1997 1758 12170 7 500 6662 12500
Fev-Mar. 2001 500 13978 9 000 14849 17000
Fev. 2007 10000 8 000 9475 13800
Jan-Fev 2008 9 460 6 600 11443
No que respeita à ocorrência de cheias no rio Luia, não estão disponíveis valores de caudais de
cheias na confluência do rio Luia com o rio Zambeze. Os elementos disponíveis dizem respeito a
medições efectuadas no rio Capoche, afluente do rio Luia (Quadro 3), entre 1958/59 e 1967/68.
Apesar da dimensão reduzida da série de caudais de cheia, verifica-se que no rio Capoche podem
ocorrer cheias entre 1000 m3/s e 1600 m3/s com alguma frequência.
Quadro 3 – Caudais de cheia registados nas estações E345, E395 e E360C no rio Capoche, entre
1958/59 e 1967/68
Caudais de cheia (m3/s)
Ano hidrológico Estação hidrométrica
E345 (A = 1917 km2)
Estação hidrométrica
E360C (A = 12871 km2)
Estação hidrométrica
E395A (A = 14686 km2)
1958/1959 1581 1604
1959/1960 66 98
1960/1961 225 282 374
1961/1962 126 651 797
1962/1963 147 890 1207
1963/1964 102 378 435
1964/1965 231 844 909
1965/1966 128 411 345
1966/1967 353 820 1047
1967/1968 20 136 299
LNEC - Proc. 605/1/17562 14
2.3.5. Transporte sólido e granulometria dos sedimentos
Os elementos disponíveis sobre a produção de sedimentos na bacia hidrográfica do rio Zambeze e o
transporte sólido no rio e seus afluentes, em particular no rio Luia, incluindo a granulometria dos
sedimentos transportados são muito escassos. A escassez de informação condiciona a
caracterização do regime de transporte sólido e da dinâmica fluvial do rio Zambeze e, em particular, a
resposta às intervenções realizadas e a realizar na bacia hidrográfica.
i) Transporte sólido em suspensão e por arrastamento
Hall et al. (1977) procederam à medição do caudal sólido em suspensão no período de 1973-75 no rio
Zambeze e no rio Luangwa, afluente da margem esquerda cuja confluência com o rio Zambeze se
localiza a montante da albufeira de Cahora Bassa. Apesar do período de medições ser muito
reduzido, e na ausência de outra informação, os valores de Hall et al. (1977) têm sido utilizados na
estimativa da quantidade de sedimentos em suspensão afluentes ao baixo Zambeze.
Com base nos dados de Hall et al. (1977), Ronco (2008) estima que a quantidade anual de
sedimentos em suspensão afluente ao baixo Zambeze seja de 28,6 hm3/ano. Destes, 14 hm3/ano
correspondem à contribuição do rio Luangwa. Em Tete, a afluência anual de sedimentos em
suspensão é de 34 hm3/ano. Isto significa que, a bacia intermédia contribui aproximadamente com
cerca de 6 hm3/ano. Os dados de Hall et al. (1977) e as estimativas de Ronco (2008) são
apresentadas no Anexo I.
Refira-se que, no rio Luangwa, a concentração média de sedimentos em suspensão varia entre
54 mg/l (no período seco) a 1016 mg/l (no período húmido, compreendido entre Janeiro e Abril). Em
Tete, as concentrações médias são de 70 mg/l (período seco) e 588 mg/l (período húmido).
Entre Maio de 2006 e Setembro de 2010 foram efectuadas medições de turbidez no rio Zambeze, a
jusante e a montante da confluência com o rio Luia, e estimados os valores de concentração de
sedimentos em suspensão. No entanto, constata-se que estes valores são muito reduzidos o que
poderá resultar da conversão dos valores de turbidez (NTU) para valores de concentração de
sedimentos em suspensão (mg/l). Devido às dúvidas que os dados suscitam, optou-se por não os
considerar neste estudo.
Em relação ao tipo de sedimentos produzidos na bacia hidrográfica do rio Luia, interessa referir o
enquadramento geológico da bacia. De acordo com a carta geológica, as formações geológicas da
bacia são maioritariamente graníticas, ocorrendo em menor escala formações de xistos. Neste
contexto, e em termos gerais, é expectável uma maior produção de areias do que sedimentos finos.
LNEC - Proc. 605/1/17562 15
Por último, faz-se referência a medições de transporte sólido por arrastamento realizadas no rio
Luenha e no rio Zambeze, em Tete e em Marromeu, entre 1963 e 1970. Na secção de Marromeu,
foram também efectuadas medições de caudais sólidos em suspensão. A comparação entre os
valores de caudal sólido por arrastamento e em suspensão permitiu concluir que o transporte de
sedimentos se faz essencialmente em suspensão (Ronco 2008).
ii) Granulometrias dos sedimentos transportados
A disponibilidade de informação sobre a granulometria dos sedimentos transportados no rio Zambeze
e no rio Luia é praticamente inexistente. Os únicos dados disponíveis resultam da análise de
amostras recolhidas no rio Luia e no rio Capoche em Dezembro de 2010 (Quadro 4). Importa referir
que as amostras foram recolhidas à superfície da água, junto à margem direita (MD), no centro da
secção (C) e junto à margem esquerda (ME), em situações de caudais baixos. Dadas as
circunstâncias em que foram recolhidas, as amostras não podem ser consideradas representativas da
granulometria dos sedimentos transportados pelo rio Luia, afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa.
No Quadro 4 apresentam-se as características granulométricas dos sedimentos, designadamente a
percentagem de areias, siltes e argilas, os diâmetros característicos (D50, D16 e D84) e o coeficiente
de graduação que traduz a maior ou menor uniformidade da distribuição granulométrica. Note-se que
a classificação dos sedimentos em areias, siltes e argilas depende do diâmetro das partículas. No
presente caso, e de acordo com o boletim de análise das amostras, foram considerados os seguintes
limites:
• Areia: 63 µm ≤ D < 2 mm,
• Silte: 2 µm ≤ D < 63 µm,
• Argila: 0,2 µm ≤ D < 2 µm.
Verifica-se que as amostras são constituídas essencialmente por siltes, com diâmetros medianos
entre 4 µm e 16,7 µm. Uma vez que as amostras foram recolhidas à superfície, é expectável que os
sedimentos transportados junto ao fundo e no seio do escoamento possuam diâmetros superiores.
Quadro 4 – Características granulométricas dos materiais transportados em suspensão no rio Luia
e no rio Capoche, relativas a medições pontuais efectuadas em Dezembro de 2010
Local % Areias % Siltes % Argilas D50 (µm)
D16 (µm)
D84 (µm)
Coeficiente de graduação (-)
Rio Luia (MD) 73,3 26,7 4,0 1,3 8,9 2,71
Rio Luia (C) 0,2 89,0 10,8 8,7 2,8 23,9 2,92
Rio Luia (ME) 90,4 9,6 10,0 3,2 22,7 2,69
Rio Capoche (MD) 5,6 86,2 8,2 16,7 3,8 43,6 3,52
Rio Capoche (C) 79,4 20,6 5,1 1,6 13,8 2,93
Rio Capoche (ME) 88,0 12,0 8,3 2,6 19,3 2,77
LNEC - Proc. 605/1/17562 16
Refira-se que, em 1964, foram recolhidas amostras de sedimentos transportados em suspensão no
rio Zambeze, no local da Ponte Dona Ana. A análise granulométrica das amostras revelou a seguinte
composição: 20% de argila, 25% de silte e 55% de areia. Os sedimentos possuem os seguintes
diâmetros característicos: D10 = 0,12 µm, D50 = 73 µm e D90 = 116 µm.
2.3.6. Características do aproveitamento de Mphanda Nkuwa
Como foi referido na Introdução, a barragem de Mphanda Nkuwa, localiza-se 61 km a jusante da
barragem de Cahora Bassa. A capacidade de armazenamento da albufeira é de 2544 hm3,
representando cerca de 5% da capacidade da albufeira de Cahora Bassa (65000 hm3). O Nível de
Pleno Armazenamento (NPA) é 207 m, e o Nível Mínimo de Exploração (Nme) de 204,5 m. No
Quadro 5 são apresentadas as características do aproveitamento de Mphanda Nkuwa.
Quadro 5 – Características do aproveitamento de Mphanda Nkuwa
Área: 1 086 000 km2
Bacia hidrográfica Caudal médio do rio Zambeze: 2578 m3/s
Nível de Pleno Armazenamento (NPA): 207 m
Nível de Máxima Cheia (NMC): 210 m
Nível Mínimo de Exploração (Nme): 204,5 m Albufeira
Capacidade de armazenamento (NPA): 2544 hm3
Tipo: betão compactado a rolo
Altura: 101 m
Cota do coroamento: 211 m Barragem
Desenvolvimento do coroamento: 594 m
Tipo: descarregador de superfície com comportas
Número de comportas: 13 Descarregador de
cheias
Caudal de dimensionamento: 31 000 m3/s (T = 10000 anos)
A barragem de Mphanda Nkuwa será de betão compactado a rolo e terá cerca de 101 m de altura. O
coroamento estará à cota 211. O descarregador de cheias, implantado sobre o corpo da barragem, é
de superfície, com um total de 13 comportas. O caudal de cheia de dimensionamento do
descarregador é 31000 m3/s, correspondente a um período de retorno de 10000 anos.
A central hidroeléctrica será construída na margem esquerda, junto à barragem. De acordo com
elementos fornecidos pela COBA, o regime de exploração da Hidroeléctrica de Mphanda Nkuwa
basear-se-á na operação designada por “mid-merit”, com maior produção de energia durante 15
horas do dia em resposta ao período de maior procura. Assim, prevê-se o caudal máximo de
LNEC - Proc. 605/1/17562 17
2100 m3/s a turbinar em 15 horas e o caudal mínimo de 196 m3/s a turbinar em 9 horas. A esta
variação de caudal corresponderá uma diferença de 0,4 m no nível da albufeira.
2.3.7. Considerações finais
A informação existente sobre transporte sólido no rio Zambeze é muito escassa e refere-se apenas a
valores pontuais da concentração de sedimentos em suspensão. Exceptuando as medições
realizadas em Marromeu, não estão disponíveis valores de transporte sólido por arrastamento no rio
Zambeze. A ausência de informação limita a quantificação sustentada da quantidade de sedimentos
transportados no rio e a análise da sua evolução no tempo com o aumento da capacidade de
armazenamento na bacia do rio Zambeze.
Um dos aspectos importantes para a caracterização do transporte sólido é as granulometrias dos
sedimentos transportados. Neste caso, os valores disponíveis no rio Luia não podem ser
considerados representativos dos sedimentos afluentes a Mphanda Nkuwa.
Por último, importa realçar que, para além das lacunas na informação sobre transporte sólido, a
informação sobre caudais no rio Luia é muito limitada. Efectivamente, não se dispõem de caudais de
cheia na foz do rio Luia nem de hidrogramas de cheia. Estes elementos são fundamentais para
caracterizar os eventos de cheia no rio Luia, e avaliar a sua contribuição nas afluências de caudal
sólido à albufeira de Mphanda Nkuwa.
3. ABORDAGEM DO PROBLEMA
3.1. Hipóteses consideradas neste estudo
A análise da informação de base revelou que os dados disponíveis sobre sedimentos e transporte
sólido no rio Zambeze e no rio Luia são muito escassos e insuficientes para o estudo completo da
influência da barragem de Mphanda Nkuwa na retenção de sedimentos.
Assim, no presente estudo foi necessário assumir alguns cenários de transporte sólido e algumas
simplificações de forma a ser possível aplicar o modelo computacional e prever a influência da
albufeira de Mphanda Nkuwa no transporte de sedimentos. As hipóteses principais consideradas são:
1) É expectável que a maioria dos sedimentos afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa resultem
da contribuição do rio Luia. Efectivamente, admite-se que os sedimentos produzidos na bacia
hidrográfica do Zambeze são retidos principalmente nas albufeiras de Kariba e de Cahora Bassa.
Esta hipótese baseia-se na relação entre o escoamento afluente e a capacidade de
LNEC - Proc. 605/1/17562 18
armazenamento das albufeiras (índice de regularização), que é muito elevado no caso de Kariba
(Quadro 6). A confirmação desta hipótese só poderá ser realizada caso existam levantamentos
do fundo dessas albufeiras ou outros indícios de problemas de sedimentação.
Quadro 6 – Índice de regularização das albufeiras de Kariba, Cahora Bassa e Mphanda Nkuwa
Barragem Área da bacia hidrográfica (km2)
Capacidade de armazenamento da
albufeira (hm3)
Escoamento anual afluente (hm3)
Índice de regularização da albufeira
Kariba 663000 180000 40200 4,48
Cahora Bassa 1050000 65000 71076 0,91
Mphanda Nkuwa 1086000 2544 63210 0,04
2) Por outro lado, e de acordo com os poucos elementos disponíveis, é também expectável que a
maioria dos sedimentos produzidos na bacia do rio Luia sejam transportados em suspensão.
Esta hipótese, já considerada no estudo da caracterização da situação de referência (COBA
2011) e no estudo de Ronco (2008), baseia-se no facto de as medições de transporte sólido
disponíveis serem de sedimentos em suspensão e na baixa relação entre transporte sólido em
suspensão e por arrastamento observada em Marromeu.
3) Considera-se possível a ocorrência de concentrações de sedimentos em suspensão no rio Luia
da mesma ordem de grandeza, ou eventualmente superior, aos valores observados no rio
Luangwa. No entanto, dado o enquadramento geológico da bacia hidrográfica do rio Luia, não é
expectável a ocorrência de valores excepcionalmente elevados.
4) Na ausência de informação sobre a granulometria dos sedimentos em suspensão, admite-se que
a maioria dos sedimentos em suspensão se encontra na gama dos siltes, ou seja, caracterizados
por diâmetros medianos entre 2 µm e 63 µm.
5) Na simulação do transporte de sedimentos em suspensão na albufeira de Mphanda Nkuwa será
utilizado um modelo numérico unidimensional. Uma vez que a referida albufeira está localizada
num trecho do vale do rio Zambeze bastante encaixado, considera-se admissível a hipótese de o
escoamento ser unidimensional.
Tendo em consideração as hipóteses do estudo, descreve-se sumariamente nas secções seguintes
os conceitos fundamentais sobre transporte e deposição de sedimentos finos em albufeiras e o
modelo computacional a utilizar no estudo. No Capítulo 4 identificam-se os cenários de simulação
considerados.
LNEC - Proc. 605/1/17562 19
3.2. Transporte e deposição de sedimentos finos em albufeiras
O processo de deposição de sedimentos em albufeiras afecta inicialmente as fracções mais
grosseiras que se depositam na região de montante, constituindo um delta. Os sedimentos mais
finos, transportados em suspensão, transpõem o delta, sendo depositados no fundo da albufeira mais
a jusante ou descarregados através dos órgãos de descarga da barragem (Figura 8). Em geral, o
delta é formado pelos sedimentos mais grosseiros (areias e seixos). As fracções finas da areia, o silte
e a argila constituem os depósitos de materiais finos (Alves, 2008).
Figura 8 – Processos de transporte e deposição de sedimentos em albufeiras
Em situações em que a quantidade de sedimentos em suspensão transportados pelo curso de água é
elevada, a diferença de peso volúmico entre o escoamento afluente e a água retida na albufeira pode
dar origem à formação de escoamentos estratificados (designados por correntes de turbidez). Estes
escoamentos são capazes de transportar grandes quantidades de material em suspensão a grandes
distâncias e atingir a zona da barragem (Alves, 2008). No seu movimento para jusante, as correntes
de turbidez podem erodir e depositar sedimentos no fundo e arrastar e incorporar fluido ambiente
(água na albufeira) na corrente.
A ocorrência de correntes de turbidez pode verificar-se em albufeiras, lagos e oceanos. A causa
principal da sua formação pode ser a afluência de elevadas quantidades de sedimentos em
suspensão (e.g., durante a ocorrência de uma cheia, o lançamento de resíduos de minério,
operações de dragagem, acção de deslizamentos subaquáticos). Do ponto de vista da capacidade de
transporte de sedimentos, interessa analisar as correntes geradas por fontes permanentes de
sedimentos em suspensão, decorrentes de eventos de cheias com duração de horas ou dias.
O estudo de correntes de turbidez em albufeiras através das observações de campo tem sido
condicionado pelos aspectos operacionais e custos associados. No entanto são referidas na literatura
a observação de correntes de turbidez na albufeira de Elephant Butte, em 1919, e em 1935 na
albufeira Lake Mead, ambas nos EUA (Morris e Fan, 1997). Na China foram efectuadas medições
sistemáticas de correntes de turbidez nas albufeiras de Guanting na década de 1950 e nas albufeiras
de Sanmenxia e Liujiaxia, respectivamente, nas décadas de 1960 e 1970. Mais recentemente, na
década de 1990, as campanhas de medição realizadas na albufeira de Luzzone (Suíça), confirmaram
LNEC - Proc. 605/1/17562 20
que a ocorrência de correntes de turbidez é o principal mecanismo de transporte e deposição de
sedimentos nessa albufeira (De Cesare, 1998 in Alves 2008). Importa referir que as correntes de
turbidez podem deslocar-se a grandes distâncias: cerca de 100 km no caso do Lake Mead e cerca de
80 km na albufeira de Sanmenxia (Morris e Fan, 1997).
Por último, interessa realçar que os estudos de sedimentação em albufeiras foram conduzidos no
passado com base em metodologias de natureza empírica, em levantamentos de campo ou
recorrendo a modelos físicos. Mais recentemente, passou também a recorrer-se à utilização de
modelos computacionais. A maioria dos modelos propostos aborda separadamente os problemas da
formação e propagação do delta e da formação e movimento das correntes de turbidez, devido à
dificuldade em compatibilizar hipóteses de base e graus de pormenor na análise, resultantes das
diferentes escalas de tempo e de espaço inerentes aos dois casos (Alves 2008).
3.3. Breve descrição do modelo computacional
O modelo computacional utilizado neste estudo é unidimensional e foi desenvolvido especificamente
para a simulação de escoamentos com sedimentos em suspensão em albufeiras (Alves, 2008). Como
foi referido anteriormente, estes escoamentos estratificados são vulgarmente conhecidos por
correntes de turbidez. Com este modelo pretende-se obter: i) as características médias das correntes
de turbidez ao longo da albufeira num dado instante; ii) a posição da frente ao longo do tempo; e, iii)
os volumes de deposição associados à passagem da corrente de turbidez.
A descrição detalhada do modelo é apresentada em Alves (2008). Refere-se apenas que as
equações de base do modelo traduzem os princípios de conservação da quantidade de movimento
da mistura água e sedimentos em suspensão, da conservação da massa de sedimentos em
suspensão, da conservação da massa da mistura e da conservação da massa de sedimentos no
leito. São utilizadas relações semi empíricas para o fecho do sistema de equações.
Na resolução das equações de base é utilizado um esquema numérico de volumes finitos:
implementou-se o HLLC Riemann Solver (Harten, Lax and van Leer and Contact wave, na
terminologia de língua inglesa) na versão TVD (Total Variation Diminishing Methods) do esquema de
segunda ordem WAF (Weighted Average Flux Schemes), de tipo conservativo. Este esquema é
adequado à modelação de frentes abruptas e de outras descontinuidades. A descrição da
discretização dos termos de fonte, do tratamento das condições de fronteira é apresentada em Alves
(2008).
O modelo computacional foi validado com base em dados de laboratório de correntes de turbidez
seleccionados da literatura e em dados obtidos num estudo experimental realizado no LNEC (Alves
2008; Alves et al. 2010).
LNEC - Proc. 605/1/17562 21
4. APLICAÇÃO DO MODELO. ANÁLISE DOS RESULTADOS
4.1. Identificação dos cenários de simulação
Tendo como objectivo analisar o transporte e a deposição de sedimentos finos na albufeira de
Mphanda Nkuwa resultantes da contribuição do rio Luia, foram considerados nas simulações em
modelo computacional os cenários apresentados no Quadro 7. Neste quadro, QCB representa o
caudal efluente de Cahora Bassa, QL o caudal no rio Luia, CsL a concentração de sedimentos em
suspensão no rio Luia e D50 o diâmetro mediano dos sedimentos transportados em suspensão.
Quadro 7 – Cenários de simulação
Cenário QCB (m3/s)
QL (m3/s)
CsL (g/l)
D50 (µm)
1 2000 1400 0,6 40
2 2000 1400 1 40
3 2000 1400 10 40
4 2000 3200 1 40
5 2000 3200 10 40
6 2000 3200 40 40
7 2000 1400 0,6 10
8 2000 1400 10 10
9 2000 3200 1 10
10 2000 3200 10 10
11 2000 1400 0,6 2
12 2000 1400 10 2
13 2000 3200 10 2
Os cenários de simulação traduzem as hipóteses consideradas no estudo (ver 3.1). Admite-se que os
sedimentos afluentes à albufeira de Mphanda Nkuwa resultam essencialmente da contribuição do rio
Luia. Neste contexto, consideraram-se caudais de cheia no rio Luia compreendidos entre 1400 m3/s e
3200 m3/s, valores que se assume poderem traduzir eventos de cheia relativamente frequentes e com
capacidade de transporte de sedimentos. Assume-se que a duração máxima das cheias é 48 h,
correspondente ao tempo total de simulação. Isto significa que findo o evento que deu origem à
formação da corrente de turbidez, os sedimentos por ela transportados serão depositados na
albufeira.
Em relação à granulometria dos sedimentos transportados, admite-se que a fracção dominante é a
dos siltes, com diâmetros medianos de 40 µm e de 10 µm. Atendendo à eventual importância da
fracção de argilas, efectuaram-se ainda simulações considerando um diâmetro das partículas de
2 µm. Neste último caso, os resultados devem ser encarados com reserva uma vez que o modelo não
considera fenómenos de coesão entre partículas, presentes nas fracções muito finas dos sedimentos
(argilas).
LNEC - Proc. 605/1/17562 22
Relativamente ao escoamento proveniente de Cahora Bassa, considerou-se o caudal médio mensal
efluente de 2000 m3/s (ver 2.3.3). Não se consideraram caudais efluentes de Cahora Bassa em
períodos de cheia, uma vez que nessas situações não é expectável a formação de escoamentos
estratificados na albufeira de Mphanda Nkuwa.
As secções transversais utilizadas no modelo, com espaçamento constante, foram obtidas por
interpolação linear a partir das secções referidas em 2.3.2.
4.2. Análise dos resultados
4.2.1. Considerações gerais
Foram realizadas várias simulações utilizando o modelo computacional e considerando os cenários
referidos em 4.1. Atendendo às limitações da informação de base e à incerteza das hipóteses
consideradas neste estudo, os resultados aqui apresentados devem ser considerados apenas como
estimativas da tendência nos fenómenos de transporte e deposição de sedimentos na albufeira de
Mphanda Nkuwa.
Nos pontos seguintes procede-se à análise dos resultados das simulações. Nesta análise apenas
serão apresentados os resultados dos cenários considerados mais relevantes para a compreensão
da influência da albufeira de Mphanda Nkuwa no transporte de sedimentos no rio Zambeze.
4.2.2. Resultados obtidos considerando D50 = 40 µm
Tendo por base os cenários de simulação considerados com o caudal no rio Luia de 1400 m3/s
(cenários 1 a 3), constatou-se que a formação dos escoamentos estratificados (correntes de turbidez)
é iniciada no rio Luia, na zona influenciada pela albufeira de Mphanda Nkuwa, a uma distância da
confluência com o rio Zambeze da ordem dos 8 km a 14 km.
No caso do cenário correspondente à menor concentração de sedimentos em suspensão e ao menor
caudal no rio Luia (cenário 1: QCB = 2000 m3/s; QL = 1400 m3/s e CsL = 0,6 g/l) a corrente de turbidez
dissipa-se antes de atingir a confluência com o rio Zambeze. Isto deve-se à redução da velocidade da
corrente no interior da albufeira e à consequente deposição parcial dos sedimentos nessa zona.
No cenário 2, correspondente a QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 10,0 g/l, a corrente de
turbidez progride para o interior da albufeira de Mphanda Nkuwa. Na Figura 9 apresentam-se os
resultados da simulação em termos da altura média da corrente ao longo da albufeira (a), da
velocidade média da corrente (b) e da concentração de sedimentos em suspensão (c). Conforme se
LNEC - Proc. 605/1/17562 23
pode observar, ao fim de 41 h de duração do evento de cheia no rio Luia, as velocidades médias da
corrente e as concentrações de sedimentos em suspensão são muito baixas. Neste caso, a corrente
não atinge a zona da barragem e é expectável que se deposite na albufeira.
90
110
130
150
170
190
210
230
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
z (m
)NPA
a)leito da albufeira
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
U (
m/s
)
b)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
Cs
(g/l)
c)
Figura 9 – Resultados da simulação do cenário 3 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 10,0 g/l) ao
fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da
corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente
No caso do caudal de cheia no rio Luia ser QL = 3200 m3/s, os resultados das simulações (cenários 4
a 6) apontam para que os sedimentos em suspensão possam atingir o local da barragem quando as
concentrações de sedimentos em suspensão no rio Luia são superiores a cerca de 10 g/l. Embora a
capacidade de transporte de sedimentos seja elevada, a concentração dos sedimentos na vizinhança
LNEC - Proc. 605/1/17562 24
da barragem poderá ser reduzida como mostra a Figura 10. Ao cessar o evento de cheia que deu
origem à corrente de turbidez, os sedimentos irão depositar-se na albufeira.
90
110
130
150
170
190
210
230
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
z (m
)NPA
a)leito da albufeira
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
U (
m/s
)
b)
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
Cs
(g/l)
c)
Figura 10 – Resultados da simulação do cenário 5 (QCB = 2000 m3/s, QL = 3200 m3/s e CsL = 10,0 g/l)
ao fim de 24 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média
da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente
LNEC - Proc. 605/1/17562 25
4.2.3. Resultados obtidos considerando D50 = 10 µm
Nos cenários 7 a 11 foi admitido um diâmetro mediano dos sedimentos de 10 µm, de forma a avaliar
a influência deste parâmetro nos resultados do modelo, em particular nas concentrações de
sedimentos em suspensão ao longo da albufeira. Na Figura 11 e na Figura 12 são apresentados os
resultados dos cenários 7 e 9, respectivamente.
90
110
130
150
170
190
210
230
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
z (m
)
NPA
a)leito da albufeira
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
U (
m/s
)
b)
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
Cs
(g/l)
c)
Figura 11 – Resultados da simulação do cenário 7 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 0,6 g/l) ao
fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da
corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente
LNEC - Proc. 605/1/17562 26
90
110
130
150
170
190
210
230
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
z (m
)
NPA
a)leito da albufeira
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
U (
m/s
)
b)
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
Cs
(g/l)
c)
Figura 12 – Resultados da simulação do cenário 9 (QCB = 2000 m3/s, QL = 3200 m3/s e CsL = 1,0 g/l) ao
fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média da
corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente
Constata-se que, nas simulações efectuadas com D50 = 10 µm, o decréscimo da concentração de
sedimentos em suspensão ao longo do trajecto da corrente é muito menor do que nas simulações
com D50 = 40 µm. Este resultado, embora expectável à priori, traduz o facto da velocidade de queda
das partículas ser muito baixa para os sedimentos com D50 = 10 µm. Assim, no caso da cheia no rio
Luia ser suficientemente prolongada no tempo, os resultados do modelo prevêem que os sedimentos
atinjam o local da barragem.
LNEC - Proc. 605/1/17562 27
4.2.4. Resultados obtidos considerando D50 = 2 µm
Na Figura 13 apresentam-se os resultados do modelo para o cenário 11, onde se admitiu um caudal
no rio Zambeze de 2000 m3/s, a cheia no rio Luia de 1400 m3/s, uma concentração de 0,6 g/l e um
diâmetro das partículas de 2 µm. Como foi anteriormente referido, estes resultados devem ser
considerados com reserva uma vez que não são simulados os fenómenos de coesão entre as
partículas.
90
110
130
150
170
190
210
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0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
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NPA
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)
b)
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0,40,50,60,7
0 10 20 30 40 50Distância à barragem de Mphanda Nkuwa (km)
Cs
(g/l)
c)
Figura 13 – Resultados da simulação do cenário 11 (QCB = 2000 m3/s, QL = 1400 m3/s e CsL = 0,6 g/l)
ao fim de 41 h. a) altura média da corrente no interior da albufeira da corrente, b) velocidade média
da corrente, e c) concentração de sedimentos em suspensão na corrente
Os resultados obtidos nas simulações dos cenários com D50 = 2 µm são semelhantes aos resultados
considerando D50 = 10 µm. Prevê-se que assim, as fracções argilosas atinjam o local da barragem.
LNEC - Proc. 605/1/17562 28
5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O estudo integrado da sedimentação em albufeiras envolve aspectos que vão desde a previsão da
erosão e produção de sedimentos na bacia hidrográfica, ao estudo do transporte desses sedimentos
nos cursos de água, à previsão dos volumes depositados nas albufeiras, à modelação das descargas
ou à gestão das mesmas no contexto da exploração das albufeiras e do respeito de exigências
ambientais a jusante (Alves, 2008).
No presente estudo procedeu-se à análise da influência da barragem de Mphanda Nkuwa, a construir
no rio Zambeze, na retenção de sedimentos na albufeira. O estudo baseou-se na aplicação de um
modelo computacional na simulação do transporte de sedimentos em suspensão na albufeira.
A metodologia considerada no estudo assentou nas seguintes vertentes: i) análise da informação de
base; ii) definição de cenários de simulação; e iii) simulação em modelo computacional de situações
consideradas relevantes para a compreensão da influência da barragem de Mphanda Nkuwa na
retenção de sedimentos na albufeira.
A análise da informação de base revelou que os dados disponíveis sobre sedimentos e transporte
sólido no rio Zambeze e no rio Luia são muito escassos e insuficientes para o estudo completo da
influência da barragem de Mphanda Nkuwa na retenção de sedimentos. Atendendo aos limites da
informação de base, efectuaram-se várias hipóteses de trabalho que só poderão vir a ser confirmadas
com a recolha futura de informação no campo.
A simulação em modelo computacional permitiu obter resultados que, embora não conclusivos face
às lacunas de informação de base, são indicativos da influência da barragem na retenção de
sedimentos. Os cenários de simulação mostraram que:
− Em situações em que se verifique a ocorrência de cheias no rio Luia, com caudais superiores a
1400 m3/s e com elevadas concentrações de sedimentos em suspensão, sem que se registem
simultaneamente cheias no rio Zambeze, prevê-se que possam ocorrer escoamentos
estratificados com sedimentos em suspensão (correntes de turbidez) na albufeira de Mphanda
Nkuwa. Estima-se que, se a duração do evento de cheia for suficientemente prolongada no
tempo, estes escoamentos possam atingir o local da barragem.
− A concentração de sedimentos em suspensão ao longo da albufeira depende naturalmente da
granulometria dos sedimentos transportados. No caso de sedimentos com diâmetro mediano da
ordem de 40 µm, as concentrações de sedimentos em suspensão são relativamente baixas ao
longo da albufeira de Mphanda Nkuwa. Nestas situações prevê-se que, findo o evento de cheia,
os sedimentos sejam depositados na albufeira.
LNEC - Proc. 605/1/17562 29
− As fracções finas dos sedimentos, com diâmetros inferiores a cerca de 10 µm (fracções finas de
siltes e as argilas), são transportadas em suspensão pelo escoamento, podendo depositar-se na
albufeira ou passar para jusante através das turbinas.
Tendo em consideração os resultados obtidos, equacionou-se a possibilidade de utilização da
descarga de fundo para a passagem dos sedimentos finos para jusante. Neste caso, a operação de
abertura da descarga de fundo deveria ser realizada aquando da ocorrência de cheias no rio Luia. No
entanto, dos casos relatados na bibliografia (Morris e Fan, 1997), a eficácia desta medida depende de
vários factores, entre os quais da concentração de sedimentos em suspensão que atinge a barragem,
do caudal descarregado através da descarga de fundo e da correcta abertura das comportas,
nomeadamente, o instante em que é feita a abertura e a duração dessa operação.
Uma vez que o caudal de dimensionado da descarga de fundo não deverá ser superior a 300 m3/s e,
por outro lado, o caudal turbinado é da ordem dos 2500 m3/s e a tomada de água da central fica
localizada a meia altura da barragem, é expectável que o efeito da chamada do escoamento origine
que as fracções finas dos sedimentos passem através das turbinas e eventualmente pelo
descarregador de cheias e não pela descarga de fundo.
Por último, importa realçar que a limitação da informação de base evidencia a necessidade de se
proceder à monitorização dos caudais sólidos por arrastamento e em suspensão de forma
sistemática, registando em simultâneo os caudais líquidos e a granulometria dos sedimentos. Estas
medições deverão ser realizadas no rio Zambeze e nos seus afluentes, incluindo o rio Luia.
Lisboa, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Julho 2011
VISTOS AUTORIA
Teresa Viseu
Investigador Auxiliar
Chefe do Núcleo de Recursos Hídricos e Estruturas Hidráulicas
Elsa Alves
Investigador Auxiliar
Rafaela de Saldanha Matos
Directora do Departamento de Hidráulica e Ambiente
LNEC - Proc. 605/1/17562 30
BIBLIOGRAFIA
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Doutoramento, Instituto Superior Técnico, Lisboa, Dezembro de 2008.
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COBA (2010a) – Hidroeléctrica de Mphanda Nkuwa. Estudo de pré-viabilidade ambiental e definição
do âmbito (EPDA), Cap. 4 – Áreas de estudo. COBA, Lisboa.
COBA (2010b) – Hidroeléctrica de Mphanda Nkuwa. Estudo de pré-viabilidade ambiental e definição
do âmbito (EPDA), Cap. 5 – Caracterização do empreendimento. COBA, Lisboa.
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situação de referência. Regime de sedimentos no rio Zambeze. Evolução da geometria do leito.
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LNEC - Proc. 605/1/17562 34
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1
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO III – MEIO BIÓTICO
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO III.1 – HABITATS, VEGETAÇÃO E FLORA
1
Anexo III.1 – LISTA GERAL DE ESPÉCIES
Quadro 1 - Espécies observadas na área do projecto Família Nome científico
Acanthaceae Asystasia gangetica Amaranthaceae Pupalia lappacea
Commiphora edulis Lannea edulis
Lannea schwinfurthii Rhus gueinzii
Anacardiaceae
Sclerocarya birrea Annonaceae Artabotrys brachyspetalus
Holarrhena pubescens Apocynaceae
Holarrhena zanzibarica Asparagaceae Asparagus aethiopicus
Bidens steppia Melanthera biflora
Melanthera scandens Asteraceae
Bidens pilosa Bombacaceae Adansonia digitata
Fernandoa sp. Kigelia africana
Markhamia acuminata Markhamia obtusifolia
Bignoneaceae
Markhamia zanzibarica Boraginaceae Trichodesma zeylanicum Brassicaceae Leppidium sp.
Commiphora africana Comiphora sp. Burseraceae
Commiphora marlothii Bauhinia tomentosa
Caesalpinaceae Burkea africana
2
Família Nome científico
Cadaba natalensis Cladostemon kirkii 1. Capparaceae Cleome monophylla
2. Celastraceae Maytenus senegalensis 3. Clusiaceae Garcinia livingstonii
Combretum imberbe Combretum adenogonium Combretum apiculatum Combretum hereroensi Combretum molle Combretum zeyheri Commelina sp. Pteleopis mirtytfolia
4. Combretaceae
Terminalia sericea 5. Convolvulaceae Ipomeia sp. 6. Cucurbitaceae Cucumis sp 7. Cyperaceae Cyperus sp
Diospyros quiloensis Diospyros sp. Diospyros mespiliformis
8. Ebenaceae
Diospyros lycioides Bridelia cathartica Euphorbia sp. Bridelia mollis Antidesma venosum Phylanthus sp. Phyllanthus reticulates
9. Euphorbiaceae
Abrus precatorius Acacia nigrescens Acacia nilotica Acacia pollyacantha Acacia tortilis Albizia gumifera Albizia petersiana Brachystegia sp. Cassia abbreviate Colophospermum mopane Dalbergia melanoxylon Dichrostachis cinerea Faidherbia albida Indigofera ocidentalis Lonchocarpus capassa Mimosa pigra Pterocarpus sp. Senna abreviatta
10. Fabaceae
Senna petersiana
3
Família Nome científico Sesbania sesban Tamarindus indica Tephrosia purpurea Tephrosia sp. Xeroderis sthulmannii
11. Flacourtiaceae Flacourtia indica 12. Kirkiaceae Kirkia acuminata
Ocimum basilicum 13. Lamiaceae Ocimum sp. Strychnos spinosa
14. Loganiaceae Strychnos madagascarensis
Urena lobata Trichilia dracaena Sida acuta Sida cardifolia
15. Malvaceae
Ficus capreifolia Turrea nilotica 16. Meliaceae
17. Nyctaginaceae Boerhavia diffusa Nymphaea nouchali 18. Moraceae Cardiogyne Africana
Olax dissitiflora 19. Olacaceae Ximenia Americana
20. Papaveraceae Argemona Mexicana
Aristida sp. Cymbopogon contortus Cymbopogon sp. Cynodon dactilon Dactyloctenium aegyptium Digitaria milagiana Digitaria sp. Eragostis sp. Eragrostis capensis Hyparrhenia cymbaria Hyparrhenia dissolute Melinis repens Panicum maximum Phragmites mauritianus Sporobolus virginicus
21. Poaceae
Urocloa mosambisensis 22. Rhamnaceae Ziziphus mauritiana 23. Rubiaceae Rothmannia globosa 24. Sapindaceae Deinbolia oblongifolia
4
Família Nome científico Dombeya burgessiae 25. Sapotaceae Manilkara discolor
26. Scrophulariaceae Striga sp. Waltheria indica Hermania boraginiflora Sterculia africana 27. Sterculiaceae
Sterculia quinqueloba 28. Solanaceae Solanum sp.
Grewia monticola Grewia bicolor Grewia caffra Grewia occidentalis Grewia sp. Grewia triangularis
29. Tiliaceae
Triumpheta petandra Vites harveiana 30. Verbenaceae Vites sp.
Quadro 2 - Espécies encontradas nas ilhas arenosas e rochosas Família Nome científico Nome Local Hábito Usos Anacardiaceae Commiphora edulis Chalolo Árvore Medicinal Celasteraceae Maytenus senegalensis Arbusto Medicinal Commeliaceae Commelina sp. Herbácea Medicinal Convulvulaceae Ipomea sp Herbácea Cucurbitaceae Cucumis sp. Herbácea Cyperaceae Cyperus sp. Herbácea Artesanato
Faidherbia albida Árvore Lenha Fabaceae
Xeroderis sthulmannii Nonde Árvore Logoniaceae Strychnos spinosa Mthema Arbusto Fruteira Olacaceae Olax dissitiflora Medicinal Poaceae Cynodon dactylon Mutsema Herbácea Artesanato Sporobolus virginicus Herbácea Construção
Phragmites mauritianus Mtete Herbácea Construção, artesanato
Digitaria sp Herbácea
Panicum maximum Herbácea Construção, artesanato
Hyparrhenia dissoluta Herbácea Construção, Eragostis sp Herbácea Construção,
5
Quadro 3 - Espécies observadas em habitats ribeirinhos / vegetação ribeirinha Família Nome Científico Nome Local Hábito Usos
Anacardiaceae Lannea stuhlmannii Árvore Medicinal Annonaceae Artabotrys brachypetalus Liana Construção Brassicaceae Lepidium sp. Herbácea Boraginaceae Trichodesma zeylanicum Arbusto Medicinal Burseraceae Commiphora africana Tchovi Árvore Medicinal Capparaceae Cadaba natalensis Arbusto Lenha Celastraceae Maytenus senegalensis Sucamono Arbusto Medicinal Clusiaceae Garcinia livingstonii Mipimbi Arbusto Medicinal e Fruteira
Combretum apiculatum Kagolo Árvore Construção Combretum imberbe Tsimbite Árvore Lenha Combretaceae Pteleopis merytifolia Muave Árvore
Cyperaceae Cyperus sp. Herbácea Artesanato Ebenaceae Diospyros quiloensis Mdodo Arbusto Fruteira
Phyllanthus sp. Quebe Arbusto Fruteira Euphorbiaceae Bridelia mollis Capsipsa Arbusto Fruteira
Acacia nigrescens Kunku Árvore Acacia nilotica Nzio Árvore Acácia tortilis Mzunga Árvore Albizia petersiana Arbusto Construção Colophospermum mopane Msanha Árvore Construção Indigofera ocidentalis Herbácea Lonchocarpus capassa Mupacassa Árvore Lenha Mimosa pigra Arbusto Pterocarpus sp. Árvore Tamarindus indica Msica Árvore Fruteira
Fabaceae
Tephrosia Arbusto Laminaceae Ocimum basilicum Catandabuda Herbácea Medicinal Malvaceae Sida acuta Arbusto Artesanato Moraceae Ficus capreifolia Inkuyo Árvore Fruteira Nymphacaceae Nymphaea nouchali Herbacea Alimentação
Olax dissitiflora Chitimbinbe Arbusto Medicinal Olacaceae Ximenia americana Arbusto Fruteira Oraghraceae Ludwigia jussiacoides Herbácea Papaveraceae Argemona mexicana Doza Herbácea
Cymbopogon sp. Herbácea Cynodon dactilon Mutsema Herbácea Artesanato Digitaria sp. Herbácea Construção Panicum maximum Herbácea Construção Phragmites mauritianus Mtete Herbácea Construção, artesanato
Poaceae
Sporobolus virginicus Herbácea Construção Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Msau Árvore Fruteira
Sterculia africana Mgosa Árvore Construção Sterculiaceae Waltheria indica Herbácea Tiliaceae Grewia occidentalis Utongola Arbusto Medicinal Fruteira
Quadro 4 - Espécies encontradas nos terraços de aluvião Família Nome científico Nome local Hábito Usos
Lannea schweinfurthii Psototo Árvore Medicinal Lannea edulis Psototo Anacardiaceae Sclerocarya birrea Phula
Annonaceae Artabortrys Liana Construção
6
brachyspetalus Combretum apiculatum Kagolo Árvore Construção
Combretaceae Terminalia sericea Gonono Arbusto Lenha e Medicinal
Ebenaceae Diospyros lycoides Mdodo Arbusto Comestível Euphorbiaceae Phylanthus reticulatus Quebe Arbusto Comestível
Acacia nilotica Capsipsa Árvore Lenha Acacia tortilis Mzunga Árvore Dichrostachys cinerea Árvore Construção Lonchocarpus capassa Mupacassa Árvore Lenha
Fabaceae
Senna abreviata Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Msau Árvore Comestível Sapindaceae Deinbolia obolongifolia Sapotaceae Manilkara discolor Tiliaceae Grewia monticola Utongola Arbusto Medicinal, Fruteira
Vites harveyana Verbenaceae
Vites sp. Lenha
Quadro 5 - Espécies encontradas em áreas com ocupação humana Família Nome científico Nome local Hábito Usos Bombacaceae Adansonia digitata Mulambe Árvore Fruteira Bignoniaceae Markhamia obtusifolia Msena Arbusto Medicinal Capparaceae Cadaba natalensis Arbusto Lenha Clusiaceae Garcinia livingstonii Mipimbi Arbusto Medicinal, Fruteira
Combretum apiculatum Kagolo Árvore Construção Combretum imberbe Tsimbite Árvore Lenha Combretum molle Mugogone Árvore Lenha
Combretaceae
Terminalia sericea Gonono Árvore Medicinal, lenha Diospyros mispiliformis Tchenge Árvore Fruteira
Ebenaceae Diospyros quiloensis Mdodo Arbusto Fruteira Acacia nigrescens Insio Árvore Lenha Acacia nilotica Mzunga Árvore Lenha Acacia polyacantha Kalacanga Árvore Lenha Acacia tortilis Capsipsa Árvore Lenha Brachystegia sp. Árvore Artesanato Cassia abbreviata Tsembete Arbusto Medicinal Colophospermum mopane Msanha Árvore Construção Dalbergia melanoxylon Comodua Árvore Madeira, artesanato Dichrotachys cinerea Arbusto Lenha Lonchocarpus capassa Mupacassa Árvore Lenha Senna petersiana Tchetele Arbusto Medicinal Tamarindus indica Msica Árvore Fruteira
Fabaceae
Tephrosia purpurea Arbusto Flacourtiaceae Flacourtia indica Ntundza Arbusto Fruteira Kirkiaceae Kirkia acuminata Mutumbui Árvore Laminaceae Ocimum sp. Catandabuda Herbácea Medicinal
7
Família Nome científico Nome local Hábito Usos Malvaceae Sida acuta Arbusto Artesanato
Cardiogyne africana Árvore Medicinal Commiphora africana Bayatindona Liana Medicinal Moraceae Ficus capreifolia Inkuyo Árvore Fruteira Olax dissitiflora Chitimbinbe Arbusto Medicinal
Olacaceae Ximenia americana Arbusto Fruteira
Papaveraceae Argemona mexicana Doza Herbácea Cynodon dactylon Mutsema Herbácea Artesanato Digitaria sp. Herbácea Construção Eragrostis capensis Nhacapanda Herbácea Construção Hyparrhenia cymbaria Tsekua Herbácea Construção
Poaceae
Phragmites mauritianus Mtete Herbácea Construção, artesanato Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Msau Árvore Fruteira Tiliaceae Grewia occidentalis Utongola Arbusto Medicinal, Fruteira
Quadro 6 - Espécies encontradas em matas abertas, semi-fechadas e fechadas Família Nome científico Nome local Hábito Usos
Acanthaceae Asystasia gangetica Herbácea Amaranthaceae Pupalia lappacea Herbácea
Lannea schweinfurthii Psototo Árvore Medicinal Lannea edulis Psototo Árvore Medicinal Anacardiaceae Rhus gueinzii Arbusto Artabotrys brachypetalus Liana Construção
Annonaceae Artabotrys monteiroae Arbusto Construção Holarrhena pubescens Arbusto Medicinal
Apocynaceae Holarrhena zamzibarica Arbusto
Asparagaceae Asparagus aethiopicus Herbácea Bidens steppia Herbácea Melanthera biflora Herbácea Melanthera scandens Herbácea
Asteraceae
Bidens pilosa Herbácea Markhamia zamzibarica Msena Arbusto Markhamia obtusifolia Msena Arbusto Markhamia acuminata Msena Arbusto Medicinal
Bignoniaceae
Kigelia africana Vumbo Arbusto Medicinal Burseraceae Commiphora marlothii Tchovi Medicinal Árvore
Bauhinia tementosa Arbusto Caesalpinaceae
Burkea africana Burkea africana Cladostemon kirkii Árvore
Capparaceae Cleome monophylla Herbácea
Clusiaceae Garcinia livingstonii Mipimbi Arbusto Medicinal, Fruteira Combretum apiculatum Kagolo Árvore Construção, lenha Combretum imberbe Tsimbite Árvore Construção, lenha,
Combretaceae
Combretum zeyheri Árvore Construção, lenha
8
Família Nome científico Nome local Hábito Usos Combretum adenogonium Árvore Construção, lenha Combretum hereroensi Árvore Construção, lenha Terminalia sericea Gonono Árvore Medicinal, lenha Pteleopsis myrtifolia Mauve Árvore Construção Commelina sp. Herbácea Ração
Convolvulaceae Ipomeia sp. Herbácea Diospyros lycioides Mdodo Arbusto Fruteira Diospyros quiloensis Mdodo Arbusto Fruteira Ebenaceae Diospyros mespiliformis Nhacapanda Árvore Fruteira Euphorbia sp. Herbácea Bridelia cathartica Capsipsa Arbusto Fruteira Euphorbiaceae Antidesma venosum Árvore Albizia gumifera Arbusto Construção Brachystegia sp. Árvore Artesanato Lonchocarpus capassa Mupacassa Árvore Lenha Senna petersiana Tchetele Arbusto Medicinal Dichrostachys cinerea Arbusto Lenha Dalbergia melanoxylon Comodua Burkea africana Madeira, artesanato Tephrosia purpurea Herbácea
Fabaceae
Abrus precatorius Missine Herbácea Medicinal Flacourtiaceae Flacourtia indica Ntundza Arbusto Fruteira
Strychnos madagascariensis Mthema Arbusto Strychnos spinosa Mthema Arbusto Árvore Logoniaceae Strychnos decussata Mthema Arbusto Árvore Sida cardifolia Herbácea Artesanato
Malvaceae Melhania prostata Herbácea
Meliaceae Trichilia dracaena Arbusto Moraceae Ficus capreifolia Inkuyo Árvore Fruteira Nyctaginaceae Boerhavia diffusa Herbácea
Digitaria milagiana Herbácea Construção Digitaria mlongiflora Herbácea Panicum maximum Herbácea Construção Aristida sp. Herbácea Cynodon dactilon Mutsema Herbácea Artesanato Hyparrhenia dissoluta Tsekua Herbácea Construção Urocloa mosambisensis Herbácea Dactyloctenium aegyptium Herbácea
Poaceae
Melinis repens Herbácea Rubiaceae Rothmannia globosa Árvore Sapindaceae Deinbolia oblongifolia Arbusto Sapotaceae Manilkara discolor Árvore Scrophulariaceae Striga sp. Herbácea Solanaceae Solanum sp. Herbácea
Sterculia africana Mgosa Árvore Construção Sterculiaceae Sterculia quinqueloba Mgosa Árvore Construção
9
Família Nome científico Nome local Hábito Usos Dombeya burgessiae Árvore Hermania boraginiflora Herbácea Triumpheta petandra Herbácea Grewia monticola Utongola Arbusto Grewia bicolor Arbusto Grewia caffra Arbusto Grewia occidentalis Arbusto
Tiliaceae
Grewia triangularis Arbusto Verbenaceae Vitex sp. Herbácea Vitex harveyana Herbácea
Quadro 7 - Espécies encontradas em matas abertas e semi-fechadas sobre colinas rochosas Família Nome científico Nome local Hábito Usos
Lannea schweinfurthii Psototo Árvore Medicinal Anacardiaceae
Sclerocarya birrea Fula Árvore Fruteira Bignoniaceae Kigelia africana Vumbo Arbusto Medicinal Celastraceae Maytenus senegalensis Sucamaro Arbusto Medicinal Clusiaceae Garcinia livingstonii Mipimbi Arbusto Medicinal e Fruteira
Combretum imberbe Tsimbite Árvore Lenha Pteleopsis myrtifolia Mauve Árvore Construção Terminalia sericea Gonono Árvore Medicinal, lenha
Combretaceae
Commelina sp. Herbácea Ração Cyperaceae Cyperus sp. Herbácea Artesanato
Diospyros quiloensis Mdodo Arbusto Fruteira Ebenaceae
Diospyros mespiliformis Nhacapanda Árvore Fruteira Phyllanthus sp. Quebe Arbusto Fruteira
Euphorbiaceae Bridelia mollis Capsipsa Arbusto Fruteira Abrus precatorius Missine Herbácea Medicinal Acacia nigrescens Kanango Árvore Lenha Acacia nilotica Mzunga Árvore Lenha Acacia tortilis Mzunga Árvore Lenha Cassia abbreviata Tsembete Arbusto Herbácea Dichrostachys cinerea Arbusto Lenha Faidherbia albida Árvore Lenha Mimosa pigra Nzondzo Arbusto Senna petersiana Tchetele Arbusto Medicinal Sesbania sesban Arbusto Tamarindus indica Msica Árvore Fruteira
Fabaceae
Tephrosia purpurea Arbusto Flacourtiaceae Flacourtia indica Ntundza Arbusto Fruteira
Hibiscus sp. Kosso Arbusto Malvaceae
Urena lobata Herbácea Meliaceae Turrea nilotica Ntunda Arbusto Moraceae Commiphora africana Tchove Liana Medicinal
10
Família Nome científico Nome local Hábito Usos Ficus capreifolia Inkuyo Árvore Fruteira
Olacaceae Olax dissitiflora Chitimbinbe Arbusto Medicinal Cymbopogon contortus Herbácea Construção Digitaria sp. Tchinge Herbácea Construção Eragrostis capensis Nhacapanda Herbácea Construção Hyparrhenia cymbarica Tsekua Herbácea Construção Panicum maximum Herbácea Construção
Poaceae
Phragmites mauritianus Mtete Herbácea Construção, Artesanato
Rhamnaceae Ziziphus mauritiana Msau Árvore Fruteira Sterculiaceae Walteria indica Herbácea Tiliaceae Grewia occidentalis Utongola Arbusto Medicinal, Fruteira
11
Anexo III.1 – ESTIMATIVA DE BIOMASSA E DENSIDADE
Quadro 1 - Coordenadas: 15°42´19.6´´S; 33°6´51.9´´E QUADRÍCULA 1 – TERRAÇO DE ALUVIÃO
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de
indivíduos %
5 5.0 0.001 0.0007 5.5 5.5 0.013 0.009 3 30 (10) 0.002 0.001 3 3.5 0.003 0.002
6.5 5.5 0.005 0.004 4.5 3.5 0.004 0.003 2.5 2.5 0.001 0.0007 2 5.0 0.004 0.003 7 6.0 0.02 0.014
Ziziphus mauritiana
3 3.5 0.003 0.002
10 100
Total 0.06 0.04 10 100 Densidade (árvores/ha) = 160.0
Quadro 2 - Coordenadas: 15°44´47.3´´S; 33°6´56.7´´E QUADRÍCULA 2 – TERRAÇO DE ALUVIÃO
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
Ziziphus mauritiana 3.5 4 0.004 0.003 1 10 Grewia monticola 2 1.5 0.0004 0.0003 1 10 Sclerocarya birrea 4.5 4 0.006 0.004 1 10
Combretum apiculatum 3 2.5 0.0015 0.0011 1 10 Acacia nilotica 3.5 2.5 0.0017 0.0012 1 10
Manilkara discolor 2.5 2 0.0008 0.0006 1 10 Ficus glumosa 5 6 0.014 0.001 1 10
Dichrostachys cinerea 2 1.5 0.0004 0.0003 1 10 Lannea schweinfurthii 4 4 0.005 0.004 1 10
Lonchocarpus capassa 2 4 0.003 0.002 1 10 Total 0.04 0.02 10 100
Densidade (árvores/ha) = 160.0
12
Quadro 3 - Coordenadas: 15°41´45.3´´S; 33°5´24.3´´E QUADRÍCULA 3 – TERRAÇO DE ALUVIÃO
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
5.5 4 0.007 0.005 5 4 0.006 0.004 Ziziphus mauritiana 4 4.5 0.006 0.004
3 23
5 4 0.006 0.004 4.5 4 0.006 0.004 3.5 4 0.004 0.003 4 2.5 0.002 0.001
Terminalia sericea
4.5 4 0.006 0.004
5 38
Xylotheca tettensis 2 1.5 0.0004 0.0003 1 8 Vitex harveyana 2.5 1.5 0.0004 0.0003 1 8
2.5 1.5 0.0004 0.0003 Diospyros lycioides
2.5 2 0.0008 0.0006 2 15
Acacia nilotica 6 2.5 0.003 0.002 1 8 Total 0.05 0.03 13 100
Densidade (árvores/ha) = 208.0
Quadro 4 - Coordenadas: 15°43´41.0´´S; 33°6´34.6´´E QUADRÍCULA 4 – TERRAÇO DE ALUVIÃO
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
4 4 0.005 0.004 3.5 4 0.004 0.003 4.5 4 0.006 0.004
Ziziphus mauritiana
3 2 0.0009 0.0006
4 27.2
5 4 0.006 0.004 Terminalia sericea
6 4 0.008 0.006 2 13.3
8 50 1.57 1.01 Sclerocarya birrea
5 4.5 0.008 0.006 2 13.3
Phyllanthus reticulatus 2 1.5 0.0004 0.0003 1 6.6 Acacia nilotica 3.5 2.5 0.002 0.0014 1 6.6
Vitex sp. 2.5 1.5 0.0004 0.0003 1 6.6 Senna abreviata 2 1.5 0.0004 0.0003 1 6.6
Combretum apiculatum 3 2 0.0009 0.0006 1 6.6 Deinbolia oblongifolia 2 1.5 0.0004 0.0003 1 6.6
Lannea edulis 3.5 2.5 0.002 0.0014 1 6.6 Total 1.6 1.04 15 100
Densidade (árvores/ha) = 240.0
13
Quadro 5 - Coordenadas: 15°37´12.9´´S; 33°0´27.2´´E QUADRICULA 5 – TERRACO DE ALUVIÃO
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
7.0 60.0 1.98 1.38 2.0 12.0 0.02 0.02 7.0 33.0 0.60 0.42
Acacia tortilis
8.0 60.0 2.26 1.58
4.0 22.2
Lannea sp. 3.0 40.0 0.38 0.26 1.0 5.5 3.0 32.0 0.24 0.17 5.0 40.0 0.63 0.44 3.5 40.0 0.44 0.31 3.0 25.0 0.15 0.10 8.0 35.0 0.77 0.54 6.0 43.0 0.87 0.61 4.0 28.0 0.25 0.17 3.5 32.0 0.28 0.20 4.0 30.0 0.28 0.20 3.5 28.0 0.22 0.15 6.0 45.0 0.95 0.67 3.5 25.0 0.17 0.12
Ziziphus mauritiana
4.5 35.0 0.43 0.30
13.0 72.2
Total 10.92 7.64 18.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 288.0
Quadro 6 - Coordenadas: 15°46´57.5´´S; 33°2´24.9´´E QUADRÍCULA 6 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
5 5 0.009 0.006 5 10 0.04 0.03 5 15 0.09 0.06 4 10 0.03 0.02 4 5 0.007 0.005 3 3 0.002 0.001 5 10 0.04 0.03 4 15 0.07 0.001
2,5 5 0.005 0.04 5 10 0.04 0.03
2,5 3 0.002 0.001 6 10 0.05 0.04
Colophospermum mopane
1 3 0.0007 0.0005
13 52
2 10 0.02 0.01 6 20 0.2 0.13
Diospyros sp.
4 20 (4) 0.1 0.09
5 20
14
QUADRÍCULA 6 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
2,5 3 0.001 0.0007 4 15 0.07 0.05 3 10 0.02 0.02 1 10 0.007 0.005 2 10 0.02 0.01 2 5 0.003 0.002 3 10 0.02 0.02
Grewia sp.
3 5 0.006 0.004
6 24
Comiphora sp. 2,5 3 0.002 0.001 1 4 Total 0.9 0.6 25 100
Densidade (árvores/ha) = 400.0
Quadro 7 - Coordenadas: 15°46´56.0´´S; 33°2´25.8´´E QUADRÍCULA 7 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de Indivíduos %
2 15(3) 0.04 0.03 20 Ziziphus mauritiana
3,5 20 0.10 0.07 2
3,2 30 0.22 0.15 20
Acacia tortilis 10 45 1.58 1.11
2
Diospyros sp 1 12 (6) 0.01 0.007 1 10 Adansonia digitata 1,5 10(2) 0.01 0.007 1 10 Tamarindus indica 10 10 0.08 0.06 1 10
Fernandoa sp. 3 50 0.58 0.41 1 10 Kirkia acuminata 9 55 2.14 1.50 1 10
Lonchocarpus capassa 2 12 0.02 0.01 1 10 Total 4.77 3.35 10 100
Densidade (árvores/ha) = 160.0
Quadro 8 - Coordenadas: 15°44´57.4´´S; 33°6´31.9´´E QUADRÍCULA 8 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
4 25 0.20 Ziziphus mauritiana
3,6 25 0.18 0.13 2 12,5
2,1 10 0.01 0.007 1,7 5 0.003 0.002 2 \7 0.008 0.006 2 10 0.02 0.014
2,5 10 0.02 0.014
Acacia tortilis
2 8 0.02 0.014
6 37,5
2,3 10 0.02 0.014 Acacia nilotica
2 20 0.06 0.042 2 12,5
15
QUADRÍCULA 8 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
Acacia karoo 1,9 10 0.02 0.014 1 6,25 Grewia caffra 1,5 8 0.008 0.006 1 6,25 Grewia bicolor 2 15 0.04 0.03 1 6,25
2 20 0.06 0.042 2 8 0.01 0.007 Mayetenus senegalensis
1,5 5 0.003 0.002 3 18,75
Total 0.7 0.3 16 100 Densidade (árvores/ha) = 256.0
Quadro 9 - Coordenadas: 15 °44´51.7´´S; 33°6´30.9´´E QUADRÍCULA 9 - MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
1,5 3 0.001 0.0007 Acacia tortilis
1,8 6(2) 0.005 0.004 2 11,8
2,5 10 0.02 0.014 1,5 5 0.003 0.002 2 15(3) 0.04 0.03 2 10 0.02 0.014
Diospyros sp.
0.5 2 0.0002 0.0001
5 29,4
Combretum apiculatum 6 30 0.42 0.29 1 5,9 Combretum imberbe 10 55 2.4 1.66 1 5,9 Grewia triangularis 2,5 8 0.01 0.007 1 5,9
3,5 15 0.06 0.042 3,5 20 0.10 0.007 Brachystegia sp. 6 25 0.29 0.20
4 23,5
3 12 0.03 0.02 6 25 0.29 0.20 Fernandoa sp.
2,5 10 0.02 0.01 3 17,6
Total 3.7 2.5 17 100 Densidade (árvores/ha) = 272.0
Quadro 10 - Coordenadas: 15°46´33.0´´S; 33°8´44.6´´E QUADRÍCULA 10 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
3 30 0.21 0.15 3,5 15 0.06 0.04 Diospyros mespiliformis 3,5 20 0.10 0.08
3 23,07
5 30 (3) 0.35 0.24 4,5 20 0.14 0.09 Combretum sp. 4,5 30 0.31 0.22
3 23,07
Acacia nilotica 4 20 0.13 0.09 2 15,4
16
QUADRÍCULA 10 – MATA ABERTA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
2,5 50 0.49 0.34 Acacia nigrescens 6 25 0.29 0.20 1 7,7
Grewia sp. 4 50 0.79 0.55 1 7,7 Combretum imberbe 5 75 (4) 2.20 1.54 1 7,7
Pterocarpus sp. 5 80 (8) 2.51 1.76 1 7,7 Garcinia livingstonei 4,5 80 (8) 2.26 1.58 1 7,7
Total 9.8 6.9 13 100 Densidade (árvores/ha) = 208.0
Quadro 11 - Coordenadas: 15°46´33.0´´S; 33°8´44.6´´E QUADRÍCULA 11 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
8 35 0.9 0.63 6 20 0.18 0.13 8 50 1.57 1.09
Sclerocarya birrea
8 55 1.90 1.33
4 33,4
5 25 0.25 0.17 Combretum sp.
2,5 35 (6) 0.24 0.17 2 16,6
2,5 20 0.08 0.05 Diospyros sp.
2,5 10 0.02 0.01 2 16,6
3,5 50 (3) 0.59 0.48 Pteliopsis myrtifolia
3 35 0.29 0.20 2 16,6
Colophospermum mopane 2 20 0.06 0.04 1 8,4 Strychnos sp. 3,5 50 (6) 0.69 0.48 1 8,4
Total 6.8 4.8 12 100 Densidade (árvores/ha) = 192.0
Quadro 12 - Coordenadas: 15°46´58.5´´S; 33°2´25.1´´E QUADRÍCULA 12 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
5 20 0.16 0.11 5 20 0.16 0.11 5 25 0.25 0.18 4 30 (3) 0.09 0.06 3 23 (4) 0.12 0.08
3,5 10 (4) 0.03 0.02 2,5 15 (4) 0.04 0.03 4 40 0.50 0.35
2,5 35 (7) 0.24 0.17 3 30 (2) 0.21 0.15
Colophospermum mopane
2,5 15 (2) 0.04 0.03
12 46
17
QUADRÍCULA 12 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N° de indivíduos %
4 20 0.13 0.09 1,5 6 0.004 0.003 2 7 0.008 0.006 2 10 (2) 0.02 0.014
1,5 2 0.005 0.004 Ximenia americana
2,5 15 (2) 0.04 0.030
5 19,4
2 15 (3) 0.04 0.030 Diospyros sp.
2 10 (2) 0.02 0.010 2 7,7
Grewia sp. 2,5 20 (2) 0.08 0.060 1 3,8 Kadaba natalensis 2,3 10 0.02 0.014 1 3,8
Olax dissitiflora 2,3 3 0.002 0.001 3,8 2,5 15 0.04 0.03
Comiphora sp. 3 25 0.15 0.11
2 7,7
Combretum apiculatum 2,5 8 0.013 0.09 1 Total 2.4 1.9 26 100
Densidade (árvores/ha) = 416.0
Quadro 13 - Coordenadas: 15°46´1.9´´S; 33°4´16.6´´ QUADRICULA 13 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) No de indivíduos %
3.0 30.0 0.21 0.15 5.0 20.0 0.16 0.11 3.5 35.0 0.34 0.24
Ziziphus mauritiana
3.0 40.0 0.38 0.26
4.0 44.4
Acacia albida 10.0 35.0 0.96 0.67 1.0 11.1 Acacia tortilis 2.5 35.0 0.24 0.17 1.0 11.1
Lonchocarpus sp. 5.0 15.0 0.09 0.06 1.0 11.1 6.0 45.0 0.95 0.67
Sclerocarya birrea 6.0 75.0 2.65 1.85
2.0 11.1
Total 5.98 4.18 9.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 144
Quadro 14 - Coordenadas: 15°43´59.2´´S; 33°6´30.1´´E QUADRICULA 14 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de
indivíduos %
2.0 10.0 0.02 0.01 2.0 20.0 0.06 0.04 2.0 20.0 0.06 0.04
Acacia albida
2.0 10.0 0.02 0.01
4.0 16.6
Combretum imberbe 4.0 40.0 0.50 0.35 2.0 8.3
18
QUADRICULA 14 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de
indivíduos %
4.0 40.0 0.50 0.35 2.5 10.0 0.02 0.01 2.5 15.0 0.04 0.03 2.5 10.0 0.02 0.01 2.5 20.0 0.08 0.05 2.5 10.0 0.02 0.01 2.5 10.0 0.02 0.01
Dalbergia melanoxylon
3.0 25.0 0.15 0.10
8.0 33.3
3.0 40.0 0.38 0.26 3.0 35.0 0.29 0.20 2.5 25.0 0.12 0.09 3.0 65.0 0.99 0.70
Lonchocarpus sp.
4.0 30.0 0.28 0.20
5.0 20.8
Strychnos sp. 2.5 15.0 0.04 0.03 1.0 4.1 2.5 15.0 0.04 0.03 3.5 35.0 0.34 0.24 2.5 15.0 0.04 0.03 3.0 25.0 0.15 0.10
Ziziphus mauritiana
2.5 10.0 0.02 0.01
5.0 20.8
Total 4.21 2.95 24.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 384.0
Quadro 15 - Coordenadas: 15°44´47.3´´S; 33°6´56.7´´E
QUADRICULA 15 – MATA SEMI-FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de
indivíduos %
Acacia tortilis 4.5 20.0 0.14 0.10 1.0 12.5 2.0 15.0 0.04 0.02
Combretum imberbe 2.0 7.0 0.01 0.01
2.0 25.0
Dalbergia melanoxylon 3.0 15.0 0.05 0.04 1.0 12.5 Diospyros sp 1.8 6.0 0.01 0.00 1.0 12.5 Lannea sp. 2.0 8.0 0.01 0.01 1.0 12.5
3.0 20.0 0.09 0.07 Ziziphus mauritiana
4.0 35.0 0.38 0.27 2.0 25.0
Total 0.73 0.51 8.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 128.0
19
Quadro 16 - Coordenadas: 15°47´13.6´´S; 33°5´52.3´´E QUADRICULA 16 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
3.0 40.0 0.38 0.26 2.3 15.0 0.04 0.03 Acacia nilotica 3.0 20.0 0.09 0.07
3.0
Bridelia sp. 2.0 10.0 0.02 0.01 1.0 4.7 0.19 0.13
2.0 35.0 0.00 0.00
8.5 30.0 0.60 0.42 6.5 35.0 0.63 0.44 5.0 30.0 0.35 0.25 3.5 35.0 0.34 0.24 2.5 50.0 0.49 0.34
Combretum imberbe
10.5 25.0 0.52 0.36
7.0 33.3
Diospyros mespiliformis 1.8 3.0 0.00 0.00 1.0 4.7 3.0 15.0 0.05 0.04
Diospyros quiloensis 1.8 5.0 0.00 0.00
2.0 9.5
Flacourtia indica 2.5 10.0 0.02 0.01 1.0 4.7 Maytenus senegalensis 2.3 15.0 0.04 0.03 1.0 4.7
Strychnos spinosa 2.5 10.0 0.02 0.01 1.0 4.7 Tamarindus indica 3.5 20.0 0.11 0.08 1.0 4.7
Torreia sp. 2.5 10.0 0.02 0.01 1.0 4.7 2.5 25.0 0.12 0.09
Ziziphus mauritiana 305.0 40.0 38.31 26.82
2.0 9.5
Total 42.34 29.64 21.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 336.0
Quadro 17 - Coordenadas: 15°45´45.3´´S; 33°7´51.2´´E QUADRICULA 17 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
Adansonia digitata 10.0 180.0 25.43 17.80 1.0 5.5 Combretum imberbe 3.5 25.0 0.17 0.12 1.0 5.5
3.8 25.0 0.19 0.13 5.0 15.0 0.09 0.06 4.0 15.0 0.07 0.05 5.0 15.0 0.09 0.06 8.0 25.0 0.39 0.27 5.0 20.0 0.16 0.11
Comiphora sp.
7.0 2.0 0.00 0.00
6.0 33.3
Diospyros quiloensis 3.0 15.0 0.05 0.04 1.0 5.5 Eretia sp. 2.0 5.0 0.00 0.00 1.0 5.5 Grewia sp 2.0 25.0 0.10 0.07 1.0 5.5
10.0 40.0 1.26 0.88 Sclerocarea birrea
10.0 40.0 1.26 0.88 1.0 5.5
20
QUADRICULA 17 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
Sterculia sp. 8.5 60.0 2.40 1.68 1.0 5.5 5.0 50.0 0.98 0.69 5.0 35.0 0.48 0.34 3.0 15.0 0.05 0.04
Strychnus sp.
7.0 55.0 1.66 1.16
4.0 22.2
Total 34.84 24.39 18.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 288.0
Quadro 18 - Coordenadas: 15°45´3´´S; 33°7´51.2´´E QUADRICULA 18 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
Cassia abreviata 5.5 35.0 0.53 0.37 1.0 4.1 5.0 15.0 0.09 0.06 3.0 10.0 0.02 0.02 6.5 40.0 0.82 0.57 5.0 25.0 0.25 0.17 2.5 25.0 0.12 0.09 3.0 15.0 0.05 0.04
Combretum imberbe
4.5 40.0 0.57 0.40
7.0 29.1
Flacourtia indica 2.5 10.0 0.02 0.01 1.0 4.1 Maytenus senegalensis 2.0 30.0 0.14 0.10 1.0 4.1
Pinospera sp 2.5 10.0 0.02 0.01 1.0 4.1 5.0 30.0 0.35 0.25 4.0 40.0 0.50 0.35 5.5 45.0 0.87 0.61 5.5 35.0 0.53 0.37 5.5 25.0 0.27 0.19 2.5 10.0 0.02 0.01
Sclerocarrya birrea
4.5 35.0 0.43 0.30
7.0 29.1
Strychnos sp. 3.0 25.0 0.15 0.10 1.0 4.1 Terminalia sericea 2.5 8.0 0.01 0.01 1.0 4.1 Torreia floribunda 3.5 15.0 0.06 0.04 1.0 4.1 Xerideris stulmani 3.5 35.0 0.34 0.24 1.0 4.1
3.5 25.0 0.17 0.12 Ziziphus mauritiana
3.0 15.0 0.05 0.04 2.0 8.3
Total 6.39 4.47 24.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 384.0
21
Quadro 19 - Coordenadas: 33°0´23.2´´ S 15°36´25.3´´ E QUADRICULA 19 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
3.5 20.0 0.11 0.08 3.0 30.0 0.21 0.15 3.0 25.0 0.15 0.10 3.0 28.0 0.18 0.13 2.3 55.0 0.55 0.38 4.0 65.0 1.33 0.93 2.2 50.0 0.43 0.30 3.5 40.0 0.44 0.31 3.0 35.0 0.29 0.20
Acacia nilotica
3.5 30.0 0.25 0.17
10.0 45.4
Acacia tortilis 9.0 70.0 3.46 2.42 1.0 4.5 1.5 20.0 0.05 0.03
Bridelia cathartica 2.0 5.0 0.00 0.00
2.0 9.1
Combretum imberbe 7.5 150.0 13.25 9.27 1.0 4.5 Grewia caffra 1.0 10.0 0.01 0.01 1.0 4.5
Maytenus senegalensis 1.5 10.0 0.01 0.01 1.0 4.5 Olax dissitiflora 3.0 20.0 0.09 0.07 1.0 4.5
3.0 30.0 0.21 0.15 2.0 35.0 0.19 0.13 2.0 15.0 0.04 0.02 3.5 40.0 0.44 0.31
Ziziphus mauritiana
3.0 20.0 0.09 0.07
5.0 22.7
Total 21.78 15.25 22.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 352.0
Quadro 20 - Coordenadas: 33°1´15.8´´S 15°37´37.2´´
QUADRICULA 20 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
Acacia nigrescens 7.0 35.0 0.67 0.47 1.0 2.2 10.0 50.0 1.96 1.37 4.0 50.0 0.79 0.55 Combretum imberbe 6.5 60.0 1.84 1.29
3.0 6.8
3.0 40.0 0.38 0.26 5.0 55.0 1.19 0.83 6.0 45.0 0.95 0.67
Comiphora sp.
4.5 35.0 0.43 0.30
4.0 9.0
3.0 10.0 0.02 0.02 2.5 25.0 0.12 0.09 Diospyros quiloensis 3.0 30.0 0.21 0.15
3.0 6.8
Fiedelsia obovata 2.0 15.0 0.04 0.02 1.0 2.2 Gracinia livingston 2.7 5.0 0.01 0.00 1.0 2.2
22
QUADRICULA 20 – MATA FECHADA
Espécie Altura (m) DAP (cm) Volume (m3) Biomassa (t) N.° de indivíduos %
Kirkia acuminata 3.5 42.0 0.48 0.34 1.0 2.2 4.0 32.0 0.32 0.23
Lonchocarpus capassa 3.5 28.0 0.22 0.15
2.0 4.5
Manilkara discolor 1.5 5.0 0.00 0.00 1.0 2.2 1.8 3.0 0.00 0.00 2.7 1.0 0.00 0.00 Olax dissiflora 3.0 25.0 0.15 0.10
3.0 6.8
5.0 25.0 0.25 0.17 1.5 5.0 0.00 0.00 3.0 15.0 0.05 0.04 3.0 20.0 0.09 0.07 1.5 10.0 0.01 0.01 4.0 45.0 0.64 0.45 3.5 25.0 0.17 0.12 2.5 25.0 0.12 0.09 5.0 50.0 0.98 0.69 1.0 10.0 0.01 0.01
Pteliopsis myrtifolia
1.5 8.0 0.01 0.01
11.0 25.0
2.5 25.0 0.12 0.09 2.5 22.0 0.09 0.07 Strychnos madagascarensis 4.0 40.0 0.50 0.35
3.0 4.5
Xyloteca tetensis 2.0 15.0 0.04 0.02 1.0 2.2 Ziziphus mauritiana 3.0 40.0 0.38 0.26 1.0 2.2
Total 13.25 9.27 44.0 100.0 Densidade (árvores/ha) = 704.0
1
ANEXOS DE FAUNA
Quadro 1 - Evidências fotográficas dos tipos de habitats de fauna identificados durante o levantamento de inverno (Agosto 2010)
Vegetação de Aluvião Mopane nas Encostas Matagal ao Longo da Linha de Costa
Linhas de Drenagem Sazonais Mata Mista nas Encostas Mata Mista numa Região Plana
Braço Arenoso Braço Arenosa e Margem Rochosa Matagal
Garganta Mopane nas Encostas
2
Quadro 2 - Evidências fotográficas dos impactos na area do projecto durante o periodo de levantamento
Gado bovino Gado suíno Gado caprino
Cães Desmatamento Queimadas
Plantações Camada superficial do solo removida Desmatamento
Caça de subsistência Caça de subsistência Caça de subsistência (armadilha)
3
Quadro 3 - Evidências fotográficas dos tipos de habitats de fauna identificados durante o levantamento de inverno durante o levantamento dos habitats do Capoche/Luia (Janoeiro 2011).
Habitats Ripáreos Vegetação Ripária / Afluente Mata Aberta Mista
Vegetação de Áreas Montanhosas Mata Fechada Mista Habitats nas Encostas
4
Quadro 4 - Evidências fotográficas de pegadas, ninhos e excrementos de mamíferos no local de estudo
Toca de urso formigueiro Espinhos de porco-espinho Covas de Manguço gigante cinzento
Árvores danificadas por elefante Passagem de elefante Ninho do rato da rocha
Excremento da lontra Africana Excremento de chacal Excremento de lebre de nuca dourada
Pegada de Manguço de água Pegada de chacal raiado Pegada de lontra africana
5
Pegada de texugo de mel Pegada de leopardo Pegada de geneta
Pegada de hipopótamo Pegada de elefante Excremento de elefante
Pegada de changane Pegada de cabrito cinzento Pegada de cudu
6
Quadro 5 - Evidências fotográficas de espécies de mamíferos no local de estudo.
Rato vermelho da savana Gerboa de Peters Rato gorducho
Musaranho almiscarado Rato uniraiado Rato espinhoso
Hipopótamos Morcego orelhudo Crânio de Piva
Cabrito cinzento Morcego ferradura de Hildebrandt Morcego-de-nariz-enfolhado da
Cafraria
7
Quadro 6 - Lista completa de espécies de mamíferos identificadas no estudo de 2001 (Wilson 2001)
Nome Comum Nome Cientifico CHIROPTERA Morcego frugívoro de Peters* Epomophorus cryturus Morcego frugívoro gigante* Eidolon helvum Morcego-frugívoro de Peters * Epomophorus gambianus Morcego frugívoro de Egipto* Rousettus aegyptiacus Morcego frugívoro- Wahlberg´s Epauletted * Epomophorus wahlvergi Morcego-meridional-de-caudaembainhada * Coleura afra Morcego-das-sepulturas * Taphozous mauritianus Morcego-de-cauda-livre-manchado* Chaerephon bivittatus Morcego-de-nariz-enfolhado de Commerson* Hipposideros commersoni
Morcego-de-nariz-enfolhado da Cafraria* Hipposideros caffer
Morcego-Persa-de-nariz-enfolhado* Triaenops persicus Morcego-grande-orelhudo* Nycteris grandis Morcego-orelhudo-piloso* Nycteris hispida Morcego-orelhudo * Nycteris macrotus Morcego-orelhudo (comum) de Egipto* Nycteris thebaica Morcego-ferradura de Darling* Rhinolophus darlingii Morcego-ferradura de Damaralândia* Rhinolophus fumigatus Morcego-ferradura de Hildebarandt* Rhinolophus hildebrandtii Morcego-ferradura-gigante* Rhinolophus clivosus Morcego-ferradura de Lander* Rhinolophus landeri Morcego-ferradura de Swinny* Rhinolophus swinnyi Morcego de Schreiber* Miniopterus schreibersii Morcego-caseiro Hottentot* Eptesicus hottentotus Morcego-caseiro do Cabo* Eptesicus capensis Morcego-lanudo do Cabo* Myotis tricolor Morcego-de-anão de Kuhl * Pipistrellus kuhlii Morcego-de-bananeiras * Pipistrellus nanus Morcego de Rüppell * Pipistrellus rueppellii Morcego – “Cape Serotine” Pipistrellus capensis Morcego- “Rendall’s Seratine” Pipistrellus rendalli Morcego-borboleta* Chalinolobus variegatus Morcego de Schlieffens * Nycticeius schlieffenii Morcego-caseiro-amarelo* Scotophilus dingaanii Morcego-amarelo-pequeno* Scotophilus viridis Morcego-lanoso de Damaralândia* Kerivoula argentata Morcego-de-cauda-livre do Egipto* Tadarida aegyptiaca Morcego-pequeno-de-cauda-livre* Tadarida pomila Morcego-de-cauda-livre de Angola* Mops condylurus Morcego-de-cabeça-achatada* Mormopterus petrophilus Morcego-de-cauda-livre (Giant African)* Tadarida ventralis
8
Nome Comum Nome Cientifico INSECTIVORA Musaranho-almiscarado-gigante Crocidura flavescens Musaranho-almiscarado-anão Crocidura fuscomurina Musaranho-trepador Sylvisorex magalura Musaranho-almiscarado-vermelho Crocidura hirta MACROSCELIDEA Musaranho-elefante-de-quatro-dedos Petrodromus tetradactylus Musaranho-elefante-de-focinho curto Elephantulus brachyrhynchus Musaranho-elefante-das-rochas Elephantulus myurus RODENTIA Arganáz-arbóreo Graphiurus murinus Rato-grande-das-canas Thryonomys swinderianus Rato-bochechudo Saccostomus campestris Rato-gorducho Steatomys pratensis Gerboa de Peters Tatera leucogaster Rato-gigante Cricetomys gambianus Rato-espinhoso Acomys spinosissimus Rato-da-Namaqua-das-rochas Aethomys namaquensis Rato-vermelho-da-savana Aethomys chrysophilus* Rato-de-água Dasymys incomtus Rato-uniraiado Lemmiscomys rosalia* Rato-raiado Rhabdomys pumilio Rato-pigmeu Mus minutoides Rato-arbóreo-da-savana Thallomys paedulcus Rato-comum-da-floresta Grammomys dolichurus Rato-de-dentes-canelados Pelomys fallax Rato-multimamilado de Natal Mastomys natalensis Esquilo-da-savana Paraxerus capapi Porco espinho Hystrix africaeaustralis Lebre-saltadora Pedetes capensis LAGOMORPHA Lebre-de-nuca-dourada Lepus saxatillis HYRACOIDEA Hirax-de-malha-amarela Heterohyrax brucei PROBOSCIDAE Elefante-africano Loxodonta africana PERISSODACTYLA Zebra de Burchell Equus quagga ARTIODACTYLA Hipopótamo Hippopotamus amphibius Porco selvagem/bravo Potamochoerus larvatus Javali africano Phacochoerus africanus Búfalo Syncerus caffer Imbabala Tragelaphus scriptus
9
Nome Comum Nome Cientifico Inhala Tragelaphus angasi Cudu Tragelaphus strepsiceros Elande Taurotragus oryx* Cabrito-cinzento Sylvicapra grimmia Cabrito-das-pedras Oreotragus oreotragus Cabrito-azul Cephalophus monticola Cabrito-vermelho Cephalophus natalensis Changane Neotragus moschatus Chipene-grisalho Raphicerus sharpie Chango Redunca arundinum Piva Kobus ellipsiprymnus Impala Aepyceros melampus Palapala-cinzenta Hippotragus equinus* Palapala-negra Hippotragus niger* CARNIVORA Hiena-malhada Crocuta crocuta Mabeco Lycaon pictus* Chacal-raiado Canis adustus Doninha-de-nuca-branca Poecilogale albinucha* Texugo-de-mel Mellivora capensis Lontra do Cabo Aonyx capensis Lontra-de-pescoço-malhado Lutra maculicollis Doninha-de-cheiro Ictonyx striatus Civeta-arbórea Nandinia binotata Manguço-gigante-cinzento Herpestes ichneumon Manguço-vermelho Herpestes ochracea Manguço-anão Helogale parvula Manguço-listrado Mungos mungo Manguço-de-água Atilax paludinosus Manguço-de-cauda-branca Ichneumia albicauda Manguço de Meller Rhynchogale melleri Manguço-de-cauda-tufada Bdeogale crassicauda Manguço de Selous Paracynictis selousi Geneta-de-malhas-grandes Genetta tigrina Geneta de Angola Genetta angolensis Civeta-africana Civettictis civetta Gato selvagem Felis sylvestris Gato-serval Felis serval Caracal Felis caracal Gato-selvagem-africano Felis lybica Leopardo Panthera pardus Leão Panthera leo Chita Acinonyx jubatus* PRIMATES
10
Nome Comum Nome Cientifico Macaco-cão-cinzento Papio ursinus Macaco-de-cara-preta Sercopithecus aethiops Galago-grande Otolemur crassicaudatus Galago-pequeno Otolemur moholi Galago de Grant Galagoides grantii TUBILIDENTATA Urso-formigueiro Orycteropus afer PHOLIDOTA Pangolim Manis temminckii
11
Quadro 7 - Lista de espécies de aves confirmada durante o levantamento de campo realizado nos periodos de 8 – 20 de Agosto de 2010 e 15-25 Janeiro de 2011
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
4 189 Dendroperdix sephaena Perdiz-de-crista 1 1 1 1
12 196 Pternistis natalensis Perdiz do Natal 1 1 1 1
14 199 Pternistis swainsonii Perdiz de Swainson 1 1 Phasianidae
16 201 Coturnix delegorguei* Codorniz-arlequim 1 1
Numididae 20 203 Numida meleagris Galinha-do-mato 1 1 1 1 1
25 102 Alopochen aegyptiaca Ganso do Egipto 1 1 Anatidae
27 116 Plectropterus gambensis* Pato-ferrão 1 1
44 475 Indicator variegatus Indicador-de-peito-escamoso 1 1
45 474 Indicator indicator Indicador-grande 1 1 1 1
46 476 Indicator minor Indicador-pequeno 1 1 1 1 1 Indicatoridae
49 478 Prodotiscus regulus Indicador-de-bico-aguçado 1 1 1 1
53 483 Campethera abingoni Pica-pau-de-cauda-dourada 1 1 1 1 1 1 1
57 486 Dendropicos fuscescens Pica-pau-cardeal 1 1 1 1 1 1 1
58 487 Dendropicos namaquus Pica-pau-de-bigodes 1 1 1 1 1 Picidae
65 470 Pogoniulus chrysoconus Barbadinho-de-fronte-amarela 1 1 1 1 1 1
68 464 Lybius torquatus Barbaças-de-colar-preto 1 1 1 1 1 1 Lybiidae
69 473 Trachyphonus vaillantii Barbaças-de-crista 1 1 1 1 1
71 458 Tockus erythrorhynchus Calau-de-bico-vermelho 1 1 1 1 1 1
73 459 Tockus leucomelas Calau-de-bico-amarelo 1 1 1 1
74 460 Tockus alboterminatus Calau-coroado 1 1 1 1 1
76 457 Tockus nasutus Calau-cinzento 1 1 1 1 1 1
Bucerotidae
77 455 Bycanistes bucinator Calau-trombeteiro 1 1 1 1
Bucorvidae 79 463 Bucorvus leadbeateri* Calau-gigante 1 1
Upupidae 80 451 Upupa africana Poupa 1 1 1 1
Phoeniculidae 81 452 Phoeniculus purpureus Zombeteiro-de-bico-vermelho 1 1 1 1
Rhinopomastidae 83 454 Rhinopomastus cyanomelas Bico-de-cimitarra 1 1 1 1 1 1 1
Trogonidae 84 427 Apaloderma narina Republicano 1 1 1
85 446 Coracias garrulus Rolieiro-europeu 1 1 1
86 447 Coracias caudatus Rolieiro-de-peito-lilás 1 1 1 1 1 1 1 1
88 449 Coracias naevius Rolieiro-de-sobrancelhas-brancas 1 1 1 1
Coraciidae
89 450 Eurystomus glaucurus Rolieiro-de-bico-grosso 1 1 1
Alcedinidae 91 431 Alcedo cristata Pica-peixe-de-poupa 1 1 1
94 433 Halcyon senegalensis Pica-peixe-de-poupa 1 1
96 435 Halcyon albiventris Pica-peixe-de-barrete-castanho 1 1 1 1 1 1 1 Dacelonidae
97 437 Halcyon chelicuti Pica-peixe-riscado 1 1 1
12
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
98 429 Megaceryle maximus Pica-peixe-gigante 1 1 1 Cerylidae
99 428 Ceryle rudis Pica-peixe-malhado 1 1 1
100 443 Merops bullockoides Abelharuco-de-fronte-branca 1 1 1 1
101 444 Merops pusillus Abelharuco-dourado 1 1 1 1 1 1
105 440 Merops persicus* Abelharuco-persa 1 1
Meropidae
107 438 Merops apiaster Abelharuco-europeu 1 1 1 1 1 1 1
Coliidae 111 426 Urocolius indicus Rabo-de-junco-de-faces-
vermelhas
1 1 1 1 1 1
112 382 Clamator jacobinus Cuco-jacobino 1 1 1 1 1 1
116 377 Cuculus solitarius Cuco-de-peito-vermelho 1 1 1
117 378 Cuculus clamosus Cuco-preto 1 1 1 1 1 1 1
118 374 Cuculus canorus Cuco-canoro 1 1
119 375 Cuculus gularis Cuco-canoro-africano 1 1
123 385 Chrysococcyx klaas Cuco-bronzeado-menor 1 1 1 1 1 1 1 1
124 384 Chrysococcyx cupreus Cuco-esmeraldino 1 1
Cuculidae
125 386 Chrysococcyx caprius Cuco-bronzeado-maior 1 1 1 1
129 390 Centropus senegalensis Cucal do Senegal 1 1 1 1 Centropodidae
130 946 Centropus superciliosus Cucal de Burchell 1 1 1
133 943 Poicephalus fuscicollis Papagaio-de-bico-grosso 1 1 1
134 364 Poicephalus meyeri Papagaio de Meyer 1 1 1 1 1 Psittacidae
135 363 Poicephalus cryptoxanthus
Papagaio-de-cabeça-castanha 1 1
144 421 Cypsiurus parvus Andorinhão-das-palmeiras 1 1 1 1 1 1 1 1
147 411 Apus apus* Andorinhão-preto-europeu 1 1
149 412 Apus barbatus Andorinhão-preto-africano 1 1
151 417 Apus affinis Andorinhão-pequeno 1 1 1
Apodidae
153 415 Apus caffer Andorinhão-cafre 1 1 1 1
158 371 Gallirex porphyreolophus Turaco-de-crista-violeta 1 1 1 1 1 1 Musophagidae
159 373 Corythaixoides concolor Turaco-cinzento 1 1 1 1 1 1 1
Tytonidae 160 392 Tyto alba Coruja-das-torres 1 1 1 1
162 396 Otus senegalensis Mocho-de-orelhas-africano 1 1
165 401 Bubo africanus Corujão-africano 1 1 1 1 1
166 402 Bubo lacteus Corujão-leitoso 1 1 1 1
169 398 Glaucidium perlatum Mocho-perlado 1 1 1 1 1 1 1
Strigidae
170 399 Glaucidium capense Mocho-barrado 1 1 1
172 405 Caprimulgus pectoralis Noitibó-de-pescoço-dourado 1 1 1
173 408 Caprimulgus tristigma Noitibó-sardento 1 1 1 1 Caprimulgidae
178 410 Macrodipteryx vexillarius Noitibó-de-estandarte 1 1
13
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
179 348 Columba livia Pombo-doméstico 1 1
180 349 Columba guinea Pombo da Guiné 1 1
185 355 Streptopelia senegalensis Rola do Senegal 1 1 1 1 1 1 1 1
186 353 Streptopelia decipiens Rola-gemedora 1 1 1
187 354 Streptopelia capicola Rola do Cabo 1 1 1 1 1 1 1 1
188 352 Streptopelia semitorquata Rola-de-olhos-vermelhos 1 1 1 1 1
189 358 Turtur chalcospilos Rola-esmeraldina 1 1 1 1 1 1 1
192 356 Oena capensis Rola-rabilonga 1 1 1
Columbidae
193 361 Treron calvus Pombo-verde 1 1 1
215 212 Crecopsis egregia Codornizão-africano 1 1
217 213 Amaurornis flavirostris Franga-de-água-preta 1 1 Rallidae
224 226 Gallinula chloropus* Galinha-de-água 1 1 1
Pteroclidae 229 347 Pterocles bicinctus Cortiçol-de-duas-golas 1 1 1 1 1 1
241 270 Tringa nebularia Perna-verde-comum 1 1 1
244 265 Tringa ochropus Maçarico-escuro 1 1
245 266 Tringa glareola Maçarico-bastardo 1 1 Scolopacidae
247 264 Actitis hypoleucos Maçarico-das-rochas 1 1 1
Jacanidae 268 240 Actophilornis africanus Jacana 1 1
Burhinidae 271 298 Burhinus vermiculatus Alcaravão-de-água 1 1 1
Recurvirostridae 275 295 Himantopus himantopus* Perna-longa 1 1
283 249 Charadrius tricollaris Borrelho-grande-de-coleira 1 1 1
286 246 Charadrius marginatus Borrelho-de-fronte-branca 1 1 1
291 258 Vanellus armatus* Tarambola-preta-e-branca 1 1
293 259 Vanellus albiceps Tarambola-de-coroa-branca 1 1 1 1
Charadriidae
297 255 Vanellus coronatus Tarambola-coroada 1 1 1 1
301 302 Rhinoptilus cinctus Corredor-de-trés-coleiras 1 1
304 304 Glareola pratincola* Perdiz-do-mar 1 1 Glareolidae
306 306 Glareola nuchalis Perdiz-do-mar-escura 1 1 1
316 315 Larus cirrocephalus* Gaivota-de-cabeça-cinzenta 1 1 1 Laridae
340 339 Chlidonias leucopterus* Gaivinha-de-asa-branca 1 1
344 170 Pandion haliaetus* Águia-pesqueira 1 1
345 128 Aviceda cuculoides Falcã Cuco 1 1 1
350 126 Milvus [migrans] parasitus Milhafre-preto-africano 1 1 1 1 1 1 1
351 148 Haliaeetus vocifer Águia-pesqueira-africana 1 1 1
356 123 Gyps africanus Abutre-de-dorso-branco 1 1
362 142 Circaetus cinereus Aguia-cobreira-castanha 1 1 1 1
364 145 Circaetus cinerascens* Águia-cobreira-de-cauda-branca 1 1
Accipitridae
365 146 Terathopius ecaudatus Águia-bailarina 1 1 1 1 1
14
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
371 169 Polyboroides typus Secretário-pequeno 1 1 1 1
372 154 Kaupifalco monogrammicus Gavião-papa-lagartos 1 1 1
373 163 Melierax metabates Açor-cantor-escuro 1 1
375 161 Melierax gabar Açor-palrador 1 1 1
376 160 Accipiter tachiro Açor-africano 1 1 1
377 159 Accipiter badius Gavião-shikra 1 1 1
378 157 Accipiter minullus Gavião-pequeno 1 1 1 1
382 149 Buteo vulpinus Bútio-das-estepes 1 1 1 1 1
385 153 Buteo augur* Bútio-augur 1 1
389 134 Aquila pomarina Águia-pomarina 1 1
390 131 Aquila verreauxii Águia-preta 1 1
391 137 Aquila spilogaster Águia-domino 1 1 1
404 185 Falco dickinsoni Falcão de Dickinson 1 1 1
407 180 Falco amurensis* Falcão-de-pes-vermelhos-oriental 1 1
410 173 Falco subbuteo Falcão-tagarote 1 1 Falconidae
412 172 Falco biarmicus Falcão-alfaneque 1 1
Anhingidae 425 60 Anhinga rufa Mergulhão-serpente 1 1 1
426 58 Phalacrocorax africanus Corvo-marinho-africano 1 1 1 Phalacrocoracidae
428 55 Phalacrocorax lucidus Corvo-marinho-de-faces-brancas 1 1
433 67 Egretta garzetta Garça-branca-pequena 1 1 1
436 66 Egretta alba Garça-branca-grande 1 1 1
439 62 Ardea cinerea* Garça-real 1 1 1
440 63 Ardea melanocephala Garça-de-cabeça-preta 1 1 1
441 64 Ardea goliath* Garça-gigante 1 1 1
442 65 Ardea purpurea* Garça-vermelha 1 1
443 71 Bubulcus ibis Carraceira 1 1 1
444 72 Ardeola ralloides* Garça-caranguejeira 1 1
447 74 Butorides striata Garça-de-dorso-verde 1 1 1
448 76 Nycticorax nycticorax* Garça-nocturna 1 1
Ardeidae
450 78 Ixobrychus minutus* Garcenho-pequeno 1 1
Scopidae 453 81 Scopus umbretta Pássaro-martelo 1 1 1
464 87 Anastomus lamelligerus Bico-aberto 1 1 1
465 84 Ciconia nigra Cegonha-preta 1 1
466 85 Ciconia abdimii Cegonha-de-barriga-branca 1 1
468 83 Ciconia ciconia* Cegonha-branca 1 1
469 88 Ephippiorhynchus senegalensis Jabiru 1 1
Ciconiidae
470 89 Leptoptilos crumeniferus Marabu 1 1
Eurylaimidae 533 490 Smithornis capensis Bocarra 1 1
15
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
534 543 Oriolus oriolus Papa-figos-europeu 1 1
535 544 Oriolus auratus Papa-figos-africano 1 1 1 1 1 Oriolidae
537 545 Oriolus larvatus Papa-figos-de-cabeça-preta 1 1 1 1 1 1 1
Dicruridae 539 541 Dicrurus adsimilis Drongo-de-cauda-forcada 1 1 1 1 1 1 1
Monarchidae 541 710 Terpsiphone viridis Papa-moscas do Paraíso 1 1 1 1 1 1 1
543 741 Nilaus afer Brubru 1 1 1 1 1
544 740 Dryoscopus cubla Picanço-de-almofadinha 1 1 1 1 1 1 1
546 744 Tchagra senegalus Picanço-assobiador-de-coroa-preta 1 1 1
547 743 Tchagra australis Picanço-assobiador-de-coroa-castanha 1 1 1 1
549 737 Laniarius aethiopicus Picanço-tropical 1 1 1
554 748 Telophorus sulfureopectus Picanço-de-peito-laranja 1 1 1 1 1 1
558 751 Malaconotus blanchoti Picanço-de-cabeça-cinzenta 1 1 1 1 1
559 753 Prionops plumatus Atacador-de-poupa-branca 1 1 1 1 1 1
560 754 Prionops retzii Atacador-de-poupa-preta 1 1 1 1
Malaconotidae
565 701 Batis molitor Batis-comum 1 1 1 1 1 1 1
Corvidae 571 548 Corvus albus Seminarista 1 1 1 1
Laniidae 573 733 Lanius collurio Picanço-de-dorso-ruivo 1 1
579 539 Coracina pectoralis Lagarteiro-cinzento-e-branco 1 1
Campephagidae 581 538 Campephaga flava Lagarteiro-preto 1 1 1 1 1 1
Paridae 586 554 Parus niger Chapim-preto-meridional 1 1 1 1 1 1
594 533 Riparia paludicola Andorinha-das-barreiras-africana 1 1
598 518 Hirundo rustica Andorinha-das-chaminés 1 1
601 522 Hirundo smithii Andorinha-cauda-de-arame 1 1 1
604 526 Hirundo cucullata Andorinha-de-cabeça-vermelha 1 1
605 527 Hirundo abyssinica Andorinha-estriada-pequena 1 1 1 1 1 1 1 1
610 529 Hirundo fuligula Andorinha-das-rochas-africana 1 1 1
Hirundinidae
611 530 Delichon urbicum Andorinha-dos-beirais 1 1
615 568 Pycnonotus tricolor Tutinegra 1 1 1 1 1 1 1
618 572 Andropadus importunus Tuta-sombria 1 1 1 1 1 1
620 574 Chlorocichla flaviventris Tuta-amarela 1 1 1 1 1 1 1 1
621 569 Phyllastrephus terrestris Tuta-de-terra 1 1 1 1 1
Pycnonotidae
624 575 Nicator gularis Tuta-de-garganta-branca 1 1 1 1 1 1 1
635 627 Locustella fluviatilis Felosa-fluvial 1 1 1
638 631 Acrocephalus baeticatus*
Rouxinol-dos-caniços-africano 1 1
639 633 Acrocephalus palustris Felosa-palustre 1 1 1 1
640 628 Acrocephalus arundinaceus
Rouxinol-grande-dos-caniços 1 1 1
Sylviidae
641 629 Acrocephalus griseldis Felosa do Iraque 1 1
16
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
643 635 Acrocephalus gracilirostris*
Rouxinol-pequeno-dos-pantânos 1 1
653 651 Sylvietta rufescens Rabicurta-de-bico-comprido 1 1 1 1 1 1 1
655 643 Phylloscopus trochilus Felosa-musical 1 1 1 1 1 1
662 560 Turdoides jardineii Zaragateiro-castanho 1 1 1 1
668 619 Sylvia borin* Felosa-das-figueiras 1 1
Zosteropidae 670 797 Zosterops senegalensis Olho-branco-amarelo 1 1 1 1
673 674 Cisticola erythrops Fuinha-de-faces-vermelhas 1 1 1
676 672 Cisticola chiniana Fuinha-chocalheira 1 1 1 1
685 681 Cisticola fulvicapilla Fuinha-de-cabeça-ruiva 1 1 1
687 664 Cisticola juncidis* Fuinha-dos-juncos 1 1
692 683 Prinia subflava Prínia-de-flancos-castanhos 1 1 1 1 1
701 648 Apalis flavida Apalis-de-peito-amarelo 1 1 1 1 1 1 1 1
Cisticolidae
706 948 Camaroptera brevicaudata Felosa-de-dorso-verde 1 1 1 1 1 1 1
713 496 Mirafra rufocinnamomea Cotovia-de-nuca-vermelha 1 1 Alaudidae
733 515 Eremopterix leucotis Cotovia-pardal-de-dorso-castanho 1 1
749 576 Turdus libonyanus Tordo-chicharrio 1 1 1 1 1 1 1 1
756 694 Melaenornis pammelaina Papa-moscas-preto-africano 1 1 1
758 689 Muscicapa striata Papa-moscas-cinzento 1 1 1 1 1 1
759 690 Muscicapa adusta Papa-moscas-sombrio 1 1
760 691 Muscicapa caerulescens Papa-moscas-azulado 1 1 1 1 1
761 693 Myioparus plumbeus Papa-moscas-rabo-de-leque 1 1
766 609 Luscinia luscinia Rouxinol-grande 1 1
770 600 Cossypha natalensis Pisco do Natal 1 1
774 617 Cercotrichas quadrivirgata
Rouxinol-do-mato-de-bigodes 1 1 1 1 1
776 613 Cercotrichas leucophrys Rouxinol-do-mato-estriado 1 1 1 1 1
795 593 Thamnolaea cinnamomeiventris Chasco-poliglota 1 1
Muscicapidae
796 610 Pinarornis plumosus Merlo-preto-das-rochas 1 1
798 769 Onychognathus morio Estorninho-de-asa-castanha 1 1 1 1
801 765 Lamprotornis chalybaeus
Estorninho-grande-de-orelha-azul 1 1 1 1 1
805 763 Lamprotornis mevesii Estorninho-metálico-rabilongo 1 1 1 1
Sturnidae
806 761 Cinnyricinclus leucogaster Estorninho-de-dorso-violeta 1 1 1 1 1
819 791 Chalcomitra senegalensis Beija-flor-de-peito-escarlate 1 1 1 1 1 1 1
822 793 Hedydipna collaris Beija-flor-de-colar 1 1
828 787 Cinnyris talatala Beija-flor-de-barriga-branca 1 1 1 1 1 1 1 Nectariniidae
833 780 Cinnyris bifasciatus Beija-flor-de-peito-roxo 1 1
Ploceidae 838 799 Plocepasser mahali Tecelão-de-sobrancelha-branca 1 1 1 1 1 1 1
17
Família ORDEM R6 Nome cientifico Nome Comum (Português) W S Th Dr Al Mp Mw Ri Sh
840 815 Ploceus intermedius Tecelão de Cabanis 1 1 1 1
841 810 Ploceus ocularis Tecelão-de-lunetas 1 1 1 1
846 814 Ploceus velatus Tecelão-de-máscara 1 1 1 1 1 1 1
847 811 Ploceus cucullatus Tecelão-malhado 1 1 1 1
851 819 Anaplectes rubriceps Tecelão-de-cabeça-vermelha 1 1 1 1 1
854 821 Quelea quelea Quelea-de-bico-vermelho 1 1 1 1 1 1 1
856 825 Euplectes hordeaceus Cardeal-tecelão-de-coroa-vermelho 1 1 1
857 824 Euplectes orix Cardeal-tecelão-vermelho 1 1
861 829 Euplectes albonotatus Viúva-de-asa-branca 1 1 1
867 854 Amandava subflava Bico-de-lacre-de-peito-laranja 1 1
870 855 Amadina fasciata Degolado 1 1
878 846 Estrilda astrild Bico-de-lacre-comum 1 1 1
881 844 Uraeginthus angolensis Peito-celeste 1 1 1 1 1 1 1
882 839 Hypargos niveoguttatus
Pintadinha-de-peito-vermelho 1 1 1
884 834 Pytilia melba Aurora-melba 1 1 1 1 1
885 833 Pytilia afra Aurora-de-dorso-amarelo 1 1 1
886 842 Lagonosticta senegala Peito-de-fogo-de-bico-vermelho 1 1 1 1 1 1 1
888 840 Lagonosticta rubricata Peito-de-fogo-de-bico-azul 1 1
889 841 Lagonosticta rhodopareia Peito-de-fogo de Jameson 1 1 1 1 1 1
Estrildidae
890 857 Spermestes cucullatus Freirinha-bronzeada 1 1 1
893 867 Vidua chalybeata Viúva-azul 1 1 1
896 865 Vidua purpurascens Viúva-púrpura 1 1
899 862 Vidua paradisaea Viuvinha do Paraíso 1 1 Viduidae
900 863 Vidua obtusa Viuvinha-de-cauda-larga 1 1
901 801 Passer domesticus Pardal-comum 1 1 1
905 0 Passer griseus Pardal-de-cabeça-cinzento 1 1 1 1 1 1 1 Passeridae
906 805 Petronia superciliaris Pardal-de-garganta-amarela 1 1 1 1
907 711 Motacilla aguimp Alvéola-preta-e-branca 1 1 1 Motacillidae
920 716 Anthus cinnamomeus Petinha-do-capim 1 1
937 869 Serinus mozambicus Xerico 1 1 1 1 1 1 1
948 886 Emberiza tahapisi Escrevedeira-das-pedras 1 1 1 1
950 884 Emberiza flaviventris Escrevedeira-de-peito-dourado 1 1 1 1 1
Fringilidae
Total 175 221 36 67 116 89 90 95 77 # - novos números de SA; R6 - numerous antigos de Roberts. * - designa espécies registadas apenas em Cahora Bassa Dr – Linhas de Drenagem não perenes; Al – vegetação de aluvião; Mp – Mata de Mopane;
18
Mw – Mata decidua indeferenciada em áreas planas; Ri – Mata transitória nas encostas; Sh – Habitat da Linha de Costa ao Longo do Rio Zambezi e Thi – Matagal. Espécies em bold são espécies “não comuns” não registadas anteriormente por Parker (2005). Os nomes científicos e comuns for usados de acordo com Hockey et al. (2005).
19
Quadro 8 - Lista de espécies de aves confirmada por Parker (2005), mas ausentes durante os levantamentos realizados nos periodos de 8-20 Agosto 2010 e 15-25 Janeiro 2011
ORDEM R6 Nome Científico Nome Comum
93 436 Halcyon leucocephala Pica-peixe do Senegal
108 441 Merops nubicoides Abelharuco-róseo
114 380 Clamator glandarius Cuco-rabilongo
168 394 Strix woodfordii Coruja-da-floresta
300 303 Rhinoptilus chalcopterus Corredor-asa-de-bronze
388 132 Aquila rapax Águia-fulva
394 135 Aquila wahlbergi Águia de Wahlberg
395 140 Polemaetus bellicosus Águia-marcial
413 171 Falco peregrinus Falcão-peregrino
630 639 Bradypterus barratti Felosa de Barratt
802 766 Lamprotornis elisabeth Estorninho-pequeno-de-orelha-azul
939 877 Serinus sulphuratus Canario-grande
942 882 Serinus mennelli Chamariço-de-mascarilha # - novos numeros de SA; R6 - números antigos de Roberts. Os nomes científicos e comuns for usados de acordo com Hockey et al. (2005)
20
Quadro 9 - Lista de espécies próvaveis de ocorrer na área de estudo com base na ocorrência de habitats, mas ausentes durante os levantamentos realizados nos periodos de 8-20 Agosto 2010 e 15-25 Janeiro 2011
ORDEM R6 Nome Científico Nome Comum
41 205 Turnix sylvaticus Toirão-comum
87 448 Coracias spatulatus Roleiro-de-sobrancelhas-brancas
90 430 Alcedo semitorquata Pica-peixe-de-colar
102 445 Merops hirundineus Abelharuco-andorinha
113 381 Clamator levaillantii Cuco de Levaillant
115 383 Pachycoccyx audeberti Cuco-de-bico-grosso
177 404 Caprimulgus europaeus Noitibó da Europa
175 409 Caprimulgus fossii Noitibó de Moçambique
252 274 Calidris minuta Pilrito-pequeno
312 343 Rynchops flavirostris Bico-de-tesoura-africano
346 130 Pernis apivorus Bútio-abelheiro
347 129 Macheiramphus alcinus Falcão-morcegueiro
348 127 Elanus caeruleus Paneireiro-cinzento
359 124 Aegypius tracheliotus Abutre-real
361 143 Circaetus pectoralis Águia-cobreira-de-peito-preto
387 133 Aquila nipalensis Águia-das-estepes
401 181 Falco rupicolis Peneireiro-vulgar
410 173 Falco subbuteo Falcão-tagarote
414 176 Falco fasciinucha Falcão de Taita
449 77 Gorsachius leuconotus Garça-de-dorso-branco
463 90 Mycteria ibis Cegonha-de-bico-amarelo
532 491 Pitta angolensis Pita de Angola
625 707 Erythrocercus livingstonei Papa-moscas de Livingstone
628 638 Bradypterus baboecala Felosa-dos-juncos-africana
647 653 Eremomela icteropygialis Eremomela-de-barriga-amarela
794 594 Myrmecocichla arnoti Chasco de Arnott
792 589 Cercomela familiaris Chasco-familiar
898 860 Vidua macroura Viuvinha # - novos numerous de SA; R6 - números antigos de Roberts. Os nomes científicos e comuns for usados de acordo com Hockey et al. (2005).
21
Quadro 10 - Evidências fotográficas de habitats para cada um dos 32 locais de amostragem
MZ0 MZ1 MZ2
MZ3 MZ4 MZ5
MZ6 MZ7 MZ8
MZ9 MZ10 MZ11
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO IV – MEIO SOCIOECONÓMICO
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO IV.1 - SOCIOECONOMIA
1
1.1 Métodos de Recolha e Análise de Dados
A metodologia aplicada consistiu numa combinação de métodos quantitativos e qualitativos, com base em ferramentas de investigação típicas da pesquisa socioeconómica, e foi elaborada em duas vertentes distintas:
• Trabalho de campo, orientado para a recolha de dados primários para caracterizar a área de influência directa do projecto, actualizando e estabelecendo uma comparação com os resultados de estudos prévios; e
• Trabalho de gabinete, orientado para a recolha e análise de dados secundários relevantes, disponíveis em bibliografias e publicações com referência às áreas de influência do projecto mais abrangentes, nomeadamente as áreas de influência regional e indirecta.
i. Trabalho de Campo Os dados primários foram recolhidos através de técnicas qualitativas e quantitativas, nomeadamente:
• Inquérito aos Agregados Familiares, método quantitativo aplicado a uma amostra de agregados familiares das aldeias/povoados de Chirodzi-Sanangwe, Kalibote e Nhamidima (determinadas como amostra da área de inundação da futura albufeira).
• Avaliação Rural Rápida, método qualitativo aplicado ao nível de todas as aldeias/povoados seleccionados como amostra, quer da área de inundação da futura albufeira, quer da área a jusante da futura barragem.
1. Selecção dos Povoados para a Amostra de Estudo A recolha de dados primários centrou-se exclusivamente sobre a Área de Influência Directa do projecto, tendo sido realizada ao nível de uma amostra representativa das aldeias/povoados e agregados familiares ao nível da AID.
De notar que em termos de definição e selecção das unidades amostrais, o critério aplicado foi o de seleccionar aldeias/povoados dentro da AID, ou cujos limites em termos de ocupação humana abrangem a AID. Um factor determinante na selecção da amostra foi relacionado à condição das vias de acesso às potenciais aldeias/povoados da AID. Assim, foram seleccionadas para fazer parte da amostra de estudo as seguintes aldeias/povoados:
2
• Chirodzi-Sanangwé, no distrito de Changara, Posto Administrativo de Marara (na margem Sul do Rio Zambeze, situada a montante da proposta Barragem de Mphanda Nkuwa);
• Kalibote, no Distrito de Cahora Bassa, Posto Administrativo de Songo (na margem Sul do Rio Zambeze, situada a montante da proposta Barragem de Mphanda Nkuwa);
• Nhamidima no Distrito de Cahora Bassa, Posto Administrativo de Songo (na margem Sul do Rio Zambeze, situada a montante da proposta Barragem de Mphanda Nkuwa); e
• Chacocoma, no Distrito de Changara, Posto Administrativo de Marara (na margem Sul do Rio Zambeze, situada a montante da proposta Barragem de Mphanda Nkuwa);
• Mwanawangombe, no Distrito de Chiuta, Posto Administrativo de Manje (na margem Norte do Rio Zambeze, situada a jusante da proposta Barragem de Mphanda Nkuwa).
Tendo em conta que o nível de afectação do empreendimento em cada uma destas aldeias/povoados será diferenciado, foi ainda estabelecido um critério para definição de sub níveis de influência directa. Assim, foram determinados três sub níveis diferentes:
• AID de Nível 1, que corresponde aos assentamentos populacionais que serão totalmente submergidos pelo estabelecimento da albufeira, implicando o reassentamento de toda a população;
• AID de Nível 2, que corresponde aos assentamentos populacionais que serão parcialmente submergidos pelo estabelecimento da albufeira (i.e. poderão ser inundadas apenas algumas habitações e machambas ribeirinhas), implicando o reassentamento de apenas algumas famílias dentro do assentamento populacional já existente e o restabelecimento de zonas de cultivo nas imediações desses assentamentos; e
• AID de Nível 3, que corresponde aos assentamentos populacionais a jusante que poderão vir a ser alvo dos impactos associados às variações diárias do caudal do rio durante a fase de operação da Hidroeléctrica de Mphanda Nkuwa.
Os assentamentos populacionais que compuseram a amostra de estudo foram distribuídos de acordo com estas categorias (ver Tabela 1), tendo sido aplicadas técnicas de amostragem e de pesquisa diferenciadas para cada categoria, conforme explicado adiante.
Tabela 1: Distribuição das Aldeias Amostradas com Base nas Subcategorias da AID
AID de Nível 1 AID de Nível 2 AID de Nível 3
Chirodzi Sanangwe Kalibote
Nhamidima
Chacocoma
Mwanawangombe
3
De notar que em termos de apresentação dos resultados da pesquisa, os povoados da AID de níveis 1 e 2 enquadram-se na área definida como área de inundação da futura albufeira, que corresponde ao subcapítulo 5 do presente relatório. Os resultados da pesquisa, essencialmente qualitativa, dos povoados da AID de nível 3 encontram-se apresentados no subcapítulo 6 do presente relatório, e são agregados como área a jusante da futura barragem.
2. Inquérito Quantitativo
O Inquérito Quantitativo foi administrado a uma amostra de agregados familiares (AF) das aldeias que se enquadram nas subcategorias AID de Nível 1 e AID de Nível 2, isto é Chirodzi-Sanagwe, Kalibote e Nhamidima. O tamanho da amostra para cada uma destas aldeias foi definido consoante as subcategorias da AID (ver Tabelas 2 e 3 adiante).
Este inquérito (ver Anexo 1) foi adaptado do inquérito utilizado na pesquisa de 2001 (UTIP, 2002), para permitir uma comparação das condições socioeconómicas de referência dos AF da AID ao longo dos 9 anos que decorreram desde a elaboração do estudo mencionado.
O inquérito quantitativo incidiu essencialmente sobre os seguintes aspectos:
• Informações sobre os membros individuais dos AF, tais como sexo, idade, estado civil, grau de parentesco com o chefe do AF, habilitações literárias, idiomas falados, ocupação/profissão, religião e grupo étnico.
• Historial de permanência do AF na actual zona de residência, vontade de permanecer no local e motivos que concorrem para as preferências identificadas.
• Infra-estruturas habitacionais e auxiliares propriedade do AF e posse de bens materiais.
• Fontes de abastecimento de água, formas de transporte e distância percorrida para ter acesso à fonte.
• Infra-estruturas e serviços sociais disponíveis e utilizados, respectivas localização e distância percorrida para os aceder e níveis de satisfação do AF relativamente aos serviços prestados.
• Meios de transporte mais utilizados pelos AF e respectivas frequências.
• Principais doenças que afectam os AF e primeiro serviço de saúde que estes recorrem em caso de doença.
• Formas de enterro dos mortos e localização de potenciais cemitérios.
• Estruturas de saneamento disponíveis e utilizadas pelos AF.
• Fontes e níveis de rendimento, actividades de subsistência e uso e acesso a recursos produtivos.
4
• Tipos e níveis de despesas dos AF.
• Preferências e Atitudes em relação à potencial compensação e reassentamento
• Percepções e atitudes relativamente a ITS e HIV/SIDA.
• Expectativas dos AF em relação ao projecto.
O inquérito foi administrado em duas fases. A primeira decorreu em Agosto de 2010 e incidiu sobre a AID de Nível 1 (i.e. aldeia de Chirodzi Sanangwe). De acordo com as autoridades locais (Adjunto do Régulo) a população de Chirodzi Sanangwe totaliza em 1,857 habitantes, o que, de acordo com a mesma fonte, corresponde a 279 agregados familiares. O tamanho da amostra de AF foi definido a partir do universo de 279 AF, conforme ilustrado na Tabela 2 seguinte. A amostra definida para Chirodzi-Sanagwe foi de 39.4%, o que corresponde a um total absoluto de 110 AF.
Tabela 2: Definição da Amostra de AF na Aldeia de Chirodzi Sanangwe (AID de nível 1)
Aldeia/Bairro População
Total N. º Total de
AFs Amostra
(%)
N.º Absoluto de AFs na
Amostra
Chirodzi-Sanangwe 1.857 279 39,4 110
Chirodzi Sede - Bairro 1 456 63 25,5 28
Chirodzi Sede - Bairro 2 324 50 16,4 18
Cassambapsina - Bairro 3 380 80 21,8 24
Zambeze - Bairro 4 526 58 26,4 29
Kudwé - Bairro 5 171 28 10,9 12
No terreno identificou-se que a população de Chirodzi-Sanangwe se encontra distribuída por cinco bairros, pelo que se optou por distribuir a amostra total calculada para este bairro de forma proporcional, conforme ilustrado na Tabela 2 acima.
A segunda fase de recolha de dados primários decorreu em Novembro de 2010 e incidiu sobre a AID de Nível 2, isto é Kalibote e Nhamidima. A amostra calculada para o universo combinado destas duas aldeias foi de 26.8%, o que corresponde a um total absoluto de 91 AF (ver Tabela 3 abaixo).
5
Tabela 3: Definição da Amostra de AF na Aldeia de Kalibote e Nhamidima (AID de nível 2)
Aldeia/Bairro População
Total N. º Total de
AFs Amostra
(%)
N.º Absoluto de AFs na Amostra
Kalibote e Nhamidima 2.553 340 26,8 91
Chigolende (Kalibote) n/d n/d 14.3 13
Chiuyo (Kalibote) n/d n/d 14.3 13
Ncondedziwe (Kalibote) n/d n/d 14.3 13
Kalibote (Kalibote) n/d n/d 14.3 13
Nhamidima Sede (Nhamidima) n/d n/d 14.3 13
Chindewe (Nhamidima) n/d n/d 14.3 13
Kudwé (Nhamidima) n/d n/d 14.3 13
n/d – informação não disponível
No terreno identificou-se que a aldeia de Kalibote encontra-se dividida em 4 bairros, enquanto que a aldeia de Nhamidima está dividia em três. Ao nível de ambas as aldeias não há informação concreta relativamente à distribuição desta população por cada um dos bairros, pelo que se optou por distribuir a amostra total calculada para a população combinada das duas aldeias de forma equitativa por cada um dos bairros, conforme ilustrado na Tabela 3 acima.
A selecção dos AF no terreno, em todas as aldeias da amostra obedeceu a um método de amostragem sistemática, através do qual foram seleccionados AF de duas em duas casas. No entanto, devido à grande dispersão encontrada em algumas zonas, particularmente em Nhamidima, esta regra nem sempre pode ser aplicada.
A localização geográfica de todos os AF inquiridos foi registada com recurso a aparelhos de GPS. A Figura 5 seguinte ilustra a distribuição geográfica destes.
6
Figura 1: Distribuição geográfica dos AF da amostra para o inquérito quantitativo na AID 3. Avaliação Rural Rápida
A pesquisa socioeconómica recorreu ainda à aplicação de métodos de Avaliação Rural Rápida (ARP), como método de pesquisa qualitativa, com o objectivo de adquirir a perspectiva da comunidade acerca da suas próprias condições socioeconómicas, dando ênfase ao conhecimento local e permitindo que as comunidades locais contribuam de forma participativa na elaboração do estudo. Os métodos de ARP foram aplicados em todas as comunidades dentro da área de influência directa, com excepção da povoação de Mwanawangombe. Foram utilizados os seguintes métodos de ARP:
• Discussões de Grupos de Foco
• Mapeamento Esquemático Participativo
• Calendários de Actividades e Agrícolas
Discussões de Grupos de Foco As Discussões de Grupos de Foco (DGF) foram realizadas em pequenos grupos de pessoas influentes e pessoas chave (líderes comunitários, homens, mulheres, curandeiros, grupos vulneráveis) dentro das comunidades da amostra nas zonas de influência directa do projecto.
7
Estas tiveram por objectivo recolher as perspectivas da comunidade no que concerne
• Interdependências económicas entre grupos de actividades,
• Factores sazonais,
• Estratégias de sobrevivência e recursos produtivos,
• Vulnerabilidades e problemas enfrentados pelas comunidades
• Necessidades prioritárias em termos de desenvolvimento económico e social (oportunidades locais para negócios, emprego, especialização profissional, educação, acesso a serviços básicos, entre outros)
• Percepções e expectativas relativamente ao projecto.
O nível de detalhe e o número de discussões de grupos de foco realizadas diferiu consoante as subcategorias da AID (ver Tabela 4 seguinte).
Tabela 4: DGF realizadas nas diferentes Subcategorias da AID
Grupo AID de Nível 1 AID de Nível 2 AID de Nível 3
Líderes Comunitários X X X
Homens X X
Mulheres X X
Curandeiros X
Grupos Vulneráveis X
Figura 2: Discussões de Grupo de Foco: grupo de homens em Kalibote (A) grupo de mulheres em Nhamidima (B)
A B
A B
8
Mapeamento Esquemático Participativo
Durante as discussões de Grupo de Foco foram produzidos mapas esquemáticos das comunidades. Estes mapas foram elaborados pelos participantes, com orientação da moderadora. O principal objectivo da aplicação desta técnica é conhecer, de forma rápida e participativa, a organização territorial dos assentamentos populacionais e ainda determinar:
• Os padrões de uso e ocupação da terra,
• As infra-estruturas mais importantes das aldeias,
• Os acessos mais utilizados e as distancias percorridas,
• A localização de áreas residências e produtivas,
• As áreas de extracção de recursos produtivos,
• Elementos da paisagem com valor sócio cultural, e
• Outros assentamentos populacionais importantes para a população local, sua relação com estes, distâncias e formas de acesso.
Calendários de Actividades e Agrícolas
Os calendários agrícolas foram realizados para ilustrar de forma participativa a sazonalidade das actividades de subsistência da população, bem como a divisão do trabalho em termos de género.
ii. Trabalho de Gabinete
Para determinação da situação socioeconómica de referência das áreas de influência do projecto mais abrangentes (i.e. AII e AIR) a pesquisa incidiu apenas sobre a recolha e análise de dados secundários. Para além dos documentos listados na Secção 8 (Bibliografia e Referencias), o trabalho de gabinete incidiu ainda sobre a análise de fotografias aéreas da área de estudo, mapas e bases de dados para a província de Tete referentes a (a) uso e cobertura de terra, (b) licenças de prospecção mineira, (c) localização e distribuição de assentamentos populacionais, (d) rede viária e (e) rede de transmissão e distribuição de energia.
1
PROJECTO MPHANDA NKUWA INQUÉRITO SOCIOECONÓMICO
1. Informação Geral (Preenchimento: Total_____ Parcial_____) Nome do Inquiridor________________________ Data do Inquérito ____/____/2010 2. Identificação do Agregado Familiar 2.1.Nome do Chefe do Agregado Familiar___________________________________ 2.2. Pessoa Entrevistada________________________________________________ 2.3. Grau de Parentesco p/ com o Chefe____________________________________ 2.4. Agregado Familiar No.: ________________ 2.5. Localização (GPS) :Latitude _______________ Longitude ______________ 2.6. Margem: 2.6.1.esquerda ___/direita___ do Rio Zambeze 2.6.2 esquerda___/direita___ do Rio:____________________________ 2.7. Distrito:___________________________________________________________ 2.8. Posto Administrativo: ________________________________________________ 2.9. Localidade: ___________________________________________________ 2.10. Aldeia/Bairro: _____________________________________________________ 2.11. Regulo:(Nome)____________________________________________________ 2.12 M’Fumo: (Nome)__________________________________________________ 2.13. Secretário do GD: (Nome) ___________________________________________ 2.14. Tipo de Assentamento: aldeia conjunta__/aldeia espalhada___/família isolada__ 2.15. Traço social ______ (ver códigos) 2.16. Tipo de Família ______ (ver códigos)
2
3.
Info
rmaç
ão S
obre
os
Mem
bros
do
Agr
egad
o Fa
mili
ar
Nr.
3.1.
Nom
e
3.2. Sexo
3.3. Idade
3.4. Estado civil
3.5 Presente/Ausente
3.6. Grau de parentesco com o chefe do AF
3.7. Habilitações literárias
3.8. Línguas que fala
3.9. Profissão
3.10. Há quanto tempo pratica essa profissão?
3.11. Religião que pratica
3.12. Grupo Étnico
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
13
14
15
16
3
4. Tempo de Permanência na Zona Há Quanto Tempo é que o Agregado Familiar vive neste local? 4.1. Número de gerações (anos/meses)
4.2. Zona de proveniência 4.3. Porque estão neste lugar?
Colonial Cheias de 1978 Civil (16 anos) 4.4. Onde estiveram durante as guerras e cheias? Indicar local/país 4.5. Têm intenção de permanecer? 4.6. Porquê?
5. Bens e/ou Propriedade do Agregado Familiar Infraestruturas:
5.1. Infra-estruturas habitacionais Casas habitacionais e seus tipos:
5.1.1. N.º 5.1.2. N.º de divisões
5.1.3.Observações
Palhotas circulares Palhotas rectangulares Casas de blocos/tijolos cobertura de zinco:
Casas de caniço cobertura de zinco
Casas de madeira e zinco:
5.2. Outras Infra-estruturas (tipos, quantidades e valores aproximados) Designação 5.2.1. Quantidade 5.2.2. Observações
Cozinhas Celeiros Currais de vacas Currais de cabritos/ovelhas Pocilgas Capoeiras Bases para loiça/utensílios Pavilhão de sombra/protecção Vedação em redor da habitação Latrinas Casas de banho Lavadouros Poços
4
5.3. Outros bens:
5.3.2. Estado de Conservação Designação 5.3.1. Quant. Bom Razoável Mau
Carro Motorizada Carroça de bois/burros Carrinho de mão Enxada Bicicleta Cangas Redes de pesca Armadilhas para peixe Canoas Canas de pesca Radio Televisor Outros (especificar) ____________
6. Abastecimento de Água
Onde, como e a que distância é que o agregado familiar busca a água? (é possível que para cada caso haja mais do que uma resposta)
Tipo de Fonte 6.1. Forma de transporte da água
6.2. Distância em relação ao agregado
familar (Minutos) Cova de pouca profundidade ao ar livre e pertença da família
Cova de pouca profundidade coberta e pertença da família
Poço profundo da família Cova de pouca profundidade ao ar livre pertença da comunidade
Cova de pouca profundidade, coberta e pertença da comunidade
Poço profundo da comunidade Furo da comunidade Fonte natural da comunidade Fontanário da comunidade Rio Zambeze ou outro (especificar)_______________
5
7. Outras Infra-estruturas e Serviços Sociais 7.1. Infra-estruturas e serviços sociais, localização e distâncias:
Infra-estruturas/ Serviços Sociais
7.1.1. Nome 7.1.2. Localização (Bairro/Aldeia e
Margem)
7.1.3. Distância (Minutos) Percorrida
7.1.4. Níveis de Satisfação
Escola primária
Escola secundária Unidade sanitária
Moageira
Loja (geral) Banca Fornecedor de semente
Mercado
Posto policial Telefone Estrada
Paragem de transportes públicos
Igreja/local de culto
Tanque carracicida
Médico tradicional
Parteira tradicional
Bares, quiosques, locais de diversão
7.2. Meios de Transporte Mais Utilizados pela Família
Meios” Grande frequência Média frequência Fraca frequência “Chapas Carroças Canoas Bicicletas
6
8.1. Saúde
8.1.1. Em caso de doença aonde é que os membros da família normalmente se tratam?_________________________________________________________________ 8.1.2. Principais Doenças Que Afectaram os Membros do Agregado Familiar nos Últimos 12 meses – (para ser complementado por informação recolhida junto de agentes de saúde moderna e tradicional)
Doenças Muito frequente
Moderada-mente
frequente
Pouco frequente
Incidência nula
Malária Sarampo Doenças respiratórias Diarreia Outra/Qual? 8.1.3. Em Que Local é Que São Enterrados os Mortos da Família?
Perto de Casa
No Cemitério Familiar
No Cemitério da Comunidade Outro/Qual?
8.2 Saneamento Onde é que as pessoas deste Agregado Familiar fazem as suas necessidades? 8.2.1.
Escolher opção 8.2.2. Esta estrutura é do AF ou de vizinhos?
No mato/rio N/A Latrina Tradicional (construída com materiais locais) Latrina melhorada (com laje) Casa de banho com sanita sem água Casa de banho com sanita com água Outros (especificar) O que fazem as pessoas deste Agregado Familiar com o lixo que produzem? 8.2.3. Escolher opção Enterram Queimam Deitam numa lixeira da aldeia Deitam em qualquer lugar
7
Deitam no rio Outros (especificar) 9.Produção, Produtividade, Acesso e Uso de Recursos 9.1 Árvores de fruta (incluindo árvores exóticas não de fruta):
9.1.2 Localização Designação 9.1.1 Quant.
Casa Baixa Machamba
Mangueira Citrinos (laranja, limão, etc) Bananeira Papaeira Maçaniqueira (ziziphus spp) Árvore de sombra Plantas medicinais Outras 9.2 Utilizações Mais Comuns das Frutas Designação 9.2.1 Utilizações Mais Comuns
Consumo Venda Fabrico de bebidas Outras/Quais? Citrinos Bananas Mangas Papaias Maçanicas 9.3 Utilização da Floresta e dos Recursos Naturais:
9.3.1 O que fazem
Produzem Compram Vendem Consomem
Designação
sim não sim não sim não sim não
9.3.2 A que
distância de casa
(Minutos)
Mel Plantas medicinais Insectos Artesenato Mobiliário Materiais de construção
Lenha Carvão Caça/armadilhas Colheita de capim
8
9.4 Produção Pesqueira: Para agregados Familiars que Capturam Peixe de Forma Regular:
9.4.1. Designação 9.4.2. Quantidade por semana
(KG)
9.4.3. Valor
aproximado (Meticais)
9.4.4. Consumo doméstico
(KG)
9.4.5. Colocado
no mercado (KG)
Tipos de Peixe - - - - Total por semana Fresco Sêco 9.5. Uso da Terra (estação em curso, distinguindo o total cultivado e em pousio): Designação 9.5.1.
Distância de casa (Minutos)
9.5.2. Área (Ha)
9.5.3. Destron-cada
9.5.4. Em pousio
9.5.5. Cultiva-da
9.5.6. Vedada
9.5.7 Culturas na presente época
Terra (munda) 1
Terra (munda) 2
Terra (munda) 3
Terra (munda) 4
Baixa No. 1
Baixa No. 2
9
9.6. Criação de Animais:
9.6.1 9.6.2 9.6.3. Destino nos últimos 12 meses)
Designação Nr de animais
Valor aproximado (Meticais)
Consumo familiar
(Número)
Colocado no mercado
(Número)) Gado bovino
Burros Cabritos Carneiros Porcos Galinhas Galinhas selvagens
Perus Patos Porquinhos da índia
Pombos Cães Outros (especificar) ___________
9.7. Produção e Consumo de Produtos Agrícolas:
Designação 9.7.1. Área plantada
(Ha)
9.7.2. Volume de Produção p/ano (KG)
9.7.3. Volume de Vendas p/ano (KG)
9.7.4.Volume de Compras p/ano (KG)
Milho Mapira Mexoeira Amendoim Feijões Mandioca Arroz Algodão Tabaco Melões Pepinos Abobóra Cana de açúcar Frutas Batata doce Tomate Cebola
10
Vegetais 9.8. Práticas agrícolas – práticas mais comuns
Designação 9.8.1. Áreas (em Ha)
9.8.2.Culturas
Lavragem com tracção animal Lavragem com enxada Contratação de mão-de-obra Ajuda mútua Sementeira em linha Sementeira em covachos Áreas destroncadas Uso de fertilizantes Uso de químicos Protecção das culturas 9.9. Rendimentos do Agregado Familiar (nos últimos doze meses):
Designação 9.9.1. Quantidades
9.9.2. Valor Aproximado (Meticais)
Venda de produtos vegetais (Kgs) Venda de animais (Unidades) Venda de bebidas (Litros) Venda de peixe (Unidades) Venda de mão-de-obra (Dias de trabalho)
Aluguer de tracção animal (N.º de dias)
Aluguer de terras lavradas (hectares) Emprego local (N.º de dias) Dinheiro enviado por familiares a trabalhar fora de Tete (N.º de vezes)
Lobolo (n.º de vezes) Artesanato (Unidades) Venda de mel (Frascos) Venda de lenha (Molhos) Venda de carvão (Sacos) Venda de fruta (Kgs)
11
9.10. Gastos/Despesas da Família (nos últimos doze meses):
Designação Valor Aproximado (Meticais) Compra de sementes/químicos Aluguer de tracção animal Pagamento de mão-de-obra Compra de comida Transporte Educação Saúde Roupa Habitação Equipamento Redes de pesca Combustível (e.g. carvão, lenha, petróleo) Fruta 10. Preferências e Atitudes em Relação à Compensação e Reassentamento (questões a ser respondidas pelo chefe do agregado familiar):
Perto Longe 10.1. Em termos espaciais
10.2. Ideias sobre o local preferido Aldeia conjunta Aldeia espalhada Família isolada Outra forma/Qual?
10.3. Forma de reassentamento preferida
Sim Não 10.4. Preferiria ir morar num local
formalmente organizado?
11. ITS/HIV/SIDA
11.1: Você já ouviu falar de ITS e de HIV/SIDA? 1. Sim 2. Não 11.2: Se sim, onde ou através de quem ouviu essas informações? 1.Pela rádio/televisão 4.No posto de saúde 2.Através de amigos 5.Na sede do bairro 3.Activistas (ONGs e da Comunidade) 6.Outros (especificar) 11.3: Existem formas para evitar contrair o SIDA ou o vírus causador do SIDA? 1. Sim 2.Não 11.4: Se sim, como? (indicar com um x todas as opções aplicáveis) 1.Não fazer sexo 5. Evitar beijos 2.Evitar sexo com pessoas que têm 6. Evitar sexo com prostitutas
12
muitos parceiros 7. Utilizar preservativos 3. Ser fiel a 1 só parceiro 8. Não usar lâminas usadas 9. Evitar injecções
4. Limitar o número de parceiros sexuais 10. Outras (especificar)
12.EXPECTATIVAS Na sua opinião quais serão os impactos do projecto Mpanda Nkuwa? (assinalar com um X)
ASPECTO Código 1.Aumenta 2.Não altera 3.Diminui
Benefícios sociais (saúde, educação, água, etc) EXP1 Emprego EXP2 Melhorias na acessibilidade aos centros urbanos EXP3 Compradores para produtos da machamba no local EXP4 Compradores para produtos de extracção (caça, lenha, etc)
EXP5
Colocação dos produtos agrícolas nos mercados urbanos EXP6 Acesso a produtos para comprar EXP7 Circulação de pessoas estranhas EXP8 Criminalidade EXP9 Prostituição EXP10 Concorrência nos negócios EXP11 Número de pessoas com SIDA EXP12 Problemas de saúde EXP13 Deslocação de pessoas para outras zonas EXP14 Perda de terra para machambas EXP15 Perda de terra para pastagens EXP16 Perda de plantas medicinais EXP17 Perda de outros recursos locais EXP18 Outros (especificar)
HIDROELÉCTRICA DE MPHANDA NKUWA Estudo de Impacto Ambiental. Volume 9 – Anexos.
ANEXO IV.2 - ANTROPOLOGIA
1
Registo fotográfico de cemitérios e locais sagrados descritos no estudo.
Local não afectado pelo Projecto Local afectado pelo Projecto
I. ÁREA SUDESTE
1. CEMITÉRIOS
PANTHONDO
Coordenadas métricas: Latitude 8258532 Longitude 511649
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
KANGUDZI
Coordenadas métricas: Latitude 8258249 Longitude 507781
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
2
CASSAMBA PSINA
Coordenadas métricas: Latitude 8253611 Longitude 508221
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: não afectado pelo projecto
DZIMBAKFWE
Localização: Chacocoma; Estatuto: não afectado pelo projecto
3
NTSAMBE
Localização: Luzinga; Estatuto: afectado pelo projecto
PHIMBI
Localização: Luzinga; Estatuto: não afectado pelo projecto
4
2. LOCAIS DE CERIMÓNIA KALUA
PANTHONDO
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
THENTA
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
5
SATEMBWE
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
CAPINGA
Localização: Chacocoma; Estatuto: não afectado pelo projecto
6
MULAMBE
Localização: Chacocoma; Estatuto: não afectado pelo projecto
NHANUNGO
Localização: Chacocoma; Estatuto: não afectado pelo projecto
7
NHANGOMBO
Localização: Luzinga; Estatuto: afectado pelo projecto
3. LOCAIS DE MORADA DE ESPÍRITOS
NHADUTO
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
8
NTHUMBWE
Localização: Chacocoma; Estatuto: não afectado pelo projecto
CHIDOKOWÉ
Localização: Chirodzi-Sanangwe; Estatuto: afectado pelo projecto
9
II. ÁREA OESTE
1. CEMITÉRIOS
CASSALO
Localização: Kaliboto; Estatuto: não afectado pelo projecto
NHANKALAMO
Localização: Kaliboto; Estatuto: afectado pelo projecto
10
SEPULTURA DE CHAGAULA
Localização: Kaliboto; Estatuto: não afectado pelo projecto
KATUDZA
Localização: Kaliboto; Estatuto: não afectado pelo projecto
11
NHAMUNHU
Localização: Nhamidima; Estatuto: afectado pelo projecto
2. LOCAIS DE CERIMÓNIA KALUA
NHAMIDIMA
Localização: Nhamidima; Estatuto: não afectado pelo projecto