IV ASPECTOS DA GESTÃO DO AÇUDE EPITÁCIO PESSOA (PB) E VARIAÇÃO DA QUALIDADE DE ÁGUA

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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

IV-057 - ASPECTOS DA GESTÃO DO AÇUDE EPITÁCIO PESSOA (PB) E VARIAÇÃO DA QUALIDADE DE ÁGUA

Alysson Oliveira Guimarães

⁽¹⁾

Engenheiro Civil graduado pela Universidade Federal de Campina Grande, atualmente cursando mestrado pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental na área de Engenharia de Recursos Hídricos da Universidade Federal de Campina Grande; bolsista CAPES.

Adriana Damasceno de Melo

Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela Universidade Federal de Campina Grande; Graduada em Engenheira Ambiental pela Universidade do Tocantins.

Beatriz Susana Ovruski de Ceballos

Doutora em Ciências – Microbiologia Ambiental pela Universidade de São Paulo; Mestre em Microbiologia pela Escola Paulista de Medicina; Graduada em Bioquímica pela Universidade Nacional de Tucumán – Argentina; Professora Adjunta do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande.

Carlos de Oliveira Galvão

Doutor em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Mestre e Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba; Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande.

Márcia Maria Rios Ribeiro

Doutora em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Mestre e Graduada em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba; Professora Adjunta do Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de Campina Grande.

Endereço

⁽¹⁾

: Av. Edson Ramalho, n° 811, AP 202 - Manaíra - João Pessoa - PB - CEP: 58038-100 - Brasil. Tel:

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RESUMO

O açude Epitácio Pessoa (Boqueirão) encontra-se na região semi-árida do Estado da Paraíba (PB), Brasil, situado no alto curso do rio Paraíba no Distrito Municipal de Boqueirão, região dos Cariris Velhos. Represa as águas dos rios Paraíba do Norte e Taperoá, abastecendo mais de meio milhão de habitantes do Estado da Paraíba. Por estar localizado numa região de clima quente e seco, com o menor índice pluviométrico do país, o reservatório é bastante vulnerável às mudanças climáticas e aos impactos antropogênicos, o que conduziram- no a um período de crise quantitativa, quase gerando um quadro de calamidade pública às cidades abastecidas.

Esta pesquisa objetivou avaliar a evolução qualitativa do açude Boqueirão, relacionando esta evolução com o comportamento quantitativo do mesmo nos últimos 20 anos e buscar possíveis associações complementares ao clima, entre esse comportamento e as ações de gestão aplicadas no período, para o gerenciamento das águas do reservatório. Para isso foram utilizados dados provenientes de três fontes: 1 – dados de precipitação e volume armazenado no reservatório, obtidos no Laboratório de Meteorologia, Recursos Hídricos e Sensoriamento Remoto da Paraíba (LMRS), correspondentes ao período de maio/1994 a janeiro/2004; 2 – dados de qualidade, adquiridos junto à Companhia de Água e Esgoto do Estado da Paraíba (CAGEPA), referentes à qualidade da água bruta coletada ao chegar na ETA de Gravatá, compreendendo o período de abril/1988 a janeiro/2004; 3 – dados de qualidade de pontos de amostragem localizados na região litorânea e limnética do açude Boqueirão, referentes ao período de maio/2002 a março/2003. Observou-se que o comportamento qualitativo do reservatório passou por alterações após o período de crise e que a ausência de gestão efetiva e integrada da qualidade e quantidade de água pode proporcionar futuramente o surgimento de um novo período de crise que não somente será quantitativo, mas também qualitativo. E que os fatores climáticos, morfológicos e antropogênicos influenciaram a grande variabilidade no tempo e no espaço da qualidade da água no açude, embora as chuvas ocorridas durante o período estudado tenham contribuído pouco no aumento do volume armazenado, proporcionaram impacto nas características qualitativas da água.

PALAVRAS-CHAVE: Gestão Integrada, Qualidade-Quantidade de Água, Reservatórios.

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INTRODUÇÃO

Os reservatórios apresentam características de comportamento peculiares e, mesmo sendo um ambiente lêntico (ou de águas paradas, na etimologia da palavra), são ecossistemas dinâmicos onde as variáveis físicas químicas e biológicas alteram-se temporal e espacialmente. Estes ambientes são bastante vulneráveis às condições climáticas apresentando alta variabilidade qualitativa e quantitativa sazonalmente.

Os reservatórios recebem os impactos das atividades que se desenvolvem na bacia hidrográfica, sendo os de natureza humana os mais agressivos. A avaliação do comportamento hidrodinâmico e dos aspectos limnológicos destes ambientes são importantes para a compreensão das funções ecológicas, econômicas e sociais, sendo, desse modo, possível definir políticas para o uso d’água e ações de controle da poluição. Estas práticas visam à preservação destes ambientes e a conservação da água em quantidade e qualidade adequadas aos fins a que se destina e com a garantia de uso para as gerações futuras. Outrossim, estes estudos quali- quantitativos permitem que os instrumentos de gestão, como outorga e cobrança, tenham suas bases mais definidas e apresentem maior confiabilidade nas tomadas de decisão.

No semi-árido nordestino, a necessidade de uma gestão eficiente torna-se mais relevante ainda. A escassez de água, que ocorre devido ao mau uso das fontes existentes aliado à variabilidade climática (baixas precipitações e ocorrência de secas periódicas), torna-se mais grave pela carência dessa gestão e afeta social e economicamente a população. A construção de açudes iniciada pelos bandeirantes, transformada em política desde a época de Dom Pedro I e consagrada com a fundação da DNOCS, transformou os açudes em pólos de subsistência da população local e de desenvolvimento regional. Em conseqüência, a maioria dos reservatórios está submetida aos impactos das atividades em suas margens e no próprio corpo d’água. Estes fatores, acrescidos das variações climáticas, tornam estes ambientes bastante vulneráveis. A evaporação extremamente alta (média de 2000 mm/ano), por exemplo, concentra nutrientes e sais que se expressam na alta salinidade e na rápida eutrofização, que caracterizam a maioria destes corpos de água.

O açude Epitácio Pessoa (7º29’20”S e 36º17’3”W), conhecido popularmente por Boqueirão, está situado em plena região semi-árida e é o principal reservatório da Bacia do Rio Paraíba (cerca de 14.000 km

²

), a maior do Estado da Paraíba, uma bacia bastante antropizada (com mais de 80% da floresta nativa alterada e com apenas manchas residuais de mata ciliar). Está a 420 m de altitude na zona rural do município de Boqueirão, região dos Cariris Velhos, a de menor índice pluviométrico do Brasil (precipitação entre 150 e 300 mm/ano) (SILVA et al., 1987), represando as águas dos rios Paraíba do Norte e Taperoá. Possui um perímetro de 138.800 m, sua capacidade máxima de armazenamento é 418.088.514 m3 (SEMARH, 2004) e atualmente trabalha com 90%

desta capacidade. Seus principais usos são abastecimento humano (aproximadamente 600.000 pessoas), dessedentação animal e irrigação, portanto o desenvolvimento sócio-econômico da região depende do fornecimento da água deste açude.

Este reservatório passou, nos últimos dez anos, por períodos com baixo volume que quase causaram o colapso do sistema de abastecimento da cidade de Campina Grande, com 360.000 habitantes, a segunda maior do Estado e principal cidade abastecida por este reservatório. Nesse período e em particular nos últimos anos dessa década, o açude ficou vulnerável às ações antrópicas na sua bacia (irrigação, pastagem, carcinocultura, lavagem de roupas, etc) agravadas com os aumentos da demanda, provocando no reservatório uma situação de crises qualitativas e quantitativas, levando ao racionamento da água ofertada às principais cidades abastecidas e quase gerando um estado de calamidade pública. RÊGO et al. (2000) já sugeriam que a solução para o problema do açude deveria estar baseada no controle de demandas com a ação da gestão para suprir as necessidades da população.

Desse modo, o monitoramento sistemático das águas para este reservatório é um das ferramentas mais poderosas para gestão dos recursos hídricos do curso médio do rio mais longo do Estado da Paraíba. Estudos limnológicos neste ecossistema vêm a contribuir com o conhecimento de seu funcionamento e fornecer informações para seu manejo.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a evolução da qualidade da água do açude Epitácio Pessoa, relacionando-

a com as flutuações do volume de água armazenada nos últimos 20 anos, assim como buscar possíveis

associações complementares ao clima, entre esse comportamento e as ações de gestão aplicadas no período,

para o gerenciamento das águas do reservatório.

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MATERIAIS E MÉTODOS

Neste trabalho utilizaram-se dados de fontes distintas conforme descritos a seguir:

(1) – os dados de precipitação e volume do reservatório (valores diários do período maio/1994 – outubro/2004) foram obtidos com a SEMARH/LMRS;

(2) – os dados de qualidade de água do reservatório referem-se a quatro estações de coleta distribuídos no açude Epitácio Pessoa conforme esquema apresentado na Figura 1, e foram provenientes de duas fontes:

• qualidade da água bruta após captação e na sua entrada na ETA de Gravatá, para o período de abril/1988 a outubro/2004 obtidos junto à Companhia de Água e Esgoto do Estado da Paraíba (CAGEPA), com periodicidade de coleta predominantemente mensal. Estes resultados são arquivados brutos (laudos do laboratório, em papel). Para uso neste trabalho, todos os dados foram digitados e posteriormente os valores duvidosos ou incompletos foram retirados da série;

• qualidade da água em pontos de amostragem das regiões litorânea e limnética em pontos georeferenciadas (BQ1 a BQ3, Figura 1), com periodicidade mensal entre maio/2002 e março/2003 obtidos de uma pesquisa in loco (DINIZ et al., 2004).

Brasil e o estado da Paraíba

Sub-Bacia do Taperoá

Sub-Bacia do Alto Paraíba

Regi ão Baix o Paraíba Região Médio

Paraíba

Estado da Paraíba e a bacia do rio Paraíba

Açude Epitácio Pessoa Região do Al to Par aíba Baci a do R io Paraíba

N N

Açude Epitácio Pessoa (Boqueirão)

BQ 1 BQ 2 BQ 3 CAGEPA

Figura 1: Mapa de localização do açude Epitácio Pessoa (Boqueirão), PB. Detalhamento da localização

dos pontos de amostragem no reservatório.

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O monitoramento da companhia de abastecimento restringe-se à análise da qualidade da água bruta ao chegar à ETA (que dista 17,2 km do ponto de tomada d’água, à jusante da barragem do reservatório), e posteriormente à da água tratada (nos estágios de decantação, filtração e cloração). Esporadicamente são realizadas coletas de amostras diretas do reservatório, mas sempre de locais próximos à tomada d’água.

Os dados obtidos com DINIZ et al. (2004) serviram para uma melhor avaliação da qualidade da água no reservatório. Nestes pontos foi possível avaliar a presença ou ausência de concentração de alguns parâmetros de qualidade de água (principalmente nutrientes) cujos valores fornecidos pela companhia de abastecimento eram dados como nulos, ausentes ou não feitos. A determinação de nutrientes é importante por possibilitar uma avaliação do nível de eutrofização no reservatório auxiliando as decisões de gestão.

A Tabela 1 a seguir apresenta a localização geográfica e uma breve descrição dos pontos de amostragem de qualidade de água.

Tabela 1 - Pontos de amostragem no Açude Epitácio Pessoa (Boqueirão), PB: nomenclatura, descrição e coordenadas geográficas.

Pontos de Amostragem

Descrição Coordenadas BQ1 Ponto localizado na entrada do Rio Taperoá, na

região litorânea

7º31’42,6”S e 36º15’13,5”W BQ2 Ponto localizado na entrada do Rio Paraíba, na

região litorânea

7º32’18,5”S e 36º15’13,7”W BQ3 Ponto central, localizado na área de represa, na

região limnética

7º29’19,5”S e 36º8’31,3”W

CAGEPA Torre de captação 7º29’19,4”S e 36º8’24,3”W

Os parâmetros de qualidade utilizados corresponderam a turbidez, sólidos dissolvidos totais, pH, alcalinidade, dureza, amônia, nitrato, entre outros, determinados segundo APHA (1995).

Gráficos de variação temporal foram feitos com todos os dados e através do comportamento apresentado buscaram-se relações entre as características qualitativas da água e o volume acumulado, em especial o efeito dos períodos em que o açude esteve com volumes mais baixos (na iminência do colapso) e naqueles em que atingiu a capacidade máxima de armazenamento, em janeiro de 2004. Incorporaram-se ao conjunto das variáveis sob análises, as informações sobre precipitação e gestão aplicada neste reservatório ao longo destes anos.

RESULTADOS

Os sólidos dissolvidos totais (SDT) apresentaram uma variação aparentemente uniforme até meados de 2000.

Com as chuvas daquele ano houve um decréscimo em sua concentração, embora num período em que o reservatório apresentava baixo volume, e esta concentração (valores em torno de 350mg/L) manteve-se mesmo com o aporte das chuvas de janeiro de 2004 (391,7mm – um desvio de 1.163,4% em relação à climatologia do mês).

As chuvas de janeiro de 2004 alteraram significativamente os valores de turbidez que atingiram um máximo no dia 22 (90 UNT). Antes os valores encontravam-se em torno de 6,5 UNT, apresentando um aumento apenas no período prolongado da seca, quando alcançou o valor de 40 UNT.

O pH teve alterações semanais, variando de 7,7 a 8,3 desde 1998. Antes daquele ano, os valores se mantiveram na faixa básica, entre 8,3 e 8,6. No período de menor volume acumulado, cálcio e magnésio apresentaram as maiores concentrações (154,0mg/L e 166,0mg/L, respectivamente), que foram drasticamente reduzidas com as chuvas do ano de 2000 (70mg/L para ambos os parâmetros, ou seja, 57% inferiores aos observados anteriormente).

As concentrações de alcalinidade total, oxigênio consumido, dureza e cloreto comprovam a forte alteração

ocorrida quando o reservatório encontrava-se no nível mais baixo. Estes dois últimos parâmetros, por

exemplo, apresentaram a máxima concentração naquele período (410mg/L de cloretos e 298mg/L de dureza)

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e, no período pós-crise (segundo semestre de 2002), tiveram os valores mais baixos (80mg/L e 120mg/L, respectivamente), mantendo-se pouco acima desses valores até outubro/2004.

É importante observar que a composição da água da chuva tem grande influência sobre a qualidade das águas superficiais, podendo ser consideradas como constituindo uma solução diluída (com teores médios de sais dissolvidos de uns poucos miligramas por litro) e ligeiramente ácida (pH variando de 4 a 6) (Rebouças, 1999).

Alguns trabalhos mostram que o efeito das chuvas nas águas lênticas da bacia de drenagem se manifestam até três dias posteriores à ocorrência das chuvas (Tavares et al., 1998). De fato, as águas do açude Epitácio Pessoa apresentaram grande capacidade tamponante, com altos valores de alcalinidade e pequenas variações de pH.

O excesso de incrustações nas tubulações fez com que a CAGEPA passasse a monitorar a concentração de Cálcio e Magnésio na água bruta e tratada a partir de 1996. Não há, portanto, valores referentes a estes íons para datas anteriores. Boa parte destes íons é proveniente do próprio embasamento cristalino em que se encontra o reservatório e observa-se que no período de crise estes íons apresentaram as maiores concentrações (154,0 mg/L de cálcio e 166,0 mg/L de magnésio). Estas concentrações foram reduzidas com as chuvas ocorridas em 2000 e mantiveram-se em torno de 70 mg/L (ambos).

Nos pontos da região limnética (BQ1 a BQ3) observaram-se concentrações de nutrientes (Figura 3) que foram fortemente influenciadas pelo regime de chuvas da região, apresentando as maiores concentrações nas estações chuvosas, principalmente para os parâmetros fósforo total e ortofosfato solúvel. Estes nutrientes não foram verificados nos dados obtidos junto à CAGEPA, provavelmente por se tratar de um ponto cuja amostra é coletada após a água passar por sucção e bombeamento na torre de captação e percorrer uma tubulação de 17,2 Km; ou por as técnicas analíticas utilizadas pela companhia não apresentarem precisão adequada.

Mesmo nos períodos de baixo volume não havia gestão de demanda efetiva por parte de nenhum órgão e, mesmo neste cenário, as perdas na rede de distribuição alcançaram até 40% do volume total ofertado pelo açude. A seca ocorrida entre 1997 e 1999 agravou uma situação já crítica e o reservatório entrou em iminência de colapso, com armazenamento abaixo de 25% da capacidade total. Esta redução no volume alterou significativamente a qualidade da água e gerou a necessidade de compreensão do seu comportamento.

Naquela época havia apenas a necessidade de “saber como a água estava” sem verificar as interrelações entre os parâmetros de qualidade entre si e com a quantidade, e sua evolução temporal.

MELO (2005) propôs um sistema de gestão integrada da qualidade e quantidade de água para operação de reservatórios de abastecimento urbano no semi-árido, utilizando o açude Epitácio Pessoa como estudo de caso.

Neste sistema a descarga de fundo é apresentada como uma medida de melhoria da qualidade da água no reservatório em termos do parâmetro sólidos dissolvidos totais (SDT). Verificou-se que, diante de um período de escassez, com previsão de grandes afluências no período chuvoso, é possível admitir um volume de descarga de fundo a ser liberada, permitindo que haja uma redução nas concentrações de SDT com estas afluências. Para a elaboração desse sistema os dados de concentração de SDT no reservatório devem estar disponíveis (além da previsão hidrometeorológica para a estação chuvosa), enfatizando a importância de redes sistemáticas de monitoramento de qualidade de água para os mananciais de abastecimento humano.

Para a efetiva gestão das águas do açude Epitácio Pessoa faz-se necessário e urgente que uma rede de

monitoramento da qualidade de água seja instalada e que um sistema eficiente e confiável de informações seja

disponibilizado para que as tomadas de decisão tenham melhor embasamento. A ausência de gestão efetiva e

integrada qualidade-quantidade pode proporcionar futuramente o surgimento de um novo período de crise que

não somente será quantitativo, mas também qualitativo.

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C

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

abr-88 ago-89 jan-91 mai-92 out-93 fev-95 jul-96 nov-97 mar-99 ago-00 dez-01 mai-03 set-04

Meses

Turbidez (UNT)

6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0

pH

TURB pH

B

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Meses

SDT (mg/L)

SDT

E

0 2 4 6 8 10

Meses

O2 cons (mg/L)

0 40 80 120 160 200

Alc. Total (mg/L)

02 CONS Alc.Tot

D

0 20 40 60 80 100 120 140 160

out-95 jul-96 mar-97 nov-97 jul-98 mar-99 dez-99 ago-00 abr-01 dez-01 set-02 mai-03 jan-04 set-04

Meses

Cálcio (mg/L)

20 40 60 80 100 120 140 160 180

Magnésio (mg/L)

Ca Mg

F

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Meses

Dureza (mg/L)

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Cloreto (mg/L)

Dureza Cloreto

A

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

mai-94 dez-94 jul-95 fev-96 set-96 abr-97 nov-97 jun-98 mai-99 jan-00 ago-00 mar-01 out-01 mai-02 dez-02 jul-03 fev-04 set-04

Meses

Precip. (mm)

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Volume (Milhões m³)

Volume (m³) precip (mm)

Figura 2: Variação temporal dos valores obtidos junto ao LMRS e a CAGEPA, referentes ao Açude Epitácio Pessoa (Boqueirão), PB: [A] volume e precipitação, [B] sólidos dissolvidos totais (SDT), [C]

turbidez (TURB) e pH, [D] cálcio (Ca) e magnésio (Mg), [E] alcalinidade total (Alc. Tot.) e oxigênio

consumido(O2 CONS) e [F] dureza e cloreto.

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PONTO BQ1

PONTO BQ2

PONTO BQ3

Figura 3: Variação temporal das concentrações de (A) amônia e nitrato e (B) fósforo total – P-total – e ortofosfato solúvel – PO4-- – nos pontos de amostragem BQ1, BQ2 e BQ3 do Açude Epitácio Pessoa (Boqueirão), PB.

CONCLUSÕES

Através do estudo realizado pôde-se chegar às seguintes conclusões:

Os fatores climáticos, morfológicos e antropogênicos influenciaram a grande variabilidade no tempo e no espaço da qualidade da água no açude Epitácio Pessoa. Embora as chuvas ocorridas durante o período estudado contribuíram pouco para o aumento do volume de água armazenada (excetuando-se as chuvas ocorridas em janeiro de 2004), elas produziram forte impacto nas suas características qualitativas.

Comprovou-se que o reservatório mudou seu comportamento limnológico após 1999, como resposta natural

de um ambiente que passava por gradativa perda volumétrica e baixa recarga através da precipitação e vazões

afluentes da sua bacia hidrográfica.

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Os pontos da região limnética do açude (BQ1 a BQ3) apresentaram variações de qualidade, sendo mais acentuadas durante o período chuvoso em conseqüência do escoamento da bacia de drenagem. Em geral, as variáveis de qualidade de água observadas (principalmente fósforo total e ortofosfato solúvel) apresentaram maior concentração naquele período.

A evolução temporal dos dados demonstrou que o aumento da demanda foi o principal responsável pela crise que se instalou no reservatório no período da seca de 1997-1999 e que mesmo durante a crise o reservatório mantinha uma qualidade de água aceitável ao fim a que se destinava (consumo humano e animal) apenas com uma elevada concentração de sais proveniente da evaporação excessiva e do próprio embasamento cristalino, característico da região, ou seja, a crise foi apenas quantitativa.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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2. DINIZ, C. R.; CEBALLOS, B. S. O.; BARBOSA, J. E. L.; KÖNIG, A.; PEDROZA, A. S. Diurnal And Vertical Rhythms Of Limnological Variables, In Dry And Rain Seasons At Epitácio Pessoa Reservoir, State of Paraíba, Brazil. In: SIMPOSIO INTERNAZIONALE DI INGEGNERIA SANITARIA AMBIENTALE, 2004, Taormina – Italia. Anais… Taormina – Itália: ANDIS, 2004.

3. MELO, A. D. Operação de reservatórios no semi-árido considerando critérios de qualidade de água. 2005.

87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2005.

4. REBOUÇAS, A. C. Água doce no mundo e no Brasil In: REBOUÇAS, A. C.; BRAGA, B.; TUNDISI, J.

G. (Org.) Águas Doces no Brasil: capital ecológico, uso e conservação. 2. ed. São Paulo: Escrituras Editora, 2002. p. 1 – 37.

5. RÊGO, J. C.; ALBUQUERQUE, J. P. T.; RIBEIRO, M. M. R. Uma Análise da Crise 1998-2000 no Abastecimento d’Água de Campina Grande – PB. In: SIMPÓSIO DE RECURSOS HÍDRICOS DO NORDESTE, 4, 2000, Natal. Anais... Natal: ABRH, 2000. v. 02. p. 459-468.

6. SILVA, M. A. V. BRAGA, C.; AGUIAR, M. J. N.; NITZCHE, M. H. SILVA, B. B.; VENTURA, E. Atlas climatológico do Estado da Paraíba. 2. ed. Campina Grande: Núcleo de Meteorologia Aplicada, UFPB, 1987.

7. TAVARES, J. L.; CEBALLOS, B. S. O.; KÖNIG, A.; ALBUQUERQUE, F.; GÓIS, R. S. S. Interferência de fatores hidrológicos na qualidade da água de uma represa do trópico semi-árido (Sapé – PB – Brasil). In: