Prévia do material em texto
XXIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HIDRÍCOS REGIME HIDROLÓGICO DO RIO SÃO FRANCISCO Tássia Cestari Fernandes1 ; Arthur Bucciarelli Andreetta 2; Daniela Rodrigues Ribeiro 3; Laíne Garcia Ferreira4; Paulo César Rocha 5,Milton Dall’Aglio Sobrinho6 RESUMO: O fluxo de um rio pode ser concebido como um sistema que compõe o ciclo hidrológico, e que pode ser analisado pela viabilidade de vazões máximas e mínimas e pelos níveis d’água. Os rios possuem uma dinâmica de alteração hidrológica devido a variações espaciais e temporais. Tal variabilidade hidrológica é averiguada por meio das séries históricas mensais e anuais dos dados fluviométricos e de suas possíveis relações com o histórico de alterações da respectiva bacia hidrográfica. Por meio das análises das séries históricas do Rio São Francisco, foram destacados cinco períodos distintos de vazões médias. As representações gráficas oferecem uma rápida extração de informações sobre as características hídricas do Rio São Francisco, buscando análise e ações sobre os sistemas hídricos, podendo servir de base para apontar potencialidades e restrições para a bacia, diante das demandas e tomadas de decisões. Palavras-Chave: Regime Hidrológico. Vazões. HYDROLOGICAL REGIME OF SÃO FRANCISCO RIVER ABSTRACT: The flow of a river can be conceived as a system that makes up the hydrological cycle, and can be analyzed by the feasibility of maximum and minimum flows and water levels. Rivers have a dynamic of hydrological alteration due to spatial and temporal variations. Such hydrological variability is verified through the monthly and annual historical series of fluviometric data and their possible relations with the history of changes in the respective river basin. Through analyzes of the historical series of the São Francisco River, five distinct periods of average flows were highlighted. The graphical representations offer a quick extraction of information about the water characteristics of the São Francisco River, seeking analysis and actions on the water systems, and can serve as a basis to point out potentialities and constraints for the basin, given the demands and decision making. Keywords: Hydrological Regime. Flows. 1 Mestrando do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos – UNESP Campus de Ilha Solteira, Avenida Brasil, 56 – Centro, Ilha Solteira, SP - CEP 15.385-000. Tel. (18) 98156-1259. E-mail: tassia.cestari@unesp.br 2 Mestrando do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos – UNESP Campus de Ilha Solteira, Avenida Brasil, 56 – Centro, Ilha Solteira, SP - CEP 15.385-000. Tel. (18) 99640-9968. E-mail: arthur.andreetta@unesp.br 3 Mestrando do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos – UNESP Campus de Ilha Solteira, Avenida Brasil, 56 – Centro, Ilha Solteira, SP - CEP 15.385-000. Tel. (14) 99734-3982. E-mail: daniela.r.ribeiro@unesp.br 4 Mestrando do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos – UNESP Campus de Ilha Solteira, Avenida Brasil, 56 – Centro, Ilha Solteira, SP - CEP 15.385-000. Tel. (18) 98158-7460. E-mail: lg.ferreira@unesp.br 5 Professor Doutor do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos UNESP Campus de Ilha Solteira, Faculdade de Ciências e Tecnologia de Presidente Prudente, rua Roberto Simonsen, 305 - FCT/UNESP, Vila Santa Helena, 19060900 - Presidente Prudente, SP – Brasil. Tel. (18) 98123-5511. E-mail: paulo-cesar.rocha@unesp.br 6 Afiliação: Professor Adjunto Doutor UNESP Campus de Ilha Solteira do curso ProfÁgua – Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos, Avenida Brasil, 56 – Centro, Ilha Solteira, SP – CEP 15.385-000. Tel. (18) 3742-1000. E-mail: dall.aglio@unesp.br mailto:tassia.cestari@unesp.br INTRODUÇÃO O conhecimento acerca do regime hidrológico de um rio constitui de informações básicas para tomadas de decisões em diversas áreas, sobretudo nas questões de planejamento ambiental e de uso dos recursos hídricos no âmbito da bacia hidrográfica. Tucci (1993) cita que a variabilidade do regime hidrológico é controlada por alguns elementos que formam a bacia hidrográfica ou fatores que nela ocorrem. Dentre eles estão: as condições climáticas, como a precipitação, evapotranspiração e a radiação solar; a geologia; a geomorfologia; os tipos e uso dos solos; a cobertura vegetal e as ações antrópicas. Com base no monitoramento de períodos secos e úmidos, é possível obter informações no tempo e espaço de características como intensidade, duração e severidade de sistemas atmosféricos, permitindo que medidas preventivas sejam tomadas em curto prazo, para minimizar impactos causados por fenômenos severos como secas e enchentes. O total precipitado não tem significado se não estiver ligado à duração (TUCCI & BERTONI, 2001). Segundo Rocha (2015), há diferentes períodos hidrológicos devido à distribuição da vazão ao longo do tempo e espaço. Essas diferenças são devido à dinâmica da precipitação e à implementação de políticas públicas mais severas sobre os usos da água pelos órgãos oficiais. É importante entender as variações na distribuição da vazão ao longo do tempo e espaço, com alteração no comportamento hidrológico dos rios ao longo da série histórica e relacionamentos com dados de precipitação na perspectiva da dinâmica temporal e espacial. Ressalta-se que as mudanças na hidrologia dos rios são mais percebidas nos trechos médios e baixos dos rios, onde se encontram as planícies de inundação e diversas interações laterais entre o canal e a planície adjacente. Devido à grande extensão territorial do Brasil, as dinâmicas atmosféricas (clima) e físicas (relevo, corpos hídricos entre outros) são distintas em cada região e devem ser analisadas separadamente. O nordeste brasileiro tem como característica, grande irregularidade na precipitação, cujo comportamento é decorrente de um conjunto de fatores, tais como: suas características fisiográficas e a influência de vários sistemas atmosféricos transientes. Estes fenômenos são caracterizados pela grande variabilidade espacial e temporal das chuvas na região, tornando-se um fator prejudicial às localidades atingidas, pois, tanto podem provocar enchentes, como também secas (ARAÚJO, 2006). O comportamento climático da Bacia Hidrográfica do rio São Francisco é bastante variável devido a sua extensão e localização geográfica, sendo seu regime pluviométrico influenciado por vários sistemas atmosféricos de grande escala, como a Zona de Convergência do Atlântico Sul XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 2 (ZCAS) e Vórtices Ciclônicos de Ar Superior (VCAS), sendo os meses de atuação de novembro a fevereiro; Sistemas Frontais (SF), sendo um importante sistema produtor de precipitação, atuando basicamente na região sul do NEB. Sua atuação ocorre nos meses de novembro a fevereiro e tem o seu máximo de precipitação em novembro e janeiro; a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é considerada como o principal sistema produtor de chuva no norte do NEB, atuando de fevereiro a maio; e Distúrbios de Leste (DL), que atuam desde o norte do Rio Grande do Norte até a Bahia, no período de maio a agosto (ARAÚJO, 2006). Um evento que ganhou grande notoriedade e influência no regime hidrológico do Rio São Francisco se trata do Projeto de Transposição do Rio São Francisco. O PSIF (Projeto de Integração do Rio São Francisco com Bacias Hidrográficas do Nordeste Setentrional tem como premissa básica o estabelecimento de uma sinergia hídrica, promovendo o abastecimento dos açudes existentes nas bacias receptoras. O PISF consiste em dois sistemas independentes, o Eixo Norte e o EixoLeste. Cada eixo transporta águas do Rio São Francisco incluindo diversas obras hidráulicas, como barragens e reservatórios, canais, estações elevatórias, aquedutos, sistemas elétricos como subestações, linhas de transmissão e distribuição, além de obras civis, como pontes e passarelas. Este trabalho visa identificar as séries hidrológicas e abordar uma série temporal de dados, e analisar os períodos hidrológicos do Rio São Francisco, buscando ser um importante indicador para conhecimento das características hídricas, diante das demandas e tomadas de decisões na Bacia Hidrográfica. XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 3 ÁREA DE ESTUDO O Rio São Francisco, foi descoberto em 1502 é um dos mais importantes cursos d'água do Brasil e da América do Sul. Sua nascente histórica localiza-se na serra da Canastra, do município de São Roque de Minas, no Centro-Oeste de Minas Gerais. A Bacia do Rio abrange 504 de municípios, ou 9% do total de municípios do País. Destes, 48,2% estão na Bahia, 36,8% em Minas Gerais, 10,9% em Pernambuco, 2,2% em Alagoas, 1,2% em Sergipe, 0,5% em Goiás e 0,2% no Distrito Federal. Mais de 18 milhões de pessoas (Censo de 2010) habitam a área da Bacia do São Francisco. Os quatro trechos do Rio São Francisco São: − Alto São Francisco: das nascentes até a cidade de Pirapora (MG), com 100.076 quilômetros quadrados, ou 16% da área da Bacia, e 702 quilômetros de extensão. Sua população é de aproximadamente 6,247 milhões de habitantes. − Médio São Francisco: de Pirapora (MG) até Remanso (BA) com 402.531 quilômetros quadrados, ou 53% da área da Bacia, e 1.230 quilômetros de extensão. Sua população é de aproximadamente 3,232 milhões de habitantes. − Submédio São Francisco: de Remanso (BA) até Paulo Afonso (BA), com 110.446 quilômetros quadrados, ou 17% da área da Bacia, e 440 quilômetros de extensão. Sua população é de aproximadamente 1,944 milhões de habitantes. − Baixo São Francisco: de Paulo Afonso (BA) até a foz, entre Sergipe e Alagoas, com 25.523 quilômetros quadrados, ou 4% da área da Bacia, e 214 quilômetros de extensão. Sua população é de aproximadamente 1,373 milhões de habitantes. DESENVOLVIMENTO Para aquisição dos dados, utilizou-se o portal HIDROWEB – ferramenta integrante do Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH) e oferece o acesso ao banco de dados que contém todas as informações coletadas pela Rede Hidrometeorológica Nacional (RHN), reunindo dados de níveis fluviais, vazões, chuvas, climatologia, qualidade da água e sedimentos. O posto fluviométrico empregado (48020000), como apresentado na Tabela 1, foi extraído do Hidroweb (ANA), com latitude S 9° 24' 23.04'' e Longitude: W 40° 30' 12.96'', onde sua área de contribuição é de 516000 quilômetros quarados. https://pt.wikipedia.org/wiki/Curso_de_%C3%A1gua https://pt.wikipedia.org/wiki/Brasil https://pt.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A9rica_do_Sul XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 4 Tabela 1 – Dados do posto fluviométrico Tipo de Dados Fonte Código Curso d'Água Latitude Longitude Área do posto (Km²) Fluviométricos ANA 48020000 Rio São Francisco S 9° 24' 23.04'' W 40° 30' 12.96'' 516000.0 O Posto Fluviométrico localiza-se no município de Juazeiro, no estado da Bahia e, na região submédia do Rio São Francisco, aproximadamente 40 quilômetros a jusante da Usina Hidrelétrica de Sobradinho, conforme a Figura 1. Figura 1 – Localização do Projeto de Integração do Rio São Francisco Após a determinação do posto fluviométrico 48020000, localizado no Rio São Francisco, obteve dados dos anos de 1929 a 2009, e trabalhou-se com as informações das vazões médias mensais. A Figura 2 apresenta a metodologia utilizada para a realização das médias de vazões. XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 5 Figura 2 – Metodologia Aplicada A partir dos dados de vazões médias mensais de janeiro a dezembro, foi calculado a média anual, de cada ano do período, e em seguida, realizou-se a média geral, a partir dos valores calculados de média anual. Calculado a média anual e a média geral, obteve-se um gráfico de dispersão em linhas, que propicia observar a variação da vazão média anual na série apresentada de 1929 a 2009, conforme a figura abaixo. Figura 3 – Médias anuais e média geral XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 6 Após a análise da Figura 3, a série foi dividida em cinco períodos distintos, observou-se que em determinado período, a vazão se comportava de maneira distinta dos demais períodos, deste modo, dividiu-se a série em períodos que a vazão se comportava similarmente, totalizando em cinco estágios.. Os períodos são: (i) primeiro período – 1929 a 1941; (ii) segundo período – 1942 a 1950; (iii) terceiro período – 1951 a 1974; (iv) quarto período – 1975 a 1994; e (v) quinto período – 1995 a 2009. Delineado as médias anuais em comparação com a média de cada período, pode-se notar que o segundo e o quinto período são os que possuem maior diferença em relação a média geral. Sendo que o segundo período foi caracterizado por valores médios anuais acima da média geral, enquanto o quinto período, apresenta valores médios anuais abaixo da média geral, conforme a Figura 4. Figura 4 – Comparativo de Médias anuais por períodos com a média geral Pode-se discutir a questão das vazões extremas terem elevado a média geral, pois apresentam vazões relativamente o dobro da maioria dos valores apresentados para o período, em uma análise visual. Tal fato, associado aos demais períodos, que estão próximos da média geral, mesmo apresentando em alguns anos vazões médias anuais ora elevadas ora baixas, influenciando a crer que, de 1942 a 1950 teve-se o período caracterizado pelas cheias, enquanto que, mais recentemente, de 1995 a 2009 o fluxo do rio vem apresentando um período de vazante. Diante disso, foi averiguado por meio da média geral das vazões anuais para cada período e então, calculado o desvio padrão dos valores médios anuais respectivos ao período determinado, e o coeficiente de variação, através da divisão entre o desvio padrão calculado e a média do período selecionado, para que também tivesse este método comparativo, como exposto na Tabela 2. XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 7 Tabela 2 – Desvio Padrão dos períodos Período Média Desvio Padrão Cv Média Geral 2446,84 748,064 0,306 1929-1941 2446,57 337,355 0,138 1942-1950 3425,95 808,974 0,236 1951-1974 2383,13 508,256 0,213 1975-1994 2499,00 912,341 0,365 1995-2009 1892,00 311,794 0,165 A fim de obter um comparativo de médias mensais por período, calculou-se as médias mensais dos anos que compõem cada período, e da média geral mensal, para que pudesse ser identificado os períodos hidrológicos do posto selecionado, como apresentado na Tabela 3. Tabela 3 – Cálculo das médias mensais da série de dados e dos períodos determinados A Figura 5 ilustra o período em que o fluxo do rio apresenta suas maiores e menores vazões, podendo correlacionar diretamente, com os períodos de maiores e menores índices de precipitação, respectivamente, ou seja, com o período hidrológico observado para a região. Percebe-se que, as vazões começam a aumentar a partir do mês de outubro, e decrescem a partir de fevereiro, basicamente se estabilizando entre junho e outubro. Para o quinto período determinado (1995 a 2009) está variação não é tão nítida, sendo a média das vazões mensais basicamente estável para todo o ano. Enquanto para o segundo período determinado (1942 a 1950) é onde se pode melhor observar essa variação descrita do período hidrológico. Assim como a interpretação feita para a análise das médias anuais. XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos(ISSN 2318-0358) 8 Figura 5 – Comparativo de médias mensais por período com a média geral CONSIDERAÇÕES FINAIS Em uma discussão abordando uma série temporal dos dados anuais, observou-se que no período de 1942 a 1950 teve-se o período caracterizado pelas cheias, enquanto que, mais recentemente, de 1995 a 2009 o fluxo do rio vem apresentando um período de vazante. Quanto ao estudo das vazões médias, observou-se praticamente o mesmo comportamento, exceto para o período de 1995-2009, que se manteve com a média de vazão constante em todo período analisado. As representações gráficas oferecem uma rápida extração de informações sobre as características hídricas do Rio São Francisco, buscando análise e ações sobre os sistemas hídricos, podendo servir de base para apontar potencialidades e restrições para a bacia, diante das demandas e tomadas de decisões. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001. Agradeço também ao Programa de Mestrado Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos - ProfÁgua, Projeto CAPES/ANA AUXPE Nº. 2717/2015 pelo apoio técnico científico aportado até o momento. XXIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (ISSN 2318-0358) 9 REFERÊNCIAS ARAÚJO, L. E. Análise Estatística de Chuvas Intensas na Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande/PB, 2006. BERTONI, J. C.; TUCCI, C. E. M. Precipitação. In: TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 2. ed. Porto Alegre, RG: UFRGS, 2001. 943 p. CLARKE, R. T.; TUCCI, C. E.; COLLISCHONN, W.; 2003. Variabilidade temporal no regime hidrológico da bacia do rio Paraguai. Revista Brasileira de Recursos Hídricos. Vol. 8 n 1 jan mar p. 201-211. ALVINÍNCIO, J. D. & SOUSA, F. A. S. Relação Entre o Fenômeno El Niño e os Totais Mensais Precipitados na Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco. RBRH - Revista Brasileira de Recursos Hídricos Volume 7 n.4 Out/Dez 2002, 113-119. PETTS, G. E. A perspective on the abiotic processes sustaining the ecological integrity of running waters. Hidrobyologia, v. 422-423, p.15-27, 2000. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1023/A:1017062032685. Acesso em 27/11/2018. ROCHA, P. C & ANDRADE, L. F. Zoneamento Hidrológico nas Bacias Hidrográficas dos Rios Aguapeí e Peixe, Região Oeste Paulista, Brasil. Fórum Ambiental: uma visão multidisciplinar da questão ambiental Alan Leon Casemiro da Silva, Sandra Medina Benini e Leonice Seolin Dias (ORGs) 2a ed. 2015. TUCCI, C. E. M. Regionalização de vazões. Rio Grande do Sul: Ed. Universidade/UFRGS, 2002. p.14.