Hidrologia dos Rios Tietê e Piracicaba: séries temporais de vazão e hidrogramas de cheia

Transcrição

1 Hidrologia dos Rios Tietê e Piracicaba: séries temporais de vazão e hidrogramas de cheia Tietê and Piracicaba River s Hydrology: discharge time series and hydrograph separation JEFFERSON MORTATTI Centro de Energia Nuclear na Agricultura-USP (Piracicaba, Brasil) jmortatt@cena.usp.br MILTON JOSÉ BORTOLETTO JÚNIOR Centro de Energia Nuclear na Agricultura-USP (Piracicaba, Brasil) mjbortol@cena.usp.br LUIZ CARLOS EDUARDO MILDE Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Piracicaba, Brasil) lucem33@ig.com.br JEAN-LUC PROBST Université Paul Sabatier (Toulouse, França) jlprobst@cict.fr RESUMO Os rios Tietê e Piracicaba, no Estado de São Paulo, percorrem regiões dominadas pela ocupação antrópica. Dessa forma, suas bacias de drenagem estão submetidas a vários tipos de ações que podem estar causando variações significativas em seus valores de vazão. Com o objetivo de melhor conhecer esses sistemas hídricos, o presente trabalho enfocou três aspectos principais: caracterização hidrológica, análise exploratória das séries históricas de vazão (testes de Mann Kendall e Pettitt) e separação dos hidrogramas de cheia. Os resultados confirmaram a influência antrópica nos comportamentos de ambos os rios nos últimos vinte anos. Tais comportamentos também se mostraram diretamente relacionados ao regime hídrico da região. Palavras-chave HIDROLOGIA VAZÃO HIDROGRAMA ESCOAMENTO SUPERFICIAL. ABSTRACT Tietê and Piracicaba rivers (São Paulo State) are located in a region where anthropic activities have an important impact on environment. These actions cause significant variations in discharge behaviors. Aiming at better understanding these hydric systems, the present work focused three main aspects: hydrologic characterization, exploratory analysis of discharge time series (Mann Kendall and Pettitt tests) and runoff hydrograph. Results confirmed anthropic influence in the behaviors of both rivers during the last twenty years. Such behaviors were also directly related to the hydrologic regimes of drainage basins. Keywords HYDROLOGY DISCHARGE HYDROGRAPH SUPERFICIAL RUNOFF. REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

2 INTRODUÇÃO Odesenvolvimento urbano e agroindustrial das regiões por onde passam os rios Tietê e Piracicaba (São Paulo) tem provocado a sua degradação, quantitativa e qualitativamente, devido, principalmente, ao uso da água e do solo sem um gerenciamento adequado e à falta de tratamento de esgoto urbano e industrial, gerando uma situação preocupante. As regiões banhadas por esses rios possuem diversas atividades altamente consumidoras e degradadoras dos recursos hídricos (Ganzelli, 1991), em que comumente verifica-se o aumento do consumo de água e das cargas de esgotos urbano e agroindustrial. As séries temporais de vazão são o resultado da integração dos componentes do ciclo hidrológico e, conseqüentemente, das influências naturais e antrópicas numa determinada região. Essas séries têm fundamental importância como subsídio para as tomadas de decisões em relação à racionalização do uso da água e à preservação desse recurso. Para este estudo, foram selecionadas as séries de vazão dos rios Tietê e Piracicaba que oferecem a possibilidade de análise da variabilidade natural. O presente trabalho mostra, inicialmente, um estudo exploratório das séries anuais de vazão entre 1965 e 1996, para o Rio Tietê, e entre 1944 e 1997, para o Rio Piracicaba, com o intuito de verificar as eventuais mudanças de comportamento histórico das séries. Após este estudo, foi elaborado um modelo estocástico dessas séries de vazão. A análise exploratória foi realizada utilizando a versão seqüencial do teste de tendência de Mann-Kendall e o teste de ruptura de Pettitt (Sneyers, 1975; Pettitt, 1979; Goossens & Berger, 1985; Demarée, 1990; Moraes et al., 1995). Por fim, foi feita a separação dos hidrogramas de cheia, a fim de verificar a influência do escoamento superficial dos processos erosivos mecânicos nas bacias de drenagem estudadas no presente trabalho. Por isso, foi utilizada a técnica de separação de hidrógrafas para um período de vinte anos (Hino & Hasebe, 1984; Mortatti et al., 1997). CARACTERIZAÇÃO DAS BACIAS DE DRENAGEM Área de Estudo A fim de estabelecer uma melhor gestão dos recursos hídricos do Estado de São Paulo, a partir do ano de 1994, a Cetesb substituiu a antiga divisão em zonas hidrográficas pelas 22 UGRHIs (Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos). A UGRHI está estruturada no conceito de bacia hidrográfica, onde os seus recursos hídricos convergem para um corpo d água principal. O Rio Tietê, por exemplo, é composto por seis UGRHIs, pelo fato de ser muito extenso. Para o presente trabalho, a área de estudo ocupa parte da região médio-superior da bacia do Rio Tietê, anteriormente denominada Primeira Zona Hidrográfica. De acordo com a nova divisão, a Primeira Zona Hidrográfica é ocupada por três UGRHIs (fig. 1): UGRHI 5 (Piracicaba, Jundiaí e Capivari), UGRHI 6 (Alto Tietê) e UGRHI 10 (Sorocaba e Médio Tietê). Ela abrangia a parte superior do Rio Tietê, desde suas cabeceiras até a barragem de Barra Bonita, numa extensão de 592 km (Cetesb, 1983). Sua área de drenagem de km 2 encerrava dez das 29 bacias hidrográficas em que fora dividido o Estado de São Paulo para efeito de controle de poluição das águas, incluindo a bacia do Rio Piracicaba. O ponto de amostragem de vazão das águas fluviais do Rio Tietê está localizado na cidade de Tietê (UGRHI05), o que determina uma bacia com área de km 2. O Rio Tietê nasce a 840 m de altitude, nos contrafortes ocidentais da Serra do Mar, a 25 km da cidade de Salesópolis, e atravessa o Estado de São Paulo (direção sudeste-noroeste) por uma extensão de km, até atingir a sua foz, no Rio Paraná, junto à cidade de Itapura. Além de sua importância histórica, seu valor econômico é ressaltado no que se refere, principalmente, à produção de energia hidrelétrica. Isso porque o maior parque industrial da América do Sul é alimentado pela usina situada à jusante, em sua bacia de drenagem. 56 jan./jun. 2004

3 Fig. 1. UGRHIs que compõem a antiga Primeira Zona Hidrográfica do Estado de São Paulo (modificado de Cetesb, 2002). O Rio Tietê também é utilizado, junto com o Piracicaba, no abastecimento da Grande São Paulo, no sistema de regularização e distribuição Cantareira. Ele foi construído na década de 1970 para garantir o abastecimento da região metropolitana de São Paulo. O sistema Cantareira é, basicamente, um projeto de engenharia que desvia 2, m 3 dia -1 de água das nascentes do Rio Piracicaba para utilização na capital (Proquim, 2003). Essa quantidade mostra-se bastante alta, sendo superior ao que consomem, juntas, algumas cidades localizadas na bacia do Piracicaba, como Campinas, Piracicaba e Americana. As áreas utilizadas para a construção do sistema sofreram grande impacto ambiental, associado, principalmente, aos processos de erosão mecânica. O intemperismo gerou um intenso transporte de material sólido, criando voçorocas e assoreamento (Proquim, 2003). Para o Rio Piracicaba, as amostragens fluviais de vazão foram realizadas no distrito de Artemis, na cidade de Piracicaba (UGRHI 10), de tal forma que a área de drenagem dessa bacia apresenta um valor de km 2 (fig. 2). Fig. 2. Localização geográfica das bacias de drenagem dos rios Tietê (foz em Tietê) e Piracicaba (foz em Artemis) na Primeira Zona Hidrográfica do Estado de São Paulo. (Modificado de Cetesb, 1983). REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

4 Ao longo de seus 115 km de extensão até a represa de Barra Bonita, o Rio Piracicaba recebe a carga poluente de inúmeros rios e ribeirões que nele desembocam, bem como lançamentos diretos, no próprio rio, de cargas poluentes. As águas da bacia do Piracicaba são usadas para abastecimento público de 40 municípios, sendo que 33 deles utilizam águas superficiais, quatro, de mananciais subterrâneos e três, de sistema misto. Desses municípios, apenas 13 possuem algum tipo de tratamento. Essas águas também são usadas para o abastecimento industrial, a recepção de efluentes de cerca de 194 indústrias e a irrigação de plantações, bem como a produção de energia elétrica, por meio da usina hidrelétrica de Americana, que é abastecida pela represa de Salto Grande (Cetesb, 1994). Na bacia do Rio Tietê, segundo classificação de Köppen, a região mais à montante apresenta-se com um clima situado no limite da zona Cfb (sem estação seca, verões tépidos) com a zona Cwb (inverno seco), ocorrendo, no mês mais seco, chuvas entre 30 e 60 mm. Em regiões mais à jusante, predominam o tipo Cwb nas partes mais elevadas e o tipo Cwa na Depressão Periférica, uma das principais zonas geomorfológicas do Estado de São Paulo (Projeto Qualised, 2003). O clima na bacia do Piracicaba, por sua vez, segundo a mesma classificação, é definido sob três aspectos: Cfb (sem estação seca, verões tépidos), Cfa (sem estação seca, verão quente) e Cwa (inverno seco e verão quente). Hidrologia O comportamento das vazões dos rios Tietê e Piracicaba, em suas respectivas séries históricas, é um dos principais aspectos hidrológicos a serem abordados neste item. Outro aspecto refere-se à distribuição da precipitação nessas bacias de drenagem. As séries históricas de vazão dos rios Tietê e Piracicaba, respectivamente, na cidade de Tietê (período de 1965 a 1996) e no distrito de Artemis, em Piracicaba (período de 1944 a 1997), foram obtidas por meio dos bancos de dados da Cesp e DAEE (SP) e da Semae de Piracicaba. Conforme pode ser observado na figura 3, essas séries históricas dos rios em estudo apresentam uma mesma tendência de distribuição anual, quando comparadas dentro do mesmo intervalo de tempo considerado. Fig. 3. Distribuição das vazões médias anuais dos rios Tietê e Piracicaba, respectivamente na cidade de Tietê e no distrito de Artemis, em Piracicaba. Média móvel de dois anos. A utilização de um amortecimento dos dados médios anuais de vazão, em termos de média móvel de dois anos, foi considerada para ambas as séries históricas dos rios estudados. Considerando-se o mesmo período para ambas as séries em estudo (1965 a 1996), a vazão média anual apresentou valores de 87,6 e 143,9 m 3 s 1, respectivamente, para os rios Tietê e Piracicaba. A vazão média específica anual mostrou-se superior para o Rio Piracicaba (12, m 3 km -2 s -1 ), enquanto para o Rio Tietê foi de 8, m 3 km -2 s -1. Em relação ao 58 jan./jun. 2004

5 período referente à série completa do Rio Piracicaba (1944 a 1997), a vazão média anual apresentou-se com um valor de 140,4 m 3 s -1, enquanto sua vazão média específica anual foi de 12, m 3 km -2 s -1. Porém, os ciclos hidrológicos apresentados na figura 3 não representam a realidade das vazões observadas, pois são relativos às médias anuais das mesmas. As vazões reais, com base diária, apresentam inúmeros ciclos de hidrógrafas, sendo uma função direta do regime de precipitação nas respectivas bacias de drenagem (figs. 4 e 5). Fig. 4. Vazões diárias do Rio Tietê em Tietê, para o período de Fig. 5. Vazões diárias do Rio Piracicaba em Artemis, para o período de As distribuições das vazões médias mensais relativas aos períodos estudados das séries históricas dos rios Tietê e Piracicaba mostraram ter sazonalidade, conforme pode ser verificado com o auxílio da figura 6. Para ambas as bacias de drenagem, o período úmido corresponde ao mês de fevereiro, em que as vazões apresentaram as maiores médias anuais. Da mesma forma, o período de seca mais intenso é no mês de agosto, com as menores vazões médias. Um parâmetro importante que rege esse sistema é o tempo de residência da água na bacia de drenagem. Trabalho realizado por Rodrigues Jr. (1998) mostra que esse tempo, para o Rio Piracicaba, é da ordem de um a dois dias. Quanto maior a área de drenagem, maior será esse tempo. Um outro parâmetro associado é a cobertura vegetal. Para se ter uma idéia comparativa, Mortatti et al. (1994) estimaram o tempo de residência da água de chuva na bacia amazônica, que apresentou uma área de drenagem de 4, km 2, como sendo da ordem de dois a três meses. Esse tempo está relacionado com a defasagem entre os picos de precipitação e vazão na bacia de drenagem. REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

6 Fig. 6. Distribuição sazonal das vazões médias mensais dos rios Tietê e Piracicaba, para os períodos estudados, respectivamente na cidade de Tietê e no distrito de Artemis, em Piracicaba. 300 Rio Piracicaba ( ) 250 Q (m 3 s -1 ) Rio Piracicaba ( ) Rio Tietê ( ) Tempo (mês) Fig. 7. Distribuição da precipitação total anual em Tietê e Piracicaba, para o período estudado. A figura 7 apresenta os totais anuais da precipitação para as cidades de Tietê e Piracicaba em função do tempo, em médias móveis de dois anos. Esses valores foram obtidos por meio do banco de dados do DAEE, que opera rotineiramente essas estações de amostragem nas bacias do Tietê e do Piracicaba. Devido à grande área superficial das bacias de drenagem em estudo, tais valores podem não ser considerados representativos das duas como um todo. Porém, apesar disso, verifica-se que, em ambas, para o período estudado, o comportamento da precipitação se apresenta de forma semelhante, o que auxilia na formação de uma idéia aproximada da maneira como as chuvas ocorreram na região. Verifica-se que ambas as bacias, por pertencerem ao mesmo regime hídrico, apresentaram, em geral, o mesmo padrão de comportamento. Contudo, na década de 1980, observa-se um pico de precipitação superior para a bacia do Rio Tietê, em relação à do Piracicaba. Outra exceção ocorre na década de 1990, quando os valores de precipitação se apresentaram com tendências contrárias, dado que a diminuição da pluviosidade numa bacia foi acompanhada do aumento em outra e vice-versa. DESCRIÇÃO METODOLÓGICA Métodos estatísticos para a análise exploratória A caracterização do sistema hídrico também foi realizada enfocando-se os aspectos principais de uma modelagem hidrológica aplicada aos rios em estudo. Esses aspectos foram avaliados por meio da análise 60 jan./jun. 2004

7 exploratória da tendência das vazões (séries históricas) dos rios Tietê e Piracicaba nas estações definidas. Os testes estatísticos utilizados foram os de Mann-Kendall e Pettitt. O teste seqüencial de Mann-Kendall, proposto inicialmente por Sneyers (1975), é um teste estatístico não paramétrico, no qual, na hipótese da estabilidade de uma série temporal, os valores devem ser independentes e a distribuição de probabilidades deve permanecer sempre a mesma (série aleatória simples). Considerando uma dada série temporal Y i de N termos (1 i N) a ser analisada, esse teste consiste na soma t n = Σ N i-1 m i do número de termos m i da série, relativo ao valor Y i, cujos termos precedentes (j < i) são inferiores ao mesmo (Y j < Y i ). Para N grande, sob hipótese nula (H o ) de ausência de tendência, t n apresentará uma distribuição normal com média e variância: E(t n ) = N (N-1)/4 e var(t n ) = N (N-1) (2N+5)/72. Testando a significância estatística de t n para a hipótese nula, usando um teste bilateral, esta pode ser rejeitada para grandes valores da estatística u(t n ) através da equação (1): u(t n ) = (t n - E(t n) )/((var(t n )) 1/2 (1) O valor da probabilidade α 1 é calculada por meio de uma tabela da normal reduzida, tal que: α 1 = prob( u > u(t n ) ). Sendo α 0 o nível de significância do teste (geralmente, α 0 = 0,05), a hipótese nula é aceita se α 1 > α 0. Caso a hipótese nula seja rejeitada, significará a existência de tendência significativa, sendo que o sinal da estatística u(t n ) indica se a tendência é positiva (u(t n ) > 0) ou negativa (u(t n ) < 0). Em sua versão seqüencial, a equação (1) é calculada no sentido direto da série, partindo do valor de i = 1 até i = N, gerando a estatística u(t n ), e, no sentido inverso da série, partindo do valor de i = N até i = 1, gerando a estatística u*(t n ). A intersecção das duas curvas geradas representa o ponto aproximado de mudança de tendência, se ele ocorre dentro do intervalo de confiança -1,96 < u(t n ) < 1,96 (1,96 correspondendo a α 0 = 0,05). O teste de Pettitt (Pettitt, 1979), também não paramétrico, utiliza uma versão do teste de Mann-Whitney, em que se verifica se duas amostras Y 1,...,Y t e Y t+1,...,y T são da mesma população. A estatística U t,t faz uma contagem do número de vezes que um membro da primeira amostra é maior que um membro da segunda e pode ser escrita de acordo com o apresentado na equação (2): U t, T = U t 1, T sgn (Y t Y j ) (2) j = 1 para t = 2,,T; onde: sgn(x) = 1 para x > 0; sgn(x) = 0 para x = 0; sgn(x) = -1 para x < 0. A estatística Ut,T é então calculada para os valores de 1 t T e a estatística k(t) do teste de Pettitt é o máximo valor absoluto de Ut,T. Essa estatística localiza o ponto em que houve uma ruptura (changing point) de uma série temporal e a sua significância pode ser calculada aproximadamente pela equação (3): T p 2 exp[-6 (k(t)) 2 /(T 3 + T 2 )] (3) Separação de hidrogramas O hidrograma de cheia pode ser considerado, basicamente, como constituído por dois componentes: o escoamento superficial rápido (Qr) e o subterrâneo (Qn). Em Mortatti & Probst (1998), os autores afirmam que Qr é a porção desse hidrograma que integra o processo erosivo mecânico real numa bacia de drenagem. A separação dos componentes Qr e Qn no hidrograma de cheia foi realizada para os rios Tietê e Piracicaba em suas respectivas estações de amostragem. Para isso, foi utilizada a técnica de separação de hidrógrafas, de acordo com a metodologia estatística do emprego de filtros numéricos desenvolvida por Hino & Hasebe (1984) e aplicada por Mortatti et al. (1997) para as vazões do Rio Amazonas. A metodologia de separação de hidrógrafas proposta envolve a utilização de um filtro numérico de separação de alta freqüência, permitindo somente a passagem dos sinais de baixa freqüência, associados à componente subterrânea do escoamento total. Tal filtro, para uma série temporal dos dados do escoamento total de um rio (Qt), calculados para uma equação de filtro de 1. a ordem, é expresso de acordo com a equação (5): REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

8 Qn(t) = α[b Qn (t 1)] + A Q(t) (5) onde Qn(t) corresponde à vazão do fluxo de base ou subterrâneo filtrado; α é o fator de ponderação, escolhido de maneira a evitar os sinais filtrados negativos, que está associado, em termos de sensibilidade de cálculo, ao valor de Qr mínimo igual a zero; A e B são valores determinados em função de Tc, expressos de acordo com as equações (6) e (7): e ( 1 Tc) A = (6) Tc t B = (7) Tc onde t corresponde ao intervalo de tempo (base temporal dos dados da série de vazão) e Tc é o período da função de separação. Tal período é inversamente proporcional à freqüência de separação (Tc = 1. (2π. fc) -1 ). A freqüência de separação fc pode ser determinada a partir do tempo de defasagem, o lag time (Hino & Hasebe, 1984) em que os coeficientes da auto-regressão apresentam um ponto de inflexão, ou por meio de análise estatística de séries temporais, executando a determinação do periodograma. O periodograma é obtido graficamente por meio da correlação entre o período da função senoidal com a freqüência (que é parte integrante da análise espectral de Fourier). Cabe salientar que a base de dados utilizada tem característica mensal e deve ser considerada nas análises estatísticas. Tal metodologia permite, de forma bastante simples, separar o hidrograma de cheia num modelo de dois reservatórios, identificando as componentes do escoamento total (Qt): superficial rápido (Qr) e subterrâneo (Qn) e suas constantes Kr e Kn, onde Kr = Qr/Qt e Kn = Qn/Qt. RESULTADOS E DISCUSSÃO Métodos estatísticos para a análise exploratória Os resultados das análises exploratórias de Mann-Kendall e Pettitt podem ser observados nas figuras 8 e 9, para o Rio Piracicaba, e 10 e 11, para o Rio Tietê. No caso do Rio Piracicaba, o teste de Mann-Kendall (fig. 8) mostrou haver uma tendência negativa para os últimos vinte anos, porém não estatisticamente significativa. Isso porque ocorreram múltiplos cruzamentos das curvas u(t n ) e u*(t n ). Sendo assim, também não se verificou uma ruptura na série histórica, o que foi confirmado pelo teste de Pettitt (fig. 9), já que nenhum valor da estatística ultrapassou os limites de confiança (Goossens & Berger, 1985). Fig. 8. Análise exploratória das vazões do Rio Piracicaba em Artemis durante o período de Teste de Mann- Kendall. 62 jan./jun. 2004

9 Fig. 9. Análise exploratória das vazões do Rio Piracicaba em Artemis durante o período de Teste de Pettitt. Fig. 10. Análise exploratória das vazões do Rio Tietê em Tietê durante o período de Teste de Mann-Kendall. O teste de Mann-Kendall para o Rio Tietê (fig. 10) mostrou uma tendência positiva das vazões e um cruzamento das estatísticas, porém fora dos limites de confiança do teste. Dessa forma, conforme descrito na metodologia, não foi possível afirmar se realmente houve uma mudança brusca na série histórica. Sendo assim, deve-se recorrer ao teste de Pettitt. O teste de Pettitt (fig. 11), no caso, confirmou a mudança brusca na média das vazões por volta do mesmo período sugerido pelas estatísticas de Mann-Kendall. Observaram-se, neste teste, os cruzamentos com o intervalo de confiança e um ponto de máximo ao redor do ano de A normalização dos dados médios anuais de vazão em função da média para os rios Piracicaba e Tietê confirmou os resultados das análises exploratórias relativas aos testes de Mann-Kendall e Pettitt, conforme pode ser observado na figura 12. O Rio Piracicaba apresenta oscilações normais de Q, porém mostra-se quase sempre abaixo da média a partir da década de Por volta do mesmo período, o Rio Tietê apresenta um aumento significativo de Q a partir do pico de Apesar de não se verificarem grandes valores de precipitação na bacia do Piracicaba, tal como ocorrera com a do Tietê no período próximo a 1982, o Rio Piracicaba em Artemis também apresentou grandes valores de vazão. Essa alta das vazões deve estar relacionada com o controle delas, feito na represa de Salto Grande, em função da hidrelétrica de Americana, no Rio Piracicaba. Esse controle mostra-se influente para o presente estudo, dado que a represa localiza-se entre o sistema Cantareira, à montante, e o ponto de amostragem em Artemis, à jusante. REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

10 Fig. 11.Análise exploratória das vazões do Rio Tietê em Tietê durante o período de Teste de Pettitt. Fig. 12. Variabilidade temporal de Q para os rios Tietê, em Tietê, e Piracicaba, em Artemis, durante o período estudado. Separação de hidrogramas As separações de hidrógrafas foram realizadas para um período de vinte anos nos rios Tietê e Piracicaba. Para o Tietê, esse período variou de 1976 a 1996, enquanto para o Piracicaba, de 1978 a Os resultados médios (obtidos em base mensal) mostraram coeficientes de escoamento superficial rápido semelhantes para os rios em estudo. Tais valores foram de 0,304 para o Tietê e 0,274 para o Piracicaba. Isso significa que cerca de 30% do escoamento total observado apresentam origem superficial, estando intimamente associados às entradas de chuva nessas bacias de drenagem. Os coeficientes de escoamento subterrâneo mostraram ser de 0,696 e 0,726, respectivamente, para os rios Tietê e Piracicaba. Ou seja, cerca de 70% do escoamento total são oriundos de recarga subterrânea. As figuras 13 e 14 ilustram a separação das hidrógrafas dos rios Tietê e Piracicaba num modelo clássico de dois reservatórios: superficial rápido e subterrâneo, de acordo com a metodologia de filtros numéricos. Esses resultados evidenciaram a importância do escoamento superficial rápido no processo erosivo mecânico e não devido ao escoamento total, o que está de acordo com o afirmado em Mortatti & Probst (1998). Outro aspecto importante é a influência do fluxo de base ou subterrâneo durante o pico da cheia, em termos médios para o período calculado, sendo da ordem de 39% para a bacia do Rio Tietê e 48% para a bacia do Rio Piracicaba. 64 jan./jun. 2004

11 Fig. 13. Separação de hidrógrafas do Rio Tietê nos reservatórios superficial rápido (Qr) e subterrâneo (Qn) usando filtros numéricos. Fig. 14. Separação de hidrógrafas do Rio Piracicaba nos reservatórios superficial rápido (Qr) e subterrâneo (Qn) usando filtros numéricos. CONCLUSÃO As análises exploratórias realizadas nos rios Tietê e Piracicaba evidenciaram haver algumas mudanças em seu comportamento a partir da década de Essas mudanças estiveram relacionadas tanto ao regime hídrico das bacias quanto ao domínio antrópico da região. Com relação aos pontos de amostragem do presente trabalho, os valores de vazão do Rio Piracicaba são superiores aos do Rio Tietê, no período de estudo. Porém, verificou-se, também, que a precipitação em ambas as bacias de drenagem comporta-se de maneira semelhante. O resultado do teste de Pettitt para o Rio Tietê, que indicou uma quebra da série por volta de 1982, pode estar relacionado com os grandes valores de precipitação que ocorreram no mesmo ano (fig.7). Outro fator que pode ter gerado essa quebra foi o início do funcionamento do sistema Cantareira. Um dado que reforça a veracidade dessa hipótese foi o resultado apresentado pelo teste de Mann-Kendall. A partir dessa época, observou-se uma tendência positiva, estatisticamente significativa, em seus valores de vazão (figs. 10 e 12). REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

12 Os valores de precipitação na bacia do Rio Piracicaba não se mostraram tão elevados quanto os da bacia do Tietê na época da ruptura de sua série histórica. Mesmo assim, verificou-se que as vazões do Piracicaba, a exemplo das do Tietê, mantiveram-se bastante acima da média, nesse período (figs. 7 e 12). Porém, como visto no teste de Pettitt aplicado ao Rio Piracicaba, isso não foi suficiente para gerar uma quebra na série histórica. Da mesma forma, a tendência negativa indicada pelo teste de Mann-Kendall para o Piracicaba, após o período da ruptura da série histórica do Tietê, não se mostrou estatisticamente significativa. Supondo-se que a precipitação em toda a bacia de drenagem seguiu o mesmo comportamento dos valores referidos no presente trabalho, a hipótese mais provável é que a diminuição de suas vazões foi proporcional ao aumento observado para o Rio Tietê. Se o teste de Pettitt, aplicado ao rio Piracicaba, confirmasse, nesse caso, uma quebra da série de vazões, sendo a mesma estatisticamente significativa, provavelmente estaria relacionada com o início da reversão de suas águas para o sistema Cantareira. Porém, isso não foi verificado no presente trabalho devido à influência da represa de Salto Grande. As separações dos hidrogramas de cheia feitos para os rios Tietê e Piracicaba evidenciaram a importância do escoamento superficial rápido nos processos erosivos mecânicos. O escoamento superficial também se relaciona diretamente com as entradas de chuva nas bacias de drenagem em estudo. Sendo assim, os processos erosivos mecânicos podem ser mais bem compreendidos quando se verificam os grandes valores de precipitação anual ocorridos nas duas bacias em estudo. Também podem ser mais bem compreendidos os impactos ambientais relacionados à erosão mecânica, como o sucedido com a construção do sistema Cantareira, em que se gerou um grande transporte de material sólido, ocasionando voçorocas e assoreamento na região. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental-Cetesb. Qualidade das águas interiores do Estado de São Paulo-1982, São Paulo, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental-Cetesb. Qualidade das águas interiores do Estado de São Paulo-1993, São Paulo, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental-Cetesb. Qualidade das águas interiores do Estado de São Paulo-2001, São Paulo, DEMARÉE, G.R. An indication of climatic change as seen from the rainfall data of a Mauritanian station. Theor. Appl. Climatol., 42: , GANZELI, J.M. Aspectos ambientais do planejamento dos recursos hídricos: a bacia do Rio Piracicaba. In: TAUK, S.M. et al. Análise Ambiental: uma visão multidisciplinar. São Paulo: Unesp/Fapesp, GOOSSENS, C. & BERGER, A. Annual and seasonal climatic variations over the Northern Hemisphere and Europe during the last century. Annales Geophysicae, 4: , HINO, M. & HASEBE, M. Identification and prediction of nonlinear hydrologic systems by the filter-separation Autoregressive (AR) method: extension to hourly hydrologic data. Journal of Hydrology, 68: , MORAES, J.M. et al. Estudo preliminar da evolução temporal dos componentes do ciclo hidrológico da bacia do Rio Piracicaba. In: Anais do XI Simpósio de Recursos Hídricos e II Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Língua Oficial Portuguesa, Recife, Porto Alegre: ABRH, 27-32, MORTATTI, J. et al. Balanço de alteração e erosão química na bacia amazônica. Geochimica Brasiliensis, 11 (1): 2-13, Avaliação do escoamento superficial na bacia amazônica através do transporte de material fluvial. Geochimica Brasiliensis, 8 (2): , MORTATTI, J. & PROBST, J.L. Hidrogeoquímica de Bacias de Drenagem. Piracicaba: CPG/Cena, PETTITT, A.N. A non-parametric approach to the change-point problem. Appl. Statis., 28 (2): , PROJETO QUALISED. Universidade Federal de São Carlos. < index.html> (07/ago./03). PROQUIM. < (07/ago./03). 66 jan./jun. 2004

13 RODRIGUES JUNIOR, J.C. Balanço da erosão na bacia do Rio Piracicaba. Piracicaba, Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo, [Dissertação de mestrado]. SNEYERS, R. Sur l analyse statistique des séries d observations. Note technique n. o 143, OMM, Genebra, 415, Dados dos autores JEFFERSON MORTATTI Professor associado. Seção de Isótopos Estáveis, Centro de Energia Nuclear na Agricultura. MILTON JOSÉ BORTOLETTO JÚNIOR Estudante de pós-graduação (doutorado). Seção de Isótopos Estáveis, Centro de Energia Nuclear na Agricultura. LUIZ CARLOS EDUARDO MILDE Professor doutor. Delegacia Federal de Agricultura, Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. JEAN-LUC PROBST Professor doutor. Université Paul Sabatier, CNRS, Laboratoire de Mécanismes de Transferts en Géologie. Recebimento do artigo: 19/ago./03 Consultoria: 22/set./03 a 25/nov./03 Aprovado: 25/nov./03 REVISTA DE CIÊNCIA & TECNOLOGIA V. 12, Nº 23 pp

14 68 jan./jun. 2004