MONITORAMENTO PLUVIAL NA BACIA HIDROGRÁFICA TAQUARI-ANTAS

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1 II Congresso de Pesquisa e Extensão da FSG ISSN MONITORAMENTO PLUVIAL NA BACIA HIDROGRÁFICA TAQUARI-ANTAS Juliana Gonçalves Onzi a, Germano Piroli Mascarello b, Janei Segatto c, Paulo Fantin Bueno d, Tiago de Vargas e a Graduanda em Engenharia Civil (FSG). Faculdade da Serra Gaúcha (FSG); julianaonzi@hotmail.com b Graduando em Engenharia Civil (FSG). Faculdade da Serra Gaúcha (FSG); ge_mascarello@hotmail.com c Graduando em Engenharia Civil (FSG). Faculdade da Serra Gaúcha (FSG); janei_seg@yahoo.com.br d Graduando em Engenharia Civil (FSG). Faculdade da Serra Gaúcha (FSG); paulovbueno.rf@hotmail.com e Mestre em Hidrogeoquímica (UFRGS); Prof. Faculdade da Serra Gaúcha; tiago.vargas@fsg.br Informações de Submissão: Juliana Gonçalves Onzi, endereço: Rua Antônio Carlos Berta, 674 Apto Caxias do Sul - RS - CEP: Palavras-chave: Médias. Precipitação. Estações pluviométricas. Resumo O presente estudo teve como objetivo caracterizar a distribuição espacial e o valor médio da precipitação pluviométrica da bacia hidrográfica do Taquari-Antas, situada na região nordeste do estado do Rio Grande do Sul. Utilizaram-se séries históricas pluviométricas da Agência Nacional das Águas (ANA) que compreenderam a extensão de 20 anos, provenientes de 28 estações pluviométricas distribuídas dentro e fora do limite da bacia. A média da precipitação na bacia hidrográfica foi determinada através do método dos polígonos de Thiessen empregando as médias totais anuais. Para delimitar e calcular a área dos polígonos, utilizou-se o AutoCad e Microsoft Office Excel. A precipitação média observada para o período em estudo apresentou o valor de 1.578,13 mm. 1 INTRODUÇÃO O crescimento exponencial da população reflete no aumento de consumo das águas. Os centros urbanos através das indústrias e do abastecimento público são responsáveis por uma parcela da utilização dos recursos hídricos, no entanto a agricultura é a maior consumidora deste bem renovável. Isso se deve a ampliação das áreas cultivadas e a falta de planejamento na irrigação, ocorrendo o desperdício. A determinação da precipitação pluviométrica média das bacias hidrográficas torna-se importante para aplicação na gestão e planejamento dos recursos hídricos. O valor médio obtido da precipitação é fundamental na determinação do balanço hídrico, que denota a

2 37 disponibilidade hídrica superficial e, em muitos casos, subterrânea existentes na bacia hidrográfica. Precipitação, em hidrologia, é toda água proveniente do meio atmosférico, seja no estado líquido ou sólido, que atinge a superfície terrestre. Na gestão de bacias hidrográficas, quantificar a precipitação durante um período de tempo é essencial para o planejamento do abastecimento de água, irrigação em áreas rurais e até mesmo para evitar perdas com alagamentos em leitos de rios. Para Brandão et al. (2006), a precipitação na forma líquida é a de maior interesse, porque promove a infiltração, processo onde a água atravessa a superfície do solo desempenhando papel fundamental para o manejo da agricultura e o planejamento de bacias hidrográficas. Tratando-se do abastecimento, a precipitação se constitui na fonte primária da água para o uso do homem e na entrada do sistema hidrológico, consequentemente, é a única entrada natural de água em uma bacia hidrográfica. Segundo Tucci (1993), as características principais da precipitação são o seu total, duração e distribuição temporal e espacial. O total precipitado não tem significado se não estiver ligado a uma duração. Por isso, os dados de precipitação são geralmente estatísticos. Para calcular a precipitação média de uma bacia hidrográfica, em um período histórico, é necessário observar postos pluviométricos dentro do limite da bacia e postos localizados em bacias hidrográficas vizinhas, que influenciam no total precipitado no limite da bacia de interesse. Seguindo esse contexto, o trabalho teve por objetivo avaliar a distribuição da precipitação na Bacia Hidrográfica Taquari-Antas, no período de 1963 a 1982, com vista de obter sua média histórica. 2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO A Bacia do Taquari-Antas situa-se na porção nordeste do Rio Grande do Sul, entre as coordenadas 28 10'S e 29 57'S; 49 56'WGr e 52 38'WGr, ocupando uma área de aproximadamente km², correspondendo a 9% do território estadual (Figura 1). A Bacia faz parte da Região Hidrográfica do Guaíba, sendo o rio Taquari-Antas o principal afluente do rio Jacuí, que é o maior formador do Lago Guaíba. As nascentes do

3 38 Taquari-Antas localizam-se no extremo leste da Bacia, com denominação de rio das Antas até a confluência com o rio Guaporé, quando passa a denominar-se rio Taquari, desembocando no rio Jacuí. Possui uma extensão de 530 km desde as nascentes até a foz, sendo 390 km denominados rio das Antas e 140 km, rio Taquari. A topografia proporciona aos rios formadores da Bacia características diferenciadas em função da variação de altitude, que acompanha o Taquari-Antas e seus afluentes desde as cabeceiras, acima de 1000 metros de altitude, até a foz, em uma altitude aproximada de 5 metros. O tipo climático predominante é o subtropical úmido, com precipitação bem distribuída durante o ano e total anual em torno de 1600 mm, característica da porção de altitudes médias e altas da bacia do rio Taquari-Antas (FEPAM, 2001). Figura 1 - Localização da bacia hidrográfica Taquari-Antas Fonte: FEPAM, MATERIAL E MÉTODOS 3.1 Coleta de dados e instrumentos de pesquisa Estações Pluviométricas Os dados de chuvas foram retirados de 28 estações pluviométricas que exercem influência sobre a bacia Taquari-Antas, sendo 21 delas inseridas na sub bacia 86 (bacia

4 39 Taquari-Antas) e 7 inseridas em bacias vizinhas, disponíveis no inventário online pelo Sistema de Informações Hidrológicas HidroWeb disponível no endereço eletrônico da ANA ( Para localização destas estações foi criada no Microsoft Office Excel uma planilha denominada planilha estações, a qual contém os códigos e nomes das estações com suas respectivas cidades e coordenadas UTM, além disso os dados cronológicos. As estações pluviométricas de números 8, 9, 11, 19, 21 e 22 foram utilizadas somente para traçar os polígonos. Como elas não possuíam área de influência sobre a bacia hidrográfica Taquari-Antas, seus dados pluviométricos não foram utilizados para o cálculo da média de precipitação final na bacia. No quadro 1 observa-se as estações pluviométricas escolhidas e suas características. Quadro 1 - Descrição dos postos pluviométricos Nº da Códido da Estação UTM Localizaçã o estação Estação Latitude Longitude na bacia Antônio Prado DENTRO Araça DENTRO Arvorezinha DENTRO Auler DENTRO Barros Cassal DENTRO Bento Gonçalves DENTRO Bom Jesus DENTRO Butiá FORA Conceição FORA Cotiporã DENTRO Criciúma FORA Encantado DENTRO Esmeralda DENTRO Guaporé DENTRO Marau DENTRO Marques De Sousa DENTRO Nova Roma DENTRO Passo Da Garrafa DENTRO Passo São Lourenço FORA Sananduva FORA Santo Antônio Da Patrulha FORA São Joaquim FORA Seca DENTRO Segredo DENTRO Serafina Corrêa DENTRO

5 Taquari DENTRO Veranópolis DENTRO Vista Alegre DENTRO Fonte: Adaptado de Hidroweb (2013). Os dados históricos de precipitação obtidos das 28 estações pluviométricas analisadas contemplaram o período de 1963 a Na tabulação dos dados utilizou-se o Microsoft Office Excel e calculou-se as precipitações médias totais anuais para todos os pluviômetros trabalhados no presente estudo Delimitação da bacia hidrográfica e localização das estações pluviométricas Através das ferramentas de georreferenciamento e desenho do AutoCad foram plotadas as estações pluviométricas e delimitado o divisor de águas da bacia hidrográfica Taquari- Antas. As coordenadas dos pluviômetros fornecidas pela ANA estavam em Graus Decimais, no entanto, optou-se por convertê-las para Universal Transversa de Mercator (UTM). Na figura 2 é possível observar o limite da bacia hidrográfica e a localização das estações pluviométricas trabalhadas. Figura 2 - Limite da bacia hidrográfica e localização das estações pluviométricas Fonte: Os autores.

6 Método dos polígonos de Thiessen A metodologia para traçar os polígonos de Thiessen apresentada por Tucci (1993) é composta pelas seguintes etapas: a) Ligue os postos por trechos retilíneos; b) Trace linhas perpendiculares aos trechos retilíneos passando pelo meio da linha que liga os dois postos; c) Prolongue as linhas perpendiculares até encontrar outra. O polígono é formado pela intersecção das linhas, correspondendo à área de influência de cada posto; A partir disso, é necessário determinar para cada estação sua zona de influência e seu fator de peso. Chama-se fator de peso de uma estação a superfície de seu polígono de influência dividida pela superfície total da bacia, em que, por definição, a soma desses fatores é igual a 1. O fator de peso é calculado conforme a equação (1): equação (1) onde Wi é o fator de peso, Ai é a área de influência do posto e A é a área total da bacia hidrográfica. Contudo, quando são determinados os fatores de peso, obtém-se um valor médio sobre a bacia fazendo uma soma dos produtos dos valores de precipitação média total anual obtidos em cada estação pelo fator de peso da estação. A precipitação média na bacia é calculada segundo a equação (2): equação (2) onde Ai é a área de influência do posto i ; Pi é a precipitação registrada no posto i e A é a área total da bacia.

7 42 4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS Na tabela 1 estão apresentados os valores da precipitação média total do ano de 1963 a 1982 para cada estação pluviométrica, já na figura 3, observam-se os polígonos de Thiessen delimitados conforme metodologia. Tabela 1 - Precipitação média total anual em cada estação pluviométrica Precipitação média Nº Estação Estação Pluviométrica total anual (mm) 1 Antônio Prado 1.880,988 2 Araça 1.592,727 3 Arvorezinha 1.735,257 4 Auler 1.712,275 5 Barros Cassal 1.736,328 6 Bento Gonçalves 1.510,490 7 Bom Jesus 1.631, Cotiporã 1.608, Encantado 1.145, Esmeralda 1.807, Guaporé 1.742, Marau 1.717, Marques de Souza 1.563, Nova Roma 1.534, Passo da Garrafa 1.372, Sananduva 1.889, Seca 1.610, Segredo 1.664, Serafina Correa 1.723, Taquari 1.341, Veranópolis 1.587, Vista Alegre 1643,138 Fonte: Os autores.

8 43 Figura 3 - Polígonos de Thiessen Fonte: Os autores. Depois dos polígonos formados, é possível delimitar e quantificar a área de influência correspondente a cada estação pluviométrica, representada na figura 4. A partir disso obtêmse, também, os fatores de peso correspondentes a cada um dos polígonos. Na tabela 2 são apresentados os valores da área de influência e fator de peso para cada pluviômetro. Figura 4 - Área de influência de cada estação pluviométrica Fonte: Os autores.

9 44 Tabela 2 Valores das áreas de influência das estações pluviométricas e seus fatores de peso Nº Estação Estação Pluviométrica Área Fator de Peso Precipitação média Ponderação (km²) (Wi) (mm) Pi Wi 1 Antônio Prado 815,45 0, ,988 58, Araça 1516,2 0, ,727 91, Arvorezinha 1110,21 0, ,257 73, Auler 602,27 0, ,275 39, Barros Cassal 861,96 0, ,328 56, Bento Gonçalves 999,58 0, ,49 57, Bom Jesus 1669,31 0, ,39 103, Cotiporã 571,37 0, ,006 34, Encantado 1422,53 0, ,688 61, Esmeralda 1690,2 0, , , Guaporé 537,18 0, ,879 35, Marau 1324,49 0, ,845 86, Marques de Souza 2613,14 0, , , Nova Roma 601,82 0, ,436 35, Passo da Garrafa 2764,38 0, , , Sananduva 77,05 0, ,145 5, Seca 1999,77 0, , , Segredo 1696,55 0, , , Serafina Correa 723,08 0, ,222 47, Taquari 1958,88 0, ,14 99, Veranópolis 447,26 0, ,503 26, Vista Alegre 348,03 0, ,138 21, Total 26350, ,713 Fonte: Os autores. Logo, aplicando a equação 2, a precipitação média encontrada através do método dos polígonos de Thiessen para o período de 1963 a 1982 foi de 1.578,713 mm. 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Este estudo determinou a precipitação média pluviométrica anual da Bacia Hidrográfica Taquari-Antas, a maior da região hidrográfica do Guaíba. A aplicação da metodologia do Polígono de Thiessen resultou na precipitação média anual de 1.578,71 mm na área de estudo. Realizando um comparativo dos valores observados neste estudo com os obtidos na bibliografia (1.600 mm) confere-se que a metodologia foi empregada corretamente.

10 45 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARVALHO, Daniel Fonseca de; SILVA, Leonardo Duarte Batista. Apostila de Hidrologia Disponível em: < ES.pdf> Acesso em: out Elaboração de Serviços de Consultoria relativo às Fases A e B do Plano de Bacia do Taquari- Antas, Relatório Técnico 02. Fase A Diagnóstico e Prognóstico Etapa A.1 a A.2. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) Recursos naturais e meio ambiente: uma visão do Brasil. Rio de Janeiro, HIDROWEB. Dados hidrológicos. Séries históricas. Disponível em: < CriaArq=false&TipoArq=1&SerieHist=true>. Acesso em: out/ nov PINTO, N. L. de S. et al. Hidrologia Básica. 1. ed. São Paulo: Edgard Blücher, SECRETARIA DO MEIO AMBIENTE DO RIO GRANDE DO SUL (SEMA-RS). Bacias Hidrográficas. Porto Alegre, Disponível em: < Acesso em: out TUCCI, C. E. M. Hidrologia: Ciência e Aplicação 4. ed. Editora da Universidade: ABRH. Porto Alegre, 1993.