DETERMINAÇÃO DE CAUDAIS ECOLÓGICOS COM RECURSO À MODELAÇÃO BIDIMENSIONAL. O CASO DA RIBEIRA DE ODELOUCA. Aplicação do modelo River2D

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1 DETERMINAÇÃO DE CAUDAIS ECOLÓGICOS COM RECURSO À MODELAÇÃO BIDIMENSIONAL. O CASO DA RIBEIRA DE ODELOUCA. Aplicação do modelo River2D Isabel BOAVIDA Mestre em Hidráulica e Recursos Hídricos, IST, Av. Rovisco Pais, Lisboa, i_boavida@iol.pt José SANTOS Doutor em Engenharia Florestal, ISA, Tapada da Ajuda, Lisboa, jmsantos@isa.utl.pt Rui CORTES Professor Catedrático, UTAD, Quinta de Prados, Vila Real, rcortes@utad.pt Teresa FERREIRA Professor Associado com Agregação, ISA, Tapada da Ajuda, Lisboa, terferreira@isa.utl.pt António N. PINHEIRO Professor Associado com Agregação, IST, Av. Rovisco Pais, Lisboa, apinheiro@civil.ist.utl.pt Resumo O consumo de água e a diversificação das suas utilizações têm aumentado significativamente nos últimos anos, levando ao acréscimo do número de aproveitamentos hidráulicos e consequente alteração do regime hidrológico a jusante dos mesmos, com a resultante modificação dos habitats fluviais. O estabelecimento de um regime de caudais ecológicos é uma medida ambiental que mitiga a alteração do regime hidrológico, contribuindo para a salvaguarda das espécies piscícolas e o ecossistema, em geral. O regime de caudais ecológicos a manter num curso de água deve satisfazer, não só os interesses ecológicos, como também os interesses da gestão dos recursos hídricos. Neste caso de estudo, aplica-se uma metodologia baseada na relação entre o habitat piscícola e o caudal, para a determinação do regime de caudais ecológicos a manter a jusante da barragem de Odelouca. As espécies piscícolas alvo escolhidas para a modelação do habitat são a boga do sudoeste Iberochondrostoma almacai e o escalo do Arade Squalius aradensis. As variáveis hidráulicas do curso de água são determinadas aplicando um modelo hidrodinâmico bidimensional, o River2D. A partir de dados topográficos e hidráulicos do curso de água determinaram-se as variáveis altura de escoamento e velocidade ao longo do troço. Cruzando esta informação com as curvas de preferência de habitat para ambas as espécies, obteve-se a disponibilidade de habitat físico para as referidas espécies piscícolas. As propostas de regime de caudais ecológicos aqui apresentadas baseiam-se nos resultados de disponibilidade física de habitat e no regime hidrológico da ribeira de Odelouca. Palavras-chave Caudais ecológicos, modelação, bidimensional, habitat, River2D 1

2 1. INTRODUÇÃO A modificação do regime hidrológico a jusante dos aproveitamentos hidráulicos conduz à alteração da velocidade e da profundidade do escoamento, do regime de transporte sólido e da morfologia do leito, da temperatura e da qualidade da água (Alves e Bernardo, 2002). Estas mudanças no curso de água têm consequências nefastas para os ecossistemas dulciaquícolas que se traduzem numa redução de habitats fluviais. Para minorar estes impactes, procura-se estabelecer, a jusante de cada aproveitamento, um regime de caudais ecológicos. A definição desse regime é uma actividade bastante complexa, exigindo a colaboração de um conjunto alargado de especialistas de áreas diversificadas nomeadamente hidrologistas, ecologistas, engenheiros, gestores e economistas. Esta tarefa é dificultada pelo elevado número de variáveis de decisão, associado ao regime hidrológico dos cursos de água e à ecologia das espécies existentes, agravada com frequentes conflitos de objectivos. Com o intuito de salvaguardar os valores ecológicos dos ecossistemas dulciaquícolas, partindo do pressuposto de que o habitat aquático é a variável mais importante do sistema, torna-se fundamental a compreensão aprofundada da relação existente entre o habitat de determinada espécie e o caudal. A metodologia incremental, na terminologia anglo-saxónica Instream Incremental Methodology (IFIM) (Bovee, 1982) é a abordagem mais largamente utilizada para combinar dados de habitat com dados de caudal. Para aplicar a metodologia incremental é necessário um modelo hidráulico que permita determinar, para os diferentes caudais, as alturas de escoamento e as velocidades, que são os principais parâmetros hidráulicos que influenciam o habitat disponível (Carter et al., 2004; Santos et al., 2004). Os modelos existentes dividem-se em unidimensionais e bidimensionais. Ambos os modelos permitem determinar a relação existente entre o caudal e o habitat disponível para as espécies, fornecendo assim, uma base para a tomada de decisão por parte dos intervenientes na matéria. Uma vez estimados os parâmetros hidráulicos do curso de água, para uma gama de caudais relevantes para o habitat piscícola, estabelecem-se relações entre as variáveis hidráulicas e a preferência de habitat das espécies em causa. Os modelos bidimensionais apresentam um papel importante nos estudos em que é fundamental a distribuição local detalhada da profundidade e velocidade, como ocorre na avaliação do habitat das espécies aquáticas (Crowder e Diplas, 2000). Ao contrário dos modelos unidimensionais, estes modelos são capazes de simular os padrões complexos de velocidade e profundidade que se registam em cursos de água naturais (Ghanem et al., 1996). O modelo River2D (Steffler e Blackburn, 2002) é um modelo hidrodinâmico bidimensional a partir do qual é possível obter-se a superfície ponderada útil (SPU) para uma espécie, em determinado estágio de vida e época do ano, em função do caudal. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Enquadramento da área de estudo O caso de estudo seleccionado é um troço da ribeira de Odelouca, que se situa a sul de Portugal, no barlavento algarvio. Desde a nascente, na serra do Caldeirão, até à confluência com o rio Arade, a ribeira percorre uma extensão de 92 km. É um curso de água com características marcadamente mediterrânicas (Gasith e Resh, 1999), onde o escoamento é torrencial nos meses de Inverno e o leito apresenta pegos dispersos em grande parte da época estival. A barragem de Odelouca, que se encontra em construção, situa-se 2 km a montante da confluência com a ribeira de 2

3 Monchique e delimita uma bacia hidrográfica de 395 km 2. A barragem permite a criação de uma área inundada de 7,8 km 2 com um volume equivalente a 157 hm 3 e uma capacidade útil de armazenamento de 134 hm 3. O presente estudo refere-se a um troço do rio a jusante da futura barragem de Odelouca, sendo caracterizado por uma bacia própria de 465,9 km 2, com um caudal modular de 4,05 m 3 /s. Nesta zona o curso de água apresenta uma largura média que varia entre 7 e 30 m, enquanto o declive médio do leito é aproximadamente de 0,0035 (Cortes et al., 2005). O troço insere-se numa zona de agricultura intensiva associada à deterioração da cortina ripária (Cortes et al., 2005). No que diz respeito à comunidade piscícola, a ribeira de Odelouca alberga um baixo número de espécies, que no entanto se traduzem numa elevada percentagem de endemismos. O escalo do arade Squalius aradensis e a boga do sudoeste Iberochondrostoma almacai, são duas das espécies nativas mais frequentes na ribeira em estudo, encontrando-se actualmente classificadas como criticamente em perigo no Livro Vermelho dos Vertebrados de Portugal (Cabral et al., 2006). São endemismos estritamente portugueses, exibindo uma distribuição espacial praticamente limitada à bacia de Odelouca e a outras adjacentes de menor dimensão. Estas espécies ocorrem sobretudo em rios e ribeiras intermitentes, sendo que a primeira prefere locais de velocidade de corrente moderada e elevada granulometria, e a segunda ocorre preferencialmente em locais com água de temperatura relativamente elevada e alguma profundidade (Pires et al., 2004). Ambas as espécies enfrentam, como principais factores de ameaça, uma diminuição do seu habitat natural, em consequência da alteração do regime natural de caudais provocada pela construção de barragens, bem como a introdução de espécies exóticas (Cabral et al., 2006). Outras causas de degradação do habitat incluem a extracção de inertes, a captação da água e a perda de qualidade da água. 2.2 Recolha de dados A modelação do habitat piscícola com o River2D desenvolve-se a partir da topografia do segmento em estudo (Cortes et al., 2005), da determinação da rugosidade absoluta (k), da determinação das curvas de preferência de habitat (Santos, 2006), da caracterização do índice do canal (substrato) e da recolha de dados hidráulicos determinantes para a calibração do modelo e modelação do habitat. A qualidade do modelo depende, em grande parte, da exactidão e resolução espacial dos dados topográficos (Crowder e Diplas, 2000; Ghanem et al., 1996; Leclerc et al., 1995). É importante georeferenciar todas as características físicas relevantes do leito (i.e. elevações, blocos, obstrucções), porque é nestas zonas que os padrões de escoamento são mais complexos e poderão influenciar o habitat piscícola. O levantamento topográfico do troço em estudo foi feito a vau numa extensão de cerca de 260 m. Em cada ponto registaram-se as respectivas coordenadas e a elevação do leito em metros (Cortes et al., 2005). O substrato foi caracterizado através dos diâmetros das partículas e forma do material do leito, por inspecção visual e delimitação de polígonos de substrato homogéneo. Foram tidas em conta as classes de substrato (Bain e Stevenson, 1999) que estiveram na base do desenvolvimento das curvas de preferência de habitat do escalo e da boga (Santos, 2006) de acordo com o Quadro 1. O parâmetro de resistência do modelo é a rugosidade absoluta em metros. A estimativa inicial desta rugosidade foi efectuada a partir de observações do material do leito, designadamente, forma e tamanho. Este valor foi afinado durante a calibração do modelo a partir de dados de campo de velocidade e profundidade ao longo de quatro secções transversais. As quatro secções transversais foram escolhidas de modo a representarem os diferentes mesohabitats (runs, riffles e pools) existentes 3

4 no troço. A intersecção de cada secção transversal com as margens foi georeferenciada com recurso a um GPS, Etrex Legend (Garmin). Quadro 1 Classes de substrato (Bain e Stevenson, 1999). Código Descrição do substrato Dimensões 1 Matéria orgânica 2 Vasa 1-2 mm 3 Areia 2 5 mm 4 Gravilha 5 25 mm 5 Cascalho mm 6 Pedras mm 7 Blocos mm 8 Rocha > 250 mm As características hidráulicas foram medidas segundo uma malha horizontal que teve em conta a irregularidade do leito e a uniformidade dos parâmetros hidráulicos. Nas zonas mais complexas, de características irregulares, criou-se uma malha com 0,5 m de lado e, nas zonas de leito regular foi criada uma outra de 1 m de lado. A medição da velocidade foi realizada a vau, utilizando-se um molinete ultrasónico, FP101 Global Flow Probe (Global Water). A medição da altura de escoamento foi efectuada com régua graduada em cada vertical da secção transversal. 2.3 Curvas de preferência de habitat As curvas de preferência de habitat foram obtidas a partir de campanhas de amostragem sazonais realizadas em Maio, Junho (Primavera-Verão) e Dezembro (Outono-Inverno) de 2006, em quatro locais da ribeira de Odelouca, a montante da futura barragem. A pesca eléctrica foi o método de amostragem seleccionado em virtude de ser o menos enviesado e selectivo para as espécies em estudo e o mais adequado para as condições locais. Além disso, tratando-se de um troço de velocidade moderada a elevada e apresentando locais de substrato grosseiro, outras técnicas como o snorkeling ou observações directas seriam de todo desajustadas (Heggenes et al., 1990). A pesca eléctrica foi realizada por dois operadores, tendo sido adoptada uma abordagem pontual (Point Abundance Sampling) para evitar erros de localização dos exemplares eventualmente causados por descarga continuada (Copp, 1989). As variáveis de microhabitat profundidade, velocidade e substrato foram medidas em cada ponto de avistamento de um exemplar/cardume, previamente marcado com uma bóia lastrada aquando da respectiva captura, e igualmente em transectos de malha 0,5m perpendiculares à linha de água e estabelecidos no final de cada amostragem (habitat disponível). Para analisar diferenças ontogenéticas no habitat preferencial, ambas as espécies alvo foram estratificas em duas classes de tamanho com base em respectivas diferenças de comprimento-à-idade: < 6.0 e > 6.0 cm para o escalo e < 7.0 e > 7.0 cm para a boga. Estas classes correspondem grosseiramente aos estágios de vida de juvenil e adulto, respectivamente. Os dados de microhabitat (o habitat utilizado pelas espécies e o habitat disponível no ecossistema) foram posteriormente utilizados para a construção de histogramas de frequência de uso para incrementos das diversas variáveis descritoras do habitat (i.e. número de exemplares capturados na classe x de incremento / número total de exemplares). Foram igualmente construídos histogramas de frequência para incrementos dos valores de habitat disponível (Santos et al., 2004). A preferência, estratificada por época do ano e história de vida dos exemplares, foi definida para cada incremento de variável como: (uso proporcional / 4

5 disponibilidade proporcional). Os valores de preferência para cada incremento de determinada variável foram seguidamente relativizados à unidade, variando a preferência final entre (0.0) habitat não adaptado até (1.0) habitat óptimo. 2.4 Modelação hidrodinâmica O modelo River2D resolve as equações de Saint-Venant com base numa técnica de elementos finitos, considerando uma malha triangular. O habitat é avaliado de uma forma similar à metodologia incremental cruzando os resultados obtidos pelo modelo hidrodinâmico (velocidade e profundidade) com os índices de preferência de habitat das espécies alvo para calcular o valor de Superfície Ponderada Útil (SPU) em função do caudal (Steffler e Blackburn, 2002). A calibração do modelo tem como objectivo ajustar as alturas de escoamento simuladas e as alturas de escoamento medidas em campo tendo em consideração também o ajuste nos perfis transversais das velocidades simuladas e medidas. Os valores da rugosidade absoluta, a discretização da malha e o coeficiente de viscosidade turbulenta são sucessivamente afinados, até que se encontre um bom ajustamento entre os valores medidos e os valores simulados. 3. RESULTADOS 3.1 Modelação hidrodinâmica Foram simulados valores do caudal entre 0,1 e 12 m 3 /s. Considerou-se que o modelo convergiu quando os caudais à entrada e à saída do troço permaneceram constantes e aproximadamente iguais (i.e. a diferença entre o caudal à entrada e o caudal à saída era menor que 1%). De seguida apresentam-se os resultados do modelo para o caudal 2,05 m 3 /s, relativamente aos parâmetros profundidade (Figura 1) e velocidade (Figura 2). Este caudal foi escolhido por ter sido objecto de medições de campo. A zona em que o leito apresenta curvatura mais acentuada em planta, é onde se verifica também um maior estreitamento da secção (Figura 1 e Figura 2), ocorrendo simultaneamente, zonas de velocidade moderada a alta e baixa profundidade. Neste local a secção de escoamento é menor, induzindo que o parâmetro velocidade atinja valores superiores. Próximo das margens, as velocidades são mais baixas, correspondendo também às zonas de menor profundidade. Constata-se ainda que a direcção preferencial do escoamento é na direcção de jusante, sendo que todos os vectores de velocidade se encontram aproximadamente paralelos às margens. 3.2 Disponibilidade de habitat físico A disponibilidade de habitat físico foi calculada para a gama de caudais entre 0,1 e 12 m 3 /s, e para as oito combinações possíveis em estudo, de acordo com as respectivas curvas de preferência de habitat (boga e escalo, juvenis e adultos, Primavera-Verão e Outono-Inverno). O resultado da alternativa escalo juvenil Primavera-Verão é apresentada na Figura 3, para um caudal igual de 0,7 m 3 /s. O habitat disponível para o escalo concentra-se preferencialmente junto às margens e no leito da parte final da secção em estudo, nas zonas em que a velocidade e a profundidade são relativamente baixas, conforme se pode verificar de acordo com os dados da Figura 1 (altura de escoamento) e da Figura 2 (velocidade). 5

6 Depth Distance 10.0 m Profundidade no troço da ribeira de Odelouca Qin = Qout = Y X Figura 1 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Distribuição das alturas de escoamento(q = 2,05 m 3 /s). Velocity Distance 10.0 m Velocidade no troço da ribeira de Odelouca Qin = Qout = Y X Figura 2 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Distribuição da velocidade (Q = 2,05 m 3 /s). 6

7 Combined Suitability Distance 10.0 m Índice compósito de preferência para o escalo, juvenil, Pri-Ver Qin = Qout = Y X Figura 3 Preferência combinada para o escalo juvenil na Primavera-Verão, obtida para a secção em estudo na ribeira de Odelouca apresentando um caudal de 0,7 m 3 /s. Na Figura 4 apresenta-se a disponibilidade de habitat físico para a boga juvenil Primavera-Verão, para um caudal de a 0,7 m 3 /s. Combined Suitability Distance 10.0 m Índice compósito de preferência para a Boga, juvenil, Pri-Ver Qin = Qout = Y X Figura 4 Preferência combinada para a boga juvenil na Primavera-Verão, obtida para a secção em estudo na Ribeira de Odelouca apresentando um caudal de 0,7 m 3 /s. 7

8 A boga juvenil revelou uma preferência combinada elevada mas muito pontualmente localizada, nomeadamente ao longo da margem direita da zona jusante da secção em estudo, caracterizada por baixas velocidades e reduzida dimensão do substrato (orgânico). Contrariamente a restante secção revelou uma preferência quase nula. Comparando os resultados da preferência combinada obtida para o escalo e para a boga, pode afirmar-se que o escalo se encontra mais bem adaptado ao troço, apresentando uma distribuição mais uniforme ao longo do curso de água. A disponibilidade de habitat físico para a boga encontra-se confinada sobretudo às zonas junto das margens onde predomina o substrato orgânico e locais de reduzida velocidade. A análise das curvas de SPU em função do caudal foi efectuada separadamente para a boga e para o escalo, pelo facto de o escalo apresentar valores de SPU muito superiores aos da boga. Na Figura 5 apresenta-se os valores de SPU obtidos para a boga e na Figura 6 apresenta-se os valores de SPU obtidos para o escalo SPU (m 2 /km) Caudal (m 3 /s) Boga, Adulto, Out.Inv Boga, Juvenil, Out.Inv Boga, Adulto, Pri.Ver Boga, Juvenil, Pri.Ver Figura 5 Curvas de Superfície Ponderada Útil (SPU) para a boga durante os diferentes estágios de vida e épocas do ano, na secção em estudo na ribeira de Odelouca. SPU (m 2 /km) Caudal (m 3 /s) Escalo, Adulto, Out.Inv Escalo, Juvenil, Out.Inv Escalo, Adulto, Pri.Ver Escalo, Juvenil, Pri.Ver Figura 6 Curvas de Superfície Ponderada Útil (SPU) para o escalo durante os diferentes estágios de vida e épocas do ano, na secção em estudo na ribeira de Odelouca. 8

9 Como seria de esperar, para todas as alternativas em estudo, com excepção da alternativa escalo juvenil Outono-Inverno, verifica-se inicialmente um aumento dos valores de SPU com o caudal até se atingirem valores máximos (Figura 5 e Figura 6). Verifica-se ainda que, de um modo geral, existe uma gama maior de caudais com valores elevados de SPU para a boga na época Outono-Inverno. No caso do escalo, e para a combinação escalo adulto, Primavera-Verão, verifica-se que a curva não apresenta um máximo para a gama de caudais escoados. Para caudais na ordem dos 10 a 12 m 3 /s a curva parece tender a estabilizar sendo de esperar a ocorrência de um máximo para caudais ligeiramente superiores. Caudais desta ordem de grandeza serão pouco frequentes no troço em estudo, por isso não foram simulados. As alternativas correspondentes à época do ano Primavera- Verão apresentam valores superiores de SPU, ao contrário do que se verificou para a boga. Considerando a variabilidade no escoamento mensal registada na ribeira de Odelouca, característica de um rio tipicamente mediterrânico, com ocorrência de caudais elevados no Inverno e caudais quase nulos nos meses quentes de Verão, optou-se por proceder a uma análise independente das curvas SPU em função do caudal, por época do ano. Assim, dividiu-se o ano em duas épocas, de Outubro a Março e de Abril a Setembro, inclusive, correspondendo às épocas Outono-Inverno e Primavera-Verão, respectivamente, definindo-se para cada uma delas um caudal que maximize os valores de SPU. Para a época Outono-Inverno o escalo juvenil é a combinação mais bem adaptada. As restantes combinações mostram valores muito semelhantes de SPU. As quatro situações estudadas apresentam valores máximos de SPU para diferentes caudais. Porém, o caudal que maximiza o habitat global das quatro alternativas para a época Outono-Inverno (boga e escalo, juvenil e adulto), é aproximadamente 1,5 m 3 /s (Figura 5 e Figura 6). Considerando a época do ano Primavera-Verão para os estados de vida juvenil da boga e do escalo, o caudal que maximiza a SPU é 0,6 m 3 /s. No entanto, para os estados de vida adulto, o caudal que maximiza a SPU é superior. Se se considerar um valor de caudal de 0,7 m 3 /s, obtém-se um acréscimo de SPU para os estados de vida adulto das duas espécies, em detrimento de uma redução muito baixa da SPU para os estados de vida juvenil. Globalmente, o caudal de 0,7 m 3 /s maximiza o habitat das duas espécies e dos dois estados de vida para esta época do ano. 3.3 Regime de caudais ecológicos Para a definição do regime de caudais ecológicos a manter a jusante da barragem de Odelouca considerou-se um valor base de caudal correspondente ao valor que maximiza as SPUs das espécies e estados de vida envolvidos para as diferentes épocas do ano, e o regime hidrológico do troço em estudo. O regime natural na secção em estudo (Quadro 2) foi determinado com base nos registos históricos da Estação Hidrométrica (EH) de Monte dos Pachecos, localizada a jusante da confluência da ribeira de Monchique com a ribeira de Odelouca, cerca de 5 km a montante do local em estudo. Os caudais médios mensais da EH foram extrapolados para o troço em estudo, multiplicando-os pelo quociente entre a área da bacia hidrográfica da EH (451 km 2 ) e a área da bacia hidrográfica no troço em estudo (466 km 2 ). Quadro 2 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Caudais médios mensais em regime natural (m 3 /s). Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Qmod Caudal 1,60 8,01 12,14 11,12 11,64 6,16 3,04 0,94 0,20 0,02 0,00 0,00 4,05 O troço encontra-se a jusante da confluência da ribeira de Monchique com a ribeira de Odelouca, havendo, por isso, uma contribuição elevada desta ribeira nos escoamentos. Para aferir a contribuição da bacia hidrográfica própria (i.e. sem contabilizar os escoamentos provenientes da futura barragem) 9

10 no caudal do troço em estudo, foi determinado o caudal modular da bacia própria a partir das curvas de isolinhas de escoamento do Atlas do Ambiente do Instituto do Ambiente (IA). Considerando a distribuição mensal dos escoamentos na EH de Monte dos Pachecos em regime natural, calcularam-se os caudais médios mensais provenientes da bacia própria. Quadro 3 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Caudais médios mensais (m 3 /s) provenientes da bacia própria. Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Qmod Caudal 0,35 1,74 2,63 2,41 2,52 1,33 0,66 0,20 0,04 0,00 0,00 0,00 0,88 A partir do regime hidrológico, definiram-se três propostas de caudal ecológico que se baseiam em diferentes pressupostos. As diferentes opções de regime de caudais ecológicos deixam lugar à discussão das partes intervenientes na escolha daquele que melhor se adeque aos interesses em causa. As três propostas baseiam-se no valor do caudal que maximiza a SPU, nas fases do ciclo de vida consideradas como mais importantes em determinadas épocas do ano, e no regime hidrológico no curso de água (de modo a que o caudal mínimo estabelecido não seja superior ao respectivo caudal médio mensal e que a distribuição dos caudais médios mensais ao longo do ano seja semelhante ao regime hidrológico natural). Além destas considerações, foram tidos em conta outros factores que passaremos a citar. i. Proposta 1 No período de Junho a Setembro o caudal ecológico foi considerado igual ao caudal médio mensal natural por este apresentar valores mais baixos que o valor de caudal que maximiza as SPU (0,7 m 3 /s). No mês de Maio, mês de menor escoamento do resto do ano, foi recomendado um valor de caudal de 0,4 m 3 /s, valor abaixo do qual as SPU das espécies decrescem muito. A partir deste valor, que representa 10% do caudal modular, calcularam-se os caudais para os restantes meses, considerando a distribuição mensal que ocorre em regime natural. Esta proposta apresenta um caudal médio mensal de 2 m 3 /s. ii. Proposta 2 O caudal médio mensal (1,1 m 3 /s) a manter no troço regularizado foi determinado a partir dos valores de caudal que maximizavam as SPUs das espécies, e que correspondem a 1,5 m 3 /s no período de Outubro a Março e 0,7 m 3 /s no período de Abril a Setembro. A partir deste valor, distribui-se o escoamento ao longo dos meses, mantendo nos meses de Junho a Setembro o caudal igual ao caudal médio mensal, pelas razões acima referidas, e nos meses em que ocorre a desova (para a boga o período da desova ocorre entre Fevereiro e Maio e para o escalo ocorre entre Março e Junho) considerar caudais que aumentem a SPU, de modo a melhorar as condições de habitat durante a desova. Esta proposta apresenta um caudal médio mensal de 1,1 m 3 /s. iii. Proposta 3 Considerar uma distribuição do escoamento homotética da que ocorre no regime natural no período de Outubro a Janeiro, inclusive. Nos meses da desova, o caudal ecológico foi estimado com base em valores que maximizem as SPUs. De Junho a Setembro, foram mantidos os caudais médios mensais, aliás, como nas restantes propostas. Esta proposta considera um caudal médio mensal de 1,3 m 3 /s. Para as propostas 2 e 3, nos meses de Fevereiro e Março, haveria interesse em recomendar valores mais baixos de caudal que resultassem em valores superiores de SPU. No entanto, o escoamento da bacia própria, fundamentalmente da ribeira de Monchique, promove caudais dessa ordem de grandeza e, assim, para garantir um escoamento não nulo imediatamente a jusante da barragem, foi recomendado um caudal ecológico que permita escoamento nessa zona. No Quadro 4, apresentam-se as três propostas de caudal ecológico para o troço em estudo, bem como a percentagem que cada caudal representa face ao caudal modular (Q=4,05 m 3 /s) em regime 10

11 natural. De notar que estas propostas foram elaboradas para o troço em estudo, resultando, por isso, na soma do caudal descarregado pela barragem mais o caudal proveniente da bacia própria. Quadro 4 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Três propostas de caudal ecológico e percentagens de caudal modular. Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Proposta 1 0,7 3,4 5,1 4,8 4,9 2,6 1,3 0,4 0,2 0,0 0,0 0,0 % do Qmod Proposta 2 0,7 1,9 2,8 2,6 2,6 1,4 0,8 0,7 0,2 0,0 0,0 0,0 % do Qmod Proposta 3 0,5 2,5 3,8 3,5 2,6 1,4 0,8 0,5 0,2 0,0 0,0 0,0 % do Qmod Tendo em conta os caudais que devem passar no troço e os caudais provenientes da bacia própria calcularam-se os caudais médios mensais a serem lançados pela barragem de modo a cumprir o regime de caudais ecológicos no troço em estudo, os quais são apresentados no Quadro 5. Quadro 5 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Três propostas de caudal ecológico a lançar na barragem e percentagens de caudal modular a lançar mensalmente pela barragem. Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set % do Qmod Proposta 1 0,35 0,66 0,47 0,39 0,38 0,27 0,64 0,20 0,16 0,02 0,00 0,00 30 Proposta 2 0,35 0,16 0,17 0,19 0,08 0,07 0,14 0,50 0,16 0,02 0,00 0,00 5 Proposta 3 0,15 0,76 0,17 1,09 0,08 0,07 0,14 0,30 0,16 0,02 0,00 0,00 10 Verifica-se que a proposta 2 é a que consome menor volume de água da barragem )cerca de 5% do caudal modular) e a proposta 1 é a que consome maior volume de água da barragem (cerca de 30% do caudal modular). 4. DISCUSSÃO As propostas foram analisadas e comparadas com o regime natural no troço. De notar, que a curva de SPU em função do caudal, obtida para a espécie escalo, adulto, Primavera-Verão não foi considerada na análise, por apresentar valores sempre crescentes de SPU, facto que influenciaria as restantes combinações de resultados. Na Figura 7 apresentam-se os valores de SPU ao longo do ano tendo em conta as três propostas e o regime natural. Esta Figura mostra que, em geral, o regime natural apresenta valores mais baixos de SPU. Este facto pode ser explicado pelos caudais e velocidades elevadas que ocorrem em regime natural e que representam um habitat menos propício para a boga e para o escalo. A proposta 1, no mês de Maio, apresenta valores de SPU mais baixos que o regime natural. Este valor decorre do facto de se ter considerado um valor baixo de caudal no mês de menor escoamento para que, a partir dele, se mantivesse a distribuição do escoamento ao longo do ano similar à que ocorre em regime natural. A proposta 2 é a que promove maiores valores de SPU, em todos os meses do ano, à excepção dos meses estivais. Nesta proposta, o valor do caudal nos meses de Inverno foi substancialmente mais baixo, proporcionando valores de SPU maiores para as espécies. Estes altos valores de SPU nos meses de Inverno não representam as condições de habitat naturais a que as espécies estão habituadas, não sendo por isso uma mais valia para as mesmas. 11

12 SPU (m 2 /km) Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Meses Regime natural Proposta 1 Proposta 2 Proposta 3 Figura 7 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Valores médios mensais de SPU para as alternativas boga e escalo, adulto e juvenil, e épocas de Outono-Inverno e Primavera-Verão, para as três propostas e regime natural. Em todos os meses, a proposta 3 apresenta valores de SPU iguais ou superiores aos do regime natural e aos da proposta 1, com excepção do mês de Outubro. Analisam-se, de seguida, os resultados por estado de vida, adulto e juvenil (Figura 8 e Figura 9) SPU (m 2 /km) Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Meses SPU (m 2 /km) Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Meses Regime natural Proposta 1 Proposta 2 Proposta 3 Regime natural Proposta 1 Proposta 2 Proposta 3 Figura 8 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Valores médios mensais de SPU para os adultos boga e escalo e para as épocas de Outono-Inverno e Primavera-Verão. Figura 9 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Valores médios mensais de SPU para os juvenis boga e escalo e para as épocas de Outono-Inverno e Primavera-Verão. Os adultos boga e escalo são mais susceptíveis a alterações de caudal do que os juvenis, como se verifica pela variabilidade que as diferentes propostas apresentam dentro de cada mês. Apenas nos meses de Outubro e Maio o regime natural proporciona maiores áreas de habitat do que qualquer uma das alternativas consideradas para os adultos. Para ambas as alternativas, a proposta 3 apresenta valores superiores de SPU do que a proposta 1, à excepção de Outubro, para as duas alternativas, e de Abril para a alternativa adultos. A proposta 2 é a que contempla maiores valores de SPU para os juvenis em todos os meses. No geral, os juvenis têm maior área de habitat. Verifica-se que a proposta 2 apresenta um ganho de habitat relativamente às restantes alternativas, quer se considerem os adultos, quer os juvenis. A segunda proposta com maiores ganhos de habitat é a proposta 3, que mimetiza o regime natural. 12

13 Analisam-se ainda as alternativas por espécie. Na Figura 10 e Figura 11 apresentam-se os resultados. SPU (m 2 /km) Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Meses SPU (m 2 /km) Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Meses Regime natural Proposta 1 Proposta 2 Proposta 3 Regime natural Proposta 1 Proposta 2 Proposta 3 Figura 10 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Figura 11 Ribeira de Odelouca. Troço em estudo. Valores médios mensais de SPU para a boga juvenil e Valores médios mensais de SPU para o escalo juvenil e adulto e para as épocas de Outono-Inverno e Primavera- adulto e para as épocas de Outono-Inverno e Primavera- Verão. Verão. Pela Figura 10, comprova-se que a boga é a espécie mais afectada pela escolha de uma das alternativas. O escalo encontra-se mais bem adaptado a alterações de caudal (Figura 11) e, por isso, a escolha de qualquer das alternativas não afecta em demasia o habitat disponível para esta espécie. 5. CONCLUSÃO Das várias alternativas analisadas e estudadas, as propostas 1 e 3 parecem ser as mais vantajosas e que melhor conjugam os benefícios e consequências deste regime, indo de encontro aos interesses e necessidades das espécies analisadas. Apesar de se obterem menores valores de SPU, estas mimetizam o regime natural, mantendo as espécies em condições semelhantes às que estes encontram naturalmente. Contrariamente, a proposta 2 beneficia de ganhos no valor de SPU, mas não mimetiza o regime natural. De entre as propostas 1 e 3, a que requer um menor volume de água da albufeira é a proposta 3, que requer cerca de 10% do caudal modular. Assim a proposta 3 é a mais bem sucedida, equilibrando o compromisso entre gastar um menor volume de água armazenada (10% do caudal modular) e proporcionar maiores áreas de habitat para as espécies. A IFIM é um sistema de apoio à decisão que envolve uma equipa interdisciplinar para avaliar os benefícios e as consequências das diferentes alternativas de gestão de recursos hídricos. A variável de decisão gerada pela IFIM é a área de habitat disponível para as espécies piscícolas. Dependendo dos objectivos de gestão dos recursos hídricos e do grau de conservação dos ecossistemas que se pretende assegurar, os vários intervenientes na matéria poderão optar por uma ou outra alternativa. Foram simuladas três propostas de regime de caudais ecológicos cabendo aos decisores optar pela melhor proposta, tendo em conta todos os factores envolvidos. Independentemente da escolha, é de todo o interesse assegurar na fase pós-projecto uma correcta monitorização das espécies, de modo a avaliar a resposta das populações piscícolas à alteração do regime hídrico. Propõe-se ainda a implementação de um medidor de caudais na ribeira de Monchique, na zona da confluência com a ribeira de Odelouca, a fim de se monitorizar o escoamento nesta ribeira e assim adaptar os caudais a serem lançados pela barragem, com o objectivo de se manter o regime de caudais determinado para o troço em estudo. 13

14 BIBLIOGRAFIA ALVES, M.H.; BERNARDO, J.M. (2002). Caudais Ecológicos em Portugal. Lisboa (Portugal), INAG, DSP. BAIN, M.J.; STEVENSON, N.J. (1999). Aquatic Habitat Assessment: Common Methods. Bethesda Maryland. 218 pp. BOVEE, K.D. (1982). A Guide to Stream Habitat Analysis Using the Instream Flow Incremental Methodology. USDI Fish and Wildlife Service, Washington, 45 pp. CABRAL, M.J.; ALMEIDA, J.; ALMEIDA, P.R.; DELLINGUER, T.; ALMEIDA, N.F.; OLIVEIRA, M.E.; PALMEIRIM, J.M.; QUEIROZ, A.L.; ROGADO, L.; SANTOS-REIS, M. (2006). Livro Vermelho dos Vertebrados de Portugal. Lisboa (Portugal), Instituto da Conservação da Natureza/Assírio Alvim, 660 pp. CARTER, M.G.; COPP, G.H.; SZOMLAI, V. (2004). Seasonal abundance and microhabitat use of bullhead Cottus gobio and accompanying fish species in the river Avon (Hampshire), and implications for conservation. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 14, pp COPP, G. H. (1989). Electrofishing for fish larvae and 0+ juveniles: equipment and modifications for increased efficiency with short fishes. Aquaculture and Fisheries Management, 20, pp CORTES, R.; LOURENÇO, J., ROCHA, J.; OLIVEIRA, D. (2005). Modelação e Requalificação Fluvial, in Valorização e requalificação das galerias ribeirinhas na área do empreendimento de Odelouca. Lisboa. Associação para o Desenvolvimento do Instituto Superior de Agronomia e Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro. Contrato nº 2004/057/INAG. 146 pp. CROWDER, D. W.; DIPLAS, P. (2000). Using two-dimensional hydrodynamic models at scales of ecological importance. Journal of hydrology, 230, pp GASITH, A.; RESH, V. (1999). Streams in Mediterranean climate regions: abiotic influences and biotic responses to predictable seasonal events. Annual Review of Ecology and Systematics, 30, pp GHANEM, A.; STEFFLER, P.; HICKS, F. (1996). Two dimensional hydraulic simulation of physical habitat conditions in flowing streams. Regulated Rivers: Research and Management, 12, pp HEGGENES, J.; BRABAND, A.; SALTVEIT, S. J. (1990). A comparison of three different methods for studies of stream habitat use by brown trout and Atlantic salmon. Transactions of the American Fisheries Society, 119, pp LECLERC, M., BOUDREAULT, A.; BECHARA, J.A., GORFA, G. (1995). Two-dimensional Hydrodynamic Modeling: A Neglected Tool in the Instream Flow Incremental Methodology. Transactions of the American Fisheries Society, 124, pp PIRES, A.M.; COSTA, L.M.; ALVES, M.J.; COELHO, M.M. (2004). Fish assemblage structure across the Arade basin (southern Portugal). Cybium, 28(4), pp

15 SANTOS, J. (2006). Curvas de preferência de habitat das espécies Boga e Escalo para a ribeira de Odelouca. Instituto Superior de Agronomia. Trabalho não publicado. SANTOS, J.M.; GODINHO, F.N.; FERREIRA, M.T. (2004). Microhabitat use by Iberian nase Chondrostoma polylepis and Iberian chub Squalius carolitertii in three small streams, north-west Portugal. Ecology of Freshwater Fish, 13, pp STEFFLER, P.; BLACKBURN, j. (2002). River2D. Two-dimensional depth averaged model of river hydrodynamics and fish habitat. Introduction to depth averaged modelling and user s manual. Alberta. University of Alberta, pp