SISTEMATIZAÇÃO DA SAZONALIDADE DAS VAZÕES CARACTERÍSTICAS PARA FLEXIBILIZAÇÃO DA OUTORGA DE DIREITO DE USO DOS RECURSOS HÍDRICOS Rafael dos Santos Cordeiro 1 ; Felipe de Azevedo Marques 2 1 Aluno do Curso de Engenharia Civil; Campus de Palmas; e-mail: rafaeldossc@mail.uft.edu.br PIBIC/CNPq 2 Orientador do Curso de Engenharia Civil; Campus de Palmas; e-mail: engmarx@mail.uft.edu.br RESUMO O estudo desenvolveu um Sistema de Informações Hidrológicas de apoio à gestão dos recursos hídricos considerando a variabilidade do regime de vazões e avaliando o impacto da sazonalidade na gestão dos usos múltiplos da água no Tocantins. O trabalho dividiu-se em quatro etapas: a) geração do Modelo Digital de Elevação Hidrograficamente Consistente - MDEHC do Tocantins para dar suporte às análises hidrológicas e espaciais; b) identificação dos períodos sazonais mais apropriados para flexibilização dos critérios de outorga; c) cálculo das vazões características mínimas de referência (Q 7,10, Q 90 e Q 95 ), e médias considerando o período anual e os períodos sazonais; e d) desenvolvimento do sistema de informações para disponibilizar os resultados hidrológicos e os impactos da sazonalidade no estabelecimento de novos critérios de outorga. Foram utilizadas séries históricas consistidas de 46 estações fluviométricas e 86 pluviométricas pertencentes à rede hidrometeorológica da ANA, para a regionalização das vazões mínimas de referência, através de equações de regressão aplicadas à regiões hidrologicamente homogêneas. O banco de Dados foi estruturado baseando-se na legislação em vigor e nos formulários de outorga da Agência Nacional de Águas, sendo carregado com as informações georreferenciadas das características físicas e pluviométricas além das vazões mínimas de referência para cada pixel ao longo de toda a rede hidrográfica do Tocantins. O Sistema funciona com base numa arquitetura cliente-servidor em que o serviço da aplicação online é hospedado gratuitamente pelo ESRI. O endereço eletrônico do Sistema de Informações na rede mundial de computadores é: http://www.arcgis.com/apps/legend/main/ index.html?appid=67361730a48e4038949af25bce2a7507, de livre acesso aos visitantes. Palavras-chave: Outorga de águas, Regionalização de vazões, Gestão de recursos hídricos.
INTRODUÇÃO A crescente demanda de água para satisfazer seus múltiplos usos tem contribuído para o aumento de seu consumo e, consequentemente, dos conflitos entre usuários em diversas bacias hidrográficas do Brasil. Entre os instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), a qual foi instituída pela Lei n.º 9.433/97, a outorga de direito de uso de águas superficiais se destaca como um dos mais importantes, tendo como objetivos principais, assegurar o controle quantitativo e qualitativo da água, bem como o efetivo exercício dos direitos de acesso (BRASIL, 1997). No Estado do Tocantins, o critério de outorga utiliza como vazão de referência a vazão com permanência de 90% (Q 90 ), sendo outorgado até 75% deste valor (TOCANTINS, 2005). Embora o critério não defina o período de referência para a curva de permanência, o Estado vem utilizando o período anual nas análises dos processos de outorga. Atualmente, o Naturatins reconhece a tendência dos órgãos gestores trabalharem com critérios sazonais e busca apoio no estabelecimento de novas bases de conhecimento. Os critérios utilizados no Brasil incluem, além das vazões outorgáveis estabelecidas por um percentual aplicado às vazões mínimas de referência, limites para a vazão máxima outorgável para cada usuário individual e para as vazões consideradas insignificantes. Porém, como as vazões de referência anuais são, de fato, muito reduzidas, sendo outorgado apenas uma fração delas, o que ocorre na prática, são vazões bem maiores ao longo do ano (SILVA e RAMOS, 2001). É nesse contexto que Marques et al. (2009) afirmam que, atualmente, outro ofensor à aplicação do PNRH é a adoção de vazões mínimas de referência que correspondem às condições anuais de maior escassez hídrica, pois este valor anual pode se tornar restritivo em bacias onde há maior demanda de água, principalmente nos períodos chuvosos quando maior quantidade do recurso poderia ser outorgada para sustentar o desenvolvimento nas bacias hidrográficas. Nesse sentido, o projeto contemplou além do estudo de sazonalidade das vazões características mínimas e médias, o desenvolvimento de uma base de dados geográfica integrando os resultados hidrológicos a um banco de dados espacial hidrorreferenciado. Dessa forma o conhecimento produzido está acessível aos organismos gestores e à comunidade científica, possibilitando uma pronta utilização em estudos complementares. MATERIAL E MÉTODOS Para a construção do Modelo Digital de Elevação Hidrologicamente Consistente (MDEHC), a metodologia utilizada agrupou um conjunto de operações espaciais aplicadas sobre o grid de direções
de escoamento e a hidrografia foi mapeada para produzir uma rede geométrica fidedigna à base oficial do IBGE (1:100.000), mantendo o relacionamento com as áreas de drenagem adjacentes, no entanto, fora dos limites do estado, onde o mapeamento em escala 1:100.000 não é disponível, utilizou-se o mapeamento da base geográfica integrada da Agência Nacional de Águas (ANA), em escala 1:1.000.000. Dessa forma a base geográfica foi carregada com as informações mais precisas atualmente disponíveis. Para a identificação precisa dos períodos sazonais, o estudo abrangeu todas as estações fluviométricas no limite estadual com séries históricas de pelo menos 10 anos de dados consistidos. Nesta etapa, foram utilizadas séries históricas consistidas de 46 estações fluviométricas e 86 pluviométricas pertencentes à rede hidrometeorológica da ANA (Figuras 1 e 2). Figura 1. Localização das estações fluviométricas selecionadas no estudo. Figura 2. Localização das estações pluviométricas selecionadas no estudo. Visando a flexibilidade anual dos critérios de outorga em consonância com a variabilidade natural do regime hidrológico, a definição dos períodos sazonais de agrupamento dos meses com médias hidrológicas homogêneas baseou-se na validação de seis princípios: as médias descontam tudo; o regime hidrológico tem três tendências; as tendências ocorrem em três fases; as médias devem confirmar a tendência; as tendências são confirmadas pela vazão mínima; e os riscos comprovam as tendências. Para a criação do Sistema de Apoio à Gestão de Recursos Hídricos no Estado do Tocantins modelou-se um banco de dados espacial, o qual utilizou os recursos da biblioteca espacial ArcGIS Diagrammer. A configuração e publicação da aplicação online para apoio à gestão dos recursos hídricos foi realizada por meio da plataforma ESRI ArcGIS Online. Nesta plataforma web, as camadas de informações produzidas no projeto, foram carregadas e encontram-se disponíveis para consulta por qualquer usuário com acesso a internet (Figura 4).
RESULTADOS E DISCUSSÃO O estudo do comportamento hidrológico das estações fluviométricas e pluviométricas identificaram três períodos sazonais: seco (agosto, setembro, outubro e novembro), chuvoso (dezembro, janeiro, fevereiro e março) e o período normal (abril, maio, junho e julho) (Figura 3). As vazões mínimas de referência sazonais (seco, normal e chuvoso) possibilitaram comparar a flexibilidade obtida nas outorgas de uso da água com a adoção de cada período, em substituição ao tradicional período anual (Quadro 1). Foram observados acréscimos médios de 320% e 46% na vazão de referência adotada no Tocantins (Q 90 ), nos meses dos períodos chuvoso e normal, respectivamente. No período seco, o critério sazonal reduziu a disponibilidade outorgável no Tocantins em 17%, não representando vantagem sob a ótica do desenvolvimento regional, especificamente para o uso na irrigação. As vazões mínimas e médias sazonais foram regionalizadas e especializadas sobre a rede hidrográfica do Tocantins. O resultado é um banco de dados hidrológicos georreferenciado, com acesso Web, utilizado o banco de dados local na UFT e o serviço de mapas online do ESRI ArcGIS. O sistema sincroniza os dados geográficos com o servidor espacial do ESRI ArcGIS Online, para publicar a aplicação na internet. O endereço eletrônico, atual, do Sistema de Informações na rede mundial de computadores é: http://www.arcgis.com/apps/legend/main/index.html?appid=67361730a 48e4038949af25bce2a7507, de livre acesso aos visitantes. Quadro 1. Resumo das vazões mínimas de referência nos períodos sazonais. Vazão de referência Flexibilidade média sazonal (%) Seco Normal Chuvoso Q 7,10 7,0 85,0 315,2 Q 90-17,4 46,0 320,4 Q 95-15,4 49,8 272,3 Figura 3. Divisão sazonal do regime hidrológico em períodos seco, normal e chuvoso. Figura 4. Interface da aplicação apresentando
as sub-bacias, cursos d água e estações de LITERATURA CITADA monitoramento. ANA - Agência Nacional de Águas. GEO Brasil: recursos hídricos: componente da série de relatórios sobre o estado e perspectivas do meio ambiente no Brasil. Ministério do Meio Ambiente; Agência Nacional de Águas; Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente. Brasília: MMA; ANA, 2007. 264 p. ANA - Agência Nacional de Águas. Outorga de direito de uso. Disponível em: <http://www.ana.gov.br/ GestaoRecHidricos/Outorga/default2.asp>. Acesso em: 2 jul. 2006. BRASIL, Política Nacional de Recursos Hídricos. Lei no 9.433, de 8 de janeiro de 1997. [S. l.]: MMA/ SRH, 1997. DOW C. H. Teoria de Dow. Material não publicado. 1884. LEMOS, A. F. Avaliação de metodologias de regionalização de vazões mínimas de referência para a bacia do rio São Francisco, à montante do reservatório de Três Marias. Viçosa, MG: UFV, 2006. 185 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. MACHADO, P. A. L. Direito ambiental brasileiro. 9. ed., rev., atual. e ampl. São Paulo: Malheiros, 2001. MARQUES F. Sistema de Controle Dinâmico para Gestão dos Usos Múltiplos da Água. Viçosa, MG: UFV, 2010. 247f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. MARQUES F., SILVA D., RAMOS M., PRUSKI F. Sistema multi-usuário para gestão de recursos hídricos. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Vol. 14, Nº 4, 2009, p 51-69. MARQUES, F. A. Sistema multi-usuário de gestão de recursos hídricos. Viçosa, MG: UFV, 2006. 112f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. SILVA, D. D., RAMOS, M. M. Planejamento e gestão integrados de recursos hídricos. MMA- SRH-ABEAS-UFV. Brasília-DF. 2001. TOCANTINS. DECRETO N 2432, de 6 de junho de 2005. Regulamenta a outorga do direito de uso de recursos hídricos. Palmas, 2005. AGRADECIMENTOS Ao Senhor Deus, toda honra e toda a glória. E ao meu professor orientador Dr. Felipe de Azevedo Marques, pela confiança em mim depositada. O presente trabalho foi realizado com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CNPq Brasil