DEMANDAS E GARANTIAS HÍDRICAS A PARTIR DA INTEGRAÇAO DA BACIA DO RIO SAO FRANCISCO J. F. MEDEIROS 1 ; A. R. F. C. COSTA 1 RESUMO: Uma alternativa para aumentar a disponibilidade hídrica dos grandes reservatórios é diminuir o volume de segurança, o que atualmente pode ser feito por meio da integração da bacia do rio São Francisco com as bacias do nordeste setentrional. Assim, realizou-se um estudo de simulação de redução do volume morto dos maiores reservatórios do estado Estado do Rio Grande do Norte, a barragem de Assu e de Apodi. Para fazer o estudo de simulação foram utilizados os dados de volume acumulado nas duas barragens em 1/6/215. Estimou-se a lâmina evaporada diariamente do espelho de água, considerando a 12% da evapotranspiração de referência (ETo) calculada pela equação de Penman-Monteith. Com o volume inicial, estimou-se a cota inicial do nível de água e com estes valores calculou-se a área do espelho de água. O volume evaporado diariamente foi obtido pelo produto entre a área do espelho de água e a lâmina evaporada. Embora a água do rio São Francisco possa garantir um maior tempo de uso da água para fins econômicos e para o abastecimento em períodos de secas prolongadas, os grandes reservatórios do estado sozinhos não são suficientes para atender o abastecimento, as atividades econômicas e a agricultura irrigada em períodos de grande seca. Palavras-chave: seca; volume de segurança; disponibilidade hídrica; DEMANDS AND GUARANTEES WATER FROM THE TRANSPOSITION SUMMARY: An alternative to increase the water availability of large reservoirs is to reduce the volume of security, which can currently be done by integrating the basin of the São Francisco river with the basins of the northern Northeast. Thus, there was a dead volume reduction simulation study of the state more reservoirs State of Rio Grande do Norte, the dam of Assu and Apodi. To make the simulation study the cumulative volume of data were used in the two dams on 1/6/215. The blade was estimated daily evaporated water mirror, considering the 12% of the reference evapotranspiration (ETo) calculated by the Penman- Monteith. With the initial volume, estimated the initial quota of water level and with these values we calculated the surface of water. The volume obtained was evaporated daily by the product between the water surface and evaporated blade. Although water from the São Francisco river to secure a longer use of water for economic purposes and for the supply of periods of prolonged drought, the great state of reservoirs alone are not sufficient to meet the supply, economic activities and irrigated agriculture in periods of drought Keywords: dry; drought; security volume; hídric availability INTRODUÇÃO Ao longo do tempo construíram-se vários reservatórios (barragens e açudes) nas áreas do cristalino da região semiárida nordestina com o objetivo de armazenar água para o período 1 Engenheiro Agrônomo, Depto de Ciências Ambientais e Tecnológicas, UFERSA, Caixa Postal 137, CEP 59625-9, Mossoró, RN. Fone (84) 99411496, e-mail: jfmedeir@ufersa.edu.br; 1 Pós-doutoranda em Engenharia Agrícola, Depto de Ciências Ambientais e Tecnológicas, UFERSA, Mossoró, RN. 1442
seco do ano e para os anos de seca. Os estados que tem maior número de barragens e açudes são os do Ceará, Paraíba, Rio Grande do Norte e Pernambuco. A maioria dos reservatórios particulares são de pequeno porte (CIRILO, 23), que acumulam água apenas até o final do ano, e quando o ano tem chuvas normais. Os grandes reservatórios, que podem passar por vários anos de seca consecutivos, foram construídos por órgãos governamentais, principalmente pelo Departamento Nacional de Obras Contra a Seca (DNOCS), sendo considerados reservatórios públicos. Esses reservatórios são utilizados para o abastecimento das populações urbanas e para os principais projetos públicos de irrigação. Nos estados mencionados acima, áreas sedimentares com presença de água subterrânea em quantidade significativa, que possibilita sua utilização para o abastecimento de centros urbanos e projetos de irrigação, estão situadas basicamente no estado do Rio Grande do Norte, e em menor proporção, no Ceará. Assim, com o crescimento da população, a necessidade de crescimento econômico e as instabilidades climáticas existentes na região, as águas armazenadas não tem sido suficientes para proporcionar garantia hídrica as populações e as atividades econômicas desenvolvidas na região. Para garantir água às populações nos períodos de grandes estiagens, a exemplo do que está ocorrendo na região nordeste, os volumes de segurança dos grandes reservatórios são na ordem de 2%, ou seja, quando o volume de água atinge esta cifra, a prioridade das águas desses reservatórios são para o abastecimento humano (CIRILO, 28) reduzindo de forma significativa sua utilização para as atividades econômicas, assim como para uso na irrigação. O volume de segurança é alto devido a necessidade de garantir água para um período de pelo menos dois anos. Uma alternativa para aumentar a disponibilidade hídrica dos grandes reservatórios é diminuir o volume de segurança, o que atualmente pode ser feito por meio da integração da bacia do rio São Francisco com as bacias do nordeste setentrional. Pronta a obra de integração dessas bacias, a água dos reservatórios pode ser utilizada para todos os fins até chegar próxima ao volume morto, pois neste momento se acionaria o sistema para que a água do rio São Francisco fosse transferida para estes reservatórios e assim garantiria o abastecimento. No estado do Rio Grande do Norte as principais bacias hidrográficas na área semiárida são as do rio Piranhas-Açu e do Apodi-Mossoró (NASCIMENTO, 214). Nestes rios estão os dois maiores reservatórios do estado, a barragem Armando Ribeiro Gonçalves, chamada também de barragem de Assu, e a barragem Santa Cruz de Apodi, os quais são os principais mananciais de água do Rio Grande do Norte que garante água para os grandes períodos de seca e para projetos de irrigação. Esses reservatórios também estariam na rota das águas vindas do rio São Francisco. 1443
O problema desses grandes reservatórios é a grande perda de água por evaporação (PEREIRA, 29), sobretudo quando estes estão com capacidade acima de 3%. Essas barragens podem, durante o período seco, mesmo após terem ficado cheias no período chuvoso, chegar ao ano vindouro com cerca de 6% de sua capacidade, devido à perda de água em sua grande maioria por evaporação. XXV CONIRD Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem Estudo de caso sobre a disponibilidade hídrica atual das barragens Apodi e Assu A vazão regularizada da bacia do rio Apodi-Mossoró é 5,5 m 3 s -1 e do rio Piranhas-Açu 25 m 3 h -1. A bacia hidráulica da barragem do Apodi tem área de 3.413 ha para uma capacidade máxima de 599.712 m³ e altura máxima de 57,5 m. O volume morto é de 15.872. m³. A bacia hidrográfica da barragem do Apodi tem área de 4.264 km² com precipitação média anual de 75 mm. A descarga máxima do sangradouro é 5.7 m³ s -1 (SEMARH, 215). As demandas hídricas para a barragem de Santa Cruz são as seguintes: Adutora do Alto Oeste + Adutora Mossoró -,7 m 3 s -1, vazão de restituição ao rio -,55 m 3 s -1, águas para irrigação Projeto das Aluviões mais difusa - 1,465 m 3 s -1, disponibilidade para o Projeto Santa Cruz Apodi - 2,565 m 3 s -1, dando uma vazão total de 5,28 m 3 s -1. A bacia hidráulica da barragem de Assu tem área de 19.2 ha para uma capacidade máxima de 2.4.. m³ e altura máxima de 4, m. O volume morto é de 236.. m³.a bacia hidrográfica da barragem de Assu tem área de 36.77 km² com precipitação média anual de 6 mm. A descarga máxima do sangradouro é 12.367 m³ s -1 (SEMARH, 215). As demandas hídricas para a barragem do Assu atualmente são as seguintes: Adutoras - 1,1 m 3 s -1 e vazão liberada na comporta principal - 5, m³ s -1. Curvas Volume/Área/Cota das barragens de Apodi e Assu A partir de dados publicados no site da Secretaria de Recursos Hídricos do estado do Rio Grande do Norte sobre a batimetria das barragens (SEARH, 215), ajustou-se equações que relacionam cota e volume, área e cota, área e volume para a barragem de Apodi (Figuras 1A, 1B e 1C) e 4) e Assu (Figuras 1D, 1E e 1F). 1444
A. 12 C. 1 8 6 y = 2,61.1-7 x 3-3,23.1-4 x 2 +,162x + 61,69 4 R² =,99 2 1 2 3 4 5 6 7 XXV CONIRD Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem Volume (milhões m 3 ) Área bacia hidraulica (ha) 4 3 2 1 y =,73x 2-32,94x - 531,81 R² =,99 5 6 7 8 9 1 B. 6 D. 5 4 3 2 1 y = 2,78.1-9 x 3-1,43.1-5 x 2 +,3x + 27,8 R² =, 99 1 2 3 Volume (milhoes m 3 ) Área bacia hidraulica (ha) 25 2 15 1 5 y = 15,4x 2-63,11x + 8.2,87 R² = 1, 25 35 45 55 Figura 1. Relação entre volume de água acumulado e cota na barragem de Apodi (A) e Assu (B), área do espelho de água e cota na barragem de Apodi (C) e Assu (D) A barragem de Assu tem uma menor profundidade para um volume cinco vezes maior. A barragem de Assu tem um decrescimento na área do espelho de água de 6,95 ha para cada diminuição de um milhão de m 3 de água armazenada, enquanto a barragem de Apodi quando está cheia até atingir um volume acumulado de 1 milhões, a área do espelho de água cai na proporção de 4,2 ha para cada milhão de m 3 de água perdida, passando para 12,5 ha por um milhão de m 3. Isto significa dizer que o volume de água evaporado para cada milímetro na barragem de Apodi, para volume acima de 1 milhões, é menor do que na barragem de Assu para cada milhão de m 3 diminuído da barragem. Ou seja, na barragem de Apodi, o volume evaporado em relação ao volume retirado é menor. Situação atual das barragens de Apodi e Assu e simulação dos volumes acumulados para os anos de 215 e 216. Para fazer o estudo de simulação foram utilizados os dados de volume acumulado nas duas barragens em 1/6/215. Estimou-se a lâmina evaporada diariamente do espelho de água, considerando a evapotranspiração de referência (ETo) calculada para Mossoró pela equação de Penman-Monteith parametrizada pela FAO (ALLEN et al., 26) para dados diários e probabilidade de ocorrência de 5%. Para isto, assumiu-se evaporação 2% superior a ETo, considerando que nas localidades onde estão as barragens a ETo é 5 a 1% maior, dando-se 1445
mais uma margem de segurança. Com o volume inicial, estimou-se a cota inicial do nível de água (equações das Figuras 1A e 1D) e com estes valores calculou-se a área do espelho de água (equações das Figuras 1B e 1E). O volume evaporado diariamente foi obtido pelo produto entre a área do espelho de água e a lâmina evaporada. Para a barragem de Apodi assumiu-se vazão média consumida/liberada de 3, e 1,5 m 3 s -1. Verifica-se que para uma vazão média de retirada/consumo de 3, m 3 s -1, a barragem atingiria o volume morto, que é de 2,5% da sua capacidade em julho de 216. Nesta simulação considerou-se que durante todo este período não haveria entrada de água na barragem e que se manteria a irrigação dos aluviões do rio Mossoró, além do abastecimento à população. Mas considerando o volume de segurança da barragem de 2% de sua capacidade, com a retirada de 3, m 3 s -1, no final de outubro de 215 esse volume já seria atingido, necessitando a partir dai racionar o uso de água da barragem. Reduzindo a vazão media retirada da barragem desde junho de 215 para 1,5 m 3 s -1, daria apenas para abastecer as cidades e manter o rio correndo, mas com o mínimo de água para irrigar (cerca de 2 ha). O volume morto seria atingido apenas em 217 (Figura 9), embora o volume de segurança fosse adiado apenas por dois meses, atingindo este valor em dezembro de 215. Volume de água da barragem (%) 35, 3, 25, 2, 15, 1, 5,, % VOLUME ACUMULADO NA BARRAGEM DE APODI Assumiu-se vazão liberada /consumida de 3, m 3 s -1 - Linha azul Assumiu-se vãzão liberada/consumida de 1,5 m 3 s -1 - Linha vermelha 1/6/15 1/7/15 31/7/15 3/8/15 29/9/15 29/1/15 28/11/15 28/12/15 27/1/16 26/2/16 27/3/16 26/4/16 26/5/16 25/6/16 25/7/16 24/8/16 23/9/16 23/1/16 22/11/16 22/12/16 21/1/17 2/2/17 Figura 9. Situação do volume de água na barragem de Apodi considerando dois cenários de retirada/consumo de água. Para a barragem de Assu assumiu-se três cenários: 1. Retirada de 1,1 m 3 s -1 para abastecimento das populações e 5, m 3 s -1 para outros fins até dez/215, reduzindo para 3,6 m 3 s -1 até jun/216 e depois para 1,1 m 3 s -1 ; 2. Em irrigação, com retirada de água apenas para abastecimento humano (vazão de 1,1 m 3 s -1 ); e 3. Além de água para o consumo humano, a liberação de uma vazão de 1,1 m 3 s -1 pelas comportas, que iria manter apenas o rio corrente. Para manter a retirada de água nas comportas de 5, m 3 s -1 até dezembro de 215, reduzindo para 3,6 m 3 s -1 até junho de 216 (Cenário 1), vazão esta que permite que as bombas 1446
das adutoras situadas a jusante da barragem funcionem sem problemas e irriguem ainda uma parte das lavouras do vale do Açu, sendo que a partir de julho de 216 não teria mais água para atender os projetos de irrigação. Nesta situação, no final deste ano a barragem atingiria o volume de segurança (2% de sua capacidade) e em dezembro de 216 a barragem chegaria ao volume morto. Mas neste cenário, se não ocorrer nenhuma entrada de água na barragem, a partir de julho de 216 não teria água para os grandes projetos de irrigação do vale do Açu. 35, 3, 25, 2, % VOLUME ACUMULADO NA BARRAGEM DE ASSU %VOL C/ IRR %VOL S/ IRR %VOL P/ CH 15, 1, 5,, 1/6 1/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/1 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 Figura 1. Situação do volume de água na barragem de Assu considerando três cenários de retirada/consumo de água: 1. C/IRR retirada para abastecimento de 1,1 m 3 s -1 mas até dez/215 Q = 5, m 3 s -1 ; até jun/216 3,6 m 3 s -1 e depois 1,1 m 3 s -1 ; 2. S/IRR Sem liberação de água nas comportas, apenas para abastecimento e 3. P/CH além da água para abastecimento, manter uma vazão de 1,1 m 3 s -1 para manter o rio corrente. Nos cenários 2 e 3 a água da barragem chegaria em junho de 217 sem atingir o volume morto (Figura 1), mas não teria água para irrigar os projetos de irrigação do vale desde junho deste ano, o que seria um prejuízo sem precedentes para a região e o Rio Grande do Norte. Mesmo tendo duas grandes barragens nas principais bacias hidrográficas do estado do Rio Grande do Norte, estas não são suficientes para manter os projetos de irrigação em períodos de grande secas. A água do rio São Francisco permitirá estender o uso destas barragens para atividades econômicas, como para agricultura irrigada, pois permite diminuir o volumes de segurança para valores próximos do volume morto, ocasião em que os volumes evaporados são menores, e diminuindo a perdas de água que seria trazidas do São Francisco para suprir as demandas nestas condições críticas. CONCLUSÕES Açudes com menor relação Área/Volume têm menores perdas de água por evaporação em relação às retiradas e podem receber água do rio São Francisco antes de atingir o volume morto. Açudes cheios devem ter sua água utilizada com maior intensidade. O uso de água para agricultura diminui o tempo para os reservatórios secar, mas sua velocidade depende das 1447
características dimensionais e do seu tamanho. Os grandes reservatórios do estado do Rio Grande do Norte não são suficientes para atender o abastecimento das populações, as atividades econômicas e a agricultura irrigada em períodos de grande seca, embora a água do rio São Francisco possa garantir um maior tempo de uso da nossa água para fins econômicos e para o abastecimento em períodos de secas prolongadas. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Evapotranspiracíon del cultivo: Guías para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos. Roma: FAO, 26. 298p. CIRILO, J. A. Políticas públicas de recursos hídricos para o semi-árido. Estudos avançados, v. 22, n. 63, p. 61-82, 28. CIRILO, J. A.; ABREU, G. H. F. G.; COSTA, M. R.; GOLDEMBERG, D.; COSTA, W. D.; BALTAR, A. M.; AZEVEDO, L. G. T. Suprimento de Água de Comunidades Rurais Difusas no Semi-Árido Brasileiro: Avaliação de Barragens Subterrâneas. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 8, n.4, p. 5-24, 23. NASCIMENTO, W. S.; BARROS, N. H. C.; ARAÚJO, A. S.; GURGEL, L. L.; CANAN, B.; MOLINA, W. G.; RICARDO S. ROSA, R. S.; CHELLAPPA, S. Composição da ictiofauna das bacias hidrográficas do Rio Grande do Norte, Brasil. Biota Amazônica. Macapá, v. 4, n. 1, p. 126-131, 214. SEARH. Ficha técnica de reservatório. Disponível em:<http://servicos.searh.rn.gov.br/semarh/sistemadeinformacoes/consulta> Acesso em 22 set. de 215. 1448