Atualização
dos estudos hidrológicos na bacia hidrográfica do rio Doce
Consulta
Informativa
- Resumo expandido
Acesso RAS em 12nov2015
Figura 1- Confluência do rio Piranga e
ribeirão do Carmo, formando o rio Doce
1-
Introdução
A bacia hidrográfica do rio Doce apresenta uma significativa extensão
territorial, cerca de 83.400 km2, dos quais
86% pertencem ao Estado de Minas Gerais e o restante ao Estado do Espírito
Santo. Abrange, total ou parcialmente, áreas de 228 municípios, sendo 202 em
Minas Gerais e 26 no Espírito Santo e possui uma população total da ordem de
3,1 milhões de habitantes.
O rio Doce, com uma extensão de 853 km, tem como formadores os rios
Piranga e Carmo, cujas nascentes estão situadas nas encostas das serras da
Mantiqueira e Espinhaço, onde as altitudes atingem cerca de 1.200 m. Seus
principais afluentes são: pela margem esquerda os rios Piracicaba, Santo
Antônio e Suaçuí Grande, em Minas Gerais, Pancas e São José, no Espírito Santo;
pela margem direita os rios Casca, Matipó, Caratinga-Cuieté e Manhuaçu, em
Minas Gerais, e Guandu, no Espírito Santo.
O rio Piranga é considerado o principal formador do rio Doce, que recebe
este nome quando do encontro do rio Piranga com o rio do Carmo. O rio Piranga
nasce nas serras da Mantiqueira e do Espinhaço, limites oeste e sul da bacia,
no município de Ressaquinha, em Minas Gerais, e o rio do Carmo nasce no
município de Ouro Preto.
De maneira geral, as nascentes dos formadores do rio Doce estão em
altitudes superiores a 1.000 m. Ao longo de seu curso, sobretudo a partir da
cidade de São José do Goiabal, o rio Doce segue em altitudes inferiores a 378
m. Suas águas percorrem cerca de 853 km desde a nascente até o oceano
Atlântico, no povoado de Regência, no Estado do Espírito Santo.
Para se ter uma idéia da sua importância econômica, deve-se saber que a
bacia abriga o maior complexo siderúrgico da América Latina. Três das cinco
maiores empresas de Minas Gerais no ano de 2000, a Companhia Siderúrgica Belgo
Mineira, a ACESITA e a USIMINAS, lá operam. Além disso, lá se encontra a maior
mineradora a céu aberto do mundo, a Companhia Vale do Rio Doce. Tais
empreendimentos industriais, que apresentam níveis de qualidade e produtividade
industrial que estão entre os maiores do mundo, desempenham papel significativo
nas exportações brasileiras de minério de ferro, aços e celulose. Além deles, a
bacia contribui na geração de divisas pelas exportações de café (MG e ES) e
polpa de frutas (ES).
Originalmente coberta por Mata Atlântica, a intensa devastação
restringiu o revestimento florístico originário basicamente à área do Parque
Estadual do Rio Doce. As demais matas correspondem a uma vegetação que sofreu
influência antrópica intensa, constituindo-se em vegetação secundária.
Estima-se que menos de 7% da área possui hoje cobertura vegetal (Fonseca, 1983
e 1985, in UFMG/PADCT, 1997). Destes, menos de 1% encontra-se em estágio
primário (Mittermeier et alli, 1982; Fonseca, 1985 - in UFMG/PADCT, 1997).
Segundo pesquisas realizadas pela Fundação Centro Tecnológico de Minas
Gerais - CETEC, 95% das terras da bacia constituem pastos e capoeiras, demonstrando
a predominância da atividade pecuária. As espécies mais difundidas na formação
de pastagens são o capim gordura (Melinis minutiflora) em áreas situadas acima
da cota altimétrica de 800 m e o colonião (Panicum maximum) abaixo dessa
altitude. As florestas plantadas, constituídas principalmente por espécies do
gênero Eucaliptus, são expressivas no médio rio Doce. Quase todos os
reflorestamentos pertencem às siderúrgicas Acesita e Belgo Mineira ou à
Cenibra, produtora de celulose. Os campos e áreas cultivadas apresentam-se em
menores proporções.
Devido às características dos solos da bacia do rio Doce e ao manejo
inadequado, a erosão tem se tornado um dos maiores problemas ambientais na
região. A capacidade de geração de energia nessa bacia é de cerca de 4.055
MW, sendo: 320 MW instalados; 18 MW em construção; 282 MW em projetos básicos;
378 MW em estudos de viabilidade; e 3.029 MW inventariados.
De acordo com Deliberação Normativa do CERH/MG, nº 06/2002 e suas
alterações a bacia hidrográfica do rio Grande foi dividida em seis Unidades de
Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos – UPGRH, quais sejam: DO1 - Rio
Piranga; DO2 - Rio Piracicaba; DO3 - Rio Santo Antônio; DO4 - Rio Suaçuí; DO5 -
Rio Caratinga; e DO6 - Águas do Rio Manhuaçu. Estas UPGRHs foram estabelecidas
visando a implantação dos instrumentos da Política Estadual e da gestão
descentralizada dos recursos hídricos no Estado de Minas Gerais.
Conforme estudos realizados no âmbito do programa HIDROTEC a área de
drenagem da bacia hidrográfica do rio Doce em território mineiro corresponde a
71.250 km2. Ocupa o terceiro e quarto lugar em
termos de produção de água (vazões mínimas e médias, respectivamente) e
contribui com 15,5% da vazão mínima (Q7,10)
produzida no Estado. Em termos de produtividade hídrica (Q7,10 em
L/s.km2) ocupa, no ranking estadual, o quinto
lugar.
2-
Metodologia
Neste trabalho descreve-se os estudos hidrológicos desenvolvidos e
implementados em sistemas de informações geográficas objetivando-se estimar as
potencialidades e disponibilidades hídricas em qualquer seção fluvial dos
cursos d'água da bacia hidrográfica do rio Doce.
Com base na técnica de regionalização hidrológica utilizando-se o
programa computacional RH4.0 e as informações de 60 estações fluviométricas
abrangendo o período de série histórica de 1950 a 2010, foi possível estimar as
seguintes variáveis e funções hidrológicas: vazões médias de longo
período, vazões máximas, vazões mínimas, curvas de permanência e curvas de
regularização. As estações utilizadas foram: Piranga, Braz Pires, Senador
Firmino, Porto Firme, Fazenda Varginha, Ponte Nova-Jusante (Pcd Inpe), Fazenda
Paraíso, Acaiaca - Jusante, Fazenda Ocidente, São Miguel do Anta, Rio Casca,
Fazenda Cachoeira D'antas, Matipó, Raul Soares - Montante, Abre Campo, Inst.
Florestal Raul Soares, Cachoeira dos Óculos - Montante, Bom Jesus do Galho,
Pingo D'agua, Rio Piracicaba, Carrapato (Brumal), Mario de Carvalho (Pcd Inpe)
,Cachoeira Escura, Conceição do Mato Dentro, Dom Joaquim, Ferros, Fazenda
Barraca, Senhora do Porto, Naque Velho, Fazenda Corrente, Porto Santa Rita,
Governador Valadares (Pcd Inpe), São Pedro do Suacui, Santa Maria do Suacui,
Fazenda Urupuca, Vila Matias - Montante (Pcd Inpe), Campanário, Jampruca,
Tumiritinga, Dom Cavati, Barra do Cuietê, Resplendor, Manhuaçu, Fazenda Vargem
Alegre, Fazenda Bragança, Santo Antônio do Manhuaçu, Dores de Manhumirim,
Ipanema, Mutum, Assarai, São Seb.Da Encruzilhada (Pcd Inpe), Afonso Cláudio -
Montante, Laranja da Terra, Baixo Guandu, Itaguaçu - Jusante, Jusante Córrego
da Piaba, Colatina, Ponte do Pancas, Barra de São Gabriel e Linhares.
A precipitação média nas sub-bacias foi calculada utilizando-se o método
de Thiessen, com dados de 60 estações pluviométricas, abrangendo o mesmo
período de série histórica das vazões. As estações utilizadas foram:
Malacacheta, Águia Branca, Tumiritinga, Sao Pedro do Suaçui, Coroaci, Guanhães,
Santa Maria do Suaçui, Povoação, Itarana, São João de Petrópolis, Cavalinho,
Colatina (Pcd Inpe), Pancas, Itaimbe, Novo Brasil, Barra de São Gabriel,
Caldeirão, Jacupemba, Rio Bananal, Serraria (Alto do Moacir), Ipanema, Baixo
Guandu, Resplendor-Jusante, Barra do Cuietê - Jusante, Assarai - Montante,
Laranja da Terra, Ibituba, São Sebastião da Encruzilhada (Pcd Inpe), Santo
Antônio do Manhuaçu, Alto Rio Novo, Cachoeira Escura, Bom Jesus do Galho,
Vermelho Velho, Rio Piracicaba, Conceição do Mato Dentro, Ferros, Santa
Barbara, Santa Maria de Itabira, Morro do Pilar, Usina Peti, Dores do
Manhumirim, Afonso Cláudio - Montante, Manhuaçu, Raul Soares - Montante, Abre
Campo, Rio Casca, Seriquite, São Miguel do Anta, Matipó, Ponte Nova - Jusante
(Pcd Inpe), Fazenda Cachoeira D'antas, Acaiaca - Jusante, Piranga, Fazenda
Paraíso, Porto Firme, Usina da Brecha, Braz Pires, Fazenda Ocidente e Colégio
Caraça, Desterro do Melo.
A caracterização das regiões hidrologicamente homogêneas foi obtida por meio
de critérios físicos e estatísticos, baseados no escoamento superficial,
características fisiográficas, distribuição de freqüência das vazões
adimensionalizadas e nos resíduos da equação de regressão múltipla da vazão
média.
Aplicaram-se dois métodos de regionalização de vazão. O primeiro ajusta
distribuições teóricas de probabilidades as séries históricas de vazões de cada
estação, para diferentes períodos de retorno e, a seguir, aplica regressão
múltipla entre estas vazões e as características físicas e climáticas das
sub-bacias. O segundo adimensionaliza as curvas individuais de probabilidades,
com base em seu valor médio e estabelece uma curva adimensional regional média
das estações com a mesma tendência. O valor médio (das mínimas e das máximas) é
regionalizado em função das características físicas e climáticas das
sub-bacias, através de uma equação de regressão múltipla.
Empregando os modelos das vazões e funções específicas (curvas de
permanência e de regularização) estatisticamente ajustadas na regionalização
hidrológica e utilizando-se o ambiente de sistemas de informações geográficas,
procedeu-se a geração e o armazenamento das variáveis regionalizadas, em pontos
eqüidistantes ao longo de todos os cursos d'água da região estudada.
3- Resultados
Foram identificadas duas regiões hidrologicamente homogêneas para as
vazões médias, mínimas e curvas de regularização, denominadas de regiões I e
II, e três regiões para as vazões máximas denominada de região III, quais
sejam: Região
I: Das nascentes do rio
Piranga até a estação fluviométrica de Cachoeira Escura abrangendo uma área de
drenagem de 24.204 km2 (código da estação 5672000 –
coordenadas: 19,33S e 42,37W) localizada no trecho da calha do
rio Doce entre a foz do rio Piracicaba e a foz do rio Santo Antônio no
rio Doce e contendo os afluentes principais: Piranga, Xopotó, Turvo, Carmo,
Peixe, Casca, Mombaça, Matipó, Sacramento, Piracicaba; Região II: Restante da bacia do rio Doce até sua foz
no oceano Atlântico (excluindo a bacia do rio Suaçui Grande), abrangendo uma
área de drenagem de 37.596 km2 e contendo os afluentes principais: Santo
Antônio, Corrente Grande, Saçuí Pequeno, Traíras, Caratinga, Laranjeiras, Eme,
Resplendor, Manhuaçu, Guandu, Santa Joana, Santa Maria do Doce, Pancas, Bananal
e São José; e Região III: Bacia hidrográfica do rio Saçuí Grande,
de suas nascentes até sua foz, no rio Doce, com uma área de drenagem de 21.600
km2.
Os resultados da aplicação dos métodos de regionalização das vazões
mínimas e máximas indicaram o método II nas regiões hidrologicamente homogêneas
identificadas neste estudo. A vazão média de longo período foi regionalizada
desconsiderando o nível de risco, ou seja, com base nas estatísticas dos
resultados da aplicação da regressão múltipla da vazão média com as
características físicas e climáticas das sub-bacias em estudo.
As distribuições que apresentaram melhor ajustamento foram a de
Weibull nos eventos mínimos e a Gumbel nos eventos máximos.
Os parâmetros das distribuições foram estimados pelo método dos
momentos, enquanto a eficiência do ajustamento foi testada pelo método de
Kolmogorov-Smirnov.
Para as vazões médias de longo período, vazões mínima de sete dias de
duração e período de retorno de 10 anos e vazões mínimas com permanência de 50
a 95% a área de drenagem da bacia e a precipitação média anual foram
as variáveis independentes selecionadas no modelo nas duas regiões
hidrologicamente homogêneas identificadas. As demais variáveis acrescentaram
pouca informação a regressão. Já para as vazões máximas diárias anuais,
associadas aos períodos de retorno de 2, 10, 20, 50, 100 e 500 anos, a área de
drenagem e a precipitação do semestre mais chuvoso foram as
variáveis que apresentaram melhor ajustamento.
4-
Conclusões
Observando os limites das regiões hidrologicamente homogêneas
verifica-se que os modelos encontrados neste trabalho permitem, em qualquer
seção dos cursos d'água da bacia hidrográfica do rio Doce, estimar:
a)
|
vazões específicas mínimas de sete dias de duração, associadas aos
períodos de retorno de 2, 5 e 10 anos
|
b)
|
vazões específicas máximas diárias anuais, associadas aos períodos de
retorno de 2, 10, 20, 50, 100 e 500 anos
|
c)
|
vazão específica média de longo período
|
d)
|
vazões com permanência de 50% a 95%
|
e)
|
volumes para regularização de vazões
|
É importante registrar que nos estudos hidrológicos (regionalização
hidrológica) realizados no âmbito do programa HIDROTEC, que serviram de base
para elaboração do “Atlas Digital das Águas de Minas”, foram utilizados séries
históricas de 318 estações fluviométricas (sub-bacias) e 378 estações
pluviométricas. As referidas estações hidrológicas foram importadas de arquivos
disponibilizados na internet pela Agência Nacional de Águas (ANA), através do
sistema de Informações Hidrológicas (HidroWeb), no endereço (http://hidroweb.ana.gov.br).
5-
Aplicações
A aplicação da tecnologia contida nesse website permitirá que os órgãos
responsáveis pela gestão dos recursos hídricos em níveis federal, estadual e de
bacia hidrográfica, obtenham informações confiáveis quanto à disponibilidade de
água a fim de possibilitar o melhor atendimento às demandas de outorga de
direito de uso de água, bem como fornecerá tecnologia adequada aos usuários
interessados no planejamento, dimensionamento e manejo de projetos, que
demandam uso consuntivo desse precioso líquido.
Dentro os projetos e obras hidráulicas que mais utilizam as tecnologias
geradas citam-se: vertedores de barragens, diques marginais, canais, bueiros,
galerias pluviais, pontes, projetos de irrigação e drenagem, projetos de
abastecimento d'água e de pequenas centrais hidrelétricas, estudos da qualidade
da água, volume de regularização, outorga de uso de água superficial,
navegação, controle de enchentes e seca, sistemas de drenagem dentre outros.
As informações hidrológicas regionalizadas desta sub-bacia em estudo,
como das demais bacias hidrográficas do estado de Minas Gerais, estão
disponíveis através de mecanismos de busca a qualquer usuário conectado a
Internet no endereço http://www.atlasdasaguas.ufv.br.
6-
Recomendações
A consistência metodológica, aqui descrita, resultou de uma análise
realizada em bacias hidrográficas cujas áreas de contribuição variaram de 272 a
24.204 km2, na região I e de 301 a 78.456 km2 na região II para as
vazões médias de longo período, mínimas de sete dias de duração, vazões obtidas
da curva de permanência e as vazões obtidas das curvas de regularização. Já
para as vazões máximas diárias anuais, na região III, o intervalo variou de 670
a 10.200 km2. Certa cautela é aconselhável, no caso de estimativas para áreas
de bacias de drenagem fora destes intervalos.
Ressalta-se aqui a necessidade de otimização da rede hidrométrica local,
pelo aumento do número de estações e recuperação daquelas que sejam
deficientes.
Este estudo deverá ser atualizado assim que se tornem disponíveis séries
mais longas das estações selecionadas e/ou novas estações
fluvio-pluviométricas.
7- Equipe
Humberto Paulo Euclydes; Paulo Afonso Ferreira; Reynaldo Furtado F.
Filho; Elvis Paulo de Oliveira.
8- Publicação
A "primeira regionalização hidrológica" realizada nessa bacia,
no âmbito do programa HIDROTEC, foi apresentada no Simpósio sobre Recursos
Hídricos e Desenvolvimento Sustentado da Agricultura, Universidade Federal de
Viçosa - MG, Abril 1996.
_______________________________
Fonte: EUCLYDES et al. (2010v4)
Fonte: EUCLYDES et al. (2010v4)
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