livro bacias hidrograficas

8/12/2019 Livro Bacias Hidrograficas

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Avaliao Ambiental Integradade Bacia Hidrogrfica

CARLCARLCARLCARLCARLOS EOS EOS EOS EOS E. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCICARLCARLCARLCARLCARLOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDES


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RRRRRepblica Fepblica Fepblica Fepblica Fepblica Federativa do Brasilederativa do Brasilederativa do Brasilederativa do Brasilederativa do BrasilPPPPPresidente:residente:residente:residente:residente: Luiz Incio Lula da SilvaViceViceViceViceVice-P-P-P-P-Presidente:residente:residente:residente:residente: Jos de Alencar Gomes da Silva

Ministrio do Meio Ambiente - MMAMinistrio do Meio Ambiente - MMAMinistrio do Meio Ambiente - MMAMinistrio do Meio Ambiente - MMAMinistrio do Meio Ambiente - MMAMinistra:Ministra:Ministra:Ministra:Ministra: Marina SilvaSecretrio-Executivo:Secretrio-Executivo:Secretrio-Executivo:Secretrio-Executivo:Secretrio-Executivo: Cludio Roberto Langone

Secretaria de Qualidade Ambiental - SQASecretaria de Qualidade Ambiental - SQASecretaria de Qualidade Ambiental - SQASecretaria de Qualidade Ambiental - SQASecretaria de Qualidade Ambiental - SQASecretrio:Secretrio:Secretrio:Secretrio:Secretrio: Victor Zular Zveibil

PPPPPrograma de Programa de Programa de Programa de Programa de Proteo e Melhoria de Qualidade Ambiental - PQAroteo e Melhoria de Qualidade Ambiental - PQAroteo e Melhoria de Qualidade Ambiental - PQAroteo e Melhoria de Qualidade Ambiental - PQAroteo e Melhoria de Qualidade Ambiental - PQADiretor:Diretor:Diretor:Diretor:Diretor: Ruy de Ges Leite de Barros

PPPPProjeto de Instrumentos de Gesto Ambiental- Projeto de Instrumentos de Gesto Ambiental- Projeto de Instrumentos de Gesto Ambiental- Projeto de Instrumentos de Gesto Ambiental- Projeto de Instrumentos de Gesto Ambiental- ProgestorogestorogestorogestorogestoGerente:Gerente:Gerente:Gerente:Gerente: Moema Pereira Rocha de S

Esplanada dos MinistriosBloco B, 8 andar, sala 84172.068-901 Braslia - DFTel.: (61) 4009 1365/1164Fax: (61) 4009-1795


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Avaliao Ambiental Integradade Bacia Hidrogrfica

CARLCARLCARLCARLCARLOS EOS EOS EOS EOS E. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCI. M. TUCCICARLCARLCARLCARLCARLOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDESOS ANDR MENDES


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Esta publicao foi produzida no mbito do Projeto de Instrumentos de Gesto Ambiental

PROGESTO, vinculado ao Programa de Proteo e Melhoria da Qualidade Ambiental - PQAda Secretaria de Qualidade Ambiental do Ministrio do Meio Ambiente (MMA).

COORDENAOCOORDENAOCOORDENAOCOORDENAOCOORDENAO::::: Moema Pereira Rocha de S.

COLABORAOCOLABORAOCOLABORAOCOLABORAOCOLABORAO: Elvira Maria Xavier Vieira e Maria Ceicilene Arago Martins Rgo

REVISO:REVISO:REVISO:REVISO:REVISO: Elvira Maria Xavier Vieira.

EQUIPE DO PROGESTOEQUIPE DO PROGESTOEQUIPE DO PROGESTOEQUIPE DO PROGESTOEQUIPE DO PROGESTO::::: Ana Elizabeth Medeiros Fernandes, Elvira Maria Xavier Vieira,Ins Carib Nunes Marques, Luana das Chagas Silva, Marcelo Peres Facas, Marcia Catarina

David, Marcus Bruno Malaquias Ferreira, Maria Ceicilene Arago Martins Rego, Maria Mni-ca Guedes de Moraes e Rita Lima Almeida

PROJETPROJETPROJETPROJETPROJETO GRFICO E DIAO GRFICO E DIAO GRFICO E DIAO GRFICO E DIAO GRFICO E DIAGRAMAOGRAMAOGRAMAOGRAMAOGRAMAO::::: Qualitas Brasil Solues em Marketing

Avaliao ambiental integrada de bacia hidrogrfica / Ministrio

do Meio Ambiente / SQA. Braslia: MMA, 2006.

302 p. :302 p. :302 p. :302 p. :302 p. :

BibliografiaBibliografiaBibliografiaBibliografiaBibliografiaISBN 85-7738-047-5ISBN 85-7738-047-5ISBN 85-7738-047-5ISBN 85-7738-047-5ISBN 85-7738-047-5

1. Controle e qualidade ambiental. 2. Bacia hidrogrfica. I. Minis-trio do Meio Ambiente. II. Secretaria de Qualidade Ambiental nos As-sentamentos Humanos - SQA. III. Avaliao Ambiental Integrada de Ba-cia Hidrogrfica.

Catalogao na FCatalogao na FCatalogao na FCatalogao na FCatalogao na FonteonteonteonteonteInstituto do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais RenovveisInstituto do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais RenovveisInstituto do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais RenovveisInstituto do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais RenovveisInstituto do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renovveis

A945A945A945A945A945

CDU (2.ed.)556.51CDU (2.ed.)556.51CDU (2.ed.)556.51CDU (2.ed.)556.51CDU (2.ed.)556.51


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A implementao de modelos de desenvolvimento sobre bases sustentveis, no pas,

tem demandado abordagens integradoras para a gesto dos recursos ambientais que permitamavaliar os impactos cumulativos e sinrgicos das intervenes numa dada rea, em detrimento detratamentos tradicionais, individualizados, que impedem uma compreenso das interaes e dadinmica dos processos mais relevantes que definem ou constituem o meio ambiente.

nesse contexto que surgem as proposies para realizar a avaliao ambiental integra-da de bacias hidrogrficas, como forma de subsidiar as decises sobre a implantao de aproveitamen-tos hidreltricos. Na matriz energtica brasileira, os aproveitamentos hidreltricos representam cerca de80% da gerao mdia de energia, mas a potncia instalada no atende demanda futura do pas.Como o planejamento da expanso dessa potncia est baseado principalmente em usinas hidreltri-cas, tornou-se necessrio orientar as articulaes inter-setoriais para administrar os conflitos que seestabeleceram entre a abordagem do aproveitamento timo energtico e a necessidade de implementao

de aes que visam conservao ambiental, bsicas ao desenvolvimento sustentvel.Em 2003, o IBAMA comeou a exigir, no mbito do licenciamento ambiental de usinashidreltricas, que os estudos de impactos ambientais se reportassem bacia hidrogrfica, em confor-midade com a Resoluo CONAMA n 001/86. Paralelamente, alguns estados da Federao comoo Paran, Gois e o Rio Grande do Sul, j estavam incorporando aos seus instrumentos de planeja-mento, uma avaliao integrada de suas bacias hidrogrficas, com vistas a subsidiar o licenciamentoambiental de empreendimentos hidreltricos.

Diante desse quadro, pautando-se na sua poltica ambiental e contando com a profcuacontribuio do IBAMA, dos rgo ambientais do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, e do setoreltrico, o Ministrio do Meio Ambiente passou a trabalhar nesse novo instrumento de planejamentoe de desenvolvimento de conhecimentos para a gesto ambiental, a metodologia da Avaliao

Ambiental Integrada de Bacia AAIB, que ora se encontra em fase de consolidao.A estrutura dessa AAIB, que exige conhecimentos multi e interdisciplinares - com atua-es de engenheiros, biolgos, gegrafos, gelogos, agrnomos, advogados, administradores, soci-logos, arquitetos etc - est condicionada:

(1) identificao das diretrizes ambientais, numa tica compatvel com o desenvolvi-mento sustentvel na bacia, visando reduzir riscos e incertezas para o desenvolvimento scio-ambientale para o planejamento energtico da bacia;

(2) ao desenvolvimento de indicadores de sustentabilidade da bacia, com relao aosusos observados;

(3) ao desenvolvimento de conhecimento para a melhor gesto integrada dos usos econservao dos recursos hdricos e do meio ambiente, visando compatibilizar a explorao dahidreletricidade com a preservao da biodiversidade e manuteno dos fluxos gnicos;

(4) a abordagens integradoras dos possveis impactos ambientais gerados na baciapela implementao de novos empreendimentos hidreltricos, considerando os usos e a conservaodos recursos naturais;

(5) ao desenvolvimento de procedimentos que garantam a efetiva participao dossegmentos sociais envolvidos; e

(6) integrao da dimenso ambiental ao processo de planejamento energtico, e articulao desse processo com o licenciamento ambiental.

As etapas de procedimentos para o desenvolvimento da Avaliao Ambiental Integradaso, no mnimo: caracterizao geral da bacia hidrogrfica quanto aos principais ecossistemas;caracterizao dos impactos de acordo com sua espacialidade, ou seja, como se distribuem e afetamas populaes naturais e o meio fsico no ambiente terrestre, no ambiente aqutico ou no meio socio-

econmico; identificao dos conflitos existentes na bacia hidrogrfica; e aplicao de tcnicas deintegrao das informaes obtidas.

A participao pblica, embora seja componente de acompanhamento para o desen-volvimento dos estudos, no deve ser vista como uma etapa, mas como a garantia de um princpio detransparncia e de efetiva contribuio da sociedade no processo, desde a caracterizao inicial, ats decises associadas.

Finalmente, esse tipo de abordagem deve ser eficaz na gerao de informaes que,

P R E F C I OP R E F C I OP R E F C I OP R E F C I OP R E F C I O


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Dados sobre os AutoresDados sobre os AutoresDados sobre os AutoresDados sobre os AutoresDados sobre os Autores

Carlos ECarlos ECarlos ECarlos ECarlos E. M. T. M. T. M. T. M. T. M. Tucci PhDucci PhDucci PhDucci PhDucci PhD.....Engenheiro Civil, formado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul em 1971;

Mestre em Engenharia de Recursos Hdricos, Universidade Federal do Rio Grande do Sul,1975; Doctor of Philosophy, Civil Engineer Department, Colorado State University, USA, 1978.Professor do IPH-UFRGS

Carlos Andr Mendes DCarlos Andr Mendes DCarlos Andr Mendes DCarlos Andr Mendes DCarlos Andr Mendes D.....Engenheiro Civil, formado pela Universidade Federal de Alagoas; Mestre em Recursos

Hdricos e Geoprocessamento, IPH, UFRGS, 1990. Doutorado na University of Bristol, England,1996; Ps-doutorado na University of California Davis, 2003. Professor do IPH-UFRGS.

TTTTTucci, Carlos Eucci, Carlos Eucci, Carlos Eucci, Carlos Eucci, Carlos E.M.; Mendes, C.A..M.; Mendes, C.A..M.; Mendes, C.A..M.; Mendes, C.A..M.; Mendes, C.A.Curso de Avaliao Ambiental Integrada de Bacia Ministrio do Meio Ambiente

Secretaria de Qualidade Ambiental Rhama Consultoria Ambiental 2006.

I. Meio Ambiente Recursos Hdricos Integrado


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A P R E S E N TA P R E S E N TA P R E S E N TA P R E S E N TA P R E S E N T A OA OA OA OA O

Este texto uma edio da apostila que elaborei para o curso de Avaliao

Ambiental Integrada de Bacia Hidrogrfica, com os ajustes e atualizaes que se fizeramnecessrios publicao. O curso foi contratado pelo Programa das Naes Unidas para oDesenvolvimento PNUD/Ministrio de Meio Ambiente MMA/Secretaria de QualidadeAmbiental - SQA, com o objetivo de treinar tcnicos do Instituto Brasileiro de Meio Ambiente edos Recursos Naturais Renovveis - IBAMA e dos rgos de Meio Ambiente dos Estados edo Distrito Federal em novas ferramentas de gesto.

O treinamento proposto trata de desenvolver os conceitos essenciais sobre recur-sos hdricos, usos e impactos dos usos da gua, integrados aos elementos fundamentais - dosambientes naturais e antrpicos. Embora a abordagem seja abrangente, procura-se estabele-cer as bases para o aprimoramento de conhecimentos mais detalhados dentro de vrios com-ponentes do contedo. Vrios conceitos apresentados neste texto esto em evoluo ao lon-

go do tempo, em funo do aprimoramento do conhecimento e da experincia adquirida comvrios projetos e estudos de caso.Neste sentido, e tratando-se de uma proposta de anlise dos impactos na bacia

hidrogrfica dentro de uma viso integrada no espao e dentro dos diferentes aspectosinstitucionais e scio econmicos, esta publicao deve ser vista como uma das contribui-es ao desenvolvimento de conhecimentos para a gesto ambiental em bacias hidrogrficase no como uma norma metodolgica.

Visando estabelecer um conhecimento comum de termos e conceitos utilizadosao longo do texto que segue, e proporcionar ao leitor informaes preliminares sobre o tema,o primeiro captulo apresenta-se uma reviso de conhecimento de vrios contedos disciplina-res dos processos hidrolgicos e os efeitos antrpicos sobre esse sistema, considerando as-

pectos qualitativos e quantitativos da gua.No segundo captulo, apresentada uma viso sinttica dos usos e impactossobre a gua em reas urbanas e rurais, em desenvolvimento de infra-estrutura como energiae transporte, bem como so analisados impactos sobre a sociedade, tais como os eventosextremos de inundaes e secas, e efeitos sobre a sade humana, como resultados dascombinaes daqueles impactos em cenrios extremos.

No terceiro captulo descreve-se uma viso da gesto dos recursos hdricos, suainter-relao com o meio ambiente e outros setores como saneamento urbano e energia. Estecaptulo trata principalmente dos diferentes formas e cenrios de gesto e sua relao com oambiente como um dos caminhos para o desenvolvimento sustentvel.

No quarto captulo apresentada a metodologia de Avaliao Ambiental Distri-buda (AAD), caracterizada pela anlise dos impactos que ocorrem no espao, mas sem ana-lisar necessariamente o efeito em cadeia que ocorrem nos sistemas ambientais.

Finalmente, o ltimo captulo o que trata do objetivo principal desta publicao,ou seja, a Avaliao Ambiental Integrada (AAI). Inicialmente, so analisados os conceitos eterminologias que esto em evoluo, apresentadas algumas inter-relaes possveis comoutras formas de avaliao ambiental, e brevemente discutida a relao entre o planejamentode recursos hdricos e a rea ambiental, buscando-se estabelecer uma referncia para a ava-liao ambiental integrada. A segunda e ltima parte do captulo trata das ferramentas quepodem ser utilizadas na avaliao, apresentando exemplos de problemas e avaliaes globaisque relacionam recursos hdricos e seus usos com meio ambiente.

Como o curso no tinha por finalidade esgotar o assunto, este texto restringiu-sea mostrar os principais conceitos e as diversas formas de abordagem, no contexto da AAI, que

devem ser debatidos e aprimorados dentro das peculiaridades de cada caso.

Carlos Eduardo M. TCarlos Eduardo M. TCarlos Eduardo M. TCarlos Eduardo M. TCarlos Eduardo M. TucciucciucciucciucciPPPPPorto Alegre, setembro de 2006orto Alegre, setembro de 2006orto Alegre, setembro de 2006orto Alegre, setembro de 2006orto Alegre, setembro de 2006


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1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NATURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOS ......................................................................................................... 1 51 51 51 51 5

1.1 Ciclo Hidrolgico Global e seus Componentes ................................................... 151.2 Descrio dos processos hidrolgicos na bacia hidrogrfica................................151.3 Bacia hidrogrfica, variveis hidrolgicas e terminologia .....................................19

1.3.1 Bacia Hidrogrfica .................................................................................... 191.3.2 Terminologia ............................................................................................. 191.3.3 Escoamento ............................................................................................. 221.3.4 Comportamento do reservatrio e regularizao da vazo..........................24

1.4 Aes antrpicas sobre os sistemas hdricos ....................................................... 251.4.1 Desmatamento ......................................................................................... 251.4.2 Uso da Superfcie ...................................................................................... 251.4.3 Mtodo de Desmatamento ........................................................................27

1.4.4 Mtodos de avaliao do Impacto do desmatamento .................................271.4.5 Alteraes da precipitao devido ao desmatamento .................................. 281.4.6 Impacto do desmatamento sobre o escoamento......................................... 291.4.7 Impactos devido a Urbanizao ................................................................ 34

1.5 Escalas dos processos hidroclimticos ................................................................ 381.5.1 A escala temporal ..................................................................................... 381.5.2 Variabilidade espacial ................................................................................391.5.3 Anlise do comportamento da transio da micro para a meso-escala........401.5.4 Extrapolao entre escalas ........................................................................41

1.6 Mudana climtica. .......................................................................................... 431.6.1 Terminologia ............................................................................................. 431.6.2 Efeito Estufa ............................................................................................. 441.6.3 Efeitos sobre o clima ................................................................................. 441.6.4 Evidncias de alteraes do clima.............................................................. 471.6.5 Modelos Globais Climticos e os prognsticos ........................................... 491.6.6 Aes internacionais para mitigao dos impactos .....................................52

1.7 Variabilidade climtica e hidrolgica ...................................................................531.7.1 Indicadores de variabilidade climtica ........................................................ 531.7.2 Variabilidade Hidrolgica ...........................................................................54

1.8 Funes Hidrolgicas ........................................................................................ 591.8.1 Curva de Probabilidade de vazes mximas ............................................... 601.8.2 Curva de Probabilidade de Vazes Mdias ................................................. 651.8.3 Curva de Probabilidade de Vazes Mnimas ............................................... 71

1.8.4 Curva de Permanncia .............................................................................. 741.8.5 Curva de Regularizao ............................................................................771.8.6 Indicadores .............................................................................................. 80

1.9 Qualidade da gua .......................................................................................... 841.9.1 Fontes de poluio.................................................................................... 841.9.2 Tipos de Parmetros ................................................................................. 861.9.3 Estimativa das Cargas .............................................................................. 881.9.4 Rios..........................................................................................................891.9.5 Lagos e Reservatrios ................................................................................91

2. USOS E IMP2. USOS E IMP2. USOS E IMP2. USOS E IMP2. USOS E IMPAAAAACTCTCTCTCTOS DOS RECURSOS HDRICOSOS DOS RECURSOS HDRICOSOS DOS RECURSOS HDRICOSOS DOS RECURSOS HDRICOSOS DOS RECURSOS HDRICOS .................................................................................................................................................................................... 1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 02.1 Caractersticas dos usos da gua ....................................................................100

2.1.1 Mananciais ou fontes de gua ................................................................1012.1.2 Abastecimento de gua ..........................................................................1032.1.3 Irrigao ................................................................................................1062.1.4 Energia Eltrica ......................................................................................1072.1.5 Navegao ............................................................................................109

N D I C E N D I C E N D I C E N D I C E N D I C E


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2.1.6 Usos Mltiplos e Conflitos .......................................................................... 1102.2 Impactos dos Usos da gua ............................................................................... 111

2.2.1 Impacto do desenvolvimento urbano .......................................................... 1122.2.2 Impacto e sustentabilidade do desenvolvimento rural ................................... 1132.2.3 Impacto da produo hidreltrica: barragens .............................................. 117

2.2.4 Potencial impacto da navegao ................................................................ 1182.3 Impacto sobre a sociedade ................................................................................. 1182.3.1 Sade. ...................................................................................................... 1192.3.2 Inundaes ............................................................................................... 121

2.4 Impacto acumulativo e sinrgico ......................................................................... 1232.4.1 Conceitos ................................................................................................. 1232.4.2 Exemplos descritivos .................................................................................. 124

3. GESTO INTEGRADA DOS RECURSOS HDRICOS3. GESTO INTEGRADA DOS RECURSOS HDRICOS3. GESTO INTEGRADA DOS RECURSOS HDRICOS3. GESTO INTEGRADA DOS RECURSOS HDRICOS3. GESTO INTEGRADA DOS RECURSOS HDRICOS .................................................................................................................................................................................... 1 3 41 3 41 3 41 3 41 3 43.1 Desenvolvimento sustentvel ............................................................................... 1343.2 Gerenciamento Integrado dos Recursos Hdricos (GIRH) ...................................... 136

3.3 Histrico ............................................................................................................ 1373.4 Metas do Millenium............................................................................................ 1393.5 Sistema Institucional dos Recursos Hdricos no Brasil ............................................ 140

3.5.1 Legislao de recursos hdricos ................................................................... 1403.5.2 Gerenciamentos Hdricos ........................................................................... 1423.5.3 Meio ambiente .......................................................................................... 1433.5.4 Financiamento........................................................................................... 1453.5.5 Snteses, fases e desafios ............................................................................ 145

3.6 Planos de Recursos Hdricos ................................................................................ 1493.6.1 Caractersticas principais ........................................................................... 1493.6.2 Plano Nacional de Recursos Hdricos .......................................................... 1493.6.3 Planos de Bacia ......................................................................................... 151

3.7 Gesto das guas urbanas: saneamento ambiental ............................................. 1513.7.1 Fases da gesto das guas urbanas ........................................................... 1523.7.2 Viso integrada no ambiente urbano .......................................................... 1533.7.3 Aspectos Institucionais ............................................................................... 156

3.8 Gesto do setor de energia ................................................................................. 1623.8.1 Aspectos Institucionais e matriz energtica .................................................. 1623.8.2 Condicionantes hdricos na produo de energia ........................................ 1643.8.3 Tendncia de implantao dos empreendimentos e aspectos ambientais ....... 1653.8.4 Efeito dos Usos mltiplos ............................................................................ 166

4. TCNICAS DE ANLISE AMBIENTAL ..................................................................... 1694.1 Indicadores ambientais espaciais ........................................................................ 171

4.1.1 Classificao do indicador ......................................................................... 1734.1.2 Componentes ambientais consideradas ...................................................... 1774.1.3 Exemplos: Balanos de massa, Resduo slido, gua,Ar, indicadores agregados e avaliao de desempenho ......................................... 183

4.2 Vazo ambiental e indicadores no sistema hdrico ................................................ 1894.2.1 Ciclo Hidrolgico: Ofertas e Demandas ...................................................... 1894.2.2 Mtodos para determinao da vazo ambiental ........................................ 1904.2.3 Sistema de indicadores de desempenho em servios municipais deabastecimento de gua ....................................................................................... 1924.2.4 Indicador de estresse hdrico em culturas agrcolas ..................................... 1954.2.5 ndice de qualidade de gua em microbacia sob uso agrcola e urbano ....... 196

4.2.6 Degradao de recursos hdricos e seus efeitos sobre a sade humana ........ 1984.2.7 Indicadores qualitativos ou visuais do estado de bacias hidrogrficas ........... 2054.3 Avaliao multi-objetiva dos indicadores .............................................................. 205

4.3.1 Elementos de Anlise de Deciso Multi-Objetivo .......................................... 207


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4.3.2 Multi-Objetivo versus Multi-critrio ............................................................. 2114.3.3 Classificao de Problemas Multi-Objetivos .................................................2144.3.4 Arcabouo de um sistema de suporte a deciso (espacial e multi-objetivo) .....215

4.4 Avaliao distribuda dos impactos ambientais na baciahidrogrfica e rea de influncia ................................................................................217

4.4.1 Critrios de avaliao ................................................................................. 2174.4.2 nico objetivo / Multi critrio.......................................................................2194.4.3 Multi objetivo / Multi critrio ........................................................................2194.4.4 Exemplo de aplicao: Licenciamento de aproveitamentos hidroeltricosem bacias hidrogrficas ....................................................................................... 220

5. A5. A5. A5. A5. AVVVVVAL IAO AMBIENTALIAO AMBIENTAL IAO AMBIENTALIAO AMBIENTAL IAO AMBIENTAL INTEGRADAL INTEGRADAL INTEGRADAL INTEGRADAL INTEGRADAAAAA.................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 2 3 52 3 52 3 52 3 52 3 55.1 Avaliao Ambiental Estratgica ..........................................................................2355.2 Avaliao Ambiental Distribuda e Integrada .........................................................2395.3 Poltica, Planos e Programas de Recursos Hdricos e AAE.......................................239

5.3.1 Poltica, Planos e Programas ........................................................................239

5.3.2 Plano de Bacia ........................................................................................... 2405.3.3 Planejamento Energtico .............................................................................2425.4 Estrutura da Avaliao Ambiental Integrada .........................................................244

5.4.1 Estrutura metodolgica ...............................................................................2445.4.2 Caracterizao...........................................................................................2455.4.3 Avaliao ambiental distribuda ...................................................................2485.4.4 Conflitos ....................................................................................................2505.4.5 Avaliao Ambiental Integrada (AAI)............................................................2515.4.6. Produtos ...................................................................................................254

5.5 Relaes Causa-Efeito Potenciais na bacia Hidrogrfica ........................................ 2545.6 Modelos para simulao de cenrios integrados ...................................................255

5.6.1 Conceitos ..................................................................................................2555.6.2 Modelos na Gesto dos recursos hdricos ....................................................2565.6.3 Modelo de Qualidade da gua da bacia Hidrogrfica ..................................2595.6.4 Uso do modelo ...........................................................................................263

5.7 Estudos de Casos................................................................................................2675.7.1 Variaes de longo prazo e seus impactos nos sistemas hdricos no Brasil ...... 2675.7.2 Bacia do rio Taquari: alternativas de hidreltricas..........................................2745.7.3 Banhado do Taim........................................................................................2775.7.4 Conflitos de energia x inundao: Rio Iguau em Unio da Vitria xFoz de Areia.........................................................................................................2785.7.5 Uso do solo e variabilidade climtica no rio Paran ......................................2805.7.6 Sustentabilidade do Alto Paraguai e sua populao ......................................288

5.7.7 Casos variados de Impactos Ambientais ......................................................297


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1. PROCESSOS HIDROLGICOS1. PROCESSOS HIDROLGICOS1. PROCESSOS HIDROLGICOS1. PROCESSOS HIDROLGICOS1. PROCESSOS HIDROLGICOSNANANANANATURAI S ETURAI S ETURAI S ETURAI S ETURAI S E ANTRPICOSANTRPICOSANTRPICOSANTRPICOSANTRPICOS

Carlos E. M. Tucci

1.1 Ciclo Hidrolgico Global e seus Componentes

O ciclo da gua no globo acionado pela energia solar. Esse ciclo retira gua dosoceanos atravs da evaporao1da superfcie do mar e da superfcie terrestre. Anualmentecerca de 5,5.105 km3 de gua evaporada, utilizando 36% de toda a energia solar absorvi-

da pela Terra, cerca de 1,4 . 1024 Joules por ano (IGBP, 1993). Essa gua entra no sistema decirculao geral da atmosfera que depende das diferenas de absoro de energia (transfor-mao em calor) e da refletncia entre os trpicos e as regies de maior latitude, como asreas polares. Em mdia, cerca de 5. 109 MW transportado dos trpicos para as regiespolares em cada hemisfrio.

O sistema de circulao da atmosfera extremamente dinmico e no-linear, dificul-

tando sua previso quantitativa. Esse sistema cria condies de precipitao pelo resfriamentodo ar mido que formam as nuvens gerando precipitao na forma de chuva e neve (entreoutros) sobre os mares e superfcie terrestre. A gua evaporada se mantm na atmosfera, emmdia apenas 10 dias.

O fluxo sobre a superfcie terrestre positivo (precipitao menos evaporao), resul-tando nas vazes dos rios em direo aos oceanos. O fluxo vertical dos oceanos negativo,com maior evaporao que precipitao. O volume evaporado adicional se desloca para oscontinentes pelo sistema de circulao da atmosfera e precipita, fechando o ciclo. Os valoresmdios aproximados de troca desse ciclo podem ser observados na figura 1.1. Em mdia, agua importada dos oceanos reciclada cerca de 2,7 vezes sobre a terra atravs do processoprecipitao-evaporao, antes de escoar de volta para os oceanos (IGBP,1993).

Esse ciclo utiliza a dinmica da atmosfera e os grandes reservatrios de gua, que soos oceanos (1.350 105m 3 ), as geleiras (25. ) e os aqferos (8,4 ). Os rios e lagos, biosferae atmosfera possuem volumes insignificantes se comparados com os acima.

1.2 Descrio dos processos hidrolgicos na bacia hidrogrfica

Os processos hidrolgicos na bacia hidrogrfica possuem duas direes predominan-tes de fluxo na bacia: vertical e o longitudinal. O vertical representado pelos processos deprecipitao, evapotranspirao2, umidade e fluxo no solo, enquanto que o longitudinal peloescoamento na direo dos gradientes da superfcie (escoamento superficial e rios) e do sub-solo (escoamento subterrneo), observe a figura 1.2.

O balano de volumes na bacia depende inicialmente dos processos verticaisprocessos verticaisprocessos verticaisprocessos verticaisprocessos verticais. Nafigura 1.3 pode-se observar que, da radiao solar que atinge a superfcie da terra, parte refletida e parte absorvida. A proporo entre a energia refletida e a total o albedo, quedepende do tipo de superfcie. Por exemplo, o albedo de uma superfcie lquida da ordem de5-7%, enquanto que de uma superfcie como uma floresta tropical cerca de 12%, e parapasto e uso agrcola, est entre 15 e 20% (Bruijnzeel,1990). O albedo tambm varia sazonal-mente ao longo do ano e dentro do dia.

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Evapotranspirao a transformao da gua de estado lquido para gasoso do solo, plantas e superfcies livres devido aradiao, vento e outras caractersticas fsicas.2Evapotranspirao a transformao da gua de estado lquido para gasoso do solo, plantas e superfcies livres devido aradiao, vento e outras caractersticas fsicas.


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A vegetao tem um papel fundamental no balano de energia e no fluxo de volumes degua. A parcela inicial da precipitao retida pela vegetao; quanto maior for a superfciede folhagem, maior a rea de reteno da gua durante a precipitao. Esse volume retido evaporado assim que houver capacidade potencial de evaporao. Quando esse volume,retido pelas plantas, totalmente evaporado, as plantas passam a perder umidade para o

. PROCESSOS HIDROLGICOS NA. PROCESSOS HIDROLGICOS NA. PROCESSOS HIDROLGICOS NA. PROCESSOS HIDROLGICOS NA. PROCESSOS HIDROLGICOS NATURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOS


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ambiente por meio da transpirao. A planta retira essa umidade do solo atravs das suasrazes. A evapotranspirao de florestas tropicais, que raramente tm deficit de umidade dosolo, , em mdia, 1.415 mm (1.310-1500). Esse valor pode cair para 900 mm, se houverperodos de deficithdrico (Bruijnzeel,1990). A transpirao em florestas tropicais da ordemde 70% desses valores.

A precipitao atinge o solo (figura 1.4): (a) atravessando a vegetao da floresta (em m-dia 85% da precipitao incidente); ou (b) por meio dos troncos (1 a 2% da precipitao). A

diferena a interceptao. Na Reserva Duke em Manaus 8,9% da precipitao interceptadapela vegetao, enquanto que na Reserva Jar a interceptao de 12,4% e na Reserva da Valedo Rio Doce 13%, sendo 65% no perodo seco e 1% no perodo mido. Esses valores podem variarmuito de acordo com a magnitude da precipitao, pois existe uma capacidade mxima da vege-tao. Os valores indicados geralmente se referem ao total anual.

Do volume de precipitao que atinge o solo uma parte pode infiltrar1ou escoar superfici-almente dependendo da capacidade desse solo de infiltrao, que depende de condies vari-veis, umidade, das caractersticas quimicas ou estruturais do solo e da cobertura vegetal. A guaque infiltra, pode percolar2para o aqfero ou gerar um escoamento sub-superficial ao longo doscanais internos do solo, at a superfcie ou um curso dgua. A gua que percola at o aqfero armazenada e transportada at os rios, criando condies para manter os rios perenes nos pero-

dos de longa estiagem. Em bacias onde a capacidade da gua subterrnea pequena, comgrandes afloramentos de rochas e alta evaporao, os rios no so perenes, como na regio decristalino do Nordeste.

A capacidade de infiltrao depende do tipo e do uso do solo. A capacidade de infiltra-o3do solo na floresta alta (Pritchett, 1979), o que produz baixa quantidade de escoamentosuperficial. Em solos sem cobertura e compactao, a capacidade de infiltrao pode diminuirdrasticamente, com constantemente aumento aumento do escoamento superficial. Por exem-plo, estradas de terra ou caminhos percorridos pelo gado sofrem forte compactao, reduz acapacidade de infiltrao, enquanto o uso de maquinrio agrcola para revolver o solo duranteo plantio pode aumentar a infiltrao. A capacidade de infiltrao varia tambm com as condi-es de umidade. Um solo argiloso pode ter uma alta capacidade de infiltrao quando estiverseco, no entanto, aps receber umidade pode se tornar quase que impermevel.

1Infiltrao penetrao da gua da superfcie no solo.2Percolao o escoamento da gua no solo.3Capacidade de infiltrao a capacidade de infiltrar gua do solo, independentemente da precipitao.

1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NA1. PROCESSOS HIDROLGICOS NATURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOSTURAIS E ANTRPICOS


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Como pode ser observado na figura 1.2, existe uma camada do solo no saturada,onde ocorre infiltrao e percolao e outra saturada onde ocorre armazenamento e escoa-

mento subterrneo. Na camada no-saturada podem existir condies de escoamento quedepende da vrios fatores fsicos. Na figura 1.5a pode-se observar o escoamento ditoHortoniano, onde o escoamento superficial gerado em toda superfcie (para capacidadede infiltrao menor que a precipitao) e o escoamento sub-superficial escoa at o rio. Noentanto, existem reas onde praticamente no ocorre escoamento superficial (figura 1.5b),toda a precipitao se infiltra, tendo um significativo escoamento sub-superficial que trans-portado pelos macroporos, que pode aparecer na superfcie por meio de fontes, produzindoescoamento superficial em conjunto com a precipitao local.

O escoamento superficial converge para os rios que formam a drenagem principal dasbacias hidrogrficas. O escoamento em rios depende de vrias caractersticas fsicas tais comoa declividade, rugosidade, seo de escoamento do rio e obstrues ao fluxo. Os rios tendem

a moldar dois leitos, o leito menor, onde escoa na maior parte do ano e o leito maior (utilizadoquando o rio transborda), que o rio ocupa durante algumas enchentes. Quando o leito no rochoso, as enchentes que ocorrem ao longo dos anos geralmente moldam um leito menorde acordo com a freqncia das vazes. O tempo de retorno da cota correspondente a defi-nio do leito menor est entre 1,5 e 2 anos. O valor mdio dos postos fluviomtricos no rioAlto Paraguai de 1,87 anos (Tucci e Genz, 1995).

Como se observa dessa breve descrio, a interface entre solo-vegetao-atmosferatem uma forte influncia no ciclo hidrolgico. Associado aos processos naturais, j comple-xos, existe tambm a inferncia humana que age sobre esse sistema natural.

A maior dificuldade em melhor representar os processos hidrolgicos, nas interfacesmencionadas a grande heterogeneidade dos sistemas envolvidos, ou seja, a grande variabi-

lidade do solo e cobertura vegetal, alm da prpria ao do homem.



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1.3 Bacia hidrogrfica, variveis hidrolgicas e terminologia

1.3.1 Bacia Hidrogrfica

Para cada seo de um rio existir uma bacia hidrogrfica. Considerando esta seo, abacia toda a rea que contribui por gravidade para os rios at chegar a seo que define abacia. (figura 1.6). Esta rea definida pela topografia da superfcie, no entanto, a geologiado sub-solo pode fazer com que parte do escoamento que infiltra no solo escoe para fora darea delimitada superficialmente. Esta diferena pode ser significativa para bacias pequenas epara formaes geolgicas especficas como o Karst.

As caractersticas principais da bacia hidrogrfica so a rea de drenagem, o compri-mento do rio principal, declividade do rio e a declividade da bacia.Em geral rios possuem um trecho superior (figura 1.7), onde a declividade no muito

grande, seguido e por um trecho mdio de grande declividade e no seu trecho inferior adeclividade pequena onde o rio tende a meandrar.

1.3.2 Terminologia

PPPPProbabilidade e Trobabilidade e Trobabilidade e Trobabilidade e Trobabilidade e Tempo de retorno:empo de retorno:empo de retorno:empo de retorno:empo de retorno: Utilizando os dados histricos de vazes ounveis num determinado local estimada a probabilidade de que um determinado nvel ouvazo seja igualado ou superado num ano qualquer. O tempo de retorno o inverso dessa

probabilidadeT = 1/P (1.1)

onde T o tempo de retorno e P probabilidade.Para exemplificar, considere um dado, que tem seis faces (nmeros 1 a 6). Numa joga-

da qualquer, a probabilidade de sair o nmero 4 P=1/6 (1 chance em seis possibilidades).O tempo de retorno , em mdia, o nmero de jogadas que o nmero desejado se repete.Neste caso, usando a equao acima fica T = 1/(1/6)=6. Portanto, em mdiaem mdiaem mdiaem mdiaem mdia, o nmero 4se repete a cada seis jogadas. Sabe-se que esse nmero no ocorre exatamente a cada seisjogadas, mas se jogarmos milhares de vezes e tirarmos a mdia, certamente isso ocorrer.Sendo assim, o 4 pode ocorrer duas vezes seguidas e passar muitas vezes sem ocorrer, mas namdia se repetir em seis jogadas.

Fazendo uma analogia, cada jogada do dado um ano para as enchentes. O tempo deretorno de 10 anos significa que,em mdiaem mdiaem mdiaem mdiaem mdia, a cheia pode se repetir a cada 10 anos ou, emcada ano, tem 10% de chance de ocorrer.



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A outra probabilidade utilizada a seguinte: Qual a chance da cheia de 10 anos ocor-rer nos prximos 5 anos? ou seja deseja-se conhecer qual a probabilidade de ocorrncia paraum perodo e no apenas para um ano qualquer. A equao para essa estimativa a seguin-te:

Pn=1-(1-1/T)n (1.2)

onde n o nmero de anos onde se deseja a probabilidade; Pn a probabilidade desejada.Para a pergunta acima fica:

41,0)10/11(1Pn 5 == (1.3)

Exemplo:Exemplo:Exemplo:Exemplo:Exemplo:A ensecadeira de uma barragem dever ser utilizada por 4 anos de constru-



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o. Estime qual deve ser o tempo de retorno da vazo de projeto, para que o risco no perodocitado seja de 10%.

A probabilidade aceita para os quatro anos de construo de 10% ou PR = 0,10.Sendo N = 4, da equao 14.1, obtm se T.

0,10 = 1 (1 1/T)4

e T = 38,5 anosSrie Histrica:Srie Histrica:Srie Histrica:Srie Histrica:Srie Histrica: A probabilidade ou o tempo de retorno calculado com base na srie

histrica observada no local.Para o clculo da probabilidade, as sries devem ser representativas e homogneas no

tempo. Quando a srie representativa,representativa,representativa,representativa,representativa, os dados existentes permitem calcular corretamen-te a probabilidade.

A srie homogneahomogneahomogneahomogneahomognea (ou estacionria), quando as alteraes na bacia hidrogrficano produzem mudanas significativas no comportamento da mesma e, em conseqncia,nas estatsticas das vazes do rio. Nesse caso, para as maiores enchentes, se no sofremefeito do reservatrio. As alteraes na bacia de montante no so suficientemente significati-vas para alterar as condies estatsticas dessas enchentes.

Montante e Jusante de uma seo de rio:Montante e Jusante de uma seo de rio:Montante e Jusante de uma seo de rio:Montante e Jusante de uma seo de rio:Montante e Jusante de uma seo de rio: se refere ao trecho de onde vem oescoamento (rio acima) e jusantejusantejusantejusantejusante o trecho para onde o fluxo escoa (rio abaixo).

TTTTTempo de concentrao:empo de concentrao:empo de concentrao:empo de concentrao:empo de concentrao: o tempo que uma gota de gua leva para escoar super-ficialmente o ponto mais distante da bacia at a seo principal. indicador da memria deresposta da bacia.

Caractersticas do ioCaractersticas do ioCaractersticas do ioCaractersticas do ioCaractersticas do io: As principais caractersticas do rio so o nvel e a profundidadeda gua, a cota do fundo, os leitos maior e menor, a declividade do rio (veja acima), e a vazo.

Na figura 1.9 abaixo se pode observar que o nvel de gua se refere a altitude da guacorrespondente a um datum. A profundidade se refere a distncia entre a superfcie e o fundodo rio. A cota do fundo de uma seo o seu ponto inferior na seo. O leito menor a partedo rio onde o mesmo escoa na maioria do tempo ( > 95% do tempo) e o leito maior quandoo rio escoa durante as enchentes mais raras. A cota do leito menor se refere ao risco da ordemde 1 a 2 anos de tempo de retorno e o limite do leito maior definido para um risco da ordemde 100 anos.

A vazo a quantidade de gua que passa na seo por unidade de tempo; normal-mente utiliza-se m3/s ou l/s, para descrever esse parmentro,

O nvel observado nos rios ao longo do tempo. Para determinar a vazo , necessrioestabelecer a relao entre a vazo e o nvel. Esta relao obtida com a medio da vazo ea leitura do nvel. Para cada par de valores obtido um valor na curva denominada de curva-chave (figura 1.10). Esta curva obtida pelo ajuste dos pontos. Com base na leitura dosnveis possvel obter a vazo.



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1.3.3 Escoamento

Os processos de escoamento num rio, canal ou reservatrio variam com tempo e oespao (ao longo do seu comprimento). Para dimensionar ou conhecer uma situao limite,muitas vezes admite-se que o escoamento ocorre em regime permanente, ou seja, admite-seque no existe variao no tempo. O clculo em regimeno-permanente permite conhecer os

nveis e vazes ao longo do rio e no tempo, representando a situao real.O escoamento num rio depende de vrios fatores que podem ser agregados em doisconjuntos:

Controles de jusante: definem a declividade da linha de gua. Os controles de jusantepodem ser estrangulamentos do rio devido a pontes, aterros, mudana de seo, reservatri-os, oceano. Esses controles reduzem a vazo de um rio independentemente da capacidadelocal de escoamento;

Controles locais: definem a capacidade de cada seo do rio de transportar umaquantidade de gua. A capacidade local de escoamento depende da rea da seo, da largu-ra, do permetro e da rugosidade das paredes. Quanto maior a capacidade de escoamento,menor o nvel de gua.

Para ilustrar esse processo, pode-se usar uma analogia com o trfego numa avenida: acapacidade de trfego de automveis de uma avenida, numa determinada velocidade, depen-de da sua largura e nmero de faixas que tem. Quando o nmero de automveis superior asua capacidade, o trfego torna-se lento e ocorrer congestionamento. Num rio, medida que



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chega um volume de gua superior a sua vazo normal, o nvel sobe e inunda as reasribeirinhas. Neste caso, o sistema est limitado a capacidade local de transporte de gua (oude automveis).

Considere, por exemplo, o caso de uma avenida que tem uma largura com duas faixasnum sentido, mas num dado ponto as duas faixas se transformam em apenas uma. Existe um

trecho de transio, antes de chegar na mudana de faixa, que reduz a velocidade de todos oscarros, criando um congestionamento, no pela capacidade da avenida naquele ponto, maspelo que ocorre no trecho subsequente. Nesse caso, a capacidade est limitada pela transi-o de faixas (que ocorre a jusante) e no pela capacidade local da avenida. Da mesmaforma, num rio, se existe uma ponte, aterro ou outra obstruo, a vazo de montante redu-zida pelo represamento de jusante e no pela sua capacidade local. Com a reduo da vazo,ocorre aumento dos nveis. Esse efeito muitas vezes denominado de remansoremansoremansoremansoremanso.

O trecho de transio, que sofre efeito de jusante depende de fatores que variam com onvel, declividade do escoamento e a capacidade do escoamento ao longo de todo o trecho.

Hidrograma:Hidrograma:Hidrograma:Hidrograma:Hidrograma: a variao da vazo na seo de sada da bacia hidrogrfica comoresposta precipitao no tempo e no espao sobre a bacia hidrogrfica. Na figura 1.11podem ser observadas as caractersticas do hidrograma. O escoamento superficial represen-ta a maior parte do escoamento durante o perodo chuvoso, esgotando-se a medida que seaproxima o final das precipitaes. O escoamento subterrneo o que garante a vazo norio durante o perodo de estiagem. O hidrograma representa a integrao de todos os proces-sos do ciclo hidrolgico que ocorreu entre precipitao e vazo, na bacia hidrogrfica.

PPPPPreviso da Vreviso da Vreviso da Vreviso da Vreviso da Vazo:azo:azo:azo:azo: A previso das vazes num determinado local pode ser realizadaem curto prazo (tempo real) ou em longo prazo.

A previso em curto prazo envolve o acompanhamento da enchente quando a precipi-tao conhecida ou prevista. Neste processo utilizado um modelo matemtico que calculaa vazo ou nvel no rio com base na precipitao conhecida ou prevista.

A previso da precipitao ainda apresenta grandes erros, mas pode ajudar na deter-minao da vazo. Essa previso realizada com poucas horas ou dias de antecedncia, quedependendo do tempo que gua a leva, depois de precipitada, para escoar pela baciahidrogrfica at a seo do rio, onde se deseja a informao.

Como a previso meteorolgica no permite uma determinao da precipitao e davazo com muita antecedncia, a previso de longo prazo num determinado lugar estatsti-ca, ou seja, determinada a probabilidade de que ocorra um nvel ou vazo com base emdados lustricos registrados anteriormente naquele local.



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1.3.4 Comportamento do reservatrio e regularizao da vazo

O reservatrio modifica o escoamento do rio por meio do:Aumento do nvel do rio;Reduo da declividade da linha de gua;Reduo da velocidade do escoamento;

Aumento do volume de armazenamento no rio.

Na figura abaixo se pode observar o efeito do reservatrio sobre o escoamento de umrio. O hidrograma amortecido e o pico do hidrograma passa a cair sobre a recesso dohidrograma de entrada do reservatrio (ou pr-existente). A rea da figura existente entre osdois hidrogramas o volume que o reservatrio deve possuir para amortecer o hidrograma.Estas caractersticas do floxograma dependem tambm do seu dispositivo de sada.

Um reservatrio geralmente dispe de dois dispositivos: um de retirada contnua,quegeralmente ocorre em cota inferior, como turbinas de produo de energia ou descarga defundo para atendimento do abastecimento de gua, irrigao, manuteno do escoamento ajusante. O outro um dispositivo de segurana, que o vertedor da barragem, utilizado parao escoamento das enchentes e para garantir que a barragem no ser derrubada por nveis

de escoamento superiores ao seu paramento.O vertedor dimensionado para as maiores inundaes provveis de acordo com o rioe a bacia hidrogrfica local. Na figura abaixo pode-se observar o perfil do reservatrio e ovolume til e volume morto. O volume til o volume do reservatrio que poder ser utilizadopara amortecimento e para atendimento do seu uso. O volume morto aquele que serpreenchido com sedimentos da bacia hidrogrfica ao longo do tempo e no ter uso.

O reservatrio pode ser utilizado para:Regularizao da vazo ao longo do tempo para atendimento do abastecimento de

gua para a populao e para irrigao de reas agrcolas, que so usos consuntivos da gua;Regularizao do nvel de gua para navegao de um rio;Para regularizao da vazo para produo de energia eltrica;Regularizao da vazo para diluio de poluentes e conservao ambiental de um rioPara o controle de inundaes de um rio, reduzindo as inundaes.



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O controle de inundaes geralmente conflitante com relao aos outros usos porquenecessita que o reservatrio fique num nvel o mais baixo possvel, enquanto que os outrosusos devem procurar manter o nvel o mais alto possvel para garantir o atendimento dademanda.

O uso mltiplo de um reservatrio para enchentes e para outros usos envolve a defini-o de um volume de espera. O volume de espera o volume rebaixado do reservatrio para

atendimento do amortecimento das enchentes. O restante do volume utilizado para atendi-mento de outros usos (abastecimento, energia, etc).

1.4 Aes antrpicas sobre os sistemas hdricos

A alterao da superfcie da bacia tem impactos significativos sobre o escoamento. Esteimpacto normalmente caracterizado quanto ao efeito que provoca no comportamento dasenchentes, nas vazes mnimas e na vazo mdia, alm das condies ambientais locais e ajusante. Esta anlise se baseia em que no ocorram alteraes na distribuio da precipitaoe as alteraes do solo possuam abrangncia local.

As alteraes sobre o uso e manejo do solo da bacia podem ser classificadas quantoao tipo de mudana ao uso da superfcie e forma que provoca a auterao da superfcie(tabela 1.1) O desmatamento geralmente tende a aumentar a vazo mdia em funo da

diminuio da evapotranspirao, com aumento das vazes mximas e diminuio das mni-mas ( mas possvel ocorrer) situaes singulares distintas destas. O reflorestamento tende arecuperar as condies atuais existente (na superfcie) ao passo que a impermeabilizao queest associada urbanizao, alm de retirar a camada superficial altera a capacidade deinfiltrao da bacia.

1.4.1 Desmatamento

O desmatamento um termo geral para diferentes mudanas de cobertura. SegundoBruijnzeel (1990), necessrio definir o desmatamento de acordo com o nvel de alteraoque ocorre na rea. Jordan (1985) classificou em pequeno, intermedirio e alto, de acordocom o impacto que produz na mata natural. Os principais elementos do desmatamento so:o tipo de cobertura pelo qual a floresta substituda e o procedimento utilizado para o

desmatamento.

1.4.2 Uso da Superfcie

Quando ocorre o desmatamento sobre uma determinada rea, que tende a recuperar asua cobertura, em seguida, o impacto sobre o balano hdrico da rea apresenta um comporta-mento como o apresentado na figura 1.14. Num primeiro estgio, depois do desmatamento, ocorreaumento na vazo mdia, com reduo da evapotranspirao. Com o crescimento da vegetao,

em cerca de 20 anos o balano tende a voltar s condies iniciais devido as recuperao das suascondies anteriores.



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Culturas anuais:Culturas anuais:Culturas anuais:Culturas anuais:Culturas anuais: As culturas anuais envolvem a mudana da cobertura anualmente,ou sazonalmente, com diferentes plantios. Este processo envolve a preparao do solo (ara-gem) em determinadas pocas do ano, resultando na falta de proteo do solo em pocasque podem ser chuvosas. Normalmente o preparo do solo realizado antes do perodo chu-voso, no entanto devido a falta de sazonalidade em algumas regies, a precipitao podeocorrer na fase de plantio. O solo fica sujeito a energia do impacto de chuvas intensas que

tendem a produzir eroso e modificar as condies de infiltrao do solo.O uso do solo para plantio anual, aps o desmatamento, depende muito do preparodo solo e dos cuidados com o escoamento gerado. O plantio sem nenhum cuidado com aconservao do solo tende a aumentar consideravelmente a eroso, com grande aumento no

Os princpios usos da superfcie e seu manejo so discutidos a seguir:

Extrao seletiva de madeira:Extrao seletiva de madeira:Extrao seletiva de madeira:Extrao seletiva de madeira:Extrao seletiva de madeira: A extrao de madeira envolve a construo de estradae a retirada, por equipamentos, de rvores ao longo da floresta natural ou reflorestada. O maiorimpacto sobre esse sistema envolve a construo de estradas, devido rea envolvida e a capaci-

dade erosiva gerada pela superfcie desprotegida.O plantio de subsistnciaO plantio de subsistnciaO plantio de subsistnciaO plantio de subsistnciaO plantio de subsistncia (Shifting Cultivation): este tipo de uso do solo representa cerca

de 35 % de todo o desmatamento de floresta na Amrica Latina (Bruijnzeel, 1990). O desmatamento realizado manualmente seguido por queimada, antes do perodo chuvoso e depois o plantio realizado sobre as cinzas. Aps alguns anos, a produtividade diminui, a rea abandonada e oagricultor se desloca para outra rea.

Culturas permanentes:Culturas permanentes:Culturas permanentes:Culturas permanentes:Culturas permanentes: As culturas permanentes so plantaes que no sofrem altera-es freqentes na sua estrutura principal, como o caf, a fruticultura e o pasto, entre outro.

Durante o processo de transformao da cobertura, o impacto sobre o escoamentopode ser importante. Aps o seu desenvolvimento o balano hdrico depende do comporta-mento da cultura e o balano hdrico tende a se estabelecer num outro patamar como mostraa figura 1.14.

Os desmatamentos mencionados podem ser considerados de intensidade pequena ouintermediria, de acordo com as condies de alterao em cada caso. No entanto, o impac-to grande quando o desmatamento d origem a culturas anuais. De acordo, com a figura1.14 pode-se esperar que o impacto do desmatamento seja reduzido, voltando com o tempopara as condies pr-existentes, num cenrio de cultura de subsistncia, o que no o casoda alterao para culturas anuais (Bruijnzeel, 1990).



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escoamento devido s condies prvias de floresta. Adicionalmente, as estradas e as divisasde propriedades so geradores de alteraes do solo devido eroso e a compactao quese forma.

Atualmente, as prticas geralmente recomendadas para plantio so:

ConservacionistaConservacionistaConservacionistaConservacionistaConservacionista,,,,, que utiliza o terraceamento, ou acompanhamento das curvas denvel, para direcionar o escoamento (reduzindo a declividade) e evitar a eroso e o dano nasculturas. Esse tipo de plantio tende a criar melhores condies para a infiltrao, nas chuvasde baixa ou mdia intensidade, mas quando ocorre o rompimento do terrao nas cheiasmaiores a gua pode provocar ravinamento na direo da maior declividade do escoamen-to. Essa prtica tem sido acompanhada pelo planejamento de micro-bacia, que retira asdivisas das propriedades, organizando o uso do solo de acordo com micro-bacias e planejaas estradas vicinais.

O plantio diretoplantio diretoplantio diretoplantio diretoplantio diretono revolve a terra e realizado diretamente sobre os remanescen-tes do plantio anterior. A tendncia de que praticamente toda a gua se infiltre, e o escoa-mento ocorre predominantemente na camada sub-superficial por comprimentos (que de-pendem das caractersticas de relevo) at chegar ao sistema de drenagem natural. Este tipode plantio pode gerar problemas em reas com grande declividade, pois o escoamento sub-superficial, ao brotar na superfcie, pode gerar eroso regressiva (como o piping). Emdeclividades mais suaves a eroso reduzida, j que o escoamento superficial mnimo.

O plantio direto produz uma maior regularizao sobre o fluxo de estiagem e tende aapresentar tambm aumento de escoamento mdio, se comparado com a floresta, devido reduo da evapotranspirao e interceptao. A tendncia que a substituio da flores-ta por plantio com prticas conservacionistas, tambm apresente aumento do escoamentomdio, mas podendo reduzir o escoamento durante as estiagens, dependendo das caracte-rsticas do solo e aqfero. Silva (2001) mostra que o efeito do plantio direto depende dadimenso da bacia. Em bacias de 12 ha a 1 km2o escoamento superficial diminuiu, mas

para um bacia de 19 km2 o escoamento superficial aumentou (vazo mdia de cheia) numaseqncia de bacias embutidas no rio Potiribu, afluente do rio Uruguai. Nas bacias menoreso escoamento ocorre como sub-superficial na maior parte da sua extenso, enquanto quena bacia maior o conjunto da contribuio sub-superficial j encontrou a rede de drenagemnatural e escoa superficialmente.

1.4.3 Mtodo de Desmatamento

A forma como o desmatamento realizado influencia as condies de escoamentofuturos da bacia. Dias e Nortcliff (1985) encontraram uma importante correlao entre onmero de tratores utilizados no desmatamento e o grau de compactao do solo aps o

desmatamento.O desmatamento manual o procedimento mais dispendioso, mas provoca o menor

impacto. Lal (1981) mostrou que o aumento do escoamento superficial, utilizandodesmatamento manual, uso de tratores de arraste e tratores com lminas para arado repre-sentam, respectivamente, 1%, 6,5% e 12% da precipitao. O efeito da compactao dosolo limita-se a profundidades de cerca de 20 cm (Dias e Nortcliff, 1985). A tendncia deque em reas planas utilize-se maior quantidade de equipamentos e, portanto revolva-semais o solo produzindo maior alteraes para o escoamento. Em reas de maior declividade,como os equipamentos so menos utilizados, este efeito pode ser atenuado.

1.4.4 Mtodos de avaliao do Impacto do desmatamento

Segundo McCulloch e Robinson (1993) os estudos experimentais em bacias, utilizados paraavaliar o impacto das suas modificaes fsicas, podem ser classificado em trs grupos principais:



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Estudos de correlaoEstudos de correlaoEstudos de correlaoEstudos de correlaoEstudos de correlao: anlise de correlao entre bacias de diferentes caractersti-cas de clima, cobertura, solo e morfologia. Este tipo de procedimento nem sempre permiteuma clara estimativa dos processos envolvidos;

Estudos de uma nica bacia:Estudos de uma nica bacia:Estudos de uma nica bacia:Estudos de uma nica bacia:Estudos de uma nica bacia: para uma bacia experimental busca-se estabelecer as

condies prvias da relao entre a climatologia e o comportamento da bacia. Aps a alte-rao da cobertura e uso do solo, so examinadas nas relaes hidrolgicas. A maior dificul-dade deste procedimento reside na variabilidade climtica entre os dois perodos (antes edepois da alterao da cobertura). Um perodo pode ser seco e o outro mido, o que dificultaa comparao. No entanto, possvel planejar experimentos sobre os efeitos de desmatamentode modo a eliminar estas diferenas, mas a complexidade aumenta muito;

Estudos experimentais com pares de baciasEstudos experimentais com pares de baciasEstudos experimentais com pares de baciasEstudos experimentais com pares de baciasEstudos experimentais com pares de bacias: Selecionando duas bacias de carac-tersticas similares. Uma submetida a alterao do uso do solo, denominada de experimentale outra mantida preservada denominada de bacia de controle.

Os primeiros estudos experimentais sobre alterao do uso do solo ocorreram nos Esta-dos Unidos na dcada de 1910. As medidas comearam em 1911 e se desenvolveram por 15anos, numa bacia onde a maioria da precipitao era devido neve (Bates e Henry, 1928, apudMcCulloch e Robinson, 1993). Depois desse perodo foram elaborados vrios experimentos emdiferentes partes do mundo e existem algumas publicaes que os reuniram de forma sistemti-ca. Uma das primeiras atrbuiu-se a Hibbert (1967) (apud Bosch e Hewlett,1982), complementadopor Bosch e Hewlett (1982). Mais recentemente, Bruijnzeel (1990) e Sahin e Hall (1996) atua-lizaram os artigos anteriores. Estes resultados englobam o efeito dos diferentes tipos de altera-o e seus resultados. No entanto, como os objetivos desse trabalho so fazer avaliaes doimpacto sobre o escoamento, os elementos aqui descritos se resumem a esse aspecto.

1.4.5 Alteraes da precipitao devido ao desmatamento

Com a retirada da floresta, os fluxos envolvidos no ciclo hidrolgico se alteram, ocor-rendo o seguinte:

Aumento do albedo. A floresta absorve maior radiao de onda curta e reflete menos;Maiores flutuaes da temperatura e dficit de tenso de vapor das superfcies das

reas desmatadas,O volume evaporado menor devido a reduo da interceptao vegetal pela retirada

da vegetao das rvores;Menor variabilidade da umidade das camadas profundas do solo, j que a floresta

pode retirar umidade de profundidades superiores a 3,6 m, enquanto que a vegetao rastei-ra como pasto age sobre profundidades de cerca de 20 cm.

Com a reduo da evaporao, pode-se esperar um efeito sobre a precipitao, mas o siste-ma climatolgico local depende muito pouco da evaporao da superfcie da rea. Quando a preci-pitao local dependente principalmente dos movimentos de massas de ar globais, o efeito daalterao da cobertura mnimo. Mooley e Parthasarathy (1983) examinaram a tendncia de valo-res acima ou abaixo da precipitao mdia, entre os anos 1871 e 1980, em 306 estaes na ndia,e no encontraram nenhuma evidncia estatstica de alterao de tendncia, apesar das reas co-bertas pelos postos, terem sofrido grandes desmatamentos ao longo dos anos mencionados.

Vrios ensaios com modelos GCM (Global Climate Models) tm sido realizados sobre o com-portamento da Amaznia. Estes modelos tm estudado a hiptese de retirada total da floresta esubstituio por pasto. Os resultados com esses modelos tm previsto redues de at 50% naevapotranspirao e 20% na precipitao. Isso se deve grande dependncia que a regio pode terdos ciclos internos de evaporao e precipitao (Dickinson e Henderson-Sellers, 1988) e tambm

devido s grandes incertezas na modelagem. Segundo Shuttleworth et al (1990) estes resultadosdevem ser vistos com muito cuidado, ou seja, so especulaes sobre o comportamento daquelaregio.



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Bruijnzeel (1996) cita a reviso realizada por Meher-Homji(1989), na qual mencionavrios artigos que buscam mostrar evidncias circunstanciais de reduo de precipitao as-sociada ao desmatamento. No entanto o autor afirma que nesses estudos no foram realiza-dos estudos estatsticos consistentes. Segundo McCulloch e Robinson (1993) no existemevidncias de que o plantio ou a retirada de uma floresta afetem a precipitao.

1.4.6 Impacto do desmatamento sobre o escoamentoO efeito do desmatamento sobre o escoamento deve ser separado em efeito sobre: (a)

vazo mdia; (b) vazo mnimo, e (c) vazes mximas. Antes de analisar o impacto em cadaum das estatsticas do escoamento, necessrio caracterizar os principais aspectos que influ-enciam as alteraes no escoamento, que so os seguintes:

Diferenas de estado de umidade do solo:Diferenas de estado de umidade do solo:Diferenas de estado de umidade do solo:Diferenas de estado de umidade do solo:Diferenas de estado de umidade do solo: na condio em que a bacia temcobertura florestal, a disponibilidade de atendimento da evapotranspirao depende essenci-almente da umidade do solo. Hodnett et al (1995) mostraram que, na Amaznia, a variaosazonal da umidade do solo em profundidades superiores a 2 m mais acentuada na florestaporque as rvores retiram umidade a profundidades superiores a 3,6 m. Na figura 1.15, so

apresentadas variabilidades de uma idade do solo para uma rea coberta de floresta e parauma rea desmatada, coberta por vegetao rasteira. Pode-se observar que a umidade dosolo depleciona muito mais quando existe floresta, devido capacidade da mesma em retirarumidade do solo em profundidades maiores e devida transpirao das plantas.

Climatologia sazonal:Climatologia sazonal:Climatologia sazonal:Climatologia sazonal:Climatologia sazonal: a distribuio da precipitao ao longo do ano e sua intensida-de permitem estabelecer se existir disponibilidade de gua para evapotranspirao. Numaregio com precipitaes concentradas numa parte do ano, por exemplo, no perodo mais frio,tende a ocorrer taxas mais baixas de evapotranspirao porque a evapotranspirao potencial menor e as diferenas de desmatamento sero menos acentuadas. No entanto, numa regiocom precipitaes distribudas ao longo do ano e concentradas no vero, a retirada da florestatende a produzir maior impacto no escoamento, j que no perodo de maior evapotranspiraopotencial, existe disponibilidade de gua tanto na interceptao da vegetao como no solo,

que o caso na bacia incremental do rio Paran, no estado do Paran.

Diferenas de elevao:Diferenas de elevao:Diferenas de elevao:Diferenas de elevao:Diferenas de elevao: a elevao afeta a evaporao pelas caractersticas deincidncia solare velocidade do vento;

PPPPProfundidade do solo e declividade do solo:rofundidade do solo e declividade do solo:rofundidade do solo e declividade do solo:rofundidade do solo e declividade do solo:rofundidade do solo e declividade do solo: solos com pequena profundidadeinfluenciam menos no processo devido a sua pequena capacidade. A declividade maior pro-duz maior drenagem da gua, fazendo com que a umidade do solo seja pouco utilizada naregulao dos volumes de evapotranspirao da vegetao. Quando a profundidade do solo pequena e a declividade grande, a tendncia de que, as diferenas entre um estgio eoutro, da cobertura, seja menor.

Grau de alterao devido ao mtodo de desmatamento:Grau de alterao devido ao mtodo de desmatamento:Grau de alterao devido ao mtodo de desmatamento:Grau de alterao devido ao mtodo de desmatamento:Grau de alterao devido ao mtodo de desmatamento: o grau de alteraodo solo devido ao mtodo de desmatamento afeta as condies do solo, resultando em maiorou menor escoamento superficial (veja comentrios no item 1.3.1).

O grau de desmatamento da bacia:O grau de desmatamento da bacia:O grau de desmatamento da bacia:O grau de desmatamento da bacia:O grau de desmatamento da bacia: a rea de desmatamento com relao seoprincipal e porcentagem de desmatamento, so fatores que obviamente influenciam o escoamen-to. Quanto mais prximo estiver da seo principal, maior o efeito observado no escoamento.

A cobertura que substi tui a floresta ou a vegetao natural:A cobertura que substi tui a floresta ou a vegetao natural:A cobertura que substi tui a floresta ou a vegetao natural:A cobertura que substi tui a floresta ou a vegetao natural:A cobertura que substi tui a floresta ou a vegetao natural: quando a vegeta-o se recupera, aps vrios anos o escoamento tende a retornar s condies anteriores, noentanto, se as mudanas so permanentes para, por exemplo, culturas anuais, o efeito dodesmatamento se mantm.

VVVVVazes mdiasazes mdiasazes mdiasazes mdiasazes mdiasHibbert (1967), apud Bosch e Hewlett (1982) avaliou os resultados das vazes em 39bacias experimentais existentes no mundo e concluram o seguinte:



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A reduo da cobertura de floresta aumenta a vazo mdia;O estabelecimento de cobertura florestal em reas de vegetao esparsa diminui a

vazo mdia;A resposta mudana muito varivel e, na maioria das vezes, no possvel prever.

Bosch e Hewlett (1982) atualizaram o estudo anterior utilizando 94 bacias, adicionan-do dados de 55 bacias experimentais. O tamanho mdio das bacias experimentais utilizadaspara verificar a alterao da vazo mdia foi de 80 ha, variando entre 1 ha e 2.500 ha. Osautores classificaram os dados em:

Bacias experimentais tratadas em pares como os que podem produzir melhores resul-

tados j que tem o mesmo tipo de clima na comparao e;Grupo onde as bacias que no possuem o controle climtico, ou seja, a comparaono realizada sobre o mesmo perodo hidrolgico; bacias em que foi observado desmatamentoe analisado o seu impacto ou; bacias grandes com experimentos pouco controlados.

Os resultados da anlise principalmente do primeiro grupo de dados so resumidos:Foram confirmadas as duas primeiras concluses de Hibbert, mas os elementos exis-

tentes permitem estimar somente a ordem de magnitude das alteraes com base no tipo devegetao e na precipitao (figura 1.15);

No possvel detectar influncia na vazo mdia quando o desmatamento menorque 20%;

A retirada de cobertura de conferas ou eucaliptos causa aumento de cerca de 40 mmna vazo anual para cada 10% de alterao de cobertura, enquanto que a retirada da rasteiraproduz aumento de 25 e 10 mm na vazo mdia, respectivamente, para cada 10% de altera-

o de cobertura. Esses valores so aproximados e devem ser utilizados como indicadores.Bruijnzeel (1990) atualizou o estudo de Busch e Hewlett, acrescentando os dados gera-

dos at a data da publicao. As principais concluses do autor foram as seguintes:Confirmam-se as concluses de Bosch e Hewlett de que a retirada da floresta natural resulta

em considervel aumento inicial de vazo mdia (at 800 mm/ano), funo da precipitao;A vazo mdia, aps o crescimento da nova vegetao, pode ficar acima das condies

de pr-desmatamento no caso de culturas anuais, vegetao rasteira e plantao de ch retornaras condies naturais no caso de pinos e reduzir a vazo tratando-se para eucaliptos.

O autor comenta o pequeno nmero de experimentos que mostrem a converso defloresta em culturas anuais, que o fator de maior impacto quanto substituio da cobertu-ra natural. Esse tambm o caso mais freqente da bacia incremental de Itaipu.

Edwards (1979) apresenta os resultados de duas pequenas bacias na Tanznia, uma

com floresta e outra convertida para agricultura tradicional um pouco antes do incio dasobservaes. O autor observou um consistente aumento de 400 mm/ano durante os dezanos de observaes. As principais caractersticas do experimento so: iniciado em 1958;



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floresta de montanha a 2.500 m; 1 metro de profundidade de solo vulcnico; precipitao de1.925 mm, 6 meses com precipitao menor que 60 mm; a bacia com floresta tem 16,3 hade rea de drenagem e a bacia agrcola tem 20,2 ha; essa ltima uma bacia agrcola com50% de cultivo e 50% de vegetao rasteira.

Lal (1981) e Lawson et al (1981) apresentaram o resultado de duas bacias experimen-tais, uma delas subdividida em 12 reas com diferentes tipos de desmatamento e a outra

mantida sem modificao. Estas bacias esto localizadas em Ibadan na Nigria. Na tabela1.2 so apresentadas as caractersticas das precipitaes e as condies de interceptao dabacia florestada. Antes do desmatamento, a bacia produziu, durante 1974 a 1978 apenas2,5% de escoamento, com relao a precipitao total. Em 1979, com os desmatamentosocorridos na bacia de 34 ha, o escoamento passou para 23% da precipitao (deve-se con-siderar a diferena de precipitao entre os anos, que no foi informado no artigo). Lal (1983)atualizou os resultados apresentados anteriormente, incluindo os dados de 1979 a 1981. Natabela 1.3 so apresentados os resultados do ano de 1979 e para o perodo 1979-1981para as pequenas reas com diferentes tipos de tratamento do uso do solo, dentro da referidabacia. Pode-se observar que, na rea que foi mantida com floresta, praticamente no foiregistrado escoamento. No entanto, de acordo com o sistema de desmatamento e preparodo solo, a produo de escoamento foi muito maior.

Hsia e Koh (1983) apresentaram os resultados da comparao entre duas bacias expe-rimentais no Taiwan. A bacia mantida desmatada tem 5,86 ha e a bacia mantida nas condi-es naturais tem 8,39 ha. As mesmas tm cerca de 40% de declividade, com precipitaoanual de 2.100 mm (1.100 a 3.400mm). As bacias foram calibradas durante 7 anos. Na

figura 1.16 apresentada a relao de dupla massa entre os valores de escoamento das duasbacias, mostrando claramente o aumento de escoamento e mudana de tendncia aps odesmatamento. Os autores analisaram o aumento da vazo mdia sobre dois anos aps odesmatamento.

No primeiro ano a precipitao foi de 2.070 mm e no segundo, foi um ano seco comcerca de 1.500 mm. Os aumentos de vazo foram de 450 mm (58%) e 200 mm (51%)respectivamente para os dois anos. Considerando os perodos secos e midos o aumento foide 108% e 193% para a estiagem dos dois anos, enquanto que no perodo mido os aumen-tos foram de 55% e 47%. Na figura 1.17 pode-se observar a comparao entre as duasbacias para os perodos mido e seco.



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Cornish(1993) apresentou o resultado de aumento da vazo mdia de 150 a 250 mm noprimeiro ano aps o desmatamento de eucaliptos de algumas bacias da Austrlia. Hornbeck et al

(1993) apresentou os resultados de onze bacias no oeste americano, onde o desmatamento de flores-tas resultou em aumento de 110-250 mm no escoamento no primeiro ano aps o desmatamento.Bruijnzeel (1996) agregou os dados desses experimentos e de outros em diferentes partes do mundo eos relacionou com a percentagem de desmatamento (figuras 1.18 e 1.19). A disperso encontradaindica que outros fatores devem ser levados em conta, alm da percentagem de desmatamento, noentanto, os resultados so unnimes em mostrar que sempre ocorre aumento da vazo.

O artigo de Sahin e Hall (1996) analisaram estatisticamente todos os experimentos dispo-nveis e resumiu os principais elementos, reproduzidos na tabela 1.4. Dos resultados mdios,pode-se observar que o desmatamento de florestas com precipitao menor que 1.500 mmtem como conseqncia um aumento mdio de 169 mm para retirada de 100% da rea,enquanto que, para valores maiores que 1.500 mm de precipitao, o efeito de 201 mm.



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Na tabela 1.5 so apresentados os aumentos de escoamento permanentes, aps odesmatamento de florestas tropicais, de acordo com a cultura mantida.

Bruijnzeel (1996) cita que praticamente todas os resultados existentes se referem a baciaspequenas, o que dificulta o prognstico sobre bacias grandes. Isto se deve a grande variabilida-de temporal e espacial da: precipitao, solo, cobertura, tipo de tratamento do solo e prticaagrcola, entre outros. No entanto, o autor cita que Madduma et al (1988) identificaram grande

aumento na vazo de uma bacia de 1.108 km2

no Sri Lanka no perodo de 1944-1981, apesarda precipitao apresentar tendncia de reduo no perodo. Esse aumento, segundo o autor,foi devido a converso de plantaes de ch para culturas anuais e jardins residenciais sem ouso de medidas de conservao do solo.

VVVVVazo Mnimaazo Mnimaazo Mnimaazo Mnimaazo Mnima

possvel encontrar na literatura experimentos que mostram aumento ou diminuioda vazo mnima depois do desmatamento. O que pode caracterizar um caso ou outro de-pende das caractersticas do solo aps o desmatamento. Quando as condies de infiltrao

aps o desmatamento ficam deterioradas, por exemplo, o solo fica compactado pela energiada chuva, a capacidade de infiltrao pode ficar reduzida e aumentar o escoamento superfi-cial, com reduo da alimentao do aqfero. De outro lado, se a gua que no perdida



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pela floresta atinge o solo e infiltra, o aqfero tem uma maior recarga, aumentando as vazesmnimas (veja figura 1.20).

Comportamento dos hidrogramasComportamento dos hidrogramasComportamento dos hidrogramasComportamento dos hidrogramasComportamento dos hidrogramas

Burch et al (1987) apresentaram os resultados da comparao entre duas pequenasbacias de 5 ha e 7,8 ha com floresta e vegetao rasteira (grassland), respectivamente, loca-lizadas na Austrlia. Nas figuras 1.20 e 1.21 so apresentados dois hidrogramas comparati-vos das duas reas. Na primeira, um evento rpido com baixa umidade inicial e o outro, umaseqncia de trs eventos durante um perodo maior. Na primeira (figura 1.20), o escoamentoda bacia florestada foi de 0,02 mm e da bacia com vegetao rasteirafoi de 16,8 mm. Nasegunda (figura 1.21), as diferenas relativas foram menores 21,8 mm para 63,6 mm.

Isso demonstra que o efeito da cobertura vegetal foi muito maior no perodo mais seco,com eventos de pequena e mdia intensidades de precipitao. No perodo de chuvasseqenciais de grande intensidade a diferena diminuiu.

Em bacias com florestas e vegetao fechada, as precipitaes de baixa intensidadenormalmente no geram escoamento. No entanto, aps um perodo chuvoso de grande in-tensidade, quando a capacidade de interceptao da bacia atingida, o escoamento aparece

e as diferenas com relao ao volume escoado em bacias desmatadas so menores. Portan-to, a cheia de pequeno e mdio tempo de retorno tende a aumentar, quando ocorre odesmatamento, enquanto que nas cheias de maior magnitude, as diferenas diminuem.

1.4.7 Impactos devido a Urbanizao

medida que a cidade se urbaniza ocorrem, em geral, os seguintes impactos:Aumento das vazes mdias de cheia (em at 7 vezes, Leopold,1968) devido ao au-

mento da capacidade de escoamento por meio de condutos e canais e impermeabilizaodas superfcies;



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Aumento da eroso do solo e produo de sedimento devido falta de proteo dassuperfcies e produo de resduos slidos (lixo);

Deteriorao da qualidade da gua superficial e subterrnea, devido lavagem dasruas, ao transporte de material slido, s ligaes clandestinas de esgoto cloacal e pluvial e contaminao direta de aqferos;

Pela forma desorganizada como a infra-estrutura urbana implantada como: (a)pontes e taludes de estradas que obstruem o escoamento; (b) reduo de seo do escoa-mento aterros; (c) deposio e obstruo de rios, canais e condutos de lixos e sedimentos; (d)projetos e execuo inadequados de obras de drenagem.

A seguir so apresentados os principais impactos da urbanizao sobre o escoamentopluvial na bacia urbana, como forma de entendimento dos processos envolvidos.

Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrolgico:Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrolgico:Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrolgico:Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrolgico:Impacto do desenvolvimento urbano no ciclo hidrolgico: O desenvolvimentourbano altera a cobertura vegetal provocando vrios efeitos que alteram os componentes dociclo hidrolgico natural (figura 1.22). Com a urbanizao, a cobertura da bacia em grandeparte impermearbilizada com edificaes e pavimentos e so introduzidos condutos para es-coamento pluvial, gerando as seguintes alteraes:

Reduo da infiltraono solo;O volume que deixa de infiltrar fica na superfcie, aumentando o escoamento superfi-

cial. Alm disso, como foram construdos condutos pluviais para o escoamento superficial,tornando-o mais rpido, ocorre reduo do tempo de deslocamento. Desta forma as vazesmximas tambm aumentam por isso, antecipando seus picos no tempo (figura 1.23);

Com a reduo da infiltrao, o aqfero tende a diminuir o nvel do lenol fretico porfalta de alimentao (principalmente quando a rea urbana muito extensa), reduzindo oescoamento subterrneo.As redes de abastecimento, pluvial e cloacal possuem vazamentosque podem alimentar os aqferos, tendo efeito inverso do mencionado;

Devido substituio da cobertura natural ocorre uma reduo da evapotranspirao,j que a superfcie urbana no retm gua como a cobertura vegetal com reduo tambmdas taxas de evapotranspirao;



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Na figura 1.23 so caracterizadas as alteraes no uso do solo devidos urbanizaoe seu efeito sobre o hidrograma e os nveis de inundao.

Impacto ambiental sobre o ecossistema hdrico:Impacto ambiental sobre o ecossistema hdrico:Impacto ambiental sobre o ecossistema hdrico:Impacto ambiental sobre o ecossistema hdrico:Impacto ambiental sobre o ecossistema hdrico: Alguns dos principais impactosambientais produzidos pela urbanizao so destacados a seguir:

Aumento da Temperatura:As superfcies impermeveis absorvem parte da energia solaraumentando a temperatura ambiente, produzindo ilhas de calorna parte central dos centrosurbanos, onde predomina o concreto e o asfalto. O asfalto, devido a sua cor, absorve maisenergia devido a radiao s

livro bacias hidrograficas

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