Estudos de Bacias Representativas do Semiárido e do Cerrado Mineiro

O projeto “Estudos de Bacias Representativas do Seiárido e do Cerrado Mineiro” tem como objetivo a ampliação dos conhecimentos sobre os processos hidrológicos naturais em bacias do Semiárido e Cerrado para desenvolver métodos que possibilitem a redução das incertezas na modelagem chuva-vazão de pequenas bacias presentes nesses biomas que não são monitoradas sistematicamente.

No Semiárido Mineiro são monitoradas as bacias dos córregos Teixeirão e Teixeirinha, entre os municípios de Araçuaí e Itinga, na região do médio Jequitinhonha. A bacia monitorada na qual predomina o Cerrado é do ribeirão Juatuba, um afluente da margem esquerda do rio Paraopeba, cuja bacia está localizada na região central de Minas Gerais, distante aproximadamente 50km de Belo Horizonte e instalada na década de 1970.

 

Bacias representativas podem ser definidas como bacias hidrográficas intensamente monitoradas que representariam o comportamento das variáveis hidroclimáticas de uma região considerada homogênea do ponto de vista hidrológico. As informações hidrometeorológicas obtidas nas bacias representativas poderiam ser consideradas típicas da região hidrológica homogênea.

Entretanto, a delimitação de regiões hidrologicamente homogêneas não é uma tarefa simples, devido à complexidade dos fenômenos que compõem o processo hidrológico. De uma forma geral, a delimitação das regiões hidrologicamente homogêneas é realizada a partir das características climáticas, fisiográficas (geologia, cobertura do solo, pedologia etc) e, quando existem dados hidrológicos, também a partir das estatísticas das séries existentes.

Muitas regiões consideradas hidrologicamente homogêneas estão localizadas em áreas de difícil acesso e, geralmente, não contam com uma rede de coleta de informações hidrológicas adequada. Nessas situações, as séries de observações hidrológicas podem ser inapropriadas em termos de escala temporal e espacial para as aplicações da engenharia de recursos hídricos. Nessas condições, a implantação e a operação sistemática de bacias representativas é uma importante fonte de informações para a melhoria da previsão hidrológica, principalmente em pequenas bacias, e para os estudos de regionalização. Além disso, essas bacias permitem ampliar o conhecimento dos processos hidrológicos de biomas específicos, como, por exemplo, do Cerrado e do Semiárido.

O antigo Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica - DNAEE, na década de 1970, implantou a bacia representativa de Juatuba. Pelas características da sua formação geológica, cobertura vegetal, relevo e ocupação, essa bacia é considerada representativa da região central do estado de Minas Gerais com a predominância do bioma Cerrado. Nessa bacia há uma grande concentração de estações hidrometeorológicas, objetivando levantar dados para o equacionamento do balanço hídrico e extrapolá-los, com maior grau de confiabilidade, para outras áreas do estado.

As estações instaladas pelo DNAEE e atualmente integrantes da Rede Hidrológica Nacional - RHN (operada pelo SGB e gerenciada pela Agência Nacional de Águas - ANA) são convencionais, em que as medições da altura de chuva são realizadas em pluviômetros e pluviógrafos; e as medições de níveis, em réguas linimétricas.

Além da ANA, a Companhia de Saneamento de Minas Gerias - COPASA-MG - que construiu, no início da década de 1980, a barragem de Serra Azul para o abastecimento de água de Belo Horizonte - e o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN também operam algumas estações na bacia.

Objetivando a modernização das estações que constituem a bacia representativa de Juatuba, o SGB e a Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG, com o apoio da Financiadora de Estudos e Projetos - Finep e da ANA, estão instalando e operando, desde setembro de 2007, equipamentos automáticos para o monitoramento pluviométrico e fluviométrico.

Em regiões semiáridas, a experiência brasileira com bacias representativas e experimentais inicia-se na década de 60 do século passado, com a instalação e operação, pela Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste - SUDENE, de quatro conjuntos de bacias representativas na bacia do rio Jaguaribe (Vieira et al., 1983). Nas décadas seguintes destacam-se os trabalhos da Sudene, principalmente Cadier e Freitas (1982) e Cadier (1994), e de alguns grupos de pesquisa de universidades (Vieira et al., 1983, e Righetto et al., 2005). Todavia, os problemas econômicos e institucionais vivenciados no país nas últimas décadas geraram as condições que propiciaram a paralisação total ou parcial dessa atividade nas regiões semiáridas.

No Semiárido Mineiro, especificamente na região do médio Jequitinhonha, não se encontraram registros de instalação e operação sistemática de bacias representativas. Nessa região, as bacias de rios intermitentes dispõem de poucas informações hidrometeorológicas, principalmente as fluviométricas, dificultando a estimativa das disponibilidades hídricas. Tendo em vista essa situação, o SGB e a UFMG, com o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico - CNPq, da Finep e da ANA, passaram a instalar, a partir de 2005, equipamentos para o monitoramento hidrometeorológico de duas bacias intermitentes da região do médio Jequitinhonha.

Justificativa

Os métodos utilizados na modelagem de bacias pouco monitoradas podem ser inferidos a partir dos dados observados em bacias monitoradas; obtidos através do conhecimento ou a descrição dos processos hidrológicos alcançados em laboratório ou em experimentos de campo; ou ainda desenvolvidos com a aplicação de teorias fundamentais condicionadas pelas observações. Mas, essencialmente, a simulação em bacias não monitoradas sistematicamente envolve, em maior ou menor grau, algum tipo de extrapolação do que é observado ou inferido em uma bacia monitorada para outra sem ou com poucas observações. Independentemente dos métodos utilizados, as simulações em bacias pouco monitoradas apresentam, de uma forma geral, incertezas que são inerentes à abordagem do problema, pois os resultados não podem ser avaliados ou verificados com confiança.

Uma maneira de diminuir essas incertezas é através da ampliação do conhecimento sobre os processos hidrológicos em diferentes escalas, o que é obtido com o monitoramento intensivo das variáveis hidrológicas em bacias experimentais ou representativas de uma determinada região.

No Cerrado, a escolha da bacia representativa de Juatuba (BRJ) se baseou no fato de ela apresentar características típicas de cerrados e, também, por possuir séries com mais de 20 anos de observações, pois foi implantada na década de 1970 pelo antigo Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica - DNAEE. Atualmente, além da ANA, a COPASA-MG também opera algumas estações na bacia.

Já no Semiárido Mineiro, pela inexistência de bacias representativas, optou-se por iniciar o monitoramento das bacias dos córregos intermitentes Teixeirão e Teixeirinha, entre os municípios de Araçuaí e Itinga, na região do médio Jequitinhonha.

Objetivos

Visa ampliar os conhecimentos sobre os processos hidrológicos naturais em bacias do Cerrado e do Semiárido para desenvolver métodos que possibilitem a redução das incertezas na modelagem chuva-vazão de pequenas bacias presentes nesses biomas que não são monitoradas sistematicamente. Os dados das variáveis hidrológicas serão obtidos com a implantação de uma bacia representativa do semiárido mineiro, especificamente nas bacias dos córregos Teixeirão e Teixeirinha, entre os municípios de Araçuaí e Itinga, na região do médio Jequitinhonha, e da modernização da bacia representativa de Juatuba, típica do Cerrado. O ribeirão Juatuba é um afluente da margem esquerda do rio Paraopeba, cuja bacia está localizada na região central de Minas Gerais, distante aproximadamente 50km de Belo Horizonte e instalada na década de 1970. Objetiva, ainda, avaliar o funcionamento das réguas de máximo (crest stage) em bacias de respostas rápidas, mas diferentes.

Atividades

De maneira resumida, são desenvolvidas as seguintes atividades, as quais traduzem a própria metodologia do projeto:

• instalação e monitoramento de equipamentos hidrométricos;
• instalação e monitoramento de piezômetros;
• realização de medições de descarga líquida;
• coleta de dados pluviométricos, fluviométricos, evaporimétricos, piezométricos, de umidade do solo e de perdas por intercepção;
• consistência dos dados;
• levantamentos das características físicas das bacias;
• aquisição de imagens e mapeamento de uso e ocupação do solo;
• elaboração e instalação de réguas de máximo;
• desenvolvimento, calibração e validação do modelo Teixeirão; e
• estudos de precipitação máxima diária em Juatuba.

Produtos Científicos e Tecnológicos

Quanto aos avanços científicos e tecnológicos que estão sendo alcançados, podem ser destacados:

• a coleta de dados em uma área pouco monitorada (bacias do Teixeirão e Teixerinha, no vale do rio Jequitinhonha);
• o aprimoramento da coleta de informações em Juatuba (linígrafos automáticos, pluviômetros automáticos, telemetria);
• a confirmação da viabilidade do uso das réguas de máximo como uma técnica eficiente e de baixo custo para estimar níveis de cheia em bacias pouco monitoradas do semiárido;
• a comprovação da eficiência de metodologias de transferência de parâmetros em bacias homogêneas do semiárido de Minas Gerais;
• a calibração e validação de um modelo chuva-vazão desenvolvido com base em características de uma região semiárida;
• a pertinência do uso de dados piezométricos para subsidiar o uso de modelos de estimativa de recarga subterrânea;
• o ajuste da distribuição Log-Pearson regional para a variável precipitações diárias máximas anuais na bacia representativa do Juatuba; e
• a constatação da importância relativa da perda por intercepção para estimar o balanço hídrico em bacias com cobertura vegetal semelhante à da bacia do Teixeirão no semiárido mineiro.

Benefícios para Infraestrutura de Monitoramento

Até o momento, foram adquiridos os seguintes equipamentos hidrométricos:

• Nove pluviômetros automáticos de diferentes fabricantes
• Dois linígrafos atutomáticos
• Instalação duas redes de piezômetros, uma na bacia do córrego Teixeirão (cinco poços) e outra na bacia do Juatuba (seis poços).

Comentários Finais

Os relatórios e estudos já elaborados podem ser encontrados nos seguintes links:

• Bacia representativa do ribeirão Juatuba
• Bacias dos córregos Teixeirão e Teixeirinha

Referências

CADIER, E.; FREITAS, B. J. (1982) Bacia Representativa de Sumé. Primeira estimativa dos recursos de água.
SUDENE-ORSTOM. Série Hidrologia nº14, Recife, PE.
CADIER, E. (1994). Hidrologia das Pequenas Bacias do Nordeste Semi-Árido. Transposição Hidrológica.
SUDENE-ORSTOM. Série Hidrologia nº31, Recife, PE.
VIEIRA, H. J. P.; CADIER, E.; LINS, M. J. A.; ASSUNÇÃO, M. S. (1983) Descrição da Rede de Bacias Representativas e Experimentais do Nordeste Brasileiro. In: V Simpósio Brasileiro de Hidrologia e Recursos Hídricos. Blumenau, SC, Anais 1, p39-67.
RIGHETTO, A. M.; MEDEIROS, V. M. A.; MOREIRA, L. F. F. (2005). Implantação da Bacia Experimental da Serra Negra do Norte, RN.
In: Anais do XVI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. ABRH, João Pessoa, PB, CD.

Contato e Informações

Eber José de Andrade Pinto
E-mail: eber.andrade@sgb.gov.br