Consulta Informativa

- Resumo expandido

Atualização dos estudos hidrológicos na bacia do Alto São Francisco em Minas Gerais

Figura 1 - Vista aérea do reservatório de Três Marias

1- Introdução

A região hidrográfica aqui denominada de Alto São Francisco em Minas Gerais,  compreende as nascentes dos rios São Francisco, Pará, Paraopeba, Indaiá e Borrachudo e seus afluentes até o reservatório de Três Marias, como também, a bacia do rio Abaeté localizada a jusante de referido reservatório. A área de drenagem dessa região hidrográfica é de 57.097 km²  e representa 24% da área de drenagem da bacia do São Francisco em Minas Gerais

O rio São Francisco nasce na Serra da Canastra, no município de São Roque de Minas, em Minas Gerais, a 1.460m de altitude. Após percorrer 570 km, é barrado formando o reservatório de Três Marias. Os principais afluentes do  rio São Francisco à montante do reservatório de Três Marias, pela margem direita: rio São Miguel, ribeirão Santana, rio Pará, rio Paraopeba e ribeirão da Extrema Grande; pela margem esquerda: rio Samburá, rio Ajudas, rio Bambuí, ribeirão Jorge Grande, rio Marmelada, rio Indaiá e rio Borrachudo. À jusante da barragem, pela margem esquerda encontra-se o rio Abaeté.

De acordo com Unidades de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos (UPGRH)  estabelecidas pela Deliberação Normativa do CERH/MG  nº 06/2002 e suas alterações, essa região hidrográfica contém quatro  UPGRHs, quais sejam:  SF1-  Nascentes do rio São Francisco até a confluência com o rio Pará; SF2 - Bacia hidrográfica do rio Pará; SF3 - Bacia hidrográfica do rio Paraopeba e SF4 - Entorno do Reservatório de Três Marias.

Devido as alterações ocorridas no sistema hidrológico do rio São Francisco advindas da construção da represa da UHE  Três Marias na década de 1960, tanto  a montante quanto a  jusante da represa, como também aquelas ocorridas no ecossistema no entorno da represa, foi selecionado o ano de 1970 como início do período-base para execução da regionalização hidrológica em todas as sub-bacias do São Francisco em MG (Alto São Francisco, Velhas, Paracatu e Alto Médio São Francisco). É oportuno destacar que nas demais regiões hidrográficas mineiras o período-base selecionado teve início no ano de 1950.

Conforme estudos realizados no âmbito do programa HIDROTEC a área de drenagem da bacia hidrográfica do rio São Francisco em território mineiro corresponde a 234.554 km². Ocupa o primeiro lugar em termos de produção de água (vazões médias e mínimas) e contribui  com 44,0% da vazão mínima (Q_7,10) produzida no Estado. Em termos de produtividade hídrica (Q_7,10 em L/s.km²) ocupa, no ranking estadual, o sexto lugar.

2- Metodologia 

Neste trabalho descreve-se os estudos hidrológicos  desenvolvidos e implementados em sistemas de informações geográficas objetivando-se estimar as potencialidades e disponibilidades hídricas em qualquer seção fluvial dos cursos d'água da região hidrográfica do Alto São Francisco em Minas Gerais.

Com base na técnica de regionalização hidrológica utilizando-se  o programa computacional RH4.0  e as informações de 29 estações fluviométricas abrangendo o período de série histórica de 1970 a 2010, foi possível estimar as seguintes variáveis  e funções hidrológicas: vazões médias de longo período, vazões máximas, vazões mínimas, curvas de permanência e curvas de regularização. As estações utilizadas foram: U. João Ribeiro, E. Rios de Minas, Belo Vale, Alberto Flores, C. do Itaguá, P. N. Paraopeba, Ponte Taquara, Marilândia, Pari, Carmo Cajurú, Jaguaruna - Jus, E. A. da Silveira, Velho da Taipa, M. Campos, Vargem Bonita, Faz. da Barra, Faz. Samburá, Faz. Ajudas, Iguatama, Tapiraí-Jusante, M. B. Sucesso, Calciolândia, Ponte Chumbo, Taquaral, P. Andorinhas, Barra Funchal, Faz. Bom Jardim, Abaeté e Faz. São Félix.

A precipitação média nas sub-bacias foi calculada utilizando-se o método de Thiessen, com dados de 34 estações pluviométricas, abrangendo o mesmo período de série histórica das vazões. As estações utilizadas foram: F. São Félix, P. N. do Paraopeba, F.Escola Florestal, Horto Florestal, Jaguaruna-Jusante, Velho da Taipa, Barro Preto, Papagaios, Araujos, B. do Funchal, Bom Despacho, Dores do Indaiá, Martinho Campos, Tapiraí - Jusante, São Gotardo, Congonhas-Montante, Itauna - Montante, Carmo do Cajurú, Divinópolis, E. R. de Minas, Melo Franco, Fazenda Campo Grande, Ibirite, F. Benedito Chaves, F. Curralinho, U. João Ribeiro, Carmo da Mata, Bambuí, Iguatama, Lamonier, Arcos, Pium - HI, S.Antônio do Monte e F. Ajudas.

A caracterização das regiões hidrologicamente homogêneas foi obtida por meio de critérios físicos e estatísticos, baseados no escoamento superficial, características fisiográficas, distribuição de freqüência das vazões adimensionalizadas e nos resíduos da equação de regressão múltipla da vazão média.

Aplicaram-se dois métodos de regionalização de vazão. O primeiro ajusta distribuições teóricas de probabilidades as séries históricas de vazões de cada estação, para diferentes períodos de retorno e, a seguir, aplica regressão múltipla entre estas vazões e as características físicas e climáticas das sub-bacias. O segundo adimensionaliza as curvas individuais de probabilidades, com base em seu valor médio e estabelece uma curva adimensional regional média das estações com a mesma tendência. O valor médio (das mínimas e das máximas) é regionalizado em função das características físicas e climáticas das sub-bacias, através de uma equação de regressão múltipla.

Empregando os modelos das vazões e funções específicas (curvas de permanência e de regularização) estatisticamente ajustadas na regionalização hidrológica e utilizando-se o ambiente de sistemas de informações geográficas, procedeu-se a geração e o armazenamento das variáveis regionalizadas, em pontos eqüidistantes ao longo de todos os cursos d'água da região estudada.

3- Resultados

Foram identificadas três regiões hidrologicamente homogêneas quais sejam: Região I: Das nascentes do rio Paraopeba e dos rios Extrema Grande e do Boi até a confluência dos mesmos com a represa de Três Marias, abrangendo uma área de 16.119 km²; Região II: Das nascentes do rio Pará até sua foz no rio São Francisco, com uma área de 12.232 km²; e Região III: Das nascentes do rio São Francisco e dos rios Marmelada, Indaiá e Borrachudo até a confluência dos mesmos com a represa de Três Marias e da bacia do rio Abaeté localizada à jusante da barragem de Três Marias, abrangendo uma área total de 28.749 km².

Os resultados da aplicação dos métodos de regionalização das vazões mínimas e máximas indicaram o método II nas regiões hidrologicamente homogêneas identificadas neste estudo. A vazão média de longo período foi regionalizada desconsiderando o nível de risco, ou seja, com base nas estatísticas dos resultados da aplicação da regressão múltipla da vazão média com as características físicas e climáticas das sub-bacias em estudo.

As distribuições que apresentaram melhor ajustamento foram a log-normal a três parâmetros, nos eventos mínimos e a Gumbel nos eventos máximos.

Os parâmetros das distribuições foram estimados pelo método dos momentos, enquanto a eficiência do ajustamento foi testada pelo método de Kolmogorov-Smirnov.

Para as vazões médias de longo período a área de drenagem da bacia foi selecionada como única variável independente no modelo para a região I. Na região II foram selecionadas a área de drenagem, densidade de drenagem e a declividade média do curso d'água principal. Já na região III foram selecionadas área de drenagem e densidade de drenagem. As demais variáveis acrescentaram pouca informação a regressão.

Nas vazões mínimas de sete dias de duração e período de retorno de 10 anos e vazões com permanência de 50 a 95% a área de drenagem da bacia foi selecionada como única variável independente na região I. Na região II as variáveis selecionadas foram área de drenagem, densidade e declividade média do curso d'água principal. Já na região III as variáveis selecionadas foram a área de drenagem e a declividade média do curso de água principal.

Para as vazões máximas diárias anuais a área de drenagem foi selecionada como única variável independente no modelo para a região I. Na região II foram selecionadas a área de drenagem e a declividade media do curso d'água principal. Já na região III a área de drenagem, comprimento do curso de água principal e a declividade média do curso de água principal bacia foram as variáveis que apresentaram melhor ajustamento.

4- Conclusões

Observando os limites das regiões hidrologicamente homogêneas verifica-se que os modelos encontrados neste trabalho permitem, em qualquer seção dos cursos d'água da região hidrográfica do Alto São Francisco em Minas Gerais, estimar:

É importante registrar que nos estudos hidrológicos (regionalização hidrológica) realizados no âmbito do programa HIDROTEC, que serviram de base para elaboração do “Atlas Digital das Águas de Minas”, foram utilizados séries históricas de 318 estações fluviométricas (sub-bacias) e 378 estações pluviométricas. As referidas estações hidrológicas foram importadas de arquivos disponibilizados na internet pela Agência Nacional de Águas (ANA), através do sistema de Informações Hidrológicas (HidroWeb), no endereço (http://hidroweb.ana.gov.br).

5- Aplicações

A aplicação da tecnologia contida nesse website permitirá que os órgãos responsáveis pela gestão dos recursos hídricos em níveis federal, estadual e de bacia hidrográfica, obtenham informações confiáveis quanto à disponibilidade de água a fim de possibilitar o melhor atendimento às demandas de outorga de direito de uso de água, bem como fornecerá tecnologia adequada aos usuários interessados no planejamento, dimensionamento e manejo de projetos, que demandam uso consuntivo desse precioso líquido.

Dentro os projetos e obras hidráulicas que mais utilizam as tecnologias geradas citam-se: vertedores de barragens, diques marginais, canais, bueiros, galerias pluviais, pontes, projetos de irrigação e drenagem, projetos de abastecimento d'água e de pequenas centrais hidrelétricas, estudos da qualidade da água, volume de regularização, outorga de uso de água superficial, navegação, controle de enchentes e seca, sistemas de drenagem dentre outros.

As informações hidrológicas regionalizadas desta sub-bacia em estudo, como das demais bacias hidrográficas do estado de Minas Gerais, estão disponíveis através de mecanismos de busca a qualquer usuário conectado a Internet no endereço http://www.atlasdasaguas.ufv.br.

6- Recomendações

A consistência metodológica, aqui descrita, resultou de uma análise realizada em sub-bacias hidrográficas cujas áreas de contribuição variaram de 259 a 8.571 km2, na região I, 533 a 7.109 km2 na região II e 235 a 13.087 km2 na região III, para as vazões médias de longo período, mínimas, máximas, vazões obtidas da curva de permanência e curvas de regularização.

Ressalta-se aqui a necessidade de otimização da rede hidrométrica local, pelo aumento do número de estações e recuperação daquelas que sejam deficientes.

Este estudo deverá ser atualizado assim que se tornem disponíveis séries mais longas das estações selecionadas e/ou novas estações fluviométricas e pluviométricas.

7- Equipe

Humberto Paulo Euclydes; Paulo Afonso Ferreira; Daniel Rossi Altoé; Reynaldo Furtado F. Filho.

8- Publicação

A "primeira atualização dos estudos hidrológicos"  realizada nessa região hidrográfica foi  apresentada no XIV Simpósio de Recursos Hídricos e V Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Língua Oficial Portuguesa, Aracajú - SE, 2001.

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Fonte: EUCLYDES et al. (2010s)