Consulta Informativa

- Resumo expandido

Atualização dos estudos hidrológicos nas bacias dos rios Paraíba do sul e Itabapoana em Minas Gerais

Figura 1- Mapa de localização da bacia do rio Paraiba do Sul

1- Introdução

Neste trabalho descreve-se a metodologia desenvolvida e implementada em sistemas de informações geográficas para se estimar a potencialidade e disponibilidade dos recursos hídricos em qualquer curso d'água na região hidrográfica do rio Paranaíba e Itabapoana, em Minas Gerais.

A bacia do rio Paraíba do Sul  situa-se na região sudeste do Brasil. Ocupa área de aproximadamente 62.074 km², estendendo-se pelos estados de São Paulo (14.510 km²), Rio de Janeiro (26.851 km²) e Minas Gerais (20.713 km²), abrangendo 184 municípios - 88 em Minas Gerais, 57 no Estado do Rio e 39 no estado de São Paulo. A área da bacia corresponde a cerca de 0,7% da área do país e, aproximadamente, a 6% da região sudeste do Brasil. No Rio de Janeiro, a bacia abrange 63% da área total do estado; em São Paulo, 5% e em Minas Gerais , apenas 4%.

O vale do rio Paraíba do Sul distribui-se na direção leste-oeste entre as Serras do Mar e da Mantiqueira, situando-se numa das poucas regiões do país de relevo muito acidentado, com colinas e montanhas de mais de 2.000 metros nos pontos mais elevados, e poucas áreas planas. A região é caracterizada por um clima predominantemente tropical quente e úmido, com variações determinadas pelas diferenças de altitude e entradas de ventos marinhos.

O rio Paraíba do Sul resulta da confluência, próximo ao município de Paraibuna, dos rios Paraibuna, cuja nascente é no município de Cunha, e Paraitinga, que nasce no município de Areias, ambos no estado de São Paulo, a 1.800 metros de altitude, percorrendo 1.150km até desaguar no Oceano Atlântico, no norte fluminense, na praia de Atafona no município de São João da Barra.

Os principais tributários do rio Paraíba do Sul em território mineiro são os rios Paraibuna, Brumado, Peixe, Preto, Bananal, Cágado, Angú, Pirapetinga, Pomba, Formoso, Piau, Novo, Glória, Muriaé, Carangola, Porciúncula, São João, Itabapoana, Aventureiro.

De acordo com Deliberação Normativa do CERH/MG, nº 06/2002 e suas alterações a bacia hidrográfica do rio Grande foi dividida em duas Unidades de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos – UPGRH, quais sejam: PS1 - Afluentes do rio Preto e Paraibuna e PS2 - Afluentes mineiros dos rios Pomba e Muriaé. As UPGRHs foram estabelecidas visando a implantação dos instrumentos da Política Estadual e da gestão descentralizada dos recursos hídricos no Estado de Minas Gerais.

De acordo com os estudos realizados no âmbito do programa HIDROTEC as áreas de drenagem das bacias hidrográficas dos rios Paraíba do Sul e Itabapoana em território mineiro é de 21.375 km². Ocupa o quinto e sexto lugar em termos de produção de água (vazões mínimas e médias, respectivamente) e contribui  com 5,3% 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 terceiro lugar

2- Metodologia

Neste trabalho descreve-se os estudos hidrológicos  desenvolvidos e implementados em sistemas de informações geográficas objetivando-se estimar as potencialidades e disponibilidades hídricas em qualquer seção fluvial dos cursos d'água da bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul 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 1950 a 2009, 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: Volta Grande, Fazenda Da Barra (Pirapetinga), Usina Ituere, Tabuleiro, Guarani, Astolfo Dutra, Piau, Rio Novo (Pcd), Usina Mauricio, Cataguases (Pcd), Fazenda Umbaúbas, Bicuiba, Jussara, Patrocinio Do Muriaé, Carangola, Porciúncula, Chapeu D'uvas, Juiz De Fora, Juiz De Fora - Jusante, Usina Brumado, Torreões, Fazenda São José, Fazenda Santo Antonio, Sobraji, Zelinda, Santa Rita Do Jacutinga, Parapeuna, Rio Preto e Estevão Pinto.

A precipitação média nas sub-bacias foi calculada utilizando-se o método de Thiessen, com dados de 25 estações pluviométricas, abrangendo o mesmo período de série histórica das vazões. As estações utilizadas foram: Carangola, Bicuiba, Astolfo Dutra, Cataguases, Patrocínio Do Muriaé, Fazenda Umbaúbas, Fazenda Da Barra (Pirapetinga), Volta Grande, Usina Ituere, Guarani, Conceição Do Ibitipoca, Juiz De Fora, Estevão Pinto, Torreões, Tabuleiro, Rio Novo, Usina Brumado, Chapeu D'uvas, Sobraji, Piau, Fazenda Sao Gabriel, Santa Rita Do Jacutinga, Zelinda, Mirantao(Capelinha Das Flores) e Itaboca.

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 dos rios Preto, Cágado, Paraibuna e Bananal até a confluência dos mesmos com o rio Paraíba do Sul, abrangendo uma área de drenagem de 7.222 km²; Região II: Das nascente do rios Angu, Pirapetinga  e Pomba até a confluência dos mesmos com o rio Paraíba do Sul, abrangendo uma área de drenagem de 9.060 km² e Região III: Restante da bacia do Paraíba do Sul em Minas Gerais com uma área de drenagem  de 5.075 km² e contendo os cursos d’água principais que deságuam no rio Paraíba do Sul: Muriaé, Carangola, São João e Itabapoana.

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 e vazões mínimas e a área de drenagem da bacia e a precipitação média anual foram selecionadas como variáveis independentes no modelo, enquanto para as vazões máximas diárias anuais com períodos de retorno de 2 a 500 anos a área de drenagem e a precipitação máxima diária anual foram as variáveis que apresentaram melhor ajustamento.

4- Conclusões

Observando os limites das regiões hidrologicamente homogêneas verifica-se que os modelos encontrados neste trabalho permitem, em qualquer seção dos cursos d'água da bacia do rio Paraíba do Sul 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 variaram de 121 a 6.244 km². Certa cautela é aconselhável, no caso de estimativas para bacias fora destes intervalos.

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

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

7- Equipe

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

8- Publicação

A "segunda atualização dos estudos hidrológicos" realizada nessa bacia foi apresentada no VIII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste. São Luís-MA, nov/dez de 2004.

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Fonte: EUCLYDES et al. (2010c3)