Consulta Informativa

- Resumo expandido

Atualização dos estudos hidrológicos na bacia hidrográfica do rio das Velhas

Figura 1 - Nascente do rio das Velhas - 1ª queda à montante da  Cachoeira das Andorinhas (Parque municipal das Andorinhas) - Município de Ouro Preto

1- Introdução

Toda a bacia hidrográfica do rio das Velhas está localizada dentro do Estado de Minas Gerais, em sua região central, ocupando uma área de drenagem de 27.857 km², entre as latitudes 17o15‟S e 20o 25‟S e longitudes 43o 25‟W e 44o 50‟W. A área de drenagem desta bacia representa 12% da área mineira da bacia do São Francisco. Com 801 km, o Rio das Velhas é o maior afluente em extensão da Bacia do São Francisco. Nasce no município de Ouro Preto, dentro do recém criado Parque Municipal das Andorinhas, e deságua no Velho Chico no distrito de Barra do Guaicuy, município de Várzea da Palma. A população da Bacia é estimada em 4.406.190 milhões de habitantes (IBGE, 2000) e está distribuída nos 51 municípios cortados pelo rio e seus afluentes.

O padrão da rede de drenagem da maioria dos cursos d'água da bacia é do tipo dendrítico, comum às regiões de rochas cristalinas ou rochas do embasamento. Entre os afluentes do rio das Velhas destacam-se, na margem direita, o ribeirão Curimataí (Município de Buenópolis), o rio Paraúna, principal afluente, o rio Cipó (afluente do rio Paraúna localizado entre os Municípios de Santana de Pirapama, Presidente Juscelino e Gouveia) e o ribeirão Jaboticatubas (Município de Jaboticatubas). Na margem esquerda destacam-se o ribeirão do Cotovelo (Município de Pirapora), o ribeirão Bicudo (Corinto), o ribeirão do Picão (Curvelo), o ribeirão da Onça (Cordisburgo) e os rios e ribeirões que drenam a Região Metropolitana de Belo Horizonte (Arrudas e Onça). A densidade da rede de drenagem natural apresenta maior riqueza hidrográfica entre os afluentes da margem direita, fato associado às características geológicas da bacia.

A região metropolitana de Belo Horizonte ocupa apenas 10% da área territorial da bacia, mas possui mais de 70% de toda a sua população. Concentra atividades industriais e tem processo de urbanização avançado, sendo por isso a área que mais contribui com a degradação das águas do Rio das Velhas.

Conforme o Plano Diretor CBH Velhas, a bacia foi dividida em três regiões, quais sejam:

a) Alto rio das Velhas: compreende toda a região denominada Quadrilátero Ferrífero, tendo o Município de Ouro Preto como o limite ao sul e os municípios de Belo Horizonte, Contagem e Sabará como limite ao norte. Uma porção do município de Caeté faz parte do alto rio das Velhas, tendo a Serra da Piedade como limite leste.

b) Médio rio das Velhas: ao norte traça-se a linha de limite desse trecho da bacia coincidindo com o rio Paraúna, o principal afluente do rio das Velhas. No lado esquerdo, atravessa o município de Curvelo e, em outro trecho, coincide com os limites do município de Corinto.

c) Baixo rio das Velhas: compreende, ao sul, a linha divisória entre os municípios de Curvelo, Corinto, Monjolos, Gouveia e Presidente Kubitscheck e, ao norte, os municípios de Buenópolis, Joaquim Felício, Várzea da Palma e Pirapora.

De acordo com Deliberação Normativa do CERH/MG, nº 06/2002 e suas alterações a bacia hidrográfica do rio das Velhas  foi considerada como uma  Unidade de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos – UPGRH, a SF5 - Rio das Velhas. As UPGRHs foram estabelecidas visando a implantação dos instrumentos da Política Estadual e da gestão descentralizada dos recursos hídricos no Estado de Minas Gerais.

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 um sistema de informações geográficas objetivando-se estimar as potencialidades e a disponibilidades hídricas em qualquer seção fluvial dos cursos d’água da bacia hidrográfica do rio das Velhas.

Com base na regionalização hidrológica utilizando-se o programa computacional RH4.0 e as informações de 20 estações fluviométricas abrangendo o período de série histórica de 1970 a 2007, 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: E. de Curimataí, Fazenda Água Limpa, Fazenda Contagem – Montante, Honório Bicalho-Montante, Itabirito, Jequitibá, Pinhões, Piripama, Ponte Juscelino Jusante, Ponte Preta, Ponte Raul Soares, Ponte do Bicudo, Ponte do Licínio, Ponte do Picão, Represa, Santo Hipólito, Taquaraçu, Usina Paraúna, Várzea da Palma e Vespasiano.

A precipitação média nas sub-bacias foi estimada utilizando-se o método de Thiessen, com dados de 25 estações pluviométricas. As estações utilizadas foram: Caeté, Caixa de Areia, Fazenda Caraíbas, Fazenda Vargem Bonita, Gouveia, Jaboticatubas, José de Melo, Lagoa Grande(MMV), Lassance, Magnesita, M. Porto Velho, Pedro Leopoldo, Pirapora, Ponte Raul Soares, Ponte do Licínio-Jusante, Prudente de Morais, Represa das Codornas, Rio do Peixe (MMV), Sabará, Santo Hipólito, Sete Lagoas, Taquaraçu, Usina Paraúba, Vau da Lagoa e Vespasiano.

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

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

3- Resultados

Foram identificadas duas regiões hidrologicamente homogêneas quais sejam: Região I: Das nascentes do rio das Velhas até a confluência com o rio Jequitibá, exclusive, abrangendo uma área de drenagem de 6.292 km² (localizada à montante da estação fluviométrica de Jequitibá, código 41410000 – coordenadas: 19,25S e 44,03W) contendo os afluentes principais: Itabirito, Onça (Pampulha), Mata e Taquaraçu, e Região II: Restante da bacia do rio das Velhas com uma área de de 21.565 km², abrangendo os  afluentes principais: Jequitibá, Onça, Santo Antônio, Cipó, Picão, Bicudo, Pardo Pequeno, Pardo Grande, Curimataí, Vinho Cotovelo e Corrente.

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 Weibull nos eventos mínimos e a Gumbel nos eventos máximos.

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

Para a vazão média de longo período, na região I a área de drenagem e a precipitação média do semestre mais chuvoso foram as variáveis que permaneceram nos modelos. Já para a região II, foram selecionadas a área de drenagem e a densidade de drenagem.

Para as vazões mínimas de sete dias de duração e as obtidas da curva de permanência para as probabilidades de 50 a 95%, nas duas regiões, as variáveis selecionadas foram a área de drenagem e a precipitação média do semestre mais chuvoso. As demais variáveis acrescentaram pouca informação à regressão.

Quanto a vazão máxima diária anual, na região I e II a área de drenagem e a declividade média do curso d'água principal foram as variáveis que permaneceram nos modelos.

Quanto as curvas de regularização, a região estudada também foi dividida em duas regiões hidrologicamente homogêneas. Por meio da curva regional e da vazão média de longo período, no local de interesse foi possível estimar o volume necessário à regularização de vazões.

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 das sub-bacias do rio das Velhas, 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 bacias hidrográficas cujas áreas de drenagem variaram de 173 a 6.292km², na região I e de 175 a 25.940km² na região II. Certa cautela é aconselhável, no caso de estimativas para bacias fora destes intervalos.

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

7- Equipe

Humberto Paulo Euclydes; Paulo Afonso Ferreira; Afonso de Paula dos Santos.

8- Publicação

A "segunda atualização dos estudos hidrológicos" realizada nessa bacia foi apresentada no XIV Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos e V Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Língua Oficial Portuguesa. Aracaju-SE, 2001.