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Universidade Eduardo Mondlane Faculdade de Ciências Departamento de Física Mestrado em Gestão do Risco de Desastres e Adaptação às Mudanças Climáticas M203: Avaliação do Risco e Necessidades de Adaptação CÁLCULO DA PRECIPITAÇÃO MÉDIA MENSAL USANDO O MÉTODO DE THIESSEN NA ZONA SUL DE MOÇAMBIQUE: CASO DA BACIA DE INCOMÁTI Maputo, Abril de 2023 Discente: Mundeira Tomé Mundeira Docentes: Prof. Dr. Agostinho Vilanculos MSc. Casimiro Sande Índice 1. Breve introdução ................................................................................................................................ 1 1.1. Contextualização de investigação .................................................................................................. 1 1.2. Justificativa de investigação........................................................................................................... 2 1.3. Problematização ............................................................................................................................. 3 1.4. Objectivos ...................................................................................................................................... 5 1.4.1. Objectivo geral ........................................................................................................................... 5 1.4.2. Objectivos Específicos ............................................................................................................... 5 1.5. Perguntas de Pesquisa .................................................................................................................... 6 1.6. Delimitação de investigação .......................................................................................................... 6 1.7. Estrutura de Trabalho ..................................................................................................................... 6 Capitulo II. Revisão Bibbliografica ........................................................................................................ 6 2.1. Bacias Hidrográficas ...................................................................................................................... 6 2.2. Elementos de uma bacia hidrográfica ............................................................................................ 7 2.3. Tipos de Bacias Hidrográficas ....................................................................................................... 9 2.4. Principio básico de funcionamento de uma barragem ................................................................. 14 2.5. Importância da barragem ............................................................................................................. 16 2.6. Acordos na Bacia do Rio Incomáti .............................................................................................. 16 2.7. Caracterização do escoamento ..................................................................................................... 19 2.8. Bacias Hidrográficas de Moçambique ..................................................................................... 20 2.9. Morfometria da bacia hidrográfica .............................................................................................. 21 2.10. Mitigação de desastres.............................................................................................................. 23 2.11. Acções Estratégicas Propostas ..................................................................................................... 24 Capitulo III. Metodologia ....................................................................................................................... 27 Localização e caracterização da área de estudo ..................................................................................... 27 3.1. Clima e Hidrografia ..................................................................................................................... 30 3.1.1. Geologia ................................................................................................................................... 30 3.1.2. Agricultura................................................................................................................................ 30 3.2. População na costa da Bacia de Incomáti .................................................................................... 31 3.3. Método de Thiessen ..................................................................................................................... 31 3.4. Descrição da Metodologia ........................................................................................................... 33 3.5. Fontes de dados ............................................................................................................................ 33 3.6. Processamento e Análise dos Dados ............................................................................................ 33 3.7. Cálculo de Volume na Bacia de Incomáti ................................................................................... 35 Capitulo IV. Resultados e Discussão ....................................................................................................... 37 Capitulo V. Conclusão e Recomendações ............................................................................................... 41 Referencias Bibliográficas ..................................................................................................................... 42 1 Capítulo I. Introdução 1. Breve introdução O presente capítulo é constituído por quatro secções. Na secção1. 1, aborda-se a contextualização de investigação. Na secção 1.2 é dedicada à justificativa desta investigação, na secção 1.3, apresenta-se a problematização, 1.4, objectivos, 1.5 questões de investigação e na secção 1.6 delimitação de investigação e secção 1.7 apresenta-se a estrutura do trabalho. 1.1.Contextualização de investigação Apesar de apresentar 77% de sua superfície coberta por água, nem todas as regiões da Terra dispõem desse recurso em quantidade e qualidade suficientes para oferecer condições de sobrevivência às comunidades e para dar suporte aos sistemas produtivos. Em uma publicação do ano de 2005 intitulada Atlas da Água, Clarke e King apontaram que 67% da superfície terrestre apresentava fontes hídricas insuficientes, escassas ou no limite e que em 2050, 4 bilhões de pessoas viverão em países com escassez crônica de água. (Martins & Batista, 2020) A água é um dos recursos naturais de maior importância, sendo imprescindível para garantir a qualidade de vida e o desenvolvimento econômico e social da população, além de ser componente da paisagem e do meio ambiente (Andrade, Xavier, Alves, Silveira, & Oliveira, 2008). O efeito antrópico confirmado no quinto relatório de avaliação (AR5) do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, 2013) reforçou que as mudanças climáticas promoverão impactos significativos nos recursos hídricos a nível global (Carlo & Martorano, 2022). No entanto a bacia hidrográfica como sendo uma área de captação natural de água da precipitação que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, o exutório (Santo, Serrão, Gonçalve, Wanzeler, & Lima, 2014). De acordo com PINTO et al. (2011) bacia hidrográfica é a área geográfica coletora de água de chuva que escoa pela superfície do solo. Para GARCEZ & ALVAREZ (1988), a bacia hidrográfica é conceituada como uma área definida e fechada topograficamente num ponto do curso de água, de forma que toda a vazão afluente possa ser medida ou descarregada através desse ponto. 2 A bacia hidrográfica destaca-se pelo potencial energético (hidroeletricidade),pelo abastecimento de água para o consumo humano e desse denteação de animais. Sendo um exemplo da função social das águas como um bem de consumo final ou intermediário na quase totalidade das atividades humanas, que deve ser utilizado pelo homem para sua sobrevivência e melhoria de suas condições econômicas, sociais e comunitárias. A atenção e preocupação com o gerenciamento dos recursos hídricos tem se tornado frequente em inúmeras áreas do globo terrestre, sobretudo nas áreas que são dependentes desse recurso para atender os usos múltiplos (Sobral, et al., 2018). Tal relevância, demanda pelo detalhamento do comportamento hidrológico da bacia, cujo potencial de uso (da hidroeletricidade ao abastecimento humano) precisa atender a uma contabilidade hídrica que torne as questões de oferta e demanda pelo uso dos recursos hídricos locais mais equitativa. A necessidade de entender o comportamento da distribuição espacial da chuva é de extrema importância para o desenvolvimento e planejamento na gestão dos recursos hídricos, permitindo compreender a oferta hídrica da bacia e quanto pode fornecer para o aproveitamento em termos de usos múltiplos e assim evitar situações de escassez local (seja qualitativa ou quantitativa, (Santo, Serrão, Gonçalve, Wanzeler, & Lima, 2014). 1.2.Justificativa de investigação Tradicionalmente, os sistemas de recursos hídricos foram ao longo do tempo projetados e operados com base no pressuposto de que as séries hidrológicas são estacionárias ou livres de tendências . No entanto, vários fatores como mudanças climáticas (MILLY et al., 2008), urbanização e práticas de manejo agrícola (FOUFOULA-GEORGIOU et al., 2015), operação de usinas hidrelétricas (RÄSÄNEN et al., 2017) e reservatórios (ZAJAC et al., 2017), colocam em dúvida a hipótese da estacionariedade. Portanto, a detecção de mudanças em séries hidrológicas constitui uma área de estudo de extrema importância, tanto do ponto de vista prático quanto científico (De Souza et al, 2015). Milly et al. (2008), afirmam que em vista da magnitude e onipresença das mudanças climáticas, aparentemente em curso, “a estacionariedade está morta” e não deve mais servir na avaliação do risco e planejamento de recursos hídricos. (Macassa, Matias, & Fill, 2018). 3 A água como recurso natural é essencial para vários aspectos da vida no geral. A disponibilidade da água de boa qualidade em quantidades suficientes nos momentos preciso é uma importância condição para o desenvolvimento sócio -económico. É por essa razão que gestão dos recursos hídricos deve merecer uma maior atenção por parte das entidades governamentais . A projeção da temperatura mostrou tendências crescentes, mas a chuva apresentou tendências incertas. Os impactos foram avaliados por meio de 19 modelos hidrológicos, considerando o uso da terra em 52% dos casos. Os modelos representaram relações robustas entre chuvas e vazão no Zambeze, Limpopo, Senegal e parcialmente no Níger, mas falharam no Congo e no Nilo. Os autores consideram que, neste caso os impactos das mudanças climáticas sobre o escoamento e na evapotranspiração devem ser interpretados com cautela (Macassa, Matias, & Fill, 2018). Shamseddin e Chaibi (2019), consideram que a incerteza é extremamente dependente à adoção de planos de adaptação à mudança climática, especialmente onde os recursos econômicos são escassos e mal atendem às necessidades básicas atuais. Por outro lado, a falta de conjuntos de dados observacionais longos e consistidos, contribui amplamente para as incertezas na África. Em Moçambique, estudos realizados por Assante & Vilankulos, (2009), sobre a hidrologia das bacias hidrográficas, retratando impactos futuros das mudanças climáticas nos caudais dos rios e na intrusão salina. O estudo detectou uma grande incerteza relativamente à magnitude dos impactos hidrológicos resultante das alterações climáticas. Contudo, surgiram também alguns sinais claros de alterações, os quais poderão formar a base para o planejamento da adaptação para o futuro. A precipitação é um parâmetro importante que reflete o comportamento dos demais processos envolvidos no ciclo hidrológico, sendo de grande relevância conhecer a entrada efetiva de água na bacia hidrográfica. Dado estas evidências e a incerteza do regime hidrológico futuro, o presente trabalho visa avaliar a bacia do Incomáti em Moçambique. 1.3.Problematização A demanda pelos recursos naturais do planeta tem crescido de uma forma sem precedência na história da existência humana, principalmente a partir da Revolução Industrial, sendo que a existência da vida no universo nunca foi tão desafiada como nos dias atuais. A humanidade está pressionando tanto à Terra que está causando um aumento dramático na taxa de extinção de espécies, que ultrapassa um nível superior de mil vezes mais rápido do que antes da Revolução Industrial (Jalane, 2020). 4 Os anseios da humanidade do alcance do progresso tecnológico e social tem desafiado as leis naturais do universo de auto regeneração do meio físico e natural, através da exploração desenfreada dos recursos renováveis e não renováveis. No entanto, esse consumo desmedido dos recursos naturais não tem sido distribuído de uma forma equitativa no contexto global levantado, questões de natureza sócios ambientais bastantes controversos entre as diferentes regiões e países. A existência de grupos de países cada vez mais antagônicos, no que concerne as questões relacionadas ao ambiente, vem aumentando as divisões na questão de sustentabilidade. Os países com uma relativa estabilidade econômica e social, na maior parte deles chegaram a esse estágio de desenvolvimento sem o devido respeito pelas questões ambientais e que representam a grande fatia de consumo de cerca de 80% dos recursos naturais, apesar de concentrar apenas 19,9% da população mundial e há outros que ainda estão na cauda dessa equação de estabilidade, que se acham no direito de alcançar os primeiros, nem que para isso ignorem os problemas ambientais vigentes, (Jalane, 2020). De acordo com SACHS,( 2015) citado por Jalane, (2020). Existe uma busca incessante da humanidade pelos recursos naturais para a satisfação das suas necessidades e egos, que tem influenciado de sobremaneira nos fatores de mudança do clima global, na disponibilidade de água doce, na composição química dos oceanos e a transformação de ‘habitats’ de diferentes espécies. Os impactos ambientais atuais são agora tão grandes que a própria Terra está passando por mudanças inconfundíveis no funcionamento de processos-chave, como os ciclos de água, nitrogênio e carbono dos quais a vida depende. A percepção que existe atualmente é que o ser humano é o principal responsável por parte das causas que concorrem para as mudanças climáticas, que tem impactado negativamente a natureza, desafiado a capacidade de sobrevivência do planeta em futuro não distante. Os usos dos solos relacionam-se a fatores econômicos e provocam transformações sobre os fatores naturais, que se modificam e criam consequências nas características naturais (erosão, enchentes, inundações, secas, perdas de moradias, mortes, etc.), interferindo, portanto, nos fatores sociais. Nesse sentido, tem crescido o debate em relação à sustentabilidade da natureza, relacionada com as formas como o ser humano vêm usando, ocupando e explorando os recursos naturais, para além da sua capacidade de resposta natural (Jalane, 2020). 5 Bacia hidrográfica é a área de captação natural da água da precipitação, onde ocorre a drenagem em ravinas, canais e tributários, para um curso de água principal, tendo a vazão uma única saída: desaguar num curso d’água maior, lago ou oceano. A compreensão da precipitação numa bacia hidrográfica é muito ampla, pois há muitas variáveis de tempo e espaço envolvidas na área estudada. A precipitação dificilmente segue um padrãofísico idêntico. A variação espacial muda rapidamente, pois o núcleo de chuva se modifica a todo momento e a variação temporal é extremamente aleatória – chuvas podem ser de alguns minutos até várias horas ou dias e com uma grande amplitude de intensidade. Numa bacia hidrográfica é muito difícil saber o volume exato de chuva para toda a bacia, mas esse valor é indispensável para os estudos hidrológicos. Segundo Pedrazzi (1999), há 3 métodos para o cálculo da chuva média: método da média aritmética, método de Thiessen e método das isoietas. Dentre esses métodos o mais utilizado é o de Thiessen. O da média aritmética é muito simplório – por não levar em conta a distribuição de estações pluviométricas e o relevo; o método das isoietas é mais complexo de ser implementado pela necessidade de uma grade de informações pontuais de precipitação para a área estudada. Diversos autores utilizaram (e utilizam) o Método de Thiessen (1911) para aplicações em recursos hídricos e previsão climática obtendo resultados satisfatórios. Tal método foi desenvolvido pelo meteorologista americano Alfred H. Thiessen, que aplicou a teoria dodiagrama de Voronoi para o cálculo da precipitação média na região de estudo. 1.4.Objectivos 1.4.1. Objectivo geral Avaliar a bacia de Incomáti 1.4.2. Objectivos Específicos ✓ Determinar a precipitação média mensal da bacia do Incomáti usando o método do Thiessen; ✓ Calcular o volume médio afluente a albufeira dos meses mais chuvosos; ✓ Estimar o risco de enchimento da bacia de Incomáti( barragem), usando a previsões sazonais de JFM de 2023. 6 1.5.Perguntas de Pesquisa Qual é a precipitação média mensal na bacia do Incomáti? Qual é o volume médio afluente a albufeira dos meses mais chuvosos? Qual é o risco de enchimento da bacia de Incomáti( barragem), usando a previsões sazonais de JFM de 2023? 1.6. Delimitação de investigação Abordar assuntos relacionados com avaliação da bacia hidrográfica devia ser estendido a nível nacional, visto que os sistemas de vasos comunicantes não tem fronteiras. O presente estudo é conduzido na provincial de Maputo- caso da Bacia de Incomáti. 1.7.Estrutura de Trabalho O presente trabalho esta divido em quatro capítulos, onde no capitulo I, contém a introdução , capitulo II , revisão da literatura, capitulo III, metodologia, capitulo IV, resultados e suas analises e capitulo V, conclusões, recomendações e limitações . Também é apresentado as referências bibliográficas. Capitulo II. Revisão Bibbliografica 2.1.Bacias Hidrográficas 7 Existem várias situações para definir uma bacia hidrográfica devido à sua vasta caracterização natural e importância (Silva, Anjos, Gomes, Bezerra, & Guimarães, 2020). De acordo com Theodoro et al. (2007) cite em Silva, Anjos, Gomes, Bezerra, & Guimarães, (2020) define como sendo um conjunto de terras drenadas por um rio e seus afluentes, formada nas regiões mais altas do relevo por divisores de água, onde suas águas pluviais, ou escoam superficialmente formando os canais principais e secundários, ou infiltram no solo influenciando na formação de nascentes e do lençol freático. As bacias hidrográficas para além de constituir espaços onde se desencadeiam processos físicos geográficos através da troca de matéria e energia, também se afiguram como espaços de assentamentos humanos e de produção socioeconómica, pelo que as particularidades da sua Geodiversidade e biodiversidade quanto às potencialidades e fragilidades, revestem-se de suma importância para a planificação de acções ambientalmente sustentáveis (Arrone, Amorim, Macarringue, & Ombe, 2021) As formas de ocupação e usos de terra que se desenvolvem ao longo duma bacia hidrográfica, interferem nos processos ecológicos, podendo gerar riscos ou impactos ambientais, sobretudo quando não se observam as particularidades geofísicas no que tange as potencialidades ou fragilidades (Arrone, Amorim, Macarringue, & Ombe, 2021). 2.2.Elementos de uma bacia hidrográfica As bacias hidrográficas possuem alguns elementos básicos, que também são chamados de estruturas da bacia. São eles: nascente, rio principal, divisor de águas, afluentes e foz ou exutório. Nascente é local onde se inicia uma bacia hidrográfica. Geralmente é o ponto mais elevado do relevo e também onde se encontra a principal nascente do rio que dá nome à bacia; Rio principal é rio de maior volume e extensão da bacia. Recebe águas dos rios menores que têm função de abastecê-lo; Divisor de águas: estruturas do relevo que têm o papel de dividir as áreas das bacias. Normalmente são morros, serras, picos, montanhas ou outras estruturas elevadas do relevo; Afluentes, consistem nos rios menores que desaguam no rio principal e têm a função de abastecer esse rio maior; https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/montanhas.htm 8 Foz: é o final da bacia e o local onde as águas encontram o oceano ou desaguam em uma bacia hidrográfica maior. É também conhecida cientificamente como exutório. Pode ser do tipo estuário ou delta. Figura 1. Elementos de uma bacia hidrográfica. Fonte: https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2020/06/bacias-hidrograficas.jpg https://static.mundoeducacao.uol.com.br/mundoeducacao/2020/06/bacias-hidrograficas.jpg 9 Figura 2. Constituição de uma barragem. Fonte: https://i1.wp.com/www.inovacivil.com.br/wp- content/uploads/2019/02/estrutura.png?resize=495%2C296 2.3.Tipos de Bacias Hidrográficas Nem todas as bacias hidrográficas são iguais, diferenciando-se no tamanho, no perfil do relevo, na estrutura territorial e até mesmo nas suas funções. Os tipos de bacias hidrográficas são definidos pelo destino das águas dessa bacia. Existem vários padrões de drenagem das águas dos rios, que se direcionam a vários lugares. Os tipos de bacias hidrográficas e o perfil de drenagem dessas águas. https://i1.wp.com/www.inovacivil.com.br/wp-content/uploads/2019/02/estrutura.png?resize=495%2C296 https://i1.wp.com/www.inovacivil.com.br/wp-content/uploads/2019/02/estrutura.png?resize=495%2C296 10 Figura 3. Tipos de Barragem. Fonte: Autor Exorreicas: aquelas bacias que as águas escoam diretamente para o mar; Endorreicas: aquelas bacias que as águas desaguam em lagos, lagoas ou em algum mar fechado; Arreicas: aquelas bacias onde as águas não se direcionam a um lugar específico, perdendo-se no meio do caminho, podendo evaporar ou infiltrar no solo; Criptorreicas: bacias que se direcionam ao interior da Terra, alimentando, assim, lagos, cavernas, grutas e rios subterrâneos. 11 Figura 4. Tipos de Barragens concrecto. Fonte: Autor Barragem de Gravidade Uma barragem resiste a todas a todas as forcas através do seu peso, dai o nome gravidade em consequência a barragem deve ser maciça com o material construtivo apresentando densidade elevada . 12 Figura 5. Barragem de gravidade. Fonte: https://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938 444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v 1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0- 2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_- kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiM Barragem de arco É um tipo de barragem que exige grande escavação para atingir a rocha sã e para garantir geometria adequada. A estabilidade depende da geologia, principalmente das descontinuidades. https://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0-2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_-kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiMhttps://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0-2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_-kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiM https://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0-2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_-kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiM https://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0-2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_-kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiM https://www.google.com/search?q=barragem+de+gravidade+em+concreto&sxsrf=APwXEddhJoksaeY25YO9y8PYuGdwb74DaQ:1681938444711&tbm=isch&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=__JsTR0dWCjXiM%252CS_zdWVF0oSZn9M%252C%252Fm%252F0wywn2z%253BHH5v1aTziHZeLM%252C-JNt7p3aXdtUfM%252C_%253Bfof3upyep6-zDM%252Ciz0-2mzywKoYvM%252C_%253BXbYqk0eR_ePMVM%252ClFMtvQcbxKB7VM%252C_&usg=AI4_-kQrZ4KWT7doTyMxyGQt9hxfY92cDA&sa=X&ved=2ahUKEwiUs5_87Lb-AhV8if0HHQtFCckQ_B16BAhaEAE#imgrc=__JsTR0dWCjXiM 13 Figura 6. Barragem de Arco. Fonte:https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fpt.wikipedia.org%2Fwiki%2FBb Barragem da terra As barragens desse tipo são formadas pela deposição de grandes quantidades de terra sobre os cursos de água, sendo posteriormente compactada por equipamentos mecanismos específicos. Porém, também podem ser o resultado de escavações junto aos cursos de água. https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fpt.wikipedia.org%2Fwiki%2FBb 14 Figura 7. Barragem da terra 2.4.Principio básico de funcionamento de uma barragem O fluxo de água vindo da montante por baixo da Barragem, vai infiltrar de qualquer maneira, mas ela não deve infiltrar no Núcleo, pois podemos ter problemas de estabilidade, para evitar tais problemas, a água deve infiltrar pela fundação e sair pela Talude de Jusante, e quando ela sai da Jusante temos um Fluxo Ascendente, temos também uma estabilidade hidráulica que a melhor maneira de combate-la é drenando essa água da Jusante. A energia hídrica obtém-se através do aproveitamento do movimento das águas que movimentam mecanismos no interior da barragem e ligados a geradores que convertem a energia do movimento em energia eléctrica; Este processo recorre a um sistema de turbinas que é atravessado por grandes massas de água, que as fazem mover, gerando um corrente electromotriz induzida devido à presença de dois conjuntos de ímanes que produzem dois campos magnéticos que ao girarem se tornam campos magnéticos variáveis, produzindo corrente que depois atravessa transformadores para poder ser transportada até as nossas casas; A barreira que as barragens constituem para peixes e outros seres aquáticos migratórios faz com que este processo leve à morte de muitas comunidades de seres aquáticos ou que dependem directa ou indirecta deles. 15 a) b) c) d) Figura 8. Principio de funcionamento básico das bacias ou barragens (a,b,c,d). 16 2.5.Importância da barragem A barragem tem importância, tais como: Armazenamento de água durante períodos chuvosos; Controle de abastecimento durante estiagem; Preservação da vazão; Irrigação; Abastecimento; Geração de energias. 2.6.Acordos na Bacia do Rio Incomáti A bacia do rio Incomáti ocupa parte dos territórios da África do Sul com 62% de área total da bacia, Suazilândia com 5% de área total da bacia e Moçambique com 33% da área total da bacia (figura 2). A contribuição de cada país para o escoamento não é proporcional à área ocupada dentro do seu território. Ou seja, embora a Suazilândia tenha uma área menor da bacia em relação à área da bacia em Moçambique, contribui para o escoamento total médio anual em 8% a mais em relação a Moçambique , (Muaievel, 2011). No acordo de Cunene estavam previstas consultas em relação à execução de obras hidráulicas maiores que afetassem os interesses dos estados ripários e estudos conjuntos com vista ao desenvolvimento de planos gerais dos recursos hídricos de cada bacia . Em 1983 foi estabelecido um Comitê Técnico Permanente Tripartite (CTPT) representado pelos três países. As funções e obrigações deste comitê eram essencialmente de natureza aconselhadora no que diz respeito a medidas a serem tomadas em casos de ocorrência de secas, modalidades de alocação de água, estudos e desenvolvimento de esquemas de aproveitamentos conjuntos, (Muaievel, 2011). Em 1991, seguindo orientações do CTPT, os países concordaram em conduzir um estudo conjunto dos recursos hídricos. Foram acordadas algumas medidas provisórias a serem implementadas, enquanto se esperava pelos resultados do estudo conjunto, incluindo: ❖ A garantia, por parte da África do Sul, de uma descarga mínima de 2 𝑚3 𝑠 em média num ciclo de três dias na fronteira com Moçambique, em Ressano Garcia, para satisfazer às demandas no trecho do rio Incomáti até a confluência com rio Sabié. 17 ❖ A não construção por parte da África do Sul de algum aproveitamento com capacidade de armazenamento acima de 250.000 𝑚3ou uma taxa de abstração excedendo 110 litros por segundo na sub-bacia do rio Sabié, sem consulta prévia ao comitê. De acordo com Vaz & van der Zaag, (2003), citado por Muaievel, (2011)Estas medidas provisórias não foram cumpridas porque a África do Sul em 1996 avançou com um plano de construção da barragem de Injaka no rio Sabié com um reservatório de 120 Mm3 sem prévia consulta às partes e ademais, o mínimo escoamento de 2 𝑚3 𝑠 em média de três dias não foi garantido porque em situações de escassez o governo da África do Sul não conseguiu obrigar os fazendeiros a descarregar água dos seus reservatórios . O estudo conjunto dos recursos hídricos sobre a disponibilidade, necessidades e potenciais desenvolvimentos em toda bacia do rio Incomáti foi iniciado em 1992 e interrompido em 1995, devido a dificuldades mostradas por Moçambique em cooperar, no que diz respeito ao fornecimento de informações consideradas fundamentais. Tendo sido reiniciado em 2000 na parte moçambicana e concluído em finais de 2001. Em 1992, a África do Sul e a Suazilândia assinaram dois acordos bilaterais: o Tratado de Desenvolvimento e Utilização dos Recursos Hídricos e o Tratado de Estabelecimento e Funcionamento da Comissão Conjunta da Água, ambos para a sub-bacia do rio Komati16. No acordo, as partes reconhecem o direito de Moçambique no uso racional e equitativo dos recursos hídricos da bacia do Incomáti, da qual a sub- bacia do Komati é parte integrante. Este acordo em geral pode ser considerado um sucesso e isto poderá ser atribuído pelo fato de um único país (África do Sul) possuir parte do seu território a montante e a jusante da mesma bacia. Permitindo que haja um equilíbrio na sustentabilidade, uma vez que todos podem impactar negativamente os outros. Em 1996, a África do Sul e Moçambique concordaram em estabelecer uma Comissão Conjunta da Em 1999 a Suazilândia e Moçambique assinaram um acordo bilateral para o estabelecimento de uma Comissão Conjunta similar àquele assinado entre a África do Sul e aSuazilândia (Muaievel, 2011). Negociações para o estabelecimento de um acordo provisório e abrangente no nível de toda a bacia envolvendo todos os países se iniciaram em 1999 e em 2002 as três partes assinaram um acordo provisório para cooperação na proteção e utilização este acordo provisório de 2002, que teria validade até 2006 ou até que fosse substituído por outro acordo mais abrangente, baseia-se nos princípios de gestão 18 integrada dos recursos hídricos das Declarações de Dublin e Rio de Janeiro, a Convenção das Nações Unidas para Usos Não Navegáveis dos Cursos de Água Internacionais e o Protocolo Revisado de Partilha das Águas da SADC. Representa o primeiro acordo elaborado nesta base e negociado somente pelos países envolvidos na bacia transfronteiriça (Muaievel, 2011). Com a premissa de que haverá um incremento na disponibilidade de água com a construção de novas infraestruturas de armazenamento e aumento da capacidade das existentes, o acordo permite que os países aumentem o nível de captação da água com vista a satisfazer as suas necessidades de desenvolvimento. A bacia passa de um nível de consumo de 51% em 2002 para um nível de 65% num futuro próximo (Muaievel, 2011). Equação de chuva No intuito de validação e calibração dos dados, mantendo relação entre a intensidade (mm/h) e a duração (mim) em função do período de retorno, foi aplicado um Teste de Ajuste (Aderência) para cada período de retorno. Os produtos gerados da regressão são a Constante de Regressão (A) e o Coeficiente de Regressão (B), parâmetros estes encontrados na equação da linha de tendência dos gráficos de regressão. O intuito de realizar regressão para cada período de retorno específico é que, no ato da substituição das variáveis pelos valores correspondentes, o parâmetro “c” é resultado da média dos coeficientes de regressão (B) encontrados para cada retorno e não o coeficiente de regressão (B) encontrado quando realizada regressão geral para todos os períodos, (Olivera, 2019). Determinadas as variáveis, a Equação de Chuvas Intensas construída é: 𝐼 = 𝑎.𝑇𝑏 𝑇𝑐 Equação 1 Onde:I é a intensidade da chuva (mm/h); “a” é a constante de regressão; é 𝑇𝑏o período de retorno elevado ao seu coeficiente de regressão; 𝑇𝑐é a duração da chuva elevada ao seu coeficiente de regressão. Também pode ser determinado a intensidade de ocorrência de chuvas a partir da equação 2. 𝐼 = 330,4083.𝑇0,1452 𝑡0,6164 Equação 2 Onde: I é a intensidade da chuva, T é o período de retorno em anos e, t é a duração em minutos. 19 2.7.Caracterização do escoamento Na caracterização do fluxo dos fluidos homogéneos e estratificados nas bacias, dois números a dimensionais são tomados em consideração que são o número de Reynolds e número de Richardson. O número de Reynolds compara a importância relativa das forças inercial e viscosa. Para a determinação da resistência do fluxo teremos a seguinte equação. 𝑅𝑒 = 𝐷.𝑉.𝜌 𝜇 Equação 3 Onde: 𝑅𝑒 é número de Reynolds; 𝐷 é a distância entre as placas ou a profundidade da água; 𝑣 é a velocidade de escoamento; 𝜌 é a densidade da substância e 𝜇 é coeficiente de viscosidade. Número de Reynold Caracterização do escoamento 𝑅𝑒 < 2000 laminar 2000 < 𝑅𝑒 < 10 5 Intermédio 𝑅𝑒 > 10 5 turbulento Tabela 1: Caracterização do escoamento de acordo com número de Reynold O número de Richardson é um parâmetro de comparação entre as forças que estabelecem a estratificação da densidade e as forças de desestabilização da velocidade critica e é definido pela formula a abaixo: 𝑅𝑖 = 𝑔. 𝜕𝜌 𝜕𝑧 ( 𝜕𝑢 𝜕𝑧 ) 2 Equação 4 Quando a estratificação está acima de um certo valor a turbulência será amortecida e o fluxo será laminar. Esta transição do fluxo laminar para o fluxo turbulento abaixo das condições uniformes ocorre quando o número de Richardson for igual a 0,25 (𝑅𝑖 = 0,25). Devido ás dificuldades de medições os valores do número de Richardson têm sido derivados tomando em conta as variações temporal de 𝜕𝜌 𝜕𝑧 e de ( 𝜕𝑢 𝜕𝑧 ) 2 determinando a sua media através do ciclo das marés, (Macuiane, 2003). 20 Número de Richardson Caracterização do escoamento 𝑅𝑖 > 0 Estratificação estável 𝑅𝑖 = 0 Estratificação neutra, o fluido não estratificado entre as duas camadas 𝑅𝑖 < 0 Estratificação instável Tabela 2. Caracterização de fluxo por número de Richardson. 2.8. Bacias Hidrográficas de Moçambique De acordo com Carlo & Martorano, (2022) em Moçambique é um país a jusante, partilhando nove (9) das quinze (15) bacias hidrográficas internacionais da região da (Comunidade para o Desenvolvimento da Afica Austral (SADC). Segundo ENDRH, (2007) cite em Carlo & Martorano, (2022)Os rios são os maiores transportadores dos principais recursos hídricos do país, dos quais mais de 50% são originados nos países a montante. São de notar as diferenças que se verificam entre regiões no que se refere à variação da precipitação, período húmido e seco e de ano para ano com cheias e secas. De acordo com dados disponíveis, o escoamento superficial total é de cerca 216 km³/ano, dos quais cerca de 100 km³ (46%) são gerados no país. Moçambique é vulnerável aos desastres causados pelas irregularidades climáticas, com uma forte incidência de fenómenos como secas, cheias e ciclones causando impacto negativo no desenvolvimento social e económico. Os desafios em Moçambique na gestão e desenvolvimento dos recursos hídricos incluem o gerenciamento da água potável e melhorias no saneamento, água para segurança alimentar e desenvolvimento rural, prevenção da poluição da água, e conservação dos ecossistemas, mitigação dos desastres e gestão dos riscos, gestão dos recursos hídricos transfronteiriços e partilhas dos benefícios. Torna-se importante a contribuição deste trabalho para monitoramento e diagnóstico das bacias hidrográficas nas áreas estudadas, podendo ser uma ferramenta de planejamento e contribuição na tomada de decisão sobre o desenvolvimento de atividades conservando os recursos hídricos (Carlo & Martorano, 2022). 21 Figura 9. Bacias Hidrográficas de Moçambique . Fonte : Autor 2.9.Morfometria da bacia hidrográfica De posse dos resultados obtidos por meio das cartas topográficas, diferentes características físicas da bacia hidrográfica em estudo foram comparadas, tais como: área da bacia; perímetro; coeficiente de compacidade; factor de forma; índice de circularidade; declividade; altitude; densidade de drenagem e ordem dos cursos de água. O coeficiente de compacidade (Kc) obtido pela Eq. abaixo, relaciona a forma da bacia com um círculo e constitui a relação entre o perímetro da bacia e a circunferência de um círculo de área igual à da bacia (Oliveira, Sobrinho, Steffen, & Rodrigues, 2010). 22 Kc = 0,28. P √A Equação 5 onde: Kc – coeficiente de compacidade P – perímetro da bacia, m A – área de drenagem, 𝑚2 Bacias hidrográficas cuja forma se aproxima à de um circulo, tendem a proporcionar a conversão do escoamento superficial para um trecho pequeno do rio principal; assim quanto mais próximo a 1 for este índice maior a potencialidade de picos de enchentes na bacia hidrográfica. O fator de forma(F) relaciona a forma da bacia com a de um retângulo, correspondendo à razão entre a largura média e o comprimento axial da bacia . F = A L2 Equação 6 em que: F – fator de forma A – área de drenagem, 𝑚2 L – comprimento do eixo da bacia, 𝑚 Uma bacia com F baixo possui menor propensão a enchentes que outra com a mesma área mas com F maior, em virtude de que em uma bacia estreita e longa (F baixo), ocorre menor possibilidade de ocorrência de chuvas intensas cobrindo, simultaneamente, toda a sua extensão (Oliveira, Sobrinho, Steffen, & Rodrigues, 2010). Segundo Cardoso et al. (2006), simultaneamente ao Kc, o índice de circularidade (IC) tende para a unidade à medida em que a bacia se aproxima da forma circular e diminui sempre que a forma se torna alongada. No cálculo do IC utilizou-se a Equação abaixo. Ic = 12.57.A P2 Equação 7 em que: IC – índice de circularidade A – área de drenagem, 𝑚2 P – perímetro, m 23 A rede hidrográfica foi ordenada de acordo com Strahler (1957), que considera todos os canais sem tributários como de primeira ordem; os canais de segunda ordem, por outro lado, se originam da confluência de dois canais de primeira ordem; os de terceira ordem, por sua vez, se formam pela junção de canais de ordem 2. A declividade do terreno consiste entre variação de altitude entre dois pontos do terreno e a distância horizontal que os separa. Na obtenção dos dados de declividade utilizaram se os MDE gerados a partir das diferentes base de dados cxartas topográficas e se aplicou a função slope disponível na extensão Spatial Analyst do ArcGIS 10.5. A densidade de drenagem (Dd) indica o nível de desenvolvimento do sistema de drenagem de uma bacia hidrográfica, fornecendo uma indicação da sua eficiência. O cálculo de Dd é expresso pela relação entre o somatório do comprimento total dos canais com a área da bacia de drenagem (Eq. 4). em que: Dd = Lt A Equação 8 Dd – densidade de drenagem, km 𝑘𝑚−2 Lt – comprimento total de todos os canais, 𝑘𝑚 A – área de drenagem, 𝑘𝑚. 2.10. Mitigação de desastres Situação actual Moçambique é um país altamente vulnerável a desastres naturais (cheias e secas), que não podem ser ignorados no processo de planificação estratégica de desenvolvimento pelos impactos negativos que têm criado na vida das populações e nas infra-estruturas sociais e económicas, (DNGH, 2017). O país tem experimentado períodos cíclicos de cheias e secas que estão a tornar-se cada vez mais frequentes e intensos e atendendo e considerando que existem muitos assentamentos populacionais e infraestruturas sociais e económicas vulneráveis a cheias, inundações e secas, há uma necessidade de abordar esta questão em ambas vertentes, medidas estruturais e não estruturais. (DNGH, 2017) No objectivo de aumento de armazenamento, espera-se que as infra-estruturas projectadas neste âmbito, contribuam estruturalmente para a mitigação dos desastres. Mais ainda, em algumas áreas específicas há necessidade de medidas de protecção estrutural adicional contra cheias (reabilitar e/ou construir á diques de protecção),(DNGH, 2017). 24 Por outro lado, a área de recursos hídricos deve também considerar medidas não estruturais robustas de apoio as decisões quer de mitigação de impactos de cheias inevitáveis, quer de planificação antecipada para períodos de secas previstas. Das 21 bacias principais, 13 foram identificadas com as mais vulneráveis a desastres naturais e com consequências mais agravadas para pessoas e infra-estruturas (DNGH, 2017). Destas 13 bacias, 6 delas encontram-se numa fase avançada de desenvolvimento de sistemas de partilha de dados com os países vizinhos com os quais Moçambique compartilha as bacias hidrográficas e com sistemas de avisos prévios de cheias, nomeadamente Umbeluzi, Incomáti, Maputo, Limpopo, Pungoe e Zambeze. Destas, 8 foram identificadas como prioritárias para medidas estruturais de protecção adicional contra cheias (DNGH, 2017). 2.11. Acções Estratégicas Propostas Aumento da capacidade de armazenamento: será priorizado o desenvolvimento mais integrado das infra-estruturas hidráulicas estratégias para usos múltiplos, sempre que isso se mostre viável, para simplificar o processo de sua planificação, financiamento e gestão. Prioridade será dada às satisfações das necessidades básicas nas áreas críticas. As infra-estruturas propostas por ordem de prioridade por região são: reabilitação de Chipembe e construção de Megaruma e Luatize (Região Norte); construção de Mutalele, Mugeba e Lúrio (Região Centro-Norte); construção de Rovubwe e Luía (Região do Zambeze), construção de Nhacangale e Massangena (região Centro) e reabilitação de Corrumana e construção de Moamba Major, 3 fronteiras, Mapai, Movene e Tembe. Estas acções serão complementadas pela construção combinada de 100 represas e reservatórios escavados para usos e situações específicas (DNGH, 2017). Prevenção e mitigação de impactos de eventos extremos: assegurar que nas 13 bacias mais críticas do país (Rovuma/Lugela, Messalo, Orla Marítima, Licungo, Lúrio, Zambeze, Pungoe, Búzi, Save, Limpopo, Incomáti, Umbeluzi e Maputo) sejam estabelecidos de forma graduais sistemas completos de prevenção de desastres (cheias e secas) eficientes, em coordenação com os países ribeirinhos de montante. Estas incluem o desenvolvimento e implementação para cada bacia de modelos hidráulicos de cheias e de secas e os respectivos sistemas de aviso prévio de cheias e secas, identificar e implementar medidas para melhorar o uso de solos nas áreas potenciais de inundações dando espaço aos curso de água, incluindo onde aplicável a construção de reservatórios de respiração e encaixe de cheias. Para a situação específica das bacias do Licungo, Zambeze, Pungoe, 25 Búzi, Save, Limpopo, Incomáti e Maputo onde já se encontram assentamentos significativos em áreas potenciais a cheias e inundações, propõe-se a construção de um total de 333km de diques de protecção. Melhoria da cobertura da rede de monitoria: expandir a rede hidrométrica pela construção de 333 estações hidrométricas adicionais de modo a alcançar a rede óptima e apoiar outros sectores no estabelecimento de outros instrumentos de monitoria hidriclimatológica necessária até 2030. As principais finalidades das estações são: operação de infra-estruturas hidráulicas (110), previsão de cheias (122), balanço hídrico (36), monitoria de escoamento transfronteiriço (11), monitoria da água subterrânea (24) e monitoria de qualidade da água (30). A sua distribuição por regiões hidrológicas.Introduzir tecnologias modernas, com a utilização de registos digitais, informação via satélite, telemetria e radar, para aumentar a cobertura e a frequência das medições (DNGH, 2017). Desenvolvimento de instrumentos de gestão: prosseguir com o desenvolvimento dos planos e estratégias de modo que até em 2030 as 21 bacias estratégicas principais do país tenham os planos e as respectivas estratégias de investimentos elaborados e actualizados e promover práticas de gestão da demanda de recursos hídricos, tanto nas zonas urbanas como rurais, tomando em consideração a utilização eficiente e sustentável, bem como a conservação do recurso. Os planos a serem elaborados são: Norte - Messalo, Montepuez, Megaruma e Rovuma; Centro-Norte - Licungo, Lúrio, Malema, Lugela, Meluli, Monapo e Mecuburi; Zambeze - Zambeze; Centro - Pungoe, Búzi e Save; e Sul - Umbeluzi, Maputo, Incomáti, Limpopo, Inhanombe e Guvuro. Implementaçãoda estratégia de cooperação internacional: assegurar uma cooperação internacional e regional eficiente e efectiva sobre os cursos de água compartilhados no âmbito da SADC, pelo estabelecimento e operacionalização de todos os instrumentos básicos de cooperação definidos nos protocolos regionais. Reforçar as capacidades das administrações regionais com cursos de água compartilhados, com pessoal e recursos materiais necessários de modo a implementarem a agenda 2030 para cooperação internacional com os países ribeirinhos a montante. As acções específicas incluem a elaboração das estratégias integradas de GIRH para as bacias que ainda não as têm, assinatura de acordos de partilha de recursos hídricos e estabelecimento e operacionalização das instituições transfronteiriças para a implementação dos acordos. No total será elaborada 1 estratégia, assinados 4 acordos e estabelecidas 3 instituições (DNGH, 2017). 26 Consolidação da gestão descentralizada dos recursos hídricos: estabelecer e operacionalizar as 5 Unidades de Gestão de Bacias Hidrográficas ainda em falta; criar e operacionalizar 9 Comités em falta (como detalhado na tabela 2), consolidar o quadro, principalmente através da melhoria dos recursos humanos e materiais para melhorar o desempenho a todos os níveis e com particular atenção para a gestão operacional (DNGH, 2017). Melhorar a sustentabilidade das instituições: Os objectivos da área para 2030 são os de gradualmente aumentar a arrecadação de receitas das instituições de gestão operacional através das taxas de uso da água bruta, taxas de descargas de efluentes e outras receitas próprias. O objectivo global médio é melhorar a cobertura de custos operacionais dos actuais 35% para cerca de 60% em 2030. Para que estes objectivos sejam alcançados algumas acções específicas propostas incluem a melhoria do registo e cadastramento dos utentes, consolidação do quadro legal, incluindo a revisão da legislação pertinente, garantir a fiabilidade da provisão da água aos utentes com medidas de regularização dos escoamentos por meios estruturais, provisão regular de informação relevante e envolvimento dos utentes na gestão da bacia (DNGH, 2017). 27 Capitulo III. Metodologia Localização e caracterização da área de estudo O rio Incomati ou Komati, é um rio internacional que nasce na província sul-africana de Mpumalanga. Discorre para o leste, descendo por uma planície cortando um vale de 900 metros de profundidade no noroeste de Essuatíni antes de atingir a Cordilheira Lebombo. Neste ponto se une ao Rio Crocodile e corta outro vale - o de Komatipoort, de 210 metros de profundidade - através da cordilheira. Atravessa a fronteira de Moçambique em Ressano Garcia e desemboca ao Oceano Índico na parte norte da Baía de Maputo (https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Incomati ). Figura 10: Localização da bacia de Incomáti. Fonte: Autor Em Moçambique, a bacia do rio Incomáti ocupa uma área de 6.692 km2 e o comprimento do rio principal é de cerca de 280 km. O clima varia de tropical húmido de savana na região costeira a tropical seco de estepe nas regiões oeste e central (Muaievel, 2011). A temperatura média anual varia de 22,4ºC a 23,9ºC. Valores altos da precipitação registram-se na região costeira, decrescendo em direção à região Oeste, com média total anual de cerca de 650 mm. É importante mencionar que observa-se um déficit entre a precipitação e a evaporação potencial (http://www.ara- sul.co.mz/subindex.asp?lang=pt&page=ugbi ) https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81frica_do_Sul https://pt.wikipedia.org/wiki/Mpumalanga https://pt.wikipedia.org/wiki/Plan%C3%ADcie https://pt.wikipedia.org/wiki/Metro https://pt.wikipedia.org/wiki/Essuat%C3%ADni https://pt.wikipedia.org/wiki/Cordilheira_Lebombo https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Crocodile_(Mpumalanga) https://pt.wikipedia.org/wiki/Komatipoort https://pt.wikipedia.org/wiki/Mo%C3%A7ambique https://pt.wikipedia.org/wiki/Ressano_Garcia_(Mo%C3%A7ambique) https://pt.wikipedia.org/wiki/Oceano_%C3%8Dndico https://pt.wikipedia.org/wiki/Ba%C3%ADa_de_Maputo https://pt.wikipedia.org/wiki/Ba%C3%ADa_de_Maputo https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Incomati http://www.ara-sul.co.mz/subindex.asp?lang=pt&page=ugbi http://www.ara-sul.co.mz/subindex.asp?lang=pt&page=ugbi 28 Figura 11: Principais sub-bacias da bacia de Incomáti. Fonte: Vaz e Van (2003) 29 Figura 12: Bacias Africanas: Fonte: Autor O escoamento médio anual total gerado na sub-bacia do rio Incomáti corresponde a cerca de 80% do total gerado em território moçambicano e a 3,7 % do escoamento total gerado na bacia transfronteiriça do rio Incomáti (Muaievel, 2011). 30 Distribuição por sub-bacias das áreas do Incomáti Rio Africa do Sul (𝑘𝑚2) Moçambique (𝑘𝑚2) Swazilândia (𝑘𝑚2) Total (𝒌𝒎𝟐) Komati 8500 6000 2600 𝟏𝟕𝟏𝟎𝟎 Incomáti 10500 - - 𝟏𝟎𝟓𝟎𝟎 Crocodile 6400 700 - 𝟕𝟏𝟎𝟎 Sabié 3300 8200 - 𝟏𝟏𝟓𝟎𝟎 Total 𝟐𝟖𝟕𝟎𝟎 𝟐𝟔𝟎𝟎 𝟏𝟒𝟗𝟎𝟎 𝟒𝟔𝟐𝟎𝟎 Tabela 3. Distribuição por sub-bacias das áreas do Incomati. Fonte: (Macuiane, 2003) 3.1.Clima e Hidrografia No distrito de Manhiça o clima predominante é tropical húmido no litoral e tropical seco à medida que se entra para o interior do distrito. A precipitação é de 807mm, concentrada nos meses de Dezembro a Fevereiro. A temperatura média anual é de 23º C. O distrito de Marracuene tem o clima tropical chuvoso pela proximidade do mar. Caracteriza-se por temperaturas quentes com um valor médio anual superior a 20º C. A precipitação é moderada, a estação chuvosa vai de Outubro a Abril (MAE, 2005) 3.1.1. Geologia Geologia O distrito de Manhiça possui solos de fertilidade média, com uma zona alta, de sedimentos arenosos eólicos e uma zona de dunas costeiras e planície aluvionar ao longo do rio Incomáti com solos argilosos de textura estratificada (MAE, 2005) A zona alta do distrito de Marracuene é constituída principalmente por sedimentos arenosos eólicos (a ocidente e ao longo da costa) com ocorrência de areias siliciosas (MAE, 2005). 3.1.2. Agricultura A agricultura no distrito de Manhiça é praticada em explorações familiares que se dedicam principalmente ao cultivo de milho, batata-doce, amendoim, feijão, banana, mandioca e arroz. A exploração privada do distrito é dominada pelas açucareiras da Maragra e de Xinavane, que ocupam uma área de 20mil hectares de cana-de-açucar (MAE, 2005). No distrito de Marracuene a agricultura é a base da economia distrital, tendo como principais culturas, hortícolas, arroz, milho, batata-doce e banana (MAE, 2005). 31 3.2.População na costa da Bacia de Incomáti É esperado que o abastecimento de água fique aquém do esperado se a população continuar a crescer ao ritmo actual de 1.8- 2% ao ano 3.3.Método de Thiessen Esse método foi utilizado para determinar a precipitação média da BHI (Bacia Hidrográfica de Incomáti) associado às linhas cumeadas, ou divisores de água, delimitadas, onde foi gerada uma média ponderada dos índices pluviométricos registrados pelos pluviômetros diretamente proporcional à área de influência da bacia levando em consideração a distribuição espacial desuniforme das estações de coleta de dados, desprezando a relação topográfica da região (Silva, Anjos, Gomes, Bezerra, & Guimarães, 2020). O Método de Thiessen (1911) consistiu em unir as estações por trechos retilíneos açando linhas perpendiculares a esses trechos sobre a mediatriz da linha que liga as estações. Logo depois foram alongadas essas linhas perpendiculares até encontrar outra mediatriz, (Silva, Anjos, Gomes, Bezerra, & Guimarães, 2020). A partir de imagens SRTM, o software Global Mapper em sua versão 20.1 foi usado para delimitar as linhas cumeadas com base no relevo do terreno, entende-se como linha cumeada, partes do relevo com altitude maisalta em relação ao seu entorno, sendo estas o ponto mais alto nas montanhas, sendo considerados divisores de águas para delimitação de bacias hidrográficas. 32 A partir destes dados realizou-se a delimitação da área de influência de cada estação pluviométrica, usando também o relevo como fator limitante. O polígono de Thiessen foi formado pela interseção das linhas das mediatrizes, correspondendo à área de influência de cada estação. Essa área de influência possuiu um peso perante a área total, expresso pela Equação 1: 𝑊𝑖 = 𝐴𝑖 𝐴 Equação 9 Onde: 𝑊𝑖= foi o factor de peso; 𝐴𝑖 = foi a área de influência da estação; 𝐴 = foi a área total da bacia hidrográfica. Para o cálculo da precipitação média na área da BHI foi expressa pela seguinte Equação 2: 𝑃𝑀 = ∑ 𝐴𝑖.𝑃𝑖 𝐴 Equação 10 Onde: Pm = foi a precipitação média na bacia (mm); Pi = foi a precipitação na estação (mm); Ai = foi a área de influência da estação; A = foi a área total da bacia. Figura 13: Imagem de Satélite, usada para determinar a precipitação na bacia de Incomáti processado por software FIT Toll 33 3.4.Descrição da Metodologia O presente trabalho é um estudo de caso que descreve grau de inundação na cidade de Maputo. Tratando- se de uma pesquisa qualitativa e quantitativa (mista) , descritiva, exploratória, buscou-se no aprofundamento das área que apresenta maior risco de inundações na cidade de Maputo e os mesmos dados foram manipulados através de software SIG 10.5. 3.5.Fontes de dados Os dados usados foram obtidos na Direcção Nacional de Gestão dos Recursos Hídricos (DNGRH), recomendado por Prof. Dr. Agostinho Vilanculos. 3.6.Processamento e Análise dos Dados Para processamento e analise dos dados foi usado o software SIG 10.5. Onde foram criados mapas dos factores que contribuem para ocorrência de inundações na cidade de Maputo, sendo como: Mapa de elevação, solo, ocupação da terra, áreas administrativas ou seja limites de bairros e precipitação. Também foi usado o Fit Tool, para processamento da precipitação e vinde em anexo a foto . 34 Figura 14. FIT Tool 35 Figura 15: A precipitação na Bacia de Incomáti no período de JFM de 2023. Fonte : Autor 3.7.Cálculo de Volume na Bacia de Incomáti Vazão ou caudal é o volume de determinado fluido que passa por uma determinada seção de um conduto livre ou forçado, por uma unidade de tempo. Ou seja, vazão é a rapidez com a qual um volume escoa. 𝑉 = 𝑄. ∆𝑡 [ 𝑚3 𝑠 ] Equação 11 Para a situação da bacia, usou -se a seguinte expressão: 𝑉 = 𝑃𝑀. 𝐴𝑖 Equação 12 Associando a equação 2, substituindo em Eq.4, teremos: 36 𝑉 = ∑ 𝐴𝑖.𝑃𝑖 𝐴 . 𝐴𝑖 Equação 13 37 Capitulo IV. Resultados e Discussão Tendo em consideração o primeiro objectivo específico, determinou se a precipitação média mensal de acordo com os seguintes dados: Pmar Papr Pmay Pjun Pjul Paug Psep Poct Pnov Pdec Pann 105 45 25 21 20 15 28 37 87 105 721 108 49 27 23 23 17 31 41 91 112 742 124 67 42 42 32 27 35 49 88 115 900 95 56 23 15 13 11 31 53 99 116 758 Total 432 217 117 101 88 70 125 180 365 448 3121 Quadro 1. Precipitação Sazonal de 2023 na Bacia de Incomáti. Fonte Autor Quadro 2. Área na bacia de Incomáti, tendo em consideração o polígono de Thiessen Shape_Area 0.187793658 0.427114637 0.281523148 0.393767715 Total 1 38 Figura 16. Diagrama de Precipitação Sazonal para 2023 na Bacia de Incomáti. Fonte Autor Associando os dados de precipitação e área foi possível terminar 𝑊𝑖 de acordo com as equações 9 e 10 e foi de 3121 𝑚𝑚. Essa quantidade de precipitação, tendo em consideração a morfologia da bacia de Incomáti o nível de risco de inundação nas áreas em causa é muito menor. Apesar da precipitação media mensal estivesse acima da precipitação sazonal mensal ela não mostra perigo de enchimento no período estabelecido. Para cálculo de volume médio de afluente da albufeira dos meses mais chuvosos, o valor foi de 4026711.572𝑚3. Este valor foi determinado a partir da equação 12 e foi necessário converter os valores de área para 𝑚2 e precipitação para 𝑚. 0 100 200 300 400 500 600 Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Juh Julh Agos Set Precipitação sazonal de 2023 Prec 39 O valor mostra que a bacia de Incomáti na época chuvosa, a probabilidade de enchimento é muito maior, principalmente com as águas proveniente nos países vizinhos, aumenta a possibilidade de ocorrência de cheias. 40 Considerando o terceiro objectivo especifico e observando na figura abaixo, pode se concluir : Para bacia de Incomáti a probabilidade de enchimento no período de JFM de 2023 é muito menor ou seja é baixo. Dizer que não foi possível determinar a precipitação somente para a região da bacia. A analise esta sendo feita olhando a precipitação da correspondente ao local onde se encontra a bacia de Incomáti. Comparando as conclusões tendo em consideração a figura 14, nota-se que é improvável estimar a precipitação somente a região onde se localiza a bacia. Figura 17. Precipitação sazonal de JFM de 2023, na bacia de Incomáti . Fonte: Autor 41 Capitulo V. Conclusão e Recomendações Tendo em conta a primeira questão de pesquisa, verificou se que a precipitação média mensal na bacia de Incomáti ela varia em áreas. Verificando o polígono de Thiessen, isso mostra se com mais clareza. Essa precipitação só pode ser avaliada duma forma mais estendida. O método é mais preciso para cálculo da precipitação média a margem de erro é de 0,02. Na segunda questão, verifica-se que o volume da bacia de Incomáti é mais elevado no período chuvoso e o valor foi comparado com o resultado estabelecido na literatura. A época chuvosa mostra uma ameaça para as bacias da terra, e sua transformação tendo em consideração as mudanças climáticas, tem ocorrendo com mais frequência a nível nacional. E isso trona preocupação para MGRH, no controle de todas bacias. No que concerne a terceira questão de pesquisa, verifica-se que na região onde se encontra a bacia de Incomáti a precipitação para período de JFM de 20023, é baixo com a tendência de mais baixo. Isso mostra que a bacia de Incomáti não mostra ameaça. Como recomendação, o mesmo trabalho de género deveria ser feito com mais frequência na região centro do pais, visto que os eventos climáticos de grande magnitude têm ocorrido a probabilidade muito maior nessa região. 42 Referencias Bibliográficas Andrade, N. L., Xavier, F. V., Alves, E. C., Silveira, A., & Oliveira, C. U. (2008). Caracterização Morfometrica e Pluviometrica da Bacia do Rio Manso. Revista UNESP. https://watereview.ucdavis.edu/data/lda/corpora/pt_article_listings.txt Arrone, P. H., Amorim, R. R., Macarringue, L. S., & Ombe, Z. A. (2021). Análise da fragilidade ambiental na bacia hidrográfica do rio pungue, região central de Moçambique. 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