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CENTRO UNIVERSITÁRIO FAVENI HIDROGEOGRAFIA GUARULHOS – SP 1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 4 2 INTRODUÇÃO À HIDROGEOGRAFIA ................................................................... 5 2.1 O desenvolvimento das cidades nas planícies de inundação ............................. 5 3 BACIA HIDROGRÁFICA ......................................................................................... 7 3.1 Conceitos relacionados às bacias hidrográficas ................................................. 8 3.2 Conceitos relacionados às características físicas da bacia ................................ 9 3.3 Bacia hidrográfica: conceito e classificações .................................................... 10 3.4 Características das redes fluviais ..................................................................... 15 3.5 Aspectos morfométricos das bacias hidrográficas ............................................ 18 3.6 A Geografia das principais bacias hidrográficas do Brasil ................................ 21 3.7 Impactos ambientais nas bacias hidrográficas brasileiras: causas e consequências .......................................................................................................... 27 3.7.1 Dez rios mais poluídos do Brasil ..................................................................... 31 3.8 Os comitês de bacias hidrográfica e a gestão dos recursos hídricos no Brasil 32 3.9 A importância das bacias e sua influência no cotidiano .................................... 38 4 OS RECURSOS HÍDRICOS NO BRASIL ............................................................. 39 4.1 Distribuição da água no planeta........................................................................ 39 4.2 Classes de água ............................................................................................... 42 4.3 Impactos antrópicos nos recursos hídricos ....................................................... 45 4.4 Tipos de poluição .............................................................................................. 46 4.4.1 Poluição térmica ............................................................................................. 46 4.4.2 Poluição biológica ........................................................................................... 47 4.4.3 Poluição química ............................................................................................ 48 4.4.4 Poluição sedimentar ....................................................................................... 49 2 4.5 Instrumentos para minimização dos impactos .................................................. 51 4.6 Poluição dos recursos hídricos ......................................................................... 52 4.6.1 Eutrofização .................................................................................................... 52 4.6.2 Assoreamento ................................................................................................. 54 5 CICLO HIDROLÓGICO ......................................................................................... 55 5.1 Principais processos do ciclo hidrológico .......................................................... 56 5.2 Precipitação e entrada de água no ciclo hidrológico ......................................... 58 5.3 Balanço hídrico: mensuração do ciclo da água................................................. 62 6 LIMNOLOGIA ........................................................................................................ 67 6.1 História, importância e desenvolvimento. ......................................................... 67 6.2 Definição ........................................................................................................... 68 6.3 A Limnologia no Brasil ...................................................................................... 69 6.4 A água: ocorrência, qualidade, caracterização e classificação. ........................ 71 6.5 Qualidade da água ............................................................................................ 73 6.6 Classificação das Águas Interiores ou Continentais ......................................... 74 6.6.1 Quanto à hidromecânica ................................................................................. 74 6.6.2 Quanto à origem ............................................................................................. 75 6.6.3 Quanto à natureza química ............................................................................. 76 6.6.4 Quanto à periodicidade ................................................................................... 76 6.7 Lagos: origem, tipos e distribuição geográfica .................................................. 77 6.8 Agentes da natureza formadores de águas lênticas ......................................... 79 6.9 Açudes e reservatórios do Brasil ...................................................................... 79 7 AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS E OS RECURSOS HÍDRICOS ............................ 80 7.1 Mudanças climáticas ......................................................................................... 81 7.2 O Brasil no meio de tudo isso ........................................................................... 85 7.3 Os oceanos e o gás carbônico.......................................................................... 86 3 7.4 A dinâmica dos mares e a ocupação de áreas litorâneas ................................. 89 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 91 4 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta, para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 5 2 INTRODUÇÃO À HIDROGEOGRAFIA Hidrogeografia é o ramo da Geografia que realiza estudos sobre toda a água existente na superfície terrestre, como lagos, oceanos, rios, mares, além das águas subterrâneas. O planeta é formado por mais de 97% de água e compreende um volume de aproximadamente 1.400.000.000 km³. Sendo assim, a hidrogeografia é a responsável por analisar os diversos aspectos de toda essa água, como a formação e características dos rios, a geomorfologia, a distribuição da água doce, a morfologia das águas oceânicas, a geomorfologia fluvial, as bacias hidrográficas, entre outros. A sua relevância resulta, principalmente, da contribuição para a realização de projetos de potencial energético, como a construção de usinas, da elaboração de planejamentos para o uso racional de recursos hídricos e do conhecimento sobre questões ligadas aos biomas aquáticos (SAGAH, 2018). Fonte de: www.agenciabrasil.ebc.com.br2.1 O desenvolvimento das cidades nas planícies de inundação As planícies de inundação atraem assentamentos humanos desde o começo da civilização. Elas são lugares naturais para os assentamentos urbanos, porque combinam fácil transporte hidroviário com acesso a terras férteis e agricultáveis. Tais lugares, entretanto, estão sujeitos às inundações que formaram as planícies de 6 inundação. Pequenas inundações são comuns e geralmente causam poucos danos, mas os episódios de maior proporção que ocorrem com intervalo de algumas décadas podem ser bastante destrutivos. Há cerca de 4 mil anos, as cidades começaram a se estabelecer nas planícies de inundação ao longo do rio Nilo, no Egito, nas terras da antiga Mesopotâmia, entre os rios Tigre e Eufrates, e, na Ásia, ao longo do rio Indo, na Índia, e do Yang-Tsé e Huang Ho (Amarelo), na China. Posteriormente, muitas das capitais da Europa foram construídas sobre planícies de inundação: Roma, na margem do Tibre; Londres, ao longo do rio Tâmisa; e Paris, junto ao Sena. Entre as cidades da América do Norte construídas em planícies de inundação, podem ser citadas Saint Louis, ao longo do rio Mississippi; Cincinnati, junto ao rio Ohio; e Montreal, margeando o rio Saint Lawrence. As enchentes periodicamente destruíram partes dessas cidades antigas e modernas que se localizavam nas regiões mais baixas das planícies de inundação, mas seus habitantes sempre as reconstruíram (GROTZINGER; JORDAN, 2013). Atualmente, muitas das maiores cidades estão protegidas por diques artificiais que reforçam e elevam os diques naturais dos rios. Além disso, sistemas extensivos de barragens podem ajudar a controlar as inundações que afetam essas cidades, mas são incapazes de eliminar completamente os riscos. Em 1973, o Mississippi causou sérios problemas em uma enchente que durou 77 dias consecutivos em Saint Louis, Missouri (EUA). O rio alcançou uma altura recorde de 4,03 m acima do nível de inundação. Em 1993, o Mississippi e seus tributários saíram novamente de seus leitos e ultrapassaram os registros mais antigos, resultando em uma devastadora enchente, a segunda pior da história dos Estados Unidos, como foi oficialmente considerada (atrás da enchente de Nova Orleans causada pela elevação da maré que se seguiu ao furacão Katrina em 2005). Essa cheia ocasionou 487 mortes e prejuízos materiais de mais de 15 bilhões de dólares. Em Saint Louis, o Mississippi ficou acima do nível normal durante 144 dos 183 dias que existem entre abril e setembro. Um resultado inesperado dessa inundação foi a dispersão de poluentes, que ocorreu quando a água da cheia lavou os agrotóxicos das fazendas e depositou-os nas áreas inundadas. Descobrir como proteger a sociedade contra inundações apresenta alguns problemas complexos. 7 Alguns geólogos acreditam que a construção de diques artificiais para confinar o Mississippi contribuiu para que a inundação atingisse níveis tão elevados. O rio não pode mais erodir suas margens e alargar seu canal para acomodar parte da quantidade adicional de água que flui durante os períodos de maior vazão. Além floresceram há milhares de anos. Atualmente, a grande e larga planície de inundação do Ganges, no norte da Índia, continua a ter um papel importante na vida e na agricultura daquele país. Muitas cidades antigas e modernas estão localizadas em planícies de inundação (Grotzinger e Jordan, 2013). 3 BACIA HIDROGRÁFICA A bacia hidrográfica é uma área do terreno limitada por um divisor de águas, elevação entre dois rios, que possui uma crista ou terreno alto onde escoa a água da chuva para uma rede de rios que a drenam. Fonte de: www.sobratema.org.br A bacia hidrográfica pode ser pequena ou possuir uma grande região, drenada por um rio principal e seus tributários. Por um terreno em declive, a água de diversas fontes como rios, ribeirões, córregos e outros desaguam em um determinado rio, formando, assim, uma bacia hidrográfica. Dessa forma, uma bacia hidrográfica é formada por um rio principal, podendo ser mais de um, e um conjunto de afluentes (cursos d’água menores) que desaguam no rio principal. 8 A bacia hidrográfica é uma unidade territorial muito importante nos estudos ambientais, sobretudo os que envolvem questões hidrológicas. É sobre a bacia que desenvolvemos nossas atividades e que transformamos os espaços, os quais refletem diretamente na condição ambiental da bacia e, consequentemente, de seus rios (SAGAH, 2018). 3.1 Conceitos relacionados às bacias hidrográficas A seguir, você verá os principais conceitos relacionados às bacias hidrográficas. Tributário ou afluente: rio menor que desagua nos rios com maiores hidrografias. Sub-bacias e microbacias: as sub-bacias são áreas de drenagem dos tributários do curso d’água principal, possuem áreas maiores que 100 km² e menores que 700 km². A microbacia possui toda sua área com drenagem direta ao curso principal de uma sub-bacia, várias microbacias formam uma sub- bacia, que possuem a área inferior a 100 km². Curvas de nível: são linhas que representam a altitude de um terreno. As curvas de nível constituem a forma mais utilizada para representação do relevo nas cartas, mapas e plantas topográficas. Pontos cotados: são a projeção ortogonal de um ponto do terreno no plano da carta com a indicação de sua altitude. São usados em pontos notáveis do terreno, como topos de morros e fundos de vales. Divisor de água ou interflúvios: linha que representa os limites da bacia, determinando o sentido de fluxo da rede de drenagem e a própria área de captação da bacia hidrográfica. Declividade: é a inclinação da superfície do terreno em relação ao plano horizontal. Vertente: qualquer superfície que possua uma inclinação superior a 2°, ângulo suficiente para haver escoamento da água. Leito fluvial: é o canal de escoamento de um rio. Leito da vazante: região mais baixa da bacia hidrográfica, onde o rio escoa em época de seca, ou seja, com sua menor vazão anual. 9 Leito menor: é o leito do rio propriamente dito, por ser bem encaixado e delimitado, caracterizando-se também como a área de ocupação da água em época de cheia. Leito maior: denominado também como planície de inundação, é nessa área que ocorrem as cheias mais elevadas, denominadas enchentes. 3.2 Conceitos relacionados às características físicas da bacia Os itens a seguir apresentam os conceitos relacionados às características físicas de bacia hidrográfica (SAGAH, 2018). Área de drenagem: é a área plana e seus divisores topográficos. A área de uma bacia é o elemento básico para o cálculo das outras características físicas. Forma da bacia: tem efeito sobre o comportamento hidrológico da bacia. Igualmente importante, é o formato da bacia hidrográfica, que geralmente apresentam duas formas básicas, com tendência a serem circulares ou alongadas. A forma circular tem tendência de promover maior concentração da enxurrada em um trecho menor do canal principal da bacia, promovendo vazões maiores e adiantadas, ao passo que a forma alongada produz maior distribuição da enxurrada ao longo do canal principal, amenizando, portanto, as vazões e retardando as vazões máximas. Rede de drenagem: a rede de drenagem é um conjunto de canais de escoamento inter-relacionados que formam a bacia hidrográfica. Esses canais são dispostos em hierarquias, rios de primeira ordem, rios de segunda ordem e, assim, sucessivamente. Os rios de primeira ordem correspondem às nascentes, onde o volume de água ainda é baixo. Os rios de segunda ordem correspondem à junção de dois rios de primeira ordem e os rios de terceira ordem, a junção de dois rios de segunda ordem. Características do relevo da bacia: o relevo de uma bacia hidrográfica influencia os fatores meteorológicos e hidrológicos,pois a velocidade do escoamento superficial é determinada pela declividade do terreno, já a temperatura, a precipitação e a evaporação estão relacionadas à altitude da bacia. 10 Características geológicas: tem relação direta com a infiltração, armazenamento da água no solo e com a suscetibilidade de erosão dos solos. Características agroclimáticas: são caracterizadas principalmente pelo tipo de precipitação e pela cobertura vegetal. 3.3 Bacia hidrográfica: conceito e classificações A análise de uma bacia hidrográfica deve partir de uma visão sistêmica, capaz de medir a dinâmica e a interação entre os elementos, pois se trata de uma unidade complexa, de um espaço onde tudo está conectado por seu fluxo (Grotzinger e Jordan, 2013). De forma resumida, as bacias hidrográficas são unidades territoriais definidas por componentes do meio físico, essencialmente o relevo e a hidrografia, o que as diferencia das unidades administrativas, que são delimitadas por critérios políticos, administrativos, econômicos, etc. (Figura abaixo). Bacias hidrográficas são separadas pelo divisor de águas. Fonte: Grotzinger e Jordan (2013, p. 510). 11 Conforme Grotzinger e Jordan (2013), toda elevação entre dois rios, que meça poucos metros ou milhares, forma um divisor de águas, uma crista ou terreno alto de onde toda a água da chuva escoa, para um ou outro lado. Assim, uma bacia hidrográfica é uma área do terreno limitada por divisores que vertem toda sua água para a rede de rios que a drenam. Complementarmente, Borsato e Martoni (2004) definem bacia hidrográfica como uma área limitada por um divisor de águas, que a separa de outras bacias limítrofes e serve de captação natural da água de precipitações por meio de superfícies vertentes, que, por uma rede de drenagem, fazem convergir os escoamentos para a seção de exutório, ou foz, seu único ponto de saída. Por sua vez, Christofoletti (1980, p. 19) afirma que a bacia hidrográfica é entendida como “[...] uma área drenada por um determinado rio ou por um sistema fluvial, funcionando como um sistema aberto, em que ocorre a entrada e saída de energia e matéria”. Lima e Zakia (2000) também consideram as bacias hidrográficas sistemas abertos, que recebem energia por meio de agentes climáticos e perdem energia por meio do deflúvio, de forma que qualquer modificação no recebimento ou na liberação de energia pode acarretar uma mudança compensatória que tende a minimizar o efeito da modificação e restaurar o estado de equilíbrio dinâmico. As bacias hidrográficas são classificadas em quatro tipos, de acordo com o escoamento global, ou seja, com base no lugar onde deságuam (CHRISTOFOLETTI, 1980). 1. Exorreicas: quando o escoamento da bacia hidrográfica se dá diretamente no mar. 2. Endorreicas: quando o escoamento da bacia hidrográfica se dá internamente, desaguando em lagos, por exemplo. 3. Arreicas: quando não há qualquer estrutura de bacia hidrográfica ou padrão de drenagem, como ocorre em áreas desérticas. 4. Criptorreicas: quando as bacias hidrográficas são subterrâneas, como nas áreas cársicas. 12 É comum encontrarmos o termo sub-bacias, o qual se refere a bacias hidrográficas dentro de bacias maiores. Um exemplo é a bacia hidrográfica do Alto Tietê, cujas sub-bacias servem para definir unidades de planejamento, já que tratar da bacia inteira seria bastante complexo, por seu tamanho (Figura abaixo). Figura 2. Bacia hidrográfica do Alto Tietê e suas sub-bacias. Fonte: Militantes... (2015, documento on-line). Conforme Santos (2004, p. 40): [...] a adoção da bacia hidrográfica como unidade de planejamento é de aceitação universal. O critério de bacia hidrográfica é comumente usado porque constitui um sistema natural bem delimitado no espaço, composto por um conjunto de terras topograficamente drenadas por um curso d’água e seus afluentes, onde as interações, pelo menos físicas, são integradas e, assim, mais facilmente interpretadas. Esta unidade territorial é entendida como uma caixa preta, onde os fenômenos e interações podem ser interpretados, a priori, pelo input e output. Nesse sentido, são tratadas como unidades geográficas, onde os recursos naturais se integram. Além disso, constitui-se numa unidade espacial de fácil reconhecimento e caracterização. Sendo assim, é um limite nítido para ordenação territorial. 13 De acordo com Botelho e Silva (2004), a partir da década de 1990, a bacia hidrográfica passou a ter um maior significado como unidade de análise de planejamento ambiental, sendo possível avaliar, de forma integrada, as ações antrópicas no ambiente e as consequências disso para o equilíbrio hidrológico. Nesse contexto, as bacias hidrográficas são células básicas da análise ambiental, nas quais a visão sistêmica e integrada do ambiente está implícita: O fato é que a qualidade das águas superficiais tem sido afetada em muito pelas atividades produtivas ou por seus reflexos (poluição por esgotos, derramamentos acidentais de produtos tóxicos em vias de transporte, disposição inadequada de rejeitos sólidos, etc.). A bacia hidrográfica é justamente o palco dessas ações e degradações, refletindo sistemicamente todos os efeitos. A identificação da bacia como unificadora dos processos ambientais e das interferências humanas tem conduzido à aplicação do conceito de gestão de bacias hidrográficas, dando ao recorte destas um novo significado (LIMA, 2005, p. 179). Embora a bacia hidrográfica seja um sistema natural no qual o referencial é a água, não é um sistema ambiental único, pois leva em conta demais componentes da natureza, como o relevo, solo, fauna, flora, etc., e os componentes sociais, quando se considera as atividades econômicas e político-administrativas (ROSS; PRETTE, 1998). A própria Política Nacional de Recursos Hídricos, estabelecida pela Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997, reconhece, no art. 1º, a bacia hidrográfica como uma unidade territorial, que deve ser utilizada para os trabalhos que envolvem a temática dos recursos hídricos. 14 Com isso, é fundamental saber delimitar uma bacia hidrográfica, identificando o fluxo que a água percorre. Para delimitar uma bacia, deve-se seguir as etapas abaixo (SPERLING, 2007): 1. Definir o ponto inicial (exutório) a partir do qual será feita a delimitação da bacia. O exutório está situado na parte mais baixa do trecho do curso d’água principal. 2. Realizar a marcação do curso d’água principal e dos tributários (os quais cruzam as curvas de nível, das mais altas para as mais baixas, para a definição dos fundos de vale). 3. Iniciar a delimitação da bacia hidrográfica a partir do exutório, conectando os pontos mais elevados, com base nas curvas de nível. O limite da bacia circunda o curso d’água e as nascentes de seus tributários. 4. Verificar, nos topos dos morros, se a chuva que cai do lado de dentro do limite realmente escoará sobre o terreno rumo às partes baixas, cruzando perpendicularmente as curvas de nível em direção ao curso da água em estudo. Se a inclinação do terreno estiver voltada para a direção oposta das drenagens, é porque pertence a outra bacia. Dentro da bacia, poderá haver locais com cotas mais altas do que as cotas dos pontos que definem o divisor de águas da bacia. 5. Diferenciar os talvegues dos divisores de águas (Figura abaixo). Os talvegues são depressões (vales), representadas graficamente, onde as curvas de nível apresentam a curvatura contrária ao sentido da inclinação do terreno, indicando que, nesses locais, ocorre concentração de escoamento. Os divisores de água são representados pelo inverso de um talvegue, no qual as curvas de nível apresentam curvatura voltada para o sentido da inclinação do terreno, sobre a qual as águas escoam no sentido ortogonal às curvas em direção aos talvegues.15 Delimitação de uma bacia hidrográfica. Fonte: Adaptado de Sperling (2007). Para a geografia, é fundamental analisar a bacia hidrográfica de forma sistêmica, a partir de uma concepção geográfica, que possibilite entender não só o sistema hidrológico, mas como as formas de apropriação dos espaços influencia diretamente a qualidade ambiental da bacia. 3.4 Características das redes fluviais As redes fluviais podem ser classificadas de diferentes formas, de acordo com o padrão de drenagem, o comportamento das drenagens em relação ao substrato e a forma dos canais. Os padrões de drenagem são bastante característicos, tendo relação direta com o tipo de rocha e com a estrutura geológica do substrato em que se insere. Podem ser caracterizados por imagens de satélite, fotografia aéreas ou cartas topográficas. De acordo com Riccomini et al. (2009), os padrões de drenagem podem ser os seguintes (Figura 4). 16 Dendrítico: é o mais comum, assemelhando-se à distribuição dos galhos de uma árvore. Ocorre quando a rocha do substrato é homogênea, formada apenas por granito, por exemplo, ou no caso de rochas sedimentares com estratos horizontais. Paralelo: encontrado em regiões com fortes declividades, onde as estruturas do substrato orientam-se segundo a inclinação do terreno. Radial: a drenagem se distribui em todas as direções com origem em um ponto central, como os de um cone vulcânico. Treliça: quando a drenagem tem um arranjo retangular, mas os afluentes são paralelos entre si. Ocorre em regiões com substrato rochoso com alternância de rochas mais ou menos resistentes em faixas paralelas, com planos de fraqueza ortogonais (Riccomini et al. 2009). Padrões de drenagem Fonte: Riccomini et al. (2009, p. 310). 17 As rochas também têm papel fundamental na determinação do sentido do fluxo das águas dos rios, como os instalados em terrenos de rochas sedimentares (RICCOMINI et al., 2009). Rios consequentes: seu fluxo segue a declividade do terreno. Por exemplo: rio Tietê no trecho sobre terrenos sedimentares da bacia do Paraná. Rios subsequentes: seu fluxo é controlado por descontinuidades do substrato, como falhas, juntas e presença de rochas menos resistentes. Por exemplo: rio Passa Cinco na região de Itirapina e Ipeúna (estado de São Paulo). Rios obsequentes: seu fluxo é no sentido oposto da inclinação das camadas. Na maioria dos casos, são de pequena extensão. Por exemplo: drenagens que descem as serras de Botucatu, São Pedro e São Carlos, no interior paulista. Rios insequentes: não apresentam controle geológico reconhecível, sendo relacionados à presença de rochas homogêneas ou de camadas sedimentares horizontais. Por exemplo: rios meandrantes, como o baixo curso do Ribeira de Iguape, no estado de São Paulo. Há, também, os padrões dos canais de drenagem, classificados de acordo com seus parâmetros morfométricos, como sinuosidade, grau de entrelaçamento e relação entre largura e profundidade (RICCOMINI et al., 2009). Podem ser retilíneos, meandrante, anastomosado ou entrelaçado (Figura 5). Tipos de canais fluviais. Fonte: Adaptada de Riccomini et al. (2009). 18 A vegetação também é um elemento que tem forte influência na forma que terá o canal de drenagem. Rios com vegetação em suas margens costumam ter padrões meandrantes e anastomosados, uma vez que as raízes fixam o solo e diminuem a ação dos processos erosivos. Já nas margens sem vegetação, há predomínio de rios entrelaçados (RICCOMINI et al., 2009). 3.5 Aspectos morfométricos das bacias hidrográficas A forma da bacia hidrográfica tem um papel importante em seu comportamento hidrológico. Algumas metodologias, listadas abaixo, são destacadas por Christofoletti (1980) para a determinação da forma de uma bacia hidrográfica. Índice de circularidade: estabelece uma relação entre a área da bacia hidrográfica e a área do círculo de mesmo perímetro empregando a fórmula Ic = A/Ac, onde Ic é o índice de circularidade, A é a área da bacia considerada e Ac é a área do círculo de perímetro igual ao da bacia hidrográfica considerada. O valor máximo do índice a ser obtido é igual a 1,0; quanto maior for o valor, mais circularidade terá a bacia hidrográfica. Índice de forma: após a delimitação da bacia hidrográfica, traça-se uma figura geométrica, como um círculo, um retângulo, um quadrado ou um triângulo, que cubra, da melhor maneira possível, a bacia hidrográfica (Figura abaixo). Em seguida, relaciona-se a área englobada simultaneamente pelas duas com a área total, que pode pertencer à bacia ou à figura geométrica, aplicando-se o índice de forma If = 1 – (área K ∪ L)/(área K ∩ L), onde If é o índice de forma, K é a área da bacia e L é a área da figura geométrica. Quanto menor for o índice, mais próxima a figura geométrica estará da forma da bacia hidrográfica. 19 Mensuração da forma de bacias hidrográficas. Fonte: Christofoletti (1980, p. 114). Estudos realizados por Villella e Mattos (1975), a partir da comparação de bacias hidrográficas semelhantes, demonstraram que as bacias com forma mais circular apresentam uma tendência de gerar picos de enchentes mais elevados em relação às bacias mais arredondadas. Se as bacias circulares apresentarem drenagens com comprimentos semelhantes, o percurso dos escoamentos é mais curto, gerando respostas mais rápidas e concentradas a eventos de chuva. As bacias mais alongadas apresentam um rio principal, com diversos tributários menores, onde as águas percorrem um caminho mais longo até o exutório, tendendo a apresentar cheias mais distribuídas com menor vazão de pico (VILLELLA; MATTOS, 1975). A densidade de drenagem é outro fator dos aspectos morfométricos da bacia hidrográfica. Segundo Christofoletti (1980, p. 115), “[...] correlaciona-se o comprimento total dos canais de escoamento com a área da bacia hidrográfica”. Ela pode ser calculada pela fórmula Dd = Lt/A, onde Dd é a densidade de drenagem, Lt é o comprimento total dos canais e A é a área da bacia hidrográfica. É importante destacar que o cálculo da densidade de drenagem apresenta relação inversa com o comprimento dos rios; quando se aumenta o valor numérico da densidade, há diminuição proporcional do tamanho dos componentes fluviais da bacia hidrográfica: 20 Em um mesmo ambiente climático, o comportamento hidrológico das rochas repercute na densidade de drenagem. Nas rochas onde a infiltração encontra maior dificuldade há condições melhores para o escoamento superficial, gerando possibilidades para a esculturação de canais, como entre as rochas clásticas de granulação fina e, como consequência, densidade de drenagem mais elevada. O contrário ocorre com as rochas de granulometria grossa (CHRISTOFOLETTI, 1980, p. 116). Com isso, quanto maior for a densidade de drenagem, maior será a capacidade da bacia hidrográfica de fazer escoamentos rápidos no exutório, bem como deflúvios de estiagem baixos (TUCCI, 2004). Outra variável morfométrica importante é a densidade de segmentos da bacia hidrográfica, ou seja, o número de canais fluviais em relação a sua área de contribuição. De acordo com Christofoletti (1980), deve-se aplicar o sistema de ordenação dos canais criado por Strahler e somar a quantidade de segmentos de todas as ordens da bacia hidrográfica, aplicando a fórmula Fx = Ʃni/A, onde ni representa o número de segmentos de determinada ordem e A é a área da bacia hidrográfica. A densidade de segmentos e a densidade de drenagem podem variar de acordo com as características específicas da textura topográfica, cuja formação envolve a geologia, o clima, a topografia e o uso e a ocupação do solo da área. Com isso, é possível encontrar bacias com a mesma densidade de drenagem, mas com frequências diferentes de segmentos, e bacias com igual densidadede segmentos, mas com densidade de drenagem diferente (CHRISTOFOLETTI, 1980). A bacia hidrográfica também apresenta forte relação com o relevo, considerando o relacionamento entre a amplitude altimétrica máxima da bacia (variação das altitudes mínima e máxima) e a maior extensão da referida bacia, medida paralelamente à principal linha de drenagem (CHRISTOFOLETTI, 1980). A fórmula que expressa a relação do relevo é Rr = Hm/Lh, onde Hm é a amplitude altimétrica máxima e Lh é o comprimento da bacia hidrográfica. O índice de rugosidade também expressa aspectos de análises a partir do relevo, mais especificamente com as variáveis topográficas, como a declividade, o comprimento das vertentes e a densidade de drenagem, expressando como um número adimensional, que resulta do produto entre a amplitude altimétrica (H) e a densidade de drenagem (Dd), com base na equação Ir = H × Dd. Com isso, se a densidade de drenagem aumenta e o valor da amplitude altimétrica permanece constante, a distância horizontal média entre a divisória e os canais adjacentes será reduzida, acompanhada de aumento na declividade da 21 vertente. E se o valor da amplitude altimétrica aumenta enquanto a densidade de drenagem permanece constante, também aumentarão as diferenças altimétricas entre o interflúvio e os canais e a declividade das vertentes. É fundamental também conhecer o coeficiente de manutenção, um índice que tem a finalidade de fornecer a área mínima necessária para a manutenção de um metro de canal de escoamento, sendo um dos valores numéricos mais importantes para a caracterização do sistema de drenagem. Pode ser calculado com a fórmula Cm = 1/Dd × 1.000, onde Cm é o coeficiente de manutenção e Dd é o valor da densidade de drenagem (expresso em metros). Por exemplo, o km² da bacia hidrográfica representaria a área dessa unidade dividida pela densidade da drenagem (CHRISTOFOLETTI, 1980). Os aspectos morfométricos de uma bacia hidrográfica influenciam seu comportamento hidrológico e os fenômenos, que podem ocorrer com maior ou menor intensidade, como inundações, enxurradas e processos erosivos, por exemplo. 3.6 A Geografia das principais bacias hidrográficas do Brasil Todas as regiões hidrográficas do País são importantes, pois cada uma delas é composta por um conjunto de bacias e de sub-bacias hidrográficas que banham aquela região e que são responsáveis pelo abastecimento de água de cidades, de comunidades e de localidades rurais. São fundamentais, ainda, para o desenvolvimento de diversas atividades econômicas, como a geração de energia, a pesca, o turismo e a agricultura, e para a manutenção da vida de espécies vegetais e de animais das localidades drenadas por suas águas. 22 Divisão das bacias hidrográficas. Fonte: (ANA, 2007a) Entre as 12 regiões hidrográficas, destacam-se quatro, que, juntas, cobrem mais de 80% do território brasileiro. São elas: 1. Amazônica; 2. Tocantins-Araguaia; 3. Platina (conjunto das bacias do Paraná, do Paraguai e do Uruguai); 4. São Francisco. A Bacia Amazônica é considerada a maior bacia hidrográfica do mundo, com rica biodiversidade (flora e fauna) e enorme potencial energético por sua grande disponibilidade hídrica, despertando interesse de cientistas, de ONGs (organizações não governamentais), de empresas e de governos ao redor do mundo. De acordo com Yahn Filho (2005), a Bacia Amazônica é uma bacia de drenagem internacional, pois seus afluentes começam no território de outros países da América do Sul: Bolívia, Colômbia, Equador, Guiana, Peru, Suriname e Venezuela. 23 De acordo com a ANA (2017), a região hidrográfica amazônica ocupa 45% do território nacional em sete estados (Amazonas, Acre, Rondônia, Roraima, Pará Amapá e Mato Grosso). Ainda conforme a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO, 2017, documento on-line), a região hidrográfica em questão: Possui uma extensa rede de rios com grande abundância de água, sendo os mais conhecidos: Amazonas, Xingu, Solimões, Madeira e Negro. A densidade populacional é 10 vezes menor que a média nacional, entretanto, a região concentra 81% da disponibilidade de águas superficiais do país. Cerca de 85% da área da RH Amazônica permanece com cobertura vegetal nativa. Na região hidrográfica amazônica, está localizada a maior floresta tropical do mundo, com uma grande biodiversidade e papel-chave nos contextos socioambiental e econômico. De acordo com a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO, 2017), a população dessa região hidrográfica era de 9,7 milhões de habitantes, com uma população urbana de 73%. A densidade populacional da área é muito baixa, de 2,51 ha/km². A intensificação da ocupação dessa RH ocorreu a partir da década de 1970, principalmente pelas atividades madeireira, de criação de gado e de plantio de pastagens (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO, 2017). Com relação aos aspectos econômicos, a região ocupa grande parte do território brasileiro, mas, com relação, ao produto interno bruto, representa 5%, aproximadamente. Os setores econômicos que se destacam nessa área são a indústria de transformação, a agroindústria, a pecuária, a exploração madeireira, a exploração mineral, a extração de gás e o petróleo (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006a). A cobertura vegetal da área é composta por formações florestais e por formações campestres, variando de uma cobertura baixa até floresta tropical úmida, ocupando, aproximadamente, 70% da bacia hidrográfica Continental. A região sofre com o descaso ambiental e com o desmatamento, que tem se intensificado nos últimos anos, causando impactos ambientais na bacia hidrográfica amazônica e no País como um todo, no sentido econômico e de sustentabilidade ambiental (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006a). 24 Outra região hidrográfica de fundamental importância para o Brasil é a região hidrográfica do Tocantins-Araguaia, a maior bacia hidrográfica totalmente brasileira. De acordo com o MMA (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006b), ocupa, aproximadamente, 11% do território brasileiro, abrangendo os estados de Goiás, Tocantins, Maranhão, Pará, Distrito Federal e Mato Grosso. Essa região hidrográfica drena parte de dois biomas importantes no País: o Cerrado e a Amazônia. Segundo o MMA (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006b), grande parte da região hidrográfica Tocantins-Araguaia possui um ecossistema bastante frágil, tendo o cerrado como bioma de sua maior área de abrangência. É importante ressaltar que esse bioma é fundamental para o armazenamento e a qualidade dos recursos hídricos subterrâneos nessa região. De acordo com o estudo realizado pelo MMA: Na Região Hidrográfica do Tocantins-Araguaia, intensificou-se a contaminação dos recursos hídricos, sobretudo no Estado de Goiás. A partir da década de 1980, com o aumento das populações urbanas, expansão das fronteiras agrícolas e a proliferação das atividades garimpeiras, a contaminação desses recursos passou a representar um importante fator de risco potencial para o equilíbrio ambiental (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006b, documento on-line). Essa importante região hidrográfica, de acordo com o IBGE (MARTINS, 2013), possui uma população de, aproximadamente, 8,6 milhões de habitantes, com 76% da população vivendo nos centros urbanos e 24% vivendo nas zonas rurais. Sua densidade demográfica é de 9,3 hab./km² e as atividades econômicas nela desenvolvidas são a agricultura (principalmente o plantio de soja), a pecuária e a mineração. A pesca, a aquicultura e o turismo também se destacam como atividades socioeconômicas na região. Destaca-se, ainda, seu potencial hidrelétrico e de navegação. Com relação aos usos do solo, a região tem sofrido com o desmatamento em função da expansão das atividades agrícolas, impactando os biomasCerrado e Amazônia. 25 Imagem do Cerrado Fonte de: www.ecoa.org.br O conjunto das regiões hidrográficas Paraná, Paraguai e Uruguai forma a Bacia Platina, considera a segunda maior do País. Também é uma bacia de drenagem internacional, pois abrange os territórios de outros quatro países da América do Sul além do Brasil: Uruguai, Paraguai, Bolívia e Argentina. A Bacia Platina ocupa partes da região Sudeste e Sul do País, sendo bem povoada. Suas águas são utilizadas nas mais variadas atividades, como na produção industrial, na produção agropastoril e no abastecimento de água, além de possuir hidrelétricas importantes e um ótimo potencial de geração de energia. A população total dessas três regiões hidrográficas é de, aproximadamente, 70 milhões de habitantes, de acordo com o IBGE (MARTINS, 2013). O conjunto das regiões hidrográficas citadas abrange parte das regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do País, sendo a região hidrográfica do Paraná a mais populosa e a de maior desenvolvimento econômico do País. Segundo a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO, [2019]), a área possui a maior demanda por recursos hídricos, pois é utilizada nos mais variados tipos de uso do solo e atividades socioeconômicas, com destaque para o uso industrial. As regiões hidrográficas em questão chamam a atenção no que diz respeito ao gerenciamento dos recursos 26 hídricos: abastecimento urbano, conflitos pelo uso da água, qualidade da água e vulnerabilidade a inundações. Além das bacias hidrográficas destacadas, é imprescindível mencionar a importância, tanto nacional quanto regional, da Bacia do São Francisco, que drena parte das regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste do Brasil. Por abranger parte das três regiões administrativas, a região hidrográfica do São Francisco é caracterizada por fortes contrastes socioeconômicos, contemplando tantas áreas de alta densidade demográfica e riqueza quanto áreas de pobreza extrema e baixa densidade demográfica. Bacia Hidrográfica do Rio Francisco Fonte de: www.pensamentoverde.com.br A região hidrográfica do São Francisco possui uma população de 14,3 milhões de habitantes, com uma densidade demográfica de 22,4 hab./km² (MARTINS, 2013). As águas dessa região são utilizadas para o abastecimento e o desenvolvimento de atividades agrícolas. A região também desenvolve atividades voltadas para o turismo. De acordo com a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO, [2019]), os principais temas para a gestão das águas na região hidrográfica do São Francisco estão relacionados aos eventos críticos de seca, já que parte dela se 27 encontra no semiárido, além de ao abastecimento urbano, à qualidade da água, à irrigação e aos potenciais hidrelétrico e de navegação. Conforme já mencionado, cada região hidrográfica possui geografias física e humana únicas, com aspectos socioeconômicos e socioambientais diferentes, que caracterizam suas dinâmicas socioespaciais. Apesar de existirem estudos que tratem dessas regiões, dentro de cada grande área de uma região hidrográfica existem diversas sub-bacias, micro bacias hidrográficas que carecem de estudos e de análises para servir de subsídio ao planejamento e ao ordenamento territorial dessas áreas. 3.7 Impactos ambientais nas bacias hidrográficas brasileiras: causas e consequências Para conhecer as questões ambientais e os impactos no contexto regional ou local, a bacia hidrográfica, pelo estudo de características físicas e antrópicas, é uma importante unidade de análise espacial, pois fornece uma visão holística do meio, possibilitando o planejamento de ações para o ordenamento territorial e a mitigação de impactos ambientais. Os estudos integrados podem ser realizados a partir da interdisciplinaridade e da multidisciplinaridade, agregando o conhecimento de diversas áreas para a compreensão do meio como um todo. Conforme Nascimento e Sampaio (2004), o Projeto Radam foi um marco para o começo dos estudos integrados no País. 28 No Brasil, bacias hidrográficas com altos graus de poluição e de impactos ambientais como as bacias dos Rios Tietê, Sinos, São Francisco e Rio Doce carecem de análises e de estudos que visem mitigar os impactos ambientais nessas áreas. Botelho e Silva (2004) mostram exemplos de bacias hidrográficas onde estudos integrados poderiam contribuir para a avaliação dos impactos ambientais, como as bacias dos Rios Piracicaba e Paraíba do Sul, em São Paulo. Segundo Botelho e Silva (2004, p. 153): Ao distinguirmos o estado dos elementos que compõem o sistema hidrológico (solo, água, ar, vegetação, etc.) e os processos a eles relacionados (infiltração, escoamento, erosão, assoreamento, inundação, contaminação, etc.), somos capazes de avaliar o equilíbrio do sistema ou ainda a qualidade ambiental nele existente. Os impactos ambientais que ocorrem nas bacias hidrográficas brasileiras são dos mais variados tipos. Entre os impactos gerados nas áreas urbanas, estão os decorrentes de resíduos sólidos e de efluentes que contaminam os recursos hídricos, originados tanto por residências quanto por empreendimentos industriais. Destaca-se, nesse sentido, a ocupação de áreas de risco, o que ocasiona não apenas problemas ambientais, mas também problemas sociais, com inundações e enchentes. Por sua vez, os problemas ambientais em bacias hidrográficas que ocorrem mais em áreas rurais são o desmatamento, o assoreamento, a poluição de cursos d’água com agrotóxicos, além do lixo e da agricultura em áreas de muita declividade e as atividades de mineração, em algumas regiões. Veja, na Figura abaixo, a poluição em um rio no Amazonas. 29 Poluição no Rio Mindu, em Manaus (AM). Com a chuva, a quantidade de lixo fica mais evidente. Fonte: Pereira (2018, documento on-line). Para Guerra e Cunha (1993), bacia hidrográfica é uma unidade que integra os setores naturais e sociais, de forma que as mudanças que acontecem em qualquer um desses setores são capazes de gerar alterações e impactos a jusante, bem como nos fluxos de energia de saída de uma bacia hidrográfica. Segundo os autores, as mudanças que ocorrem no interior de uma bacia podem, sim, ser resultado das dinâmicas naturais, mas as atividades antrópicas aceleram os processos e acabam por gerar desequilíbrios nesses ambientes. No Brasil, temos muitos exemplos de impactos ambientais associados a bacias hidrográficas, mas chamam a atenção aqueles que envolvem perdas humanas e devastação ambiental, que são os casos de Mariana (MG) e Brumadinho (MG), dois municípios com atividades de mineração instaladas a montante de bacias hidrográficas. Em novembro de 2015, o município de Mariana foi palco de uma das maiores tragédias ambientais já ocorridas em solo brasileiro: a barragem de rejeitos de mineração com o nome de Fundão, controlada por três grandes empresas do ramo (Samarco Mineração S.A., Vale S.A. e BHP Billiton), rompeu-se e despejou um volume de aproximadamente 62 milhões de metros cúbicos de rejeito de minério nas águas do Rio Doce, rio de extrema importância para a região sudeste do País, pois serve 30 para o abastecimento de água, para a pesca, para o sustento de comunidades ribeirinhas, para o turismo, etc. O desastre deixou um rastro de destruição jamais visto, impactando ecossistemas inteiros, flora, fauna e comunidades ribeirinhas. Três anos depois, novamente o estado de Minas Gerais foi protagonista nos noticiários, com o rompimento de outra barragem de rejeitos de mineração, a barragem da mina Córrego do Feijão, em Brumadinho, despejando um volume de cerca de 12 milhões de metros cúbicos de rejeitos, que contaminaram do Rio Paraopeba (Figura abaixo) até o Rio São Francisco. Esse rompimento impactou importantes ecossistemas, tendo um grande impacto social com a morte de mais de250 pessoas e causando enorme devastação ambiental e de comunidades ribeirinhas. Poluição no Rio Paraopeba em Minas Gerais, após o rompimento da barragem da mina Córrego do Feijão. Fonte: Christyam de Lima/Shutterstock.com. Em cada região do País, existem bacias hidrográficas e recursos hídricos extremamente poluídos, muitos sem um plano de gerenciamento. De acordo com o levantamento Indicadores do Desenvolvimento Sustentável, a partir de uma análise de Índices de Qualidade de Água (MARTINS, 2013), o Quadro abaixo mostra o ranking dos dez rios mais poluídos do Brasil. 31 3.7.1 Dez rios mais poluídos do Brasil Fonte: Adaptado de Martins (2013). 32 Diversos são os exemplos de bacias hidrográficas com os mais diferentes tipos de poluição e impactos ambientais. Com relação à região hidrográfica do Tocantins- Araguaia, chama a atenção a contaminação dos recursos hídricos subterrâneos, consequência dos impactos ambientais que ocorrem no bioma Cerrado. De acordo com o MMA (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2006, documento on-line): Dentre os mais importantes focos de contaminação dos recursos hídricos subterrâneos pode-se destaca a disposição inadequada nos chamados “lixões” urbanos, na periferia dos centros urbanos; o lançamento de efluentes industriais sem qualquer controle, embora as atividades fabris sejam incipientes na região; a expansão da atividade agrícola com o uso intensivo de insumos e a adoção de práticas de manejo inadequadas; e a atividade extrativista da mineração sem controle, que representou historicamente um importante fator de poluição das águas subterrâneas, sendo gradualmente substituída pela atividade extrativista organizada com a adoção de medidas mitigadoras, que contribuem atualmente para reduzir os impactos. 3.8 Os comitês de bacias hidrográfica e a gestão dos recursos hídricos no Brasil No Brasil, a ANA é responsável pela regulação da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), cumprindo os objetivos e as diretrizes da Lei das Águas do Brasil (Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997). Dessa maneira, a ANA trabalha com a regulação, o monitoramento, a aplicação de leis e o planejamento dos recursos hídricos no País. A ANA dispõe de um conjunto de iniciativas que contemplam os aspectos envolvidos na implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos, traduzidos especialmente nas questões de planejamento, regulação, articulação institucional e capacitação, sistema de informações e garantia de uso múltiplo (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, [201-]). 33 Com relação à regulação, a ANA é responsável por emitir outorgas regulamentando o uso de recursos hídricos em rios e corpos d’água pertencentes à União. Também fiscaliza os usos dos recursos hídricos, fazendo valer o cumprimento da legislação sobre os usos desses recursos. O serviço de monitoramento oferecido pela ANA permite o acesso a boletins e a informações importantes para a tomada de decisão das autoridades responsáveis pela prevenção dos desastres ambientais causados por inundações e secas no território brasileiro. Sobre os usos das águas no Brasil, a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, [2019], documento on-line) afirma que: A retirada total de água estimada em 2018 foi de 2.048 m³/s. O principal uso de água no país, em termos de quantidade utilizada, é a irrigação (49,8%), seguida pelo abastecimento humano (24,4%) e pela indústria (9,6%). Juntos, representaram cerca de 85% da retirada total. Outras utilizações consideradas foram o atendimento aos animais (8,0%), as termelétricas (3,8%), o suprimento rural (1,7%) e a mineração (1,6%). A demanda por uso de água no Brasil é crescente, com aumento estimado de aproximadamente 80% no total retirado nas últimas duas décadas. A previsão é de que até 2030 a retirada aumente em 24%. O histórico da evolução dos usos da água está diretamente relacionado ao desenvolvimento econômico e ao processo de urbanização do País. Fonte de: www.aen.pr.gov.br 34 A Constituição de 1988 estabeleceu os fundamentos básicos para a PNRH, voltada à promoção democrática da sustentabilidade ambiental. Uma das prerrogativas da governança deve estar centrada na concretização dos direitos humanos e no acesso à água com equidade. Uma das marcas da PNRH é a contribuição para políticas públicas com lastro no desenvolvimento sustentável, estabelecendo que a água é um bem de domínio público, ou seja, é um recurso natural que deve contemplar toda a coletividade. Conforme o art. 1º da PNRH (BRASIL, 1997, documento on-line): Art. 1º A Política Nacional de Recursos Hídricos baseia-se nos seguintes fundamentos: I — a água é um bem de domínio público; II — a água é um recurso natural limitado, dotado de valor econômico; III — em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais; IV — a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso múltiplo das águas; V — a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação da Política Nacional de Recursos Hídricos e atuação do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos; VI — a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do Poder Público, dos usuários e das comunidades. Portanto, a promoção da justiça, quanto à demanda e ao acesso à água, está alicerçada no avanço do conceito de desenvolvimento sustentável, que consiste no desenvolvimento socioeconômico capaz de suprir as necessidades da geração atual sem comprometer a capacidade de atender às necessidades das futuras gerações. Um caminho para consolidar essa proposta cidadã é a gestão colaborativa, que preconiza a gestão dos recursos hídricos propostos na legislação (O QUE..., [201-]). A PNRH determina que a água é um bem de toda a população e, por isso, seu uso deve acontecer mediante aprovação do poder público, seja estadual ou nacional. A autorização do governo é denominada de Outorga de Recursos Hídricos, cujo objetivo é controlar, qualitativa e quantitativamente, o uso das águas e fiscalizar o efetivo exercício dos direitos de acesso pelas organizações. Os usos dos recursos hídricos que estão sujeitos à Outorga são (O QUE..., 2020, documento on-line): Derivação ou captação de parcela de água existente em um corpo hídrico, para consumo final, incluindo abastecimento público ou insumo de processo produtivo; Extração de água de aquífero subterrâneo para consumo final ou insumo de processo produtivo; 35 Lançamento em corpo hídrico de esgotos e demais resíduos líquidos ou gasosos, tratados ou não, com o fim de sua diluição, transporte ou disposição final; Uso para fins de aproveitamento de potenciais hidrelétricos; Outros usos e/ou interferências, que alterem o regime, a quantidade ou a qualidade da água existente em um corpo d'água. O que se observa, porém, é que as ações estatais nem sempre vão ao encontro dos interesses da PNRH. A complexidade do papel do Estado revela o entrave no gerenciamento dos recursos naturais e, no caso específico dos recursos hídricos, a pressão exercida pelos interesses das corporações que cooptam o Estado para atender a seus interesses privados, seguindo as lógicas neoliberais. A execução de ações governamentais voltadas aos interesses de alguns grupos econômicos, sobretudo em países subdesenvolvidos, reforça a necessidade de uma governança global da água de maneira ajustada. Os comitês de bacias hidrográficas podem ser interestaduais, quando as bacias envolvem mais de um estado, ou estaduais, quando sua área de abrangência se restringe ao estado em que está inserida. Os comitês de bacias hidrográficas, de acordo com a ANA (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, [201-?], documento on-line), “[...] possuem poder de decisão e cumprem papel fundamental na elaboração das políticas para gestão das águasnas bacias, sobretudo em regiões sujeitas a eventos críticos de escassez hídrica, inundações ou na qualidade da água”. 36 Esses grupos de gestão, que são responsáveis por discussões e deliberações acerca dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, avaliam os interesses e os conflitos de usos dos recursos hídricos e atuam na elaboração de políticas para gestão das bacias hidrográficas. Os comitês de bacias hidrográficas são formados por representantes do poder público (federal, estadual ou municipal), de usuários da água e da sociedade civil (MEGIATO, 2020). Veja, no Quadro abaixo, os comitês de bacias hidrográficas do estado de São Paulo e dados levantados por cada comitê, como número de municípios, área, população, etc. Dados dos comitês de bacias hidrográficas de São Paulo Fonte: Malheiros, Prota e Perez Rincon (2013, documento on-line). 37 O Brasil possui uma boa PNRH, atuando em diversas questões a respeito do uso, da gestão e do gerenciamento dos recursos hídricos no País. Efetivamente, porém, faltam políticas de fiscalização e de preservação dos mananciais hídricos para que eles sejam utilizados de forma sustentável, a fim de garantir água potável e recursos naturais no futuro. Estudos que façam análises e mapeamentos das bacias hidrográficas a partir de uma lógica sistêmica devem ser realizados e publicados a fim de chamar a atenção para as causas ambientais que envolvem essas áreas, visando contribuir para a elaboração de políticas públicas de preservação dos recursos hídricos e a mitigação dos impactos ambientais (MEGIATO, 2020). Por sua vez, os Comitês de Bacias Hidrográficas (CBHs) têm, como objetivo, promover fóruns para que os interesses comuns quanto ao uso da água sejam pautados. Trata-se de um espaço em que representantes da comunidade de uma bacia hidrográfica discutem e deliberam a respeito da gestão dos recursos hídricos, compartilhando responsabilidades de gestão com o poder público. Fonte de: www.eosconsultores.com.br Integram os CBHs, portanto, o poder público (das esferas municipal e estadual), a sociedade civil (organizações não governamentais, universidades, associações) e os usuários de água (AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS, [2019]). Vê- 38 se, portanto, que a busca pelo desenvolvimento sustentável é um desafio quando se trata do gerenciamento dos recursos hídricos. Atender aos interesses dos segmentos que necessitam de água como recurso para a produção agropecuária, industrial e comercial ao mesmo tempo que se promove o acesso à água de qualidade para 100% da população é o desafio a ser superado em meio a tantos (e divergentes) interesses econômicos e sociais. 3.9 A importância das bacias e sua influência no cotidiano A bacia hidrográfica é essencial para os seres humanos, pois nela ocorre toda a dinâmica da água que utilizamos. Entre os usos das bacias estão (MEGIATO, 2020): Consumo humano: é dos rios que a água para consumo é captada. Os usos da água são o uso doméstico, o gasto público, através de edifícios públicos, fontes ornamentais e proteção contra incêndios, o consumo comercial e o industrial. Criação de animais: a água é utilizada para cultivar as plantas que alimentam o gado e também na hora do abate e produção da carne. Uso agrícola e agroindustrial: na agricultura a água é utilizada para irrigar a plantação e o futuro processamento dos produtos. Uso energético: a água é utilizada para produção de energia por meio de hidrelétricas. Industrial ou mineração: o uso da água nas indústrias é feito desde a incorporação do recurso nos produtos até a lavagem de materiais, equipamentos e instalações, além da utilização em sistemas de refrigeração e geração de vapor. A água resultante dos processos industriais, chamada de efluente, pode provocar a perda de qualidade e descaracterização de um curso d’água e/ou lençol freático, morte dos organismos aquáticos, impossibilidade de uso da água para uso humano, industrial e turístico, desequilíbrio entre espécies animais, podendo ocorrer extinção das espécies endêmicas, e proliferação de doenças. 39 4 OS RECURSOS HÍDRICOS NO BRASIL 4.1 Distribuição da água no planeta A água tem uma série de significados para a sociedade. Representa vida para muitos, visto que na composição do ser humano integra aproximadamente dois terços do corpo humano e atinge até 98% para certos animais aquáticos, legumes, frutas e verduras, sendo considerado o constituinte inorgânico mais abundante na matéria viva (LIBÂNIO, 2010). Além disso, a água é um solvente universal e essencial para a manutenção da vida no planeta, modificando-as e modificando-se em função destas. Um solvente é a denominação dada a uma substância que pode dissolver outros compostos, chamados de solutos. Ressalta-se a importância da água como solvente universal, visto que a maioria das reações químicas ocorrem em soluções ou meios aquosos, ou seja, é essencial para que essas reações ocorram. A água também pode ser considerada um bem mineral, proveniente de fontes naturais ou de fontes artificialmente captadas. Essas águas têm componentes químicos, como sais e gases, dissolvidos nela. Por fim, a água cobre 75% da superfície do nosso planeta e sua distribuição nos continentes ocorre, conforme Libânio (2010), da seguinte forma: a) Américas = 46%; b) Ásia = 32%; c) África = 9%; d) Europa = 7%, e; e) Austrália e Oceania = 28%. 40 Fonte de: www.sitedecuriosidades.com Conforme o mesmo autor, a maior parcela de água doce encontra-se congelada nas calotas polares, sendo inviável o seu uso para fins de abastecimento. No Brasil, conforme a Pesquisa Nacional de Saneamento Básico (INSTITUTO..., 2008), 78,6% dos domicílios são abastecidos de água por rede geral. Segundo a mesma fonte, nas grandes regiões, o abastecimento varia, sendo: 45,3% na região Norte; 68,3% na região Nordeste; 87,5% na região Sudeste; 84,2% na Região Sul; e 82% na região Centro-Oeste. Conforme a Agência Nacional de Águas (ANA) (2017), a disponibilidade hídrica varia também nas regiões hidrográficas. Essa variação é apresentada na Tabela a seguir. Observação: área aflorante refere-se à porção que intercepta a superfície 41 terrestre e tem potencial para receber recarga direta de água por intermédio da infiltração (AGÊNCIA..., 2017). Os recursos hídricos podem se encontrar na forma de águas superficiais, que são aquelas que se acumulam nas superfícies, dando origem aos rios, lagos, córregos, pântanos, entre outros. 42 Os recursos hídricos podem estar apresentados, ainda, na forma de águas subterrâneas. Conforme ANA (AGÊNCIA..., 2017), as águas subterrâneas desempenham um papel importante no abastecimento de água para diversos usos, em especial nos períodos de estiagem, sendo uma alternativa para a escassez hídrica. 4.2 Classes de água Como vimos, a água pode ser classificada conforme a salinidade, sendo este conceituado como a medida da quantidade de sais dissolvidos nas águas. De acordo com Braga et al. (2005), a salinidade é o conjunto de sais dissolvidos na água, formado por bicarbonatos, cloretos, sulfatos e, em menor quantidade, outros sais, que pode conferir sabor salino e características incrustantes. Fonte de: www.ofitexto.com.br Esse índice é uma relação entre a quantidade de sal e uma medida de água que pode ser expressa na forma de porcentagem (%), g/kg ou até mesmo por ppm (partes por milhão), ppb (partes por bilhão) e ppt (partes por trilhão). 43 A Resolução Conama nº 357 (CONAMA, 2005) apresenta a classificação das águas da seguinte forma: Águas doces: apresentam salinidade igual ou inferior a 0,5%. Exemplos de água doce são as contidas nos rios, nos lagos e na maioria dos lençóis subterrâneos. Águas salobras: apresentam salinidade superior a 0,5% e inferior a 30%. As águas salobras ocorrem principalmente em estuários e lagunas. Águas salinas: apresentam índices de salinidade igual ou superior a 30%. O principal exemplo de água salina é a contida nos oceanos. As classes de água são definidas considerando a concentração de salinidade, bem como suas condições e seus padrões de qualidade. As águas doces apresentam as seguintes condições, dependendo das classes: Classe especial: as condições naturais do corpo de água devem ser mantidas. Classe 1: tem como principal característica a ausência de materiais flutuantes, óleos e graxas, substâncias que causem gosto e odor, corantes gerados por fontes antrópicas e resíduos objetáveis. Além disso, não se pode verificar efeito tóxico crônico; há demanda bioquímica de oxigênio (DBO5,20) de até 3 mg/L; presença de oxigênio dissolvido (OD) não inferior a 6 mgO2 /L; turbidez de até 40 unidades nefelométricas de turbidez – UNT; cor verdadeira em níveis naturais; pH variando entre 6 e 9; e coliformes termotolerantes não devem exceder 200 coliformes/100 mL em 80% ou de seis amostras coletadas em um ano, exceto para o caso de uso da água para recreação de contato primário que deve atender à legislação específica. Além disso, para o enquadramento dos recursos hídricos nessa classe, devem ser observados os padrões de qualidade apresentados na Resolução Conama nº 357 (CONAMA, 2005). Classe 2: tem como principal característica a ausência de materiais flutuantes, óleos e graxas, substâncias que causem gosto e odor e resíduos objetáveis. Os corantes gerados por fontes antrópicas devem ser removidos por processo de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. Além disso, não se pode verificar efeito tóxico crônico; cor verdadeira de até 75 mg Pt/L; DBO5,20 de até 5 mg/L; turbidez de até 100 UNT; OD não inferior a 5 mgO2 /L; pH variando entre 6 e 9; e coliformes termotolerantes não devem exceder 1.000 44 coliformes/100 mL em 80% ou de seis amostras coletadas em um ano, exceto para o caso de uso da água para recreação de contato primário que deve atender à legislação específica. Os padrões de qualidade devem atender ao disposto na Resolução Conama nº 357 (CONAMA, 2005). Classe 3: tem como principais condições de qualidade a ausência de efeitos tóxicos agudos a organismos; ausência de materiais flutuantes, espumas, óleos e graxas, substâncias que causem gosto e odor e resíduos sólidos objetáveis. Os corantes de origem antrópica devem ser removidos por processos de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. A concentração de DBO5,20 não deve exceder 10 mg/L; OD não pode ser inferior a 4 mgO2 /L; turbidez de até 100 UNT; cor verdadeira de até 75 mg Pt/L; pH entre 6 e 9; e a concentração de coliformes termotolerantes variará conforme o uso pretendido. Para uso em recreação de contato secundário e dessedentação são estabelecidos limites específicos. Para os demais usos, não exceder 4.000 coliformes/100 mL em 80% ou de seis amostras coletadas em um ano. Na Resolução Conama nº 357 (CONAMA, 2005) constam os padrões de qualidade para as demais substâncias. Classe 4: as condições de qualidade de água para essa classe devem atender ausência de materiais flutuantes e espumas, odor e aspecto não objetáveis. Além disso, para óleos e graxas, são toleradas iridescências. No que se refere a substâncias facilmente sedimentáveis que contribuam para o assoreamento de canais de navegação, estas devem ser virtualmente ausentes. OD deve estar em uma concentração superior a 2 mgO2 /L e pH deve estar na faixa de 6 a 9. Assim como as demais classes, deve-se consultar a Resolução Conama nº 357 (CONAMA, 2005) para verificar os padrões de qualidade para as águas. Para águas salobras, são apresentadas as seguintes classes: especial, classe 1, classe 2 e classe 3, sendo que estas variam conforme o uso, as condições e os padrões de qualidade. Já as águas salinas são classificadas da seguinte forma: especial, classe 1 e classe 2, também tendo em seus usos e seus valores limites de concentração de substâncias a base para a definição de classificação. Como podemos perceber, para a definição de cada classe de água são considerados os diferentes usos das águas. Sendo assim, estes são sistematizados 45 na Figura apresentada a seguir. Verificamos que para usos mais nobres da água, como abastecimento humano e dessedentação animal, as condições e os padrões de qualidade da água devem ser mais restritivos, uma vez que envolvem critérios de saúde pública. Entretanto, usos como lançamento de efluentes devem se atentar aos critérios que constam não só nas legislações estaduais e municipais, mas também nas políticas definidas pelos Comitês de Bacias Hidrográficas. Infográfico dos usos da água. Fonte: Agência Nacional de Águas (2017). 4.3 Impactos antrópicos nos recursos hídricos As ações dos homens na sociedade, advindas da expansão urbana, do crescimento demográfico, da industrialização, etc., têm provocado a alteração do meio ambiente, o que, por sua vez, tem causado também a degradação da qualidade dos recursos hídricos. De acordo com a ANA (AGÊNCIA..., 2017), a qualidade da água 46 tem um grande impacto na saúde pública e, de modo mais abrangente, na vida da população, sendo essencial para o equilíbrio e o funcionamento dos ecossistemas. A poluição hídrica é dividida em duas categorias, de acordo com suas características, sendo elas: poluição pontual e poluição difusa. A poluição pontual é aquela ocorrida por meio de lançamentos individuais, como esgotos sanitários ou efluentes industriais. Segundo Tomaz (2006), a poluição pontual é quando o lançamento em um curso d’água é proveniente de uma única fonte. Essas fontes são de fácil identificação e monitoramento, sendo possível, ainda, prever o impacto ambiental e responsabilizar o causador pela poluição (ROSA; FRACETO; MOSHINI- CARLOS, 2012). Já a poluição difusa é mais difícil de ser identificada, pois não tem uma fonte definida de poluição, por exemplo, a poluição advinda das plantações agrícolas, do chorume de resíduos, etc. Diferentemente da poluição pontual, tem características diferenciadas e afetam diversos locais e abrangentes áreas (ROSA; FRACETO; MOSHINI-CARLOS, 2012). Ainda, nesse tipo de poluição, é mais difícil identificar o causador pelo dano ambiental. Conforme Tomaz (2006), a poluição por fontes difusas ainda se divide em urbana e rural, sendo a rural causada principalmente pela utilização de fertilizantes agrícolas. 4.4 Tipos de poluição A poluição hídrica também pode ser classificada conforme sua origem e seus efeitos. A seguir, são descritos alguns tipos principais de poluição. 4.4.1 Poluição térmica É resultante do lançamento de águas residuárias e/ou águas de refrigeração em elevadas temperaturas nos recursos hídricos. As fontes geradoras desse tipo de poluição são: siderúrgicas, refinarias, centrais elétricas, indústrias químicas, entres outras. Os principais efeitos da poluição térmica referem-se aos gases dissolvidos no meio aquático. A solubilidade de um gás diminui à medida que a temperatura aumenta. Sendo assim, com o lançamento de efluentes com altas temperaturas, o oxigênio 47 presente no meio disponível aos organismos aeróbios acaba tendo sua concentração reduzida, acarretando mortandade desses seres. Fonte de: www.brasilescola.uol.com.br Ainda, o aumento da temperatura do meio aquático pode alterar a cinética de reações química, podendo potencializar a ação poluente de substâncias, ou seja, tornando-as mais tóxicas, ocasionando, dessa forma, mudanças negativas no ambiente. Por fim, alterações na temperatura das águas podem alterar o ciclo reprodutivo das espécies (CONAMA, 2005). 4.4.2 Poluição biológicaÉ decorrente da presença de microrganismos patogênicos nos recursos hídricos, em especial nas nascentes, águas subterrâneas e mananciais. Dentre os microrganismos, podemos destacar a presença de bactérias, vírus e protozoários responsáveis pela transmissão de doenças de veiculação hídrica, conforme apresentado no Quadro abaixo a seguir. 48 As principais fontes desse tipo de poluição são decorrentes do lançamento de esgotos domésticos provenientes de residências e empresas sem tratamento adequado, ou seja, em virtude da carência de infraestrutura de esgotamento básico. 4.4.3 Poluição química Esse tipo de poluição é resultante do lançamento de substâncias químicas, de diferentes origens, nos recursos hídricos. Dentre as substâncias químicas, podemos destacar: fertilizantes agrícolas, compostos orgânicos sintéticos (medicamentos, plásticos, solventes, inseticidas, herbicidas, etc.), plásticos, petróleos, metais pesados, entre outros (FINKLER, 2018). A contaminação das águas por essas substâncias pode ocorrer na forma de lançamento por parte de indústrias, vazamentos ou problemas no processo industrial, derramamentos (no caso do petróleo, agrotóxicos), lixiviação do solo, disposição inadequada sobre o solo, entre outros. 49 A poluição química envolve, muitas vezes, o efeito cumulativo decorrente da exposição a pequenas concentrações de poluentes por longos períodos, o que caracteriza efeitos crônicos sobre os seres. Importante destacar que essas substâncias, por serem sintéticas ou metais pesados, acabam acumulando-se nos organismos, não sendo eliminadas e provocando danos a longo prazo com extensa amplitude (CONAMA, 2005). Além disso, a poluição hídrica por substâncias químicas afeta primeiramente aos organismos aquáticos, mas podem interagir com todos os demais da cadeia alimentar em virtude da magnificação biológica. 4.4.4 Poluição sedimentar A poluição sedimentar é resultante do carreamento de partículas, que podem ser do solo ou de produtos insolúveis orgânicos ou inorgânicos, que acabam sendo depositados nos recursos hídricos. O transporte dessas partículas impede que a luminosidade penetre nas camadas mais profundas da coluna da água, interferindo na fotossíntese e alterando a disponibilidade de oxigênio para os organismos existentes no meio. Além disso, contribui para o assoreamento dos recursos hídricos, como estudaremos a seguir. 50 A poluição sedimentar é resultante de erosão do solo, remoção da cobertura vegetal, extração de minérios e disposição de resíduos sobre o solo de forma inadequada. Rompimento da barragem de fundão Fonte de: www.infoescola.com 51 4.5 Instrumentos para minimização dos impactos A minimização dos impactos ambientais nos recursos hídricos também depende de uma série de recursos legais, merecendo destaque a Política Nacional de Recursos Hídricos – PNRH (BRASIL, 1997). Essa política, baseada no modelo francês de gestão, instituiu uma série de instrumentos que buscam garantir a água em quantidade e qualidade suficiente, o uso racional das águas, a prevenção da poluição, a defesa de eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes de uso inadequado dos recursos naturais e a promoção da captação, da preservação e do aproveitamento das águas pluviais. Esses objetivos da PNRH encontram-se descritos no seu art. 2º. Os instrumentos instituídos pela PNRH (BRASIL, 1997) são: Planos de recursos hídricos: esses instrumentos buscam definir estratégias de planejamento para a conservação, preservação e recuperação dos recursos hídricos que compõem uma bacia hidrográfica. O documento deve ser formulando considerando o conteúdo mínimo previsto na Lei Federal nº 9.433 (BRASIL, 1997). Enquadramento dos corpos de água: instrumento baseado nos usos dos recursos hídricos; a partir destes se define os padrões de qualidade de água que devem ser atendidos. Dessa forma, atua-se de forma preventiva no combate à poluição dos recursos hídricos. Outorga dos direitos de uso de recursos hídricos: instrumento que garante ao usuário, por meio de uma autorização, o direito ao controle quali-quantitativo do direito ao acesso e uso da água. O documento transfere propriedade ao usuário da água e só garante sua utilização. Cobrança pelo uso dos recursos hídricos: “objetiva reconhecer a água como bem econômico, incentivar a racionalização do uso da água e obter recursos financeiros para financiamento de programas e intervenções” (AGÊNCIA..., 2016). 52 Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos: esse instrumento tem como principais objetivos (AGÊNCIA..., 2018): Reunir, dar consistência e divulgar os dados e informações sobre a situação quali-quantitativa dos recursos hídricos; Atualizar permanentemente as informações sobre disponibilidade e demanda de recursos hídricos; Fornecer informações para a elaboração dos Planos de Recursos Hídricos. 4.6 Poluição dos recursos hídricos Até aqui, observou-se que a poluição pode ser advinda de diferentes fontes, como biológica, térmica, química e sedimentar. Os poluentes, que constituem os quatro tipos de poluição que estudamos, de forma isolada ou conjunta, resultam em fenômenos que degradam a qualidade dos recursos hídricos. A seguir, vamos visualizar os impactos causados por esses eventos de poluição dos recursos hídricos. 4.6.1 Eutrofização A eutrofização é um fenômeno que pode ser observado em recursos hídricos decorrentes da presença de nutrientes no meio, em especial nitrogênio e fósforo. Segundo Macêdo (2006), os nutrientes (fósforo, nitrogênio, potássio, cálcio, entre outros) são encontrados em concentrações muito baixas em águas naturais. A fonte desses nutrientes, de forma geral, é de esgoto doméstico ou industrial lançado nos recursos hídricos sem prévio tratamento, bem como os fertilizantes utilizados na agricultura que são carreados para as águas. Com maior disponibilidade de nutrientes, ocorre a proliferação acentuada de algas e cianobactérias. Rosa, Fraceto e Moschini-Carlos (2012) afirmam que as cianobactérias presentes em águas eutrofizadas podem produzir gosto e odor. Os autores continuam comentando que algumas espécies são capazes de liberar toxinas que não são removidas por tratamentos convencionais de água (neurotoxinas ou hepatotoxinas). Em decorrência da proliferação desses organismos, a água acaba adquirindo uma cor turva, impedindo que a luz penetre na coluna da água e, assim, alterando o 53 equilíbrio do meio, em especial no que se refere à fotossíntese. Dessa forma, diminui a concentração de oxigênio no meio, o que pode acarretar a morte de espécies de animais e vegetais presentes no ecossistema aquático. Rocha, Rosa e Cardoso (2009) afirmam que, em concentrações baixas de oxigênio, bactérias anaeróbias passam a oxidar a matéria orgânica, podendo causar mau cheiro em virtude dos compostos formados. Exemplo de Eutrofização Fonte de: www.infoescola.com Por fim, Rosa, Fraceto e Moschini-Carlos (2012) comentam que o processo de eutrofização é um dos mais graves problemas relacionados à perda da qualidade da água. Entre as medidas para minimização deste problema está a instalação de sistemas de coleta e tratamento de esgoto doméstico e industrial, providos de operações para remoção de nutrientes. Outra alternativa é a racionalização do uso de fertilizantes na agricultura. 54 4.6.2 Assoreamento O assoreamento é um processo no qual os sedimentos são carreadas e acabam se depositando no fundo dos recursos hídricos. Como vimos anteriormente, esse fenômeno contribui principalmente com a poluição sedimentar. Exemplo de Assoreamento Fonte de: www.infoescola.com O processo inicia com a ocorrência de chuvas que transportam tais partículas
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