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- -1 GERENCIAMENTO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS CAPÍTULO 1 – COMO COMPREENDER O DESENVOLVIMENTO DO CICLO DA ÁGUA? Cibelle Machado Carvalho - -2 Introdução Desenvolver uma análise crítica e conhecer o gerenciamento dos recursos hídricos é uma das tarefas mais fundamentais na atualidade. Quando mencionamos os recursos hídricos, estamos nos referindo à sobrevivência das atuais e futuras gerações. A água em seu estado natural é um recurso finito, dotado de valor econômico, social, político e cultural. Desde a gênese da história das civilizações, há relatos do ser humano tentando dominar a água, sendo limitado ao desenvolvimento de técnicas estruturais e não estruturais. Face ao seu papel primordial na sobrevivência, as comunidades antigas asseguraram a coerência civilizadora por meio das entidades religiosa e administrativa que, vinculadas à função agrária e alimentar, determinaram as ações sobre a água, por meio de um conjunto de ritos e mitos, como o da criação e da fecundidade (ELMO, 1998). A necessidade de entendimento e compreensão dos corpos aquáticos é de fundamental importância na gestão dos recursos hídricos, para que, assim, ocorram o gerenciamento, o planejamento e a tomada de decisões adequados a cada realidade. Mas por que conhecer e diagnosticar são processos importantes? Porque é nesse processo que podemos produzir a energia hidrelétrica, o abastecimento de água, a navegação e o equilíbrio ambiental dos sistemas terrestres, entre outros. Teoricamente as bacias hidrográficas são conjuntos de terras drenadas por um rio principal e seus afluentes. Mas, você sabia que elas são mundialmente aceitas como uma unidade de gestão? E sabe por quê? A sociedade, na qual há mudanças culturais, sociais, econômicas e ambientais constantemente, se desenvolveu ao redor dos rios, afetando diretamente nossas águas. Mas como resolver o problema? É necessária uma gestão integrada e sustentável, para que todas as categorias da sociedade possam utilizar água em quantidade e de qualidade, como as indústrias, a população e os agricultores. Sabemos que em diversas regiões do mundo o recurso hídrico se encontra em uma situação de escassez, devido, principalmente, a uma destruição quanti-qualitativa gradual no espaço e tempo de suas bacias hidrográficas. Partindo dessa problemática, neste capítulo, você poderá compreender e identificar o consumo dos recursos hídricos e o seu cenário, além de inferir a importância de sua conservação. A partir desses conhecimentos, você estará qualificado para construir uma análise crítica e utilizar o gerenciamento dos recursos hídricos no seu dia a dia e como profissional. Bons estudos! 1.1 Caracterização geral dos recursos hídricos A existência do ser humano, por si só, já é garantia do direito ao uso dos recursos hídricos. Dessa maneira, é correto afirmar que negar água ao ser humano é negar-lhe o direito à vida, ou condená-lo à morte, pois ela é um elemento intrínseco à sua sobrevivência (MACHADO, 2002). Clique na interação a seguir para saber mais sobre o consumo de água e distribuição de recursos hídricos. Não há falta de água no planeta Terra, o problema reside em sua má distribuição devido à gestão inadequada. O conflito relacionado à água está centrado nos diferentes usos que ela pode proporcionar (POLETO, 2014). A grande questão da problemática da água está na indissociabilidade entre a quantidade e a qualidade, pois, mesmo havendo quantidades de água significativas, o seu tratamento pode tornar-se extremamente caro e inviável, como a retirada do sal nos mares e o tratamento do esgoto. A demanda o consumo conduz o cenário de conflito pelo uso dos recursos hídricos, principalmente noversus Brasil. O aumento da demanda por água, traduzido em mais indústrias, irrigação descontrolada, aumento populacional e falta de tecnologias viáveis, é associado à diminuição da sua qualidade. A contaminação pelo lançamento inadequado do esgoto sanitário e de agrotóxicos, pela falta de controle de sua retirada de bacias e - -3 lançamento inadequado do esgoto sanitário e de agrotóxicos, pela falta de controle de sua retirada de bacias e poços artesianos sem as devidas outorgas (licença de uso da água), entre outros fatores, colaboram para os conflitos e tomadas de decisão na gestão dos recursos hídricos. Acredita-se que na última década o consumo de água potável cresceu duas vezes mais rápido que a população mundial. Diante deste cenário houve crescentes demandas de usuários e uma limitação da disponibilidade hídrica, inclusive espacial. Um exemplo é a Amazônia, com mais água e menos população, divergindo da região sudeste brasileira, em que há mais população e menores índices de água, tornando inevitáveis as disputas entre os usuários, requerendo medidas de usos múltiplos para o bem comum da sociedade, garantindo, assim, a sustentabilidade dos recursos hídricos para as futuras gerações. Para que você possa entender essas concepções no contexto de gerenciamento das bacias hidrográficas, a seguir, vamos estudar a distribuição e a necessidade de conservação da água. 1.1.1 Distribuição no Brasil e no mundo O cenário mundial dos recursos hídricos tem como premissa-base a má distribuição temporal e espacial da precipitação (chuvas) e vazões (volume de água), aliada a concentrações de demandas em determinadas regiões, configurando-se assim como um dos principais problemas relacionados aos recursos hídricos no Brasil e no mundo. Há décadas se discute sobre a gestão dos recursos hídricos e as formas de minimizar ou evitar problemas decorrentes da falta d’água. Para tanto, há princípios fundamentais e invioláveis a serem considerados. O primeiro estabelece que todas as pessoas têm que ter acesso à água com quantidade e qualidade suficientes para satisfazer suas necessidades básicas (BRASIL, 1997). O segundo é a obrigação moral da geração atual em não degradar os recursos existentes, dos quais as gerações posteriores necessitarão, e, por fim, o terceiro estabelece a importância da participação da população nas tomadas de decisões relativas aos recursos hídricos (no Brasil, está sancionada pela Lei 9433/1997, que dispõe a criação dos Comitês de Bacias Hidrográficas). Demanboro e Mariotoni (1999) relatam que mais de um bilhão de pessoas vivem sem quantidades de água apropriadas para sobrevivência. A distribuição da água na Terra está representada na figura a seguir (a). Vale lembrar que, apesar de o planeta terra ser conhecido como planeta água, por conter uma grande extensão desse recurso, 97,5% da água disponível é salgada e apenas 2,5% da água é doce, observando-se assim uma distribuição da água não heterogênea nem igualitária. Além do mais, a água potável disponível é relativamente pequena e má distribuída. Em seguida, é apresentado na figura (b) o total de água doce no mundo. VOCÊ QUER VER? Entre rios (2009) é um documentário que retrata a urbanização de São Paulo/Brasil, com um enfoque geográfico-histórico. O vídeo informa o processo sofrido pelas bacias hidrográficas da cidade de São Paulo enfatizando a importância da gestão dos recursos hídricos. Venha conferir! Disponível em: < >.https://www.youtube.com/watch?v=Fwh-cZfWNIc&t=88s - -4 Figura 1 - a) Disponibilidade de água doce no mundo; b) Distribuição e disponibilidade dos recursos hídricos no planeta Terra. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de FETTER, 1994, p. 41; SOARES, 2015, p. 113; Anton Balazh, Shuterstock, 2018. Note que dos 2,5% de água doce no mundo, apenas 1% da água superficial vem dos lagos e rios, utilizada, em maior parte, para abastecimento humano, esgoto sanitário e agricultura, enfatizando a importância da conservação das bacias hidrográficas. A figura a seguir demonstra a porcentagem da quantidade de água superficial no mundo. Figura 2 - Disponibilidade de água superficial do mundo. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de FETTER, 1994, p. 41; Anton Balazh, Shutterstock,2018. Tundisi (2011) afirma que as aglomerações urbanas são um agravante para a redução da disponibilidade de água doce, devido principalmente à impermeabilização do solo e ao crescimento desenfreado das cidades. Além disso, fatores como desmatamentos, geração de resíduos e impactos ambientais das diversas esferas tornam ainda mais necessário o gerenciamento das bacias hidrográficas. Segundo o relatório do Programa de Monitoramento Conjunto (2017) mais de 25 mil pessoas no mundo morrem por falta de acesso a água potável e 4,6 milhões de crianças de até 5 anos morrem por doenças de veiculação hídrica, por exemplo, a diarreia. No Brasil, a realidade não é diferente. No país, 30% das mortes de crianças ocorrem por diarreias e ingestão de água não potável (GUIMARÃES et al., 2007). Outra realidade brasileira é a distribuição de água doce aversus localização da população, que ocorre de forma desigual. O território, que existe em quantidades significativas, como na Amazônia (que contempla 80% das águas doces do país), equivale a apenas 7% da população, o Nordeste tem 3,3% das águas doces para 27% da sociedade e outras regiões têm 16,7% dos recursos hídricos doces disponíveis para 66% da população (TUNDISI, 2011). - -5 Apesar de o Brasil ser um país privilegiado, com recursos naturais e hídricos disponíveis, grande parte de suas águas são poluídas. Isso se deve ao ritmo acelerado do crescimento populacional e ao êxodo rural dos últimos 50 anos, que provocaram diversos desequilíbrios ambientais. A ocupação desenfreada nos mananciais, o lançamento do esgoto sem o devido tratamento nas bacias hidrográficas, o desmatamento das matas ciliares, decorrente principalmente da agricultura e o despejo indevido dos resíduos sólidos, entre outros impactos ambientais, tornaram a sociedade brasileira mais sujeita a problemas de saúde pública. Os recursos hídricos têm diversas potencialidades, mas seu uso depende das variações climáticas, da distribuição das águas e da população. Apesar de renovável, é um recurso finito, o que torna indispensável uma conscientização crítica da sociedade para o entendimento de que fazer gestão também é conservar. 1.1.2 Necessidade de conservação A água é um bem no qual habitam diversos organismos que precisam de condições adequadas para sua sobrevivência (TUCCI, 2002). Além disso, os recursos hídricos se manifestam praticamente em todos os usos nobres do homem e principalmente à manutenção a vida (água para beber, combate a incêndios, higiene etc.). Perante isso, é essencial a conservação das bacias hidrográficas. Clique na interação a seguir para continuar lendo sobre este assunto. Conceitualmente, a bacia hidrográfica, na perspectiva de estudos de hidrologia, é um conjunto de terras drenadas por um corpo de água principal (rio principal) e seus afluentes, que confluem até chegar a um leito único no ponto de saída, no qual se estuda processos qualitativos e quantitativos da água, nutrientes e sedimentos (PIRES; SANTOS; DEL PRETTE, 2002). Apesar de o conceito ser claro, existem variações quando se fala em conservação das bacias hidrográficas, pois ressalta-se não apenas os aspectos hidrológicos, mas também a estrutura biofísica e as mudanças do uso da terra. No viés conservador, a bacia hidrográfica necessita ser análoga a um ecossistema, incluindo espacialmente os VOCÊ QUER LER? O relatório “Conjuntura dos Recursos Hídricos no Brasil 2017” retrata os dados estatísticos e quali-quantitativos das águas e sua gestão do Brasil. Elaborado pela Agência Nacional de Águas – ANA (2017), é a maior referência atualmente no país. Confira! Disponível em: < http://conjuntura.ana.gov.br/static/media/conjuntura_completo.27432e70.pdf>. VOCÊ SABIA? O rio Amazonas é o maior rio do mundo, com cerca de 6.570 km de comprimento! A maior parte dele encontra-se no Brasil, na região amazônica. Porém, ele nasce em terras peruanas, mais precisamente na cordilheira dos Andes. Uma curiosidade interessante é que o rio Amazonas, em alguns lugares, atinge uma profundidade de 120 metros (SMITH, 1990). - -6 No viés conservador, a bacia hidrográfica necessita ser análoga a um ecossistema, incluindo espacialmente os aspectos bióticos e abióticos. Dessa maneira, é imprescindível utilizar a bacia hidrográfica como unidade de gerenciamento ambiental. Devido aos usos múltiplos das águas se contempla uma abordagem integrada, isso porque implica uma série de fatores ambientais, políticos, sociais, econômicos, onde se divergem muitas vezes (TUCCI, 2002). A promulgação da Lei Federal 6.938/1981, que dispõe da Política Nacional do Meio Ambiente, introduziu ferramentas de gestão e proteção ambiental no país. Porém, ainda há antagonismos entre conservar versus desenvolver. É necessário estudar as conectividades das diversas tramas dos rios em função de barreiras naturais, espécies de flora e fauna, contabilidade social das demandas de uso da água. Conservar também é aproveitar as potencialidades, por exemplo, subaproveitar uma represa, por não calcular a demanda, pode ser iníquo para a comunidade. Gerenciar os recursos hídricos é, simplificadamente, descrever as ações estruturais e não estruturais que serão implantadas na bacia hidrográfica, além das estratégias, metas e horizontes temporais definidos, com melhorias contínuas qualitativa e quantitativamente nos corpos d’água. Esse processo é desenvolvido para conservá-los de forma ambiental, econômica e socialmente sustentável. A gestão ambiental, pela sua formação transdisciplinar, tem como papel fundamental resolver conflitos. O plano de bacias hidrográficas é um instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos – PNRH, do qual toda bacia hidrográfica brasileira necessitaria dispor, porém isso ainda não é uma realidade em sua totalidade. Assim, dialogar com diversas áreas do conhecimento para um melhor andamento do processo é papel fundamental do gestor. Conservar também é reconhecer a complexidade dos problemas que envolvem os recursos hídricos, portanto, é fundamental uma gestão participativa em âmbitos de competências comuns entre estados e municípios, por exemplo, drenagem urbana, abastecimento de água, resíduos sólidos, esgotamento sanitário, usos e ocupações e desenvolvimento regional, a fim de uma tomada de decisão adequada e baseada no princípio da sustentabilidade. 1.2 O ciclo hidrológico O ciclo da água é um fenômeno global de circulação fechada (SILVEIRA, 2002). Esse processo é impulsionado pela gravidade associada à rotação da Terra e acontece entre a e a . A superfíciesuperfície terrestre atmosfera terrestre engloba os oceanos e os continentes, e a atmosfera, os fenômenos meteorológicos. Dessa maneira, há um intercâmbio entre esses dois processos, ou seja, a circulação da água na superfície terrestre e a atmosfera. Ele ocorre nos dois sentidos, que são apresentados na interação a seguir. • Superfície-atmosfera Vapor d’água e transpiração. • VOCÊ SABIA? A experiência francesa em gestão de recursos hídricos é uma referência para o Brasil. Para a formulação da Política Nacional dos Recursos Hídricos Brasileira, foram tomadas as referências institucional, as leis e as práticas francesas, servindo de base para a construção da nossa constituição (BRAGA; FERRÃO, 2015). • • - -7 • Atmosfera-superfície Precipitação de chuva e neve. Vale destacar a importância de se entender esse processo pelo aumento, nos últimos anos, da diversidade de usos dos recursos hídricos. Além disso, há pressões de usos e demandas, que provêm de problemas de crescimento populacional e de má apropriação da água, os quais, por sua vez, reduzem a vazão disponível nos rios, alterando qualitativa e quantitativamente a flora e a fauna, ou seja, alteram os processos bióticos e abióticos. Todos esses processos alteram o ciclo hidrológico, que tem como consequências o aumento da taxa de evaporação, o desequilíbrio do balanço hídrico, o aumentodo escoamento superficial, a eutrofização, enchentes e doenças por veiculação hídrica, entre outros. Sendo assim, este tópico visa contribuir para a compreensão dos mecanismos físicos e bióticos, que promovem a renovação da água, e também discutir e interpretar o balanço hídrico. 1.2.1 Fenômenos físicos e bióticos envolvidos A bacia hidrográfica é um sistema físico, com entrada do volume de água precipitada (chuva) e saída do volume de água escoado pelo exutório (há perdas intermediárias por evapotranspiração, transpiração e infiltração). Note que, para delimitar as bacias hidrográficas, inicia-se a partir do exutório, o ponto escolhido para a delimitação da bacia, e conecta-se com os pontos mais elevados, tendo como base as curvas de nível (TUCCI, 2002). O exutório é todo escoamento superficial gerado no interior do rio principal e seus efluentes, convergindo a descarga líquida para o oceano ou para outra bacia hidrográfica. O ciclo hidrológico (figura a seguir) é um processo natural e contínuo, com transformações físicas nos ambientes terrestres, aquáticos e atmosféricos. A energia solar, os ventos (transportadores das gotículas de vapor d’agua) e a força da gravidade são os processos responsáveis pela precipitação, pela infiltração e pelo deslocamento de massas de água (TUNDISI, 2003). Note que, apesar dos processos de cada etapa do ciclo hidrológico, a água é uma só. Ela apenas muda sua condição, ou seja, a água que hoje está se precipitando já passou pelos rios, pelos oceanos e até mesmo pela condição de água subterrânea. • - -8 Figura 3 - Ciclo hidrológico e seus processos. Fonte: MMA, 2018. Para entendermos melhor todas as etapas do ciclo da água, vamos analisá-las separadamente na interação a seguir. Clique para ver. • Evaporação O calor irradiado pelo sol transforma a água do estado líquido para o estado gasoso. • Precipitação É a chuva. Há complexos fenômenos de aglutinação e crescimento das microgotículas na atmosfera, além da presença de vapor d’água, formando um aerossol (nuvens). Quando este se aproxima do solo (por sua vez, está diretamente ligado às massas de ar presentes no local (FINOTTI et al., 2009, p.41), há troca de diferentes massas de ar (superfície-atmosfera ou atmosfera-superfície). Essa dinâmica ocorre por transferência de água da atmosfera para a superfície terrestre. Além disso, neste processo ocorre a evaporação – em alguns casos, é demasiadamente significativo, pois a precipitação é totalmente vaporizada (TUCCI, 2002). • Interceptação • • • - -9 Em florestas, quando ocorre a precipitação, a cobertura vegetal (árvores e outras plantas) retém parte do volume precipitado nas folhas e caules. Esta água retida geralmente evapora, mas se a capacidade de armazenamento da água pelas coberturas vegetais for excedida, há a reprecipitação para o solo (SILVEIRA, 2002). • Infiltração A água que chega ao solo pode seguir diversos caminhos. Enquanto o solo não estiver saturado, há armazenamento da água para a microfauna e flora nele existente. Caso não haja profundidade significativa, há escoamento superficial. A infiltração e a percolação são comandadas pela gravidade e pelas tensões capilares dos solos. A partir da saturação da superfície do solo, ou do não aproveitamento da água pelos vegetais, esta percola para o lençol freático, caso ele exista (TUCCI, 2002). • Percolação Este processo se refere ao movimento da água para o subterrâneo. Isso ocorre principalmente pela saturação do solo. Observe que a infiltração é referente à entrada da água no solo. A água percolada pode atingir zonas saturadas, nível freático ou aquíferos confinados (COLLISCHONN; TASSI, 2008). • Evapotranspiração É a quantidade de água que evapora do solo e da cobertura vegetal. Pode-se dizer que é o somatório da evaporação do solo mais a das áreas verdes. Inúmeras variáveis podem determinar a evapotranspiração no ciclo hidrológico, como a umidade do ar atmosférico, a radiação solar, os ventos, a temperatura etc. (SILVEIRA, 2002). • Transpiração É a evaporação dos vegetais (ação fisiológica). É uma função para o desenvolvimento das plantas. A umidade do solo (alimentada pela infiltração) é aproveitada pelos vegetais, que absorvem a água pelas raízes e a devolvem quase toda para a atmosfera novamente, em forma de vapor d’água. Esse processo depende significativamente da umidade, da temperatura do ar e da velocidade do vento (COLLISCHONN; TASSI, 2008). • Escoamento superficial ou processo de descarga Quantidade da água que determina a seção do rio. É gerado por diversas interações e processos. É impulsionado pela gravidade para as cotas mais baixas. É expresso por metros cúbicos por segundo (m³/s) ou litros por segundo (L/s). Sperling (2007) afirma que, após os efeitos de evaporação, infiltração e retenção superficial da bacia, inicia-se o processo em formas de lâminas de escoamento em direção a lugares mais baixos do terreno, e este constitui o processo mais significativo para chuvas intensas. Veja, na figura a seguir, de forma didática, a ação do homem no ciclo hidrológico e os usos dos recursos hídricos. • • • • • - -10 Veja, na figura a seguir, de forma didática, a ação do homem no ciclo hidrológico e os usos dos recursos hídricos. Vale destacar a importância da bacia hidrográfica como unidade de gestão, visto que as modificações e as alterações ocorrem na mesma unidade territorial. Figura 4 - Ciclo hidrológico retratado pela agência nacional dos recursos hídricos do Brasil, a ANA. Fonte: ANA, 2017, p. 9. A bacia hidrográfica é um elemento fundamental para se estudar o ciclo hidrológico e suas mudanças. Ela é uma área de captação natural da água, por precipitação, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída: seu exutório. O ciclo hidrológico promove a manutenção da vida terrestre e é essencial para o gerenciamento de bacias hidrográficas. No vídeo a seguir, você pode compreender todos os processos do ciclo hidrológico, entender o comportamento e a origem das águas dos rios, oceanos e mares. https://cdnapisec.kaltura.com/p/1972831/sp/197283100/embedIframeJs/uiconf_id/30443981/partner_id /1972831?iframeembed=true&playerId=kaltura_player_1546406485&entry_id=1_xd5x7cc3 Silveira (2002) salienta que a bacia hidrográfica é um sistema físico com entradas, saídas e perdas. Para utilizar de forma racional os recursos hídricos e melhorar o entendimento do comportamento do sistema (TUCCI; BELTREME, 2002), iremos estudar o balanço hídrico, a fim de compreender a bacia hidrográfica como unidade de gestão. - -11 1.2.2 Balanço hídrico O balanço hídrico é a quantificação dos componentes do ciclo hidrológico na bacia hidrográfica, também denominado volume de controle. Barth (1987) afirma que a quantidade de água em cada fase do ciclo pode ser avaliada pela equação da conservação de massa, em que o volume de água de entrada menos o volume de água da saída deve igualar a variação dos estoques de água na área de um determinado período de tempo. Para elaborar um balanço hídrico, é necessário que se defina o espaço físico onde ele será realizado, o qual será denominado sistema hidrológico. Ou seja, o balanço hídrico representa uma quantificação da água presente nas fases do ciclo hidrológico para um intervalo de tempo escolhido e espaço definido. Tucci (2002) afirma que é fundamental entender o balanço hídrico para conhecer as ações antrópica na bacia, além da disponibilidade hídrica. Tucci (2002) determina o balaço hídrico como: Caso o período de avaliação seja longo, a diferença de armazenamento é desprezível. Então temos: - -12 Em suma, entender esse balanço objetiva conhecer o regime hídrico, as demandas de uso da água, os dados e as informações para gerenciar a bacia hidrográfica em questão. Para melhor compreender esses procedimentos, iremos estudaros processos e as metodologias de medição no ciclo da água, além dos dados climatológicos para futuras tomadas de decisão no gerenciamento de bacias hidrográficas. 1.3 O ciclo hidrológico na prática Na prática, o ciclo hidrológico advém de diversas metodologias com métodos diretos e indiretos para medir e/ou estimar os processos da bacia hidrográfica. Apesar de ser um processo altamente dinâmico, envolvendo organismos vivos, como plantas e solo, pode-se estimar esses processos para uma gestão ambiental sustentável. O ciclo da água em macroescala pode ser considerado o balanço hídrico. Em escalas intermediárias, considera-se a microbacia, que se refere às variações de vazão hídrica. Já em microescala se refere às variações da disponibilidade da água do solo. Thornthwaite e Mather (1955) propuseram a avaliação da disponibilidade de água no solo a partir do balanço hídrico climatológico. Esse método se refere à entrada de água na bacia ou sistema pela precipitação, pela capacidade de água no solo (armazenamento) e pela perda da água na atmosfera por evapotranspiração. O processo de evapotranspiração considera duas classificações, clique na interação a seguir, para entender estes conceitos. • Evapotranspiração potencial (ETP) O máximo de evapotranspiração possível considerando a vegetação ou parcela verde do local de estudo. • Evapotranspiração real (ETR) É a evapotranspiração que realmente acontece no local em estudo. Geralmente a ETR é inferior à ETP, porém pode haver uma superação da ETP, e dessa maneira iguala-se a ETR à ETP. Tucci e Beltrame (2002) salientam que informações de evapotranspiração real são escassas, pois necessitam de longo tempo de estudo, observações, além de um custo alto. Porém, a evapotranspiração potencial pode ser obtida por modelos precisos. A seguir, serão apresentados alguns procedimentos usualmente empregados para medir e estimar a evapotranspiração. 1.3.1 Métodos diretos Lisímetro: é uma estrutura constituída de um reservatório do solo (tanques enterrados), que tem por intuito medir a evapotranspiração. Esse sistema de drenagem é instrumental de operação (TUCCI; BELTRAME, 2002). Vale destacar que esse processo é um conjunto de evaporação do solo e das plantas. O lisímetro ou evapotranspirômetro pode medir a evapotranspiração de cultura ou de referência. Há uma balança no interior dele que calcula quanto evapotranspirou pela quantidade de água drenada menos a água adicionada, ou seja, há um balanço hídrico nesse sistema de controle (TUCCI; BELTRAME, 2002). A amostra do solo do lisímetro recebe precipitações naturais que são medidas pelos pluviômetros (medidores de • • - -13 A amostra do solo do lisímetro recebe precipitações naturais que são medidas pelos pluviômetros (medidores de chuva). Por conseguinte, o solo em que está o lisímetro drena a água para o fundo do cubo, medindo a água recolhida. Para calcular a evapotranspiração potencial (ETP), necessita-se conhecer a quantidade de água acumulada no lisímetro (DR), a precipitação (P) e a drenagem (Q). Calcula-se: A variação da quantidade de água acumulada (DR) pode ser avaliada pelas medidas da umidade do solo. Entretanto, como são medidas não muito precisas, determina-se a evaporação em períodos suficientemente longos para que a DR seja desprezível face à evaporação (PORTO; ZAHED FILHO; SILVA, 2003). Há diversos tipos de lisímetros. Um muito utilizado é o lisímetro de percolação, o qual consiste em um tanque enterrado com dimensões de 1,5 m de diâmetro e 1,0 m de altura com borda de 5 cm acima da superfície do solo (números mínimos para sua construção). - -14 Figura 5 - Esquema de um lisímetro. Fonte: Elaborada pela autora, adaptada de PORTO; ZAHED FILHO; SILVA, 2003. Tanque classe A-USWB: é um tipo de evaporímetro. O tanque classe A (veja a figura a seguir) é um cilindro com 1,20 m de diâmetro e 25 cm de profundidade instalado sobre um estrado de madeira a 15 cm do solo. O tanque é construído com chapa galvanizada. Além disso, a leitura do nível d’água do tanque classe A é realizada pela manhã, uma vez ao dia. As alturas das lâminas de evaporação são acumuladas, conforme a aplicação que se dará aos dados de evaporação (TUCCI, 2002). - -15 Figura 6 - Tanque classe A-USWB de grande utilização no Canadá e Estados Unidos. Fonte: PORTO; ZAHED FILHO; SILVA, 2003, [s/p]. Em sites governamentais, como o da Agência Nacional de Águas, encontram-se os dados de séries hidrológicas, como a chuva e a vazão das bacias hidrográficas brasileiras, além de dados qualitativos e subterrâneos. Um exemplo importante desses processos diretos na gestão ambiental e agronegócio é o controle da vazão para pedidos de outorga (licença do uso da água) em projetos para o controle de água na agricultura de irrigação. É o método mais preciso para a determinação direta da evapotranspiração, desde que os equipamentos sejam instalados corretamente. VOCÊ SABIA? A Agência Nacional de Águas coordena uma rede hidrometeorológica nacional em que são monitorados parâmetros relacionados aos rios, como as chuvas, o transporte de sedimentos, a vazão e a qualidade da água (2005). Atualmente são 4.641 pontos espalhados por todo o Brasil. Vale a pena conferir! Disponível em: <http://www.snirh.gov.br/hidroweb/publico >./apresentacao.jsf - -16 1.3.2 Métodos indiretos Métodos indiretos são processos que não fornecem diretamente a evapotranspiração, no entanto, pode-se estimá-la em determinada região, indiretamente, ou seja, por estimativa. Método de Blaney-Criddle: este processo indireto é baseado nos valores reais de evapotranspiração com a temperatura pela percentagem de horas anuais de luz solar. Método de Balanço de Energia: é um processo que contabiliza as interações de energia com a superfície. Vale destacar que em condições normais a principal energia da superfície é a radiação solar. Aerodinâmico: é um método micrometeorológico, com embasamento físico-teórico da dinâmica dos fluidos e transporte turbulento (CARVALHO; SILVA, 2006). Método Penman: é um método utilizado para processos combinados, ou seja, há bases físicas de balanço de energia e de transferência de massa. Esse método utiliza parâmetros climáticos (obtidos por estações meteorológicas), porém, necessita de diversos números de dados meteorológicos. Apesar de o método Penman ter precisão, houve modificações ao longo dos anos. Dessa maneira, a equação foi denominada Penman-Monteith (considerado atualmente parametrizado pela FAO). Assim, todos os dados para a utilização da equação, ou são tabelados, ou obtidos pelas bases de dados de estações meteorológicas (INMET, INPE, ANA, entre outros). - -17 Perceba que o método Penman-Monteith é estruturado por métodos físicos e informações meteorológicas padronizadas. É uma representação próxima da realidade, e não há necessidade de saídas a campo ou construções de métodos de alto custo. Portanto, os métodos diretos e indiretos são técnicas para melhor diagnosticar os processos do ciclo hidrológico de uma bacia hidrográfica. Esses estudos revelam a quantidade de perdas e ganhos de água na unidade de gestão. É fundamental conhecer alguns processos para possíveis previsões e planejamento dos recursos hídricos, para conhecer melhores áreas para plantação, as quantidades de chuva (dependendo, estas podem ocasionar diversos impactos nas lavouras e casas, como enchentes, por exemplo). Por fim, o planejamento estratégico urbano, ambiental, social e econômico perpassa, também, por processos e mecanismos associados ao ciclo da água. 1.4 Caracterização geral de bacias hidrográficas Conceitualmente, a bacia hidrográfica é uma área drenada por um rio ou sistema fluvial (CHRISTOFOLETTI, 1980). Podemos entender que a área drenada é uma parte da superfície terrestre que compartilha o mesmo relevo ou mais, porém recebe água da chuva que converge para o mesmo exutório (SILVEIRA, 2012).No contexto da gestão ambiental é importante salientar e relacionar o uso da terra ao conceito de bacia hidrográfica, pois o uso da terra na região altera significativamente o ciclo hidrológico. Todos nós vivemos nos limites de uma bacia hidrográfica, seja ela rural ou urbana, composta por uma gama de elementos, como ruas, calçadas, prédios, casas e áreas verdes. Todos eles compõem a unidade de gestão da bacia hidrográfica. No entanto, as bacias hidrográficas em áreas rurais têm de considerar outros aspectos como animais, culturas agrícolas e agroquímicos em geral. Ao desenvolver um trabalho de gestão é importante considerar todos os elementos, visto que essas atividades podem alterar a resposta hidrológica, como quantidade e velocidade da água na infiltração e escoamento pela vertente até chegar ao canal (POLETO, 2014). Há três tipos de bacias hidrográficas: naturais, urbanas e rurais. Clique na tabela a seguir para ver a definição de - -18 Há três tipos de bacias hidrográficas: naturais, urbanas e rurais. Clique na tabela a seguir para ver a definição de cada uma delas. Bacias naturais As bacias naturais são aquelas com áreas de vegetação nativa com pouca ou nenhuma influência do homem (no Brasil são poucas, mas ainda há bacias nos interiores dos estados e na Amazônia). Bacias urbanas As bacias urbanas se localizam em áreas urbanas. Bacias rurais As bacias rurais são áreas em cujos espaços são desenvolvidas atividades agropecuárias. Finalizando o capítulo, iremos compreender a bacia hidrográfica em um contexto espacial e caracterizar os aspectos que a definem. 1.4.1 Principais conceitos e definições A bacia hidrográfica é delimitada pelo divisor de águas. Normalmente utilizamos cartas topográficas ou apoio do Sistema de Informações Geográficas (SIG). Uma carta topográfica apresenta a rede de drenagem (conjunto de rios) e a representação do relevo. Note que um rio e seus afluentes (rios menores) podem ser classificados conforme o seu escoamento e a frequência de água em seu canal. Dessa maneira, o canal pode ser perene, intermitente ou efêmero. Clique nos itens a seguir para ver a definição de cada um deles. Canal perene O é o que mantém a água com fluxo contínuo.canal perene Canal intermitente O mantém a água em períodos chuvosos (não em períodos secos).canal intermitente Canal efêmero Os mantêm a água apenas em períodos pós-chuvas.canais efêmeros Esses canais dependem dos lençóis freáticos e do nível de saturação do solo. Porém, note que dependem do clima, do relevo, do tipo de solo e da geomorfologia do local, entre outros fatores. O relevo da bacia hidrográfica (veja a figura a seguir) é representado pelas curvas de níveis e pontos cotados, em que as curvas de níveis são linhas imaginárias de igual distância que representam o relevo. VOCÊ QUER LER? Em uma edição especial, a Agência Nacional de Águas e a superintendência dos recursos hídricos no Brasil desenvolveram, em 2015, um relatório sobre as regiões hidrográficas brasileiras e suas diferenças. Vale a pena ler! Disponível em: <http://www.snirh.gov.br/portal /snirh/centrais-de-conteudos/conjuntura-dos-recursos-hidricos/regioeshidrograficas2014. >.pdf - -19 Figura 7 - A bacia hidrográfica e o exutório, um dos principais pontos de saída de água. Fonte: SPERLING, 2007 apud FINKLER, 2016, p. 9. Os são determinados pelas coordenadas geográficas que informam a altitude (POLETO, 2014). pontos cotados e são termos utilizados para definir a direção das nascentes (montante) e da foz (jusante).Montante jusante Essas definições servem como base para o planejamento e a gestão hídrica. Vale destacar que nos milhares de anos de ocupação da bacia hidrográfica pelo homem houve a necessidade de gerenciamento adequado, principalmente pelos impactos ambientais envolvidos. - -20 O gerenciamento de bacias hidrográficas tornou-se cada vez mais técnico e transdisciplinar, pois as necessidades da população aumentaram e os recursos disponíveis diminuíram. Por fim, a gestão ambiental em bacias hidrográficas tornou-se primordial para seus usos e demandas múltiplas. A Política Nacional dos Recursos Hídricos considera que uma bacia hidrográfica é uma unidade territorial de referência ou de intervenção, devendo-se levar em conta a causa e o efeito que envolvem a realidade, a integração e as políticas de saneamento locais (BRASIL, 1997). Na prática, delimitar e conhecer as definições de uma bacia hidrográfica e suas confluências é importante porque isso serve de base para a gestão ambiental da unidade, que muda constantemente em decorrência das ações da sociedade (POLETO, 2014). Síntese Neste capítulo, você conheceu as características dos recursos hídricos, a bacia hidrográfica e os conceitos de ciclo hidrológico. Você aprendeu que é importante tratar a bacia hidrográfica como uma unidade de gestão e como um sistema interdependente, ou seja, que toda modificação influencia o processo do ciclo hidrológico e, consequentemente, o dia a dia da sociedade. Com esse conhecimento, você estará apto a compreender a importância dos recursos hídricos no cenário atual e identificar os problemas de demandas ofertas.versus Neste capítulo, você teve a oportunidade de: VOCÊ O CONHECE? Cagnon e colaboradores (2017) desenvolveram um protótipo de supervisão e controle na gestão e distribuição das águas tratadas em edifícios. Esse processo salienta a medição individualizada em cada apartamento. Vale a pena conferir! Disponível em: <http://www3.fi. >.mdp.edu.ar/clagtee/2017/articles/23-025.pdf CASO Tundisi e colaboradores desenvolveram um estudo sobre o gerenciamento da bacia hidrográfica do Tietê/Jacaré, localizada no estado de São Paulo. A pesquisa teve por intuito detalhar as características da bacia hidrográfica, os usos do solo, as fontes pontuais e difusas de contaminação, a cobertura vegetal e as vulnerabilidades. Dessa maneira, eles desenvolveram um banco de dados que possibilitou criar um programa de gestão ambiental e de recursos hídricos, para a resolução dos impactos ambientais, com planejamento de mudanças e perspectivas. Esse processo apoia uma gestão de águas em longo prazo (TUNDISI et al., 2008). Quer saber mais? Acesse o conteúdo disponível em: <https://www.revistas.usp.br >./eav/article/view/10298/11949 - -21 Neste capítulo, você teve a oportunidade de: • identificar os principais problemas relacionados ao consumo dos recursos hídricos; • compreender os mecanismos físicos e bióticos que promovem a renovação da água; • refletir sobre o papel do gestor ambiental no gerenciamento dos recursos hídricos; • conhecer o ciclo hidrológico na prática como alguns métodos indiretos e diretos para a coleta de dados dos processos do ciclo hidrológico e como isso afeta o planejamento ambiental; • caracterizar os principais aspectos que definem as bacias hidrográficas; • compreender o que é uma bacia hidrográfica em seu contexto espacial. Bibliografia ANA – Agência Nacional de Águas. : relatório pleno. Brasília:Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2017 ANA, 2017. Disponível em: <http://conjuntura.ana.gov.br/static/media/conjuntura_completo.27432e70.pdf>. 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Introdução 1.1 Caracterização geral dos recursos hídricos 1.1.1 Distribuição no Brasil e no mundo 1.1.2 Necessidade de conservação 1.2 O ciclo hidrológico 1.2.1 Fenômenos físicos e bióticos envolvidos Evaporação Precipitação Interceptação Infiltração Percolação Evapotranspiração Transpiração Escoamento superficial ou processo de descarga 1.2.2 Balanço hídrico 1.3 O ciclo hidrológico na prática 1.3.1 Métodos diretos 1.3.2 Métodos indiretos 1.4 Caracterização geral de bacias hidrográficas 1.4.1 Principais conceitos e definições Síntese Bibliografia
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