Planejamento Manejo e Gestao UNIDADE 1

UNIDADE 1A BACIA HIDROGRFICA

O contedo deste material pode ser reproduzido desde que citada a fonte. 1

CURRCULO RESUMIDO

Raquel Finkler

Biloga pela Universidade de Caxias do Sul (1999). Mestre em

Engenharia Ambiental pela Universidade Federal de Santa

Catarina (2002). Aperfeioamento em Manejo e Tratamento de

Resduos - Governo de Shiga - Japo (2004). Gerente

administrativo da Ambiativa Consultoria Ambiental Ltda.

Professora da Faculdade da Serra Gacha.

REVISORES TCNICOS

Itaipu Binacional:Simone Frederigi Benassi

Caroline Henn

Anderson Braga Mendes

Paulo Abrantes

Hudson C. Lissoni Leonardo

Agncia Nacional de guas ANA:Flvia Carneiro da Cunha Oliveira

Reviso OrtogrficaICBA Centro de Lnguas


SUMRIO

LISTA DE FIGURAS........................................................................................LISTA DE TABELAS........................................................................................1 CONCEITUAES BSICAS......................................................................1.1 Bacia Hidrogrfica.......................................................................................

1.2 Caracterizao Fisiogrfica ou Fluviomorfolgica de Bacias

Hidrogrficas.....................................................................................................

2 REGIES HIDROGRFICAS DO BRASIL..................................................2.1 Componentes e processos hidrolgicos.....................................................

3 CARACTERSTICAS DE BACIAS HIDROGRFICAS RURAIS E URBANAS........................................................................................................REFERNCIA...................................................................................................

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LISTA DE FIGURASFigura 1 - Bacia Hidrogrfica

Figura 2 - Exutrio

Figura 3 Exutrio

Figura 4 Exutrio

Figura 5- Exutrio

Figura 6 - Atividade Ordenamento

Figura 7 - Bacia Hidrogrfica

Figura 8 Ciclo da gua

Figura 9 Comportamento de um Hidrograma

Figura 10 Esquema de Ecossistema

Figura 11 - Balano Hdrico.

Figura 12 - As principais alteraes causadas pela impermeabilizao do solo

Figura 13 - Hidrograma

Figura 14 - Sistema de Drenagem

Figura 15 Qualidade

LISTA DE TABELASTabela 1 Qualidade de gua de Drenagem


1 CONCEITUAES BSICAS1.1 Bacia HidrogrficaA bacia hidrogrfica uma rea de captao natural da gua de precipitao da

chuva que converge os escoamentos para um nico ponto de sada. Este ponto de

sada denominado exutrio.

Uma bacia hidrogrfica composta por um conjunto de superfcies vertentes

constitudas pela superfcie do solo e de uma rede de drenagem formada pelos

cursos da gua que confluem at chegar a um leito nico no ponto de sada. Na

figura podemos visualizar uma delimitao de bacia hidrogrfica a partir de carta do

exrcito e de modelo digital de elevao.Figura 1 Bacia Hidrogrfica

Fonte:Ambiativa Consultoria Ambiental Ltda.

Para a delimitao manual das bacias hidrogrficas iremos seguir as etapas

indicadas por Sperling (2007, p. 60-63), de acordo com a figura apresentada na

sequncia.


Figura 2 Exutrio

Fonte: Sperling, 2007

1. Inicialmente, devemos definir o ponto inicial (exutrio) a partir do qual ser

feita a delimitao da bacia. O exutrio est situado na parte mais baixa do

trecho do curso dgua principal.

2. Reforar a marcao do curso dgua principal e dos tributrios (os quais

cruzam as curvas de nvel, das mais altas para as mais baixas para definio

dos fundos de vale).


3. A delimitao da bacia hidrogrfica inicia a partir do exutrio, conectando os

pontos mais elevados, tendo por base as curvas de nvel. O limite da bacia

circunda o curso dgua e as nascentes de seus tributrios.

4. Nos topos dos morros deve-se verificar se a chuva que cair do lado de dentro

do limite realmente escoar sobre o terreno rumo s partes baixas cruzando

perpendicularmente as curvas de nvel em direo ao curso da gua em

estudo. Se a inclinao do terreno estiver voltada para direo oposta as

drenagens porque pertence a outra bacia. Notamos que dentro da bacia

poder haver locais com cotas mais altas do que as cotas dos pontos que

definem o divisor de guas da bacia.

5. Para facilitar a definio dos limites devemos diferenciar os talvegues dos

divisores de guas. Os talvegues so depresses (vales), representados

graficamente onde as curvas de nvel apresentam a curvatura contrria ao

sentido da inclinao do terreno, indicando que nestes locais ocorre

concentrao de escoamento. Os divisores de gua so representados pelo

inverso de um talvegue, no qual as curvas de nvel apresentam curvatura

voltada para o sentido da inclinao do terreno, sobre a qual as guas

escoam no sentido ortogonal s curvas em direo aos talvegues.

Na figura abaixo apresentado um modelo digital de elevao obtido a partir das

curvas de nvel apresentadas, onde podemos identificar as feies de talvegue

demarcadas pela prpria drenagem e o divisor de guas demarcado pela linha

amarela que separa o escoamento.


Figura 3 - Exutrio

Fonte: Ambiativa Consultoria Ambiental Ltda

6 A delimitao da bacia deve retornar ao ponto inicial definido como

exutrio.


Figura 4 Exutrio

Fonte: Sperling, 2007

Bacias representativas, elementares e experimentais:Bacias representativas: so bacias instrumentadas com aparelhos de observao e registro de fenmenos hidrolgicos que representam bacias situadas em uma

mesma regio homognea (PAIVA e PAIVA, 2001, p.6). Apresentam extenses de 1

a 250 Km. Em geral essas bacias so instrumentadas para obteno de dados

tpicos de uma regio homognea a que pertencem, permitindo a fundamentao de

estudos que resultam em um melhor conhecimento dos processos hidrolgicos


atuantes. A observao dessas bacias deve ser realizada por longos perodos de

tempo, preferencialmente superiores a 30 anos, que posteriormente devem ser

avaliados em conjunto com estudos climticos, pedolgicos, geolgicos e

hidrogeolgicos (PAIVA e PAIVA, 2001, p.7).

Bacias Elementares: so bacias de pequena ordem, que constituem a menor unidade geomorfolgica onde podem ocorrer todos os processos elementares do

ciclo hidrolgico. Em geral, apresentam tamanho de at 5 km2 (PAIVA e PAIVA, 2001,

p.8).

Bacias experimentais: so bacias relativamente homogneas no que se refere cobertura do solo. Possuem caractersticas fsicas relativamente uniformes, com

rea menor do que 4 Km, onde so realizados estudos detalhados do ciclo

hidrolgico (PAIVA e PAIVA, 2001, p.8). Em alguns casos so selecionadas bacias

com algumas condies naturais alteradas para estudar seu efeito sobre o

comportamento hidrolgico, inferindo leis e demais relaes.

1.2 Caracterizao Fisiogrfica ou Fluviomorfolgica de Bacias HidrogrficasOs dados fisiogrficos so todos aqueles dados que podem ser extrados de mapas,

fotografias areas e imagens de satlite. Basicamente so reas, comprimentos,

declividades e coberturas do solo obtidos diretamente ou expressos por ndices

(TUCCI, 2004, p. 45).

Algumas caractersticas e ndices so apresentados a seguir:

1) rea da bacia: fundamental para definir o potencial de gerao de escoamento da bacia hidrogrfica, uma vez que o seu valor multiplicado pela lmina da chuva

precipitada define o volume de gua recebido pela bacia. obtida atravs da

projeo vertical da linha do divisor de guas sobre o plano horizontal (TUCCI, 2004,

p. 46).


A rea da bacia expressa em hectares (ha) ou quilmetros quadrados (km2) e pode

ser obtida por planimetragem de mapas ou por clculos a partir de mapas

digitalizados, utilizando ferramentas computacionais de SIG (Sistemas de

Informaes Geogrficas) (TUCCI, 2004, p. 46).

2) Comprimento do rio principal (L): determinado a partir do perfil longitudinal do curso dgua medindo-se o comprimento do trecho entre a nascente mais

distante e o ponto de interesse ou exutrio (TUCCI, 2004, p.48).

3) Perfil longitudinal: os perfis longitudinais so obtidos em mapas planialtimtricos e representam a variao de cotas ao longo do comprimento do rio

principal (TUCCI, 2004, p. 48).

4) Declividades: a declividade muito importante para a modelagem do escoamento, uma vez que a velocidade de fluxo depende desta varivel. Pode ser

determinada por vrios mtodos. Em geral consiste na razo entre a diferena das

altitudes dos pontos extremos de um curso dgua e o comprimento desse curso d

gua, pode ser expressa em % ou m/m (PAIVA e PAIVA, 2001). A diferena entre a

elevao mxima e a elevao mnima resulta na amplitude altimtrica da bacia.

Esta a maneira mais simples de se calcular a declividade, entretanto, para rios que

percorrem relevos muitos diferenciados necessrio fazer algumas correes.

Declividade do rio principal S10/85: este mtodo consiste na obteno das altitudes a 10 e 85% do comprimento do rio at o ponto desejado, neste caso a

estao fluviomtrica. Portanto, so desprezados os trechos da nascente

geralmente com declividades mais altas, e o trecho final, geralmente com

declividades mais baixas (PAIVA e PAIVA, 2001).

Determinadas essas altitudes divide-se a diferena entre elas por 75% do

comprimento do rio at a estao. Assim obtemos a declividade do trecho, onde

valores elevados correspondem a ondas de cheias mais altas e rpidas (PAIVA e


PAIVA, 2001).

Mtodo da Declividade Mdia: definida a partir do grfico do perfil longitudinal do rio, onde se calcula a rea do grfico, obtendo-se um tringulo retngulo de rea

equivalente, de base igual ao comprimento do curso dgua, ou seja, da nascente

at o exutrio (PAIVA e PAIVA, 2001).

O valor da declividade mdia do trecho considerado ser, portanto, a inclinao da

hipotenusa do tringulo retngulo encontrado.

5) ndices de forma: a forma de uma bacia hidrogrfica tambm tem um papel importante no seu comportamento hidrolgico. A partir do comparativo de bacias

com caractersticas semelhantes, identificamos que as bacias com forma mais

circular apresentam uma tendncia de gerar picos de enchente mais elevados em

relao s bacias alongadas (VILLELA e MATTOS, 1975, p. 13).

Se as bacias circulares apresentarem diversas drenagens com comprimentos

semelhantes, o percurso dos escoamentos mais curto, gerando respostas mais

rpidas e concentradas a eventos de chuva. J as bacias mais alongadas, em geral

apresentam um rio principal com diversos tributrios menores, onde as guas tem

que percorrer um caminho mais longo at o exutrio. Assim, tendem a apresentar

cheias mais distribudas com menor vazo de pico (VILLELA e MATTOS, 1975 p.

13).

A avaliao da forma de uma bacia efetuada a partir do clculo de ndices que

procuram relaes com formas geomtricas conhecidas. Dentre os mtodos

destaca-se fator de forma o ndice de compacidade:

Fator de forma Kf: corresponde razo entre a rea de bacia e o quadrado de seu comprimento axial medido ao longo do curso dgua principal do exutrio

cabeceira mais distante (VILLELA e MATTOS, 1975, p14).


Kf= A/L

Coeficiente de forma ou compacidade (ndice de Gravelius) kc: a relao entre o permetro da bacia hidrogrfica e a circunferncia de um crculo com a

mesma rea da bacia (VILLELA e MATTOS, 1975, p.13). um numero adimensional

que varia de acordo com a forma da bacia; quanto maior o coeficiente, mais longa

a bacia. Quanto mais prximo de 1, mais circular a bacia e maior a sua

tendncia a gerar enchentes rpidas e acentuadas (VILLELA e MATTOS, 1975,

p.13). definido pela seguinte equao:

Kc = 0,28.P.A1/2

Onde: P o permetro da bacia em km e A a rea da bacia em km2.

6) Densidades: a densidade de drenagem um indicador do relevo superficial e das caractersticas geolgicas da bacia (TUCCI, 2004, p.47). Este ndice permite avaliar

a eficcia de drenagem de uma bacia, ou seja, a eficincia na concentrao do

escoamento superficial no exutrio da bacia (TUCCI, 2004, p.47).

Quanto maior a densidade de drenagem, maior a capacidade da bacia de fazer

escoamentos rpidos no exutrio, bem como deflvios de estiagem baixos. um

parmetro utilizado para pr-avaliao em estudos de regionalizao ou

transposio de dados hidrolgicos entre bacias de uma regio, pois permite avaliar

a semelhanas de escoamento entre bacias hidrogrficas de tamanhos diferentes.

Este parmetro pode ser calculado em funo do comprimento de todos os canais

pela rea da bacia ou a partir do nmero de confluncias pela rea da bacia (TUCCI,

2004, p.47).

DD: Densidade de drenagem (TUCCI, 2004, p.47):

DD= ( L)/AOnde: L o Comprimento de cada curso da gua da bacia e A a rea da bacia.


Dc: Densidade de confluncias (TUCCI, 2004, p.47):Dc = Nc/AOnde: Nc onmero total de confluncias e A rea da bacia.

A densidade de drenagem varia de acordo com a escala do mapa no qual

levantada, portanto deve-se utilizar sempre a mesma escala para o comparativo

entre bacias.

7) Tempo de concentrao: o tempo que a gua leva para percorrer desde o ponto mais distante da bacia at o exutrio. Quando se conhece bem a relao

precipitao vazo mais fcil de calcular o tempo de concentrao. Na ausncia

destes dados podem ser aplicadas frmulas empricas respeitando-se suas

limitaes. Dentre estas se destacam:

Kirpich: uma das equaes mais utilizadas, desenvolvida a partir de estudos

em bacias rurais com reas inferiores a 0,5 km2. Para comprimentos

superiores a 10 km, a frmula parece subestimar o valor de tc (TUCCI,

1995). definido pela seguinte equao:

Tc= 57*L0,77*S-0,385

Onde: L comprimento do talvegue (Km) (comprimento do rio acrescido da distncia da nascente principal ao divisor de guas).S Declividade do talvegue.

Frmula da onda cinemtica: desenvolvida a partir de equaes de onda cinemtica

em pequenas bacias (SCS apud PAIVA e PAIVA, 2001).

Tc= 3504*(n.L)0,6.S-0,3 .I-0,4

Onde: L comprimento do talvegue (Km) (comprimento do rio acrescido da distncia da nascente principal ao divisor de guas), ncoeficiente de rugosidade de Maning, I Intensidade da Chuva em mm/h, S declividade do talvegue m/km.


8) Hierarquizao Fluvial: a rede fluvial de drenagem de uma bacia hidrogrfica pode ser classificada segundo uma hierarquia, sendo a mais utilizada a de Horton

modificada por Strahler (TUCCI, 2004, p.47). A hierarquizao de Horton apresenta

uma lgica bem definida, o que possibilita o ordenamento automatizado a partir de

programas computacionais de GIS. Este sistema de ordenamento tem o seguinte

princpio (TUCCI, 2004, p.47):

1. Canais de primeira ordem so os menores identificveis caracterizados por

drenagens intermitentes.

2. Canais de segunda ordem so formados pela confluncia de dois canais de

primeira ordem, esta lgica aplicada para as demais, onde a confluncia de

dois canais de ordem i resulta em um canal de ordem i+1 a jusante.

3. Onde um canal de ordem menor encontrar um de ordem maior, o canal a

jusante mantm a maior das duas ordens.

4. A ordem da bacia hidrogrfica designada como a ordem do rio que passa

pelo exutrio.


Figura 5 - Exutrio

Fonte : Nota do Autor

A Figura refere-se Bacia do Tega, conforme consta em carta do Exrcito: Ministrio

do Exrcito Brasileiro - Departamento de Engenharia e Comunicaes - Diretoria do

Servio, Geogrfico, Regio Sul do Brasil -1:50.000, Folha SH. 22-V-D-II-2

MI-2952/2 Caxias do Sul, Datum horiz. Crrego Alegre, levantamento aerofot. em

1975, impresso em 1979.


Figura 6: Atividade Ordenamento

Fonte: Nota do Autor


2 REGIES HIDROGRFICAS DO BRASILCada regio hidrogrfica formada por uma ou por um agrupamento de bacias ou

sub-bacias com caractersticas ambientais, sociais e econmicas similares.

As bacias hidrogrficas que constituem as regies hidrogrficas so delimitadas a

partir de divisores topogrficos. Os divisores topogrficos so caracterizados pelos

pontos altos entre duas ou mais bacias, que dividem a gua precipitada que escoa

superficialmente para cada bacia contida na regio hidrogrfica considerada.

Vamos memorizar: todo curso dgua, por menor que seja, possui uma rea de

drenagem que capta a precipitao que incide sobre esta, direcionando-a para um

leito principal conforme a topografia e a geomorfologia do terreno.

Se considerarmos o exposto no pargrafo anterior podemos concluir que as bacias

hidrogrficas podem conter bacias menores, em uma subdiviso at se chegar aos

cursos dgua menores, os pequenos rios e crregos. Assim, o tamanho da bacia na

diviso depende do objetivo a que se prope.

O Brasil, devido sua extenso foi dividido em regies hidrogrficas, que servem

para orientar, fundamentar e implementar a Poltica Nacional de Recursos Hdricos

(ns iremos estudar mais sobre isso na unidade 2). As regies hidrogrficas foram

definidas pela Resoluo n 32 (CONSELHO NACIONAL DE RECURSOS

HDRICOS, 2002).

Na figura apresentada na sequencia pode-se visualizar a diviso hidrogrfica

brasileira.


Figura 7 Bacia Hidrogrfica

Fonte: Disponvel em www.cnrh.gov.br/sitio/index.php?option=com_docman

Como podemos observar no mapa, o Brasil possui 12 regies hidrogrficas, sendo

elas:

Regio Hidrogrfica Amaznica: constituda pela bacia hidrogrfica do Amazonas, sendo esta a mais extensa rede hidrogrfica da Terra. Sua nascente localiza-se nos

Andes Peruanos e sua foz, no Oceano Atlntico. uma bacia hidrogrfica que se

estende pelo Brasil (63%), Peru (17%), Bolvia (11%), Colmbia (5,8%), Equador

(2,2%), Venezuela (0,7%) e Guiana (0,2%). Segundo a Agncia Nacional das guas,

as maiores demandas de uso ocorrem nas sub-bacias dos rios Madeira, Tapajs e

Negro e seu principal uso a irrigao.


Regio Hidrogrfica do Tocantns-Araguaia: esta regio abrange os estados de Gois (26,8%), Tocantins (34,2%), Par (20,8%), Maranho (3,8%), Mato Grosso

(14,3) e Distrito Federal (0,1%). Sua maior demanda de uso irrigao,

correspondendo a 66% do total.

Regio Hidrogrfica Atlntico Nordeste Ocidental: situada no Maranho e Par, sua principal demanda de uso est relacionada com consumo humano, 64% do total.

Regio Hidrogrfica do Paraba: segunda regio mais importante do nordeste, ocupa os estados do Piau (99%), Maranho (19%) e Cear (10%).

Regio Hidrogrfica do Atlntico Nordeste Oriental: regio que se estende pelos estados do Cear (46%), Rio Grande do Norte (19%), Paraba (20%), Pernambuco

(10%), Alagoas (5%) e Piau (1%). Nesta regio hidrogrfica pode-se observar uma

evoluo da ao antrpica sobre a vegetao nativa, bastante significativa.

Regio Hidrogrfica do So Francisco: abrange os estados da Bahia, Minas Gerais, Pernambuco, Alagoas, Sergipe, e Gois, e tambm o Distrito Federal. Esta

regio possui a maior quantidade e diversidade de peixes de gua doce da regio

nordeste.

Regio hidrogrfica do Atlntico Leste: regio que ocupa os estados da Bahia (66,8%), Minas Gerais (26,2%), Sergipe (3,8%) e Esprito Santo (3,2%).

Regio Hidrogrfica do Paraguai: inclui a regio do Pantanal, que uma das maiores extenses midas continuas da Terra. Abrange os pases de Brasil (33%),

Argentina, Bolvia e Paraguai.

Regio Hidrogrfica do Paran: a regio com o maior desenvolvimento econmico do Brasil. Esta regio se estende pelos estados de So Paulo (25%),

Paran (21%), Mato Grosso do Sul (20%), Minas Gerais (18%), Gois (14%), Santa


Catarina (1,5%) e Distrito Federal (0,5%).

Regio Hidrogrfica do Sudeste: sua caracterstica social principal a elevada concentrao populacional e a presena de indstrias em seu territrio. Seus

principais rios so o Paraba do Sul e o Doce.

Bacia Hidrogrfica do Uruguai: ocupa os territrios do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Esta regio tem importncia devido s atividades de agroindstria e

o potencial hidreltrico.

Regio Hidrogrfica do Atlntico Sul: abrange 4 estados da Unio, So Paulo, Paran, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Caracteriza-se pela importncia no

turismo e desenvolvimento econmico.

2.1 Componentes e processos hidrolgicosO ciclo hidrolgico um processo natural, no qual a gua sofre transformaes

fsicas, circulando no meio terrestre, aqutico e atmosfrico. A Figura apresenta um

esquema do ciclo da gua.


Figura 8 Ciclo da gua

Fonte: FINOTTI et al, 2009

Para entendermos melhor como se d o ciclo da gua, vamos analisar cada uma

das suas etapas separadamente:

Evaporao: o conjunto dos fenmenos de natureza fsica que transformam em

vapor a gua da superfcie do solo, a dos cursos de gua, lagos, reservatrios de

acumulao e mares (PINTO et al., 1976).

Em decorrncia da incidncia solar na gua, esta passa do estado lquido para o

gasoso. A quantidade de gua evaporada pode ser medida com o uso de

evapormetros, equaes empricas, balano hdrico, transferncia de massa e

balano de energia. Tucci (2004, p. 253) afirma que alm da radiao solar, as

variveis meteorolgicas que interferem na evaporao, particularmente de

superfcies livres de gua, so a temperatura do ar, vento e presso de vapor.


Transpirao: a evaporao devida ao fisiolgica dos vegetais e uma funo da umidade do solo, tipo e estdio de desenvolvimento das plantas, rea

foliar e da capacidade de evaporao da atmosfera que, por sua vez depende do

grau de umidade relativa do ar atmosfrico, da temperatura do ar e da velocidade do

vento (PINTO et al., 1976).

Evapotranspirao: o volume de gua que evapora do solo e das reas verdes (ou seja, o somatrio da evaporao direta do solo mais as reas verdes). Com o

uso de variveis meteorolgicas possvel determinar a evapotranspirao. As

variveis so: temperatura, umidade relativa do ar atmosfrico, radiao solar,

insolao e velocidade do vento. Segundo Tucci (2004, p.271) os procedimentos

usualmente utilizados para medir ou estimar a evapotranspirao so:

Medidas diretas (lismetro, medidas de umidade de solo);

Mtodos baseados na temperatura (Thornthwaite, Blaney-Criddle);

Mtodos baseados na radiao (equao de Jensen e Haise);

Mtodo combinado (equao de Penman) e

Balano hdrico.

Precipitao: a gua condensada, que sob condies climticas favorveis, precipita na forma de gotculas. A precipitao est diretamente ligada ao tipo de

clima presente na regio e as condies meteorolgicas, que por sua vez est

diretamente ligado s massas de ar presentes no local (FINOTTI et al., 2009, p.41).

As chuvas podem ser classificadas como (COLLISCHONN e TASSI, 2011, p. 39, 40,

41):

Chuvas frontais: ocorrem quando se encontram duas grandes massas de ar, de diferente temperatura e umidade;

Chuvas orogrficas: ocorrem em regies em que um grande obstculo do relevo, como uma cordilheira ou serra muito alta, impede a passagem de ventos quentes e

midos, que sopram do mar, obrigando o ar a subir;

Chuvas convectivas: ocorrem pelo aquecimento de massas de ar, relativamente pequenas, que esto em contato direto com a superfcie quente dos continentes e


oceanos.

Segundo Tucci (2004, p.181), observam-se as seguintes formas de precipitaes na

natureza:

a) Chuvisco (neblina ou garoa): precipitao muito fina e de baixa intensidade;b) Chuva: a ocorrncia da precipitao na forma lquida;c)Neve: a precipitao em forma de cristais de gelo que durante a queda coalescem formando blocos de dimenses variveis;

d)Saraiva: a precipitao sob a forma de pequenas pedras de gelo arredondadas com dimetro de cerca de 5 mm;

e)Granizo: quando as pedras, redondas ou de forma irregular, atingem grande tamanho (dimetro acima de 5 mm);

f)Orvalho: condensao do vapor da gua do ar dos objetos que se resfriam durante a noite;

g)Geada: a deposio de cristais de gelo, fenmeno semelhante aos da formao de orvalho, mas que ocorre quando a temperatura inferior a 0C.

Entre todas as formas de precipitao, aquela que de mais interesse para a

engenharia a chuva. Podemos perceber que os eventos de pluviosidade tm

carter aleatrio, variando no espao e no tempo, o que representa um desafio para

os profissionais.

O volume precipitado depende de: a) durao da chuva (tempo entre inicio e final da

precipitao); b) intensidade (quantidade de chuva por unidade de tempo) e c)

frequncia (probabilidade de uma chuva ser igual ou superada, sua avaliao

depende de estudos estatsticos). Depende tambm da rea considerada.

Por fim, a precipitao segue os seguintes princpios (BARBOSA, s.d., p. 9-3):

A intensidade das precipitaes com o mesmo tempo de recorrncia

inversamente proporcional sua durao;

A intensidade das precipitaes com a mesma durao diretamente

proporcional ao seu tempo de recorrncia;


A intensidade das precipitaes inversamente proporcional sua rea de

precipitao;

Em um determinado perodo chuvoso as intensidades ou as alturas de

precipitao decrescem do centro da rea de precipitao para sua periferia,

segundo uma lei aproximadamente parablica.

Interceptao: a reteno de gua da chuva antes que esta atinja o solo (COLLISCHONN e TASSI, 2011, p. 65). A interceptao pode ser:

Interceptao vegetal: a parcela de gua interceptada na superfcie das folhas de vegetais, que reduz a fora da queda da chuva, diminuindo o potencial de eroso. A

interceptao vegetal depende de vrios fatores: caractersticas da precipitao e

condies climticas, tipo e densidade da vegetao e perodo do ano (TUCCI,

2004, p. 243);

Armazenamento nas depresses: refere-se agua retida das depresses impermeveis. De acordo com Tucci (2004, p. 249), na bacia hidrogrfica existem

obstrues naturais e artificiais ao escoamento, acumulando parte do volume

precipitado.

Infiltrao: o fenmeno de penetrao da gua nas camadas de solo prximas superfcie do terreno, movendo-se para baixo, atravs dos vazios, sob a ao da

gravidade, at atingir uma camada-suporte, que a retm, formando ento a gua do

solo (PINTO et al., 1976).

A infiltrao de gua no solo importante para o crescimento da vegetao, para o

abastecimento dos aquferos (reservatrios de gua subterrnea), para armazenar

a gua que mantm o fluxo nos rios durante as estiagens, para reduzir o

escoamento superficial, reduzir as cheias e diminuir a eroso (COLLISCHONN e

TASSI, 2011, p. 68).

Considerando-se o exposto, tem-se que a capacidade de infiltrao acaba reduzindo

o escoamento superficial. No caso de ocorrer um evento de chuva, no qual a gua


escoa rapidamente sobre a superfcie do solo espera-se um aumento do risco de

inundao em terrenos mais baixos ou planos.

A infiltrao, tambm, contribui para a recarga de aquferos, garantindo um maior

volume de gua disponvel no subsolo para usos futuros. A infiltrao influenciada

pelo tipo de solo, selamento superficial, umidade do solo e durao e intensidade da

chuva.

A infiltrao est relacionada com a passagem da gua para o solo, sendo

influenciada pelo tipo de solo, que determina a velocidade de infiltrao. O

mecanismo da infiltrao ocorre de cima para baixo, ou seja, a gua satura

inicialmente a superfcie e vai alterando posteriormente o perfil de umidade nas

camadas mais profundas (TUCCI, 2004, p.335).

Percolao: movimento subterrneo da gua no solo, em especial no solo saturado ou prximo saturao, j a infiltrao refere-se entrada de gua no solo. A gua

percolada atinge a zona saturada ou nvel fretico ou o aqufero confinado atravs

das zonas de recarga.

Em resumo, medida que os poros vo sendo preenchidos, a infiltrao tende a

diminuir, estando limitada pela capacidade do solo de transferir a gua para as

camadas mais profundas percolao (COLLISCHONN e TASSI, 2011, p. 72).

Escoamento superficial (deflvio): a parcela da gua precipitada que percorre superficialmente at atingir os cursos dgua. O volume escoado, somado as

contribuies subterrneas e subsuperficiais, resulta no deflvio.

O escoamento superficial ou descarga a quantidade de gua que passa em uma

determinada seo de rio, normalmente expressa em metros cbicos por segundo

(m/s) ou litros por segundo (L/s) (VILLELA e MATTOS, 1975, p. 103). O escoamento

superficial gerado a partir da interao dos diversos processos de armazenamento


e transporte do ciclo hidrolgico.

Combina os seguintes fatores (SPERLING, 2007, p.64):

Escoamento de base: resulta da parcela de precipitao que sofreu infiltrao profunda. a contribuio das reservas subterrneas a partir do

escoamento subterrneo para o escoamento superficial. Sua importncia

relativa pequena durante os perodos de precipitao intensa, mas passa a

representar a totalidade do escoamento superficial quando as outras

componentes se esgotam.

Escoamento superficial: ocorre aps de satisfeitos os processos de evaporao, infiltrao, reteno superficial da bacia, inicia sobre a forma de

lminas de escoamento em direo s partes mais baixas do terreno.

Constitui a componente mais significativa do hidrograma durante as

precipitaes intensas.

Escoamento subsuperficial: parcela da precipitao que infiltra, mas escoa a pouca profundidade no terreno na zona no saturada, no meio poroso

constituinte dos horizontes mais superficiais do solo. Chega ao curso de gua

com um pequeno atraso em relao ao escoamento direto, devido maior

resistncia hidrulica do meio onde escoa.

HidrogramaO hidrograma a representao grfica da variao da vazo de uma seo de

curso de gua ao longo do tempo. A distribuio da vazo ao longo do tempo o

resultado da interao de todos os componentes do ciclo hidrolgico, entre a

ocorrncia da precipitao e a vazo na bacia hidrogrfica.

O comportamento de um hidrograma tpico de uma bacia apresentado na figura

abaixo.


Figura 9 Comportamento de um Hidrograma

Fonte: FINOTTI et al, 2009

Para caracterizar o hidrograma de uma bacia so utilizados os seguintes

componentes (TUCCI, 2004, p. 394):

Tempo de retardo (tl): definido como o intervalo de tempo entre o centro de

massa da precipitao e o centro de gravidade do hidrograma;

Tempo de pico (tp): definido como intervalo de tempo entre o centro de

massa da precipitao e o pico de vazo mxima;

Tempo de concentrao (tc): o tempo necessrio para a gua precipitada ir

do ponto mais distante da bacia at a seo avaliada. Esse o tempo

definido tambm como o tempo entre o fim da precipitao e ponto de

inflexo do hidrograma;

Tempo de ascenso (tm): o tempo entre o incio da chuva e o pico do

hidrograma;

Tempo de base (tb): o tempo entre o incio da precipitao e o tempo que

o volume precipitado j escoou atravs da seo avaliada, ou em que o rio

volta s condies anteriores da precipitao;


Tempo de recesso (te): o tempo necessrio para a vazo baixar at o

Ponto C quando acaba o escoamento superficial.

Avaliar o ciclo hidrolgico em uma bacia hidrogrfica nos permite compreender sua

dinmica e suas relaes. A precipitao pluvial representa as entradas de gua na

bacia hidrogrfica. O relevo, solo, vegetao e at mesmo o homem so elementos

que compem a bacia, definindo sua paisagem como nica. As sadas so

representadas pelo deflvio, pela evapotranspirao, pela evaporao direta dos

corpos dgua, pelos processos erosivos e o carreamento de sedimentos levados

pelos rios.

Outras variveis tm papel fundamental na manuteno da dinmica do ciclo, por

isso conhecer e compreender o papel ecolgico destas importante para a tomada

de aes no manejo de bacias hidrogrficas.

Zona ripria:A zona ripria est localizada nos limites entre o nvel mais baixo e o mais alto de

um curso d`agua, constituindo uma regio extremamente dinmica em termos

hidrolgicos, geomorfolgicos. Apesar desta conceituao, a definio dos limites da

zona ripria no so facilmente demarcados, pois diversos processos fsicos

moldam o leito dos cursos d`gua. Assim, na determinao da rea de uma zona

ripria devem-se considerar os fenmenos de chuvas intensas para uma delimitao

de proteo satisfatria do curso d`agua.

A Figura apresenta um esquema deste ecossistema.


Figura 10 Esquema de Ecossistema

Fonte: Zakia, 1998

A zona ripria uma zona tridimensional de interao entre os ecossistemas

terrestres e aquticos.

O ecossistema riprio o resultado de interaes hidrolgicas, ecolgicas,

geomorfolgicas, solos, luz, temperatura, fogo, sendo os processos hidrolgicos os

mais importantes (LIMA e ZAKIA, 2012). A vegetao apresenta uma alta variedade

em sua estrutura, composio e distribuio espacial, estando relacionada com as

condies de saturao do solo e microclima resultantes dos processos

fluviomrficos. Tambm tem funo de indicativo dos eventos hidrolgicos em uma

rea.


Portanto, esto presentes no ecossistema riprio: vegetao, solo, biota edfica e

aqutica, processos ecolgicos e bioqumicos, processos morfolgicos e hidrulicos

do canal.

Eventos frequentes de chuvas contribuem para o incremento da eroso superficial,

dificultando a determinao das espcies e condicionando a distribuio e

frequncia de animais e vegetais. Kobiyama (2003, p. 8) afirma que:

Inundaes frequentes dificultam o estabelecimento da vegetao pela eroso superficial e tambm pelos efeitos fisiolgicos da inundao. Magnitude, frequncia e durao de inundao diminuem lateralmente para fora do curso ativo da gua, influenciando a distribuio de espcies. Ento na rea prxima ao rio, a vegetao mais nova e baixa. Mesmo na rea de inundao, se for longe do curso da gua, normalmente a vegetao mais antiga e alta.

Os ecossistemas riprios influenciam (KOBIYAMA, 2003 p. 8):

A geomorfologia fluvial por afetar a resistncia ao fluxo;

A resistncia mecnica do solo em barranco;

O armazenamento de sedimento;

A estabilidade do leito e morfologia do canal;

e importante para a funo do ecossistema aqutico.

As funes hidrolgicas do ecossistema riprio so (LIMA e ZAKIA, 2012):

Gerao do escoamento direto em microbacias;

Quantidade de gua: contribui para o aumento da capacidade de

armazenamento da gua;

Qualidade da gua: atua como um filtro superficial de sedimentos, diminui a

concentrao de herbicidas na gua, retm nutrientes e sedimentos;

Ciclagem de nutrientes;

Interao direta com o ecossistema aqutico.

A zona ripria protegida, ntegra, protege o solo da eroso, do assoreamento dos


recursos hdricos e ocupa reas de acumulo de gua, evitando inundaes.

Devido a sua importncia ecolgica nos processos hidrolgicos, a integridade das

zonas riprias fundamental para a estabilidade do solo da microbacia, manuteno

dos aspectos quali-quantitativos dos recursos hdricos e preservao e/ou

conservao do ecossistema aqutico (fauna e flora).

As margens dos cursos dgua sem cobertura vegetal so muito instveis,

ocasionando desbarrancamento, assoreamento e alargamento do rio.

A legislao brasileira define as faixas de preservao na margem dos rios para a

conservao destes sistemas biolgicos importantes. A Lei n12.651 (BRASIL,

2012), em seu artigo 4, considera:

I As faixas marginais de qualquer curso dgua natural, desde a borda da calha do

leito regular, em largura mnima de:

30 (trinta) metros, para os cursos dgua de menos de 10 (dez) metros de

largura;

50 (cinquenta) metros, para os cursos dgua que tenham de 10 (dez) a 50

(cinquenta) metros de largura;

100 (cem) metros, para os cursos dgua que tenham de 50 (cinquenta) a 200

(duzentos) metros de largura;

200 (duzentos) metros, para os cursos dgua que tenham de 200 (duzentos)

a 600 (seiscentos) metros de largura;

500 (quinhentos) metros, para os cursos dgua que tenham largura superior

a 600 (seiscentos) metros.

SoloO solo o suporte dos ecossistemas e das atividades humanas sobre a terra, seu

estudo imprescindvel para o planejamento. Quando se analisa o solo, pode-se

deduzir sua potencialidade e fragilidade como elemento natural, como recurso


produtivo, como substrato de atividades construtivas ou como concentrador de

impactos (SANTOS, 2004, p. 80).

A pedologia ou cincia do solo como chamada um ramo de conhecimento

relativamente recente, na qual se destacam como percursores os estudos realizados

por Dokuchaiev na Unio Sovitica lanadas em 1880, ao reconhecer que o solo

no era um simples amontoado de materiais no consolidados, em diferentes

estgios de alterao, mas resultava de uma complexa interao de inmeros

fatores genticos: clima, organismos e topografia, os quais, agindo durante certo

perodo de tempo sobre o material de origem, produziam o solo (IBGE, 2007, p. 27).

A expanso dos estudos pedolgicos decorreu, em grande parte, da necessidade de

(IBGE, 2007, p. 27):

Corrigir a fertilidade natural dos solos, depauperada ao longo dos anos de

explorao agrcola e agravada pela eroso;

Elevar a fertilidade natural de solos originalmente depauperados;

Neutralizar a acidez do solo;

Segundo o conceito, citado no Manual Tcnico de Pedologia, 2 Edio, dentre as

diversas definies de solo, a que melhor se adapta ao levantamento pedolgico a

do Soiltaxonomy (1975) e do Soilsurvey Manual (1984)(IBGE, 2007, p.31) solo :A coletividade de indivduos naturais, na superfcie da terra, eventualmente modificado ou mesmo construdo pelo homem, contendo matria orgnica viva e servindo ou sendo capaz de servir sustentao de plantas ao ar livre. Em sua parte superior, limita-se com o ar atmosfrico ou guas rasas. Lateralmente, limita-se gradualmente com rocha consolidada ou parcialmente desintegrada, gua profunda ou gelo. O limite inferior talvez o mais difcil de definir. Mas, o que reconhecido como solo deve excluir o material que mostre pouco efeito das interaes de clima, organismos, material originrio e relevo, atravs do tempo.

Os solos tm origem a partir da alterao das rochas por intemperismo e condies

fsicas e qumicas que alteram a sua forma fsica e composio qumica. Os fatores

que produzem essas alteraes so denominados como agentes de meteorizao

ou intemperismo. O processo se d em duas fases, que so a fsica e a qumica,


correspondendo decomposio e a desintegrao respectivamente (POPP,1981,

p.57).

Assim o solo o produto dos processos de intemperismo associados a atividades

biolgicas, processos erosivos, de transporte hdrico e elico e deposio. So

caracterizados por uma mistura de matria mineral formada por processos de

intemperismo, matria orgnica formada por resduos decompostos ou parcialmente

decompostos de vegetais, em menor proporo subprodutos do metabolismo

animal. Todo este material que recobre a rocha em vias de decomposio tambm

denominado como regolito ou manto de intemperismo (LEINZ e AMARAL, 2001).

medida que as rochas sofrem os processo de meteorizao qumica e biolgica,

apresentam alterao na sua colorao em funo da perda ou transformao de

minerais, perdendo coeso estrutural e consequentemente desagregao.

Na formao dos solos, vrios so os fatores que atuam em conjunto com o

intemperismo, porm identifica-se que o clima um dos fatores mais importantes,

pois a mesma rocha poder formar solos completamente diferentes se decomposta

em climas diferentes. Por outro lado, solos idnticos podem ser formados por rochas

diferentes quando sujeitas ao mesmo ambiente climtico (LEINZ E AMARAL, 2001).

O processo de infiltrao em uma bacia hidrogrfica depende fundamentalmente do

tipo de solo, da sua cobertura vegetal, do estado de umidade. O arranjo das

partculas solidas e sua graduao granulomtrica determinam o espao

disponvel para recepo de gua, bem como a sua facilidade de movimento no

solo (PAIVA e PAIVA, 2001, p.246).

A distribuio geogrfica dos diferentes tipos de solo pode ser representada em

mapas de solo, produzidos a partir do que se chama levantamento de solos ou

levantamento pedolgico, o qual consiste no inventrio de solos existentes em uma

determinada rea (STRECK, 2008, p.12).


A disponibilidade de informaes sobre o solo de uma bacia hidrogrfica muito

importante para o planejamento e identificao de sensibilidade eroso,

contaminao das guas subterrneas e avaliao do potencial de reteno de gua

e velocidade de escoamento desta. Porm, o nvel de detalhamento dos estudos

sobre a relao entre os diferentes tipos de solo e o comportamento hdrico,

qualidade da gua e reas de risco depende da escala e do nvel de detalhe do

levantamento que se deseja realizar (STRECK, 2008, p.13).

Balano hdricoO balano hdrico a circulao da gua que ocorre na atmosfera, hidrosfera e

litosfera.

O balano hdrico da bacia hidrogrfica envolve a quantificao dos componentes de

entrada e sada do sistema (tambm chamado de volume de controle). Entre os

modelos mais simples em hidrologia destaca-se a equao do balano hdrico.

A equao de balano hdrico nada mais do que a equao de continuidade, na

qual se colocam em evidencia as variveis hidrolgicas mais importantes:

precipitao, evapotranspirao, deflvio e armazenamento superficial e

subterrneo.

A quantidade de gua em cada fase do ciclo pode ser avaliada atravs da equao

de balano hdrico (Lei da Conservao da Massa), sendo (BARTH, 1987):

P ET = D + S

Onde: P = precipitao; ET = evapotranspirao, D = deflvio (escoamento) e S =

variao no armazenamento no tempo.

Nas avaliaes de balano hdrico de perodos mais longos anuais ou plurianuais de

bacias hidrogrficas, a variao do armazenamento pode ser desprezada, neste


caso consideram-se apenas as entradas e sadas do sistema (BARTH, 1987).

O balano hdrico, em macroescala, pode ser considerado o prprio ciclo da gua.

Em uma escala intermediaria representada por uma microbacia, refere-se s

variaes na vazo da gua dos cursos hdricos. J na microescala, o balano

hdrico considerado atravs da determinao da disponibilidade da gua do solo.

A avaliao da disponibilidade de gua no solo pode ser realizada a partir do mtodo

do balano hdrico climatolgico proposto por Thornthwaite e Mather (1955), o qual

permite obter informaes sobre deficincia e excedente hdrico, reas de retirada

de gua do solo, reposio de gua no solo e variao do armazenamento ao longo

do ano (AMORIN, 1989).

O mtodo considera a entrada de gua no sistema atravs da precipitao, a

capacidade de armazenamento de gua no solo e a perda de gua para a atmosfera

por evapotranspirao, considerando-se conceitos como de evapotranspirao

potencial (ETP) e evapotranspirao real (ETR).

A ETP a mxima evapotranspirao possvel de uma parcela verde, a qual cobre

toda a parcela de solo, bem suprida de gua. J a ETR a evapotranspirao que

realmente ocorre no local, em geral inferior potencial. Quando a precipitao

supera a ETP, considera-se que ETR se iguala ETP. Caso realmente a

disponibilidade de gua seja menor, considera-se a ETR igual disponibilidade de

gua.

Para determinao de balano hdrico climatolgico so necessrios dados de

precipitao, evapotranspirao e capacidade de gua disponvel no solo (CAD). As

informaes que constam no balano hdrico climatolgico permitem:

Comparar climas de diferentes regies;

Caracterizar perodos midos e secos;

Contribuir para o planejamento agrcola;


Contribuir para a gesto ambiental.

No Brasil, a EMBRAPA - Monitoramento por Satlite montou o site Banco de Dados

Climticos do Brasil, com o objetivo de disponibilizar os dados climticos de

temperatura mdia do ar e de precipitao nas escalas mensal e anual de 500

localidades brasileiras, alm dos elementos do balano hdrico climatolgico para

cada uma dessas localidades (EMBRAPA, 2003).

Como exemplos so apresentados trs balanos hdricos extrados do Banco de

Dados Climticos do Brasil, relativos a regies com climas distintos.

Figura11 - Balano Hdrico.

Fonte EMBRAPA.


3 CARACTERSTICAS DE BACIAS HIDROGRFICAS RURAIS E URBANASa) Bacias naturaisEm condies naturais, grande parte do volume de chuva que entra em uma bacia

retido por processos de interceptao, infiltrao, evaporao. A representatividade

de cada de cada processo varia da latitude, clima e bioma onde se encontra a bacia.

Dentre os biomas com maior capacidade de reteno de umidade destacam-se as

florestas tropicais, onde os processos de perdas iniciais tm grande participao.

Em reas de floresta tropical h um grande acmulo superficial em funo da grande

quantidade de material no solo, o que propicia um fluxo subsuperficial com baixa

velocidade. Nestes sistemas a infiltrao potencializada devido associao de

diversos fatores:

Em reas de mata, o solo apresenta baixo grau de compactao, o que resulta em

uma maior taxa de infiltrao.

Devido interceptao e o acmulo de gua sobre a serapilheira, as guas de

chuva no atingem diretamente o solo, uma vez que este material absorve grande

parte dos impactos das gotas, retendo umidade e liberando esta gradualmente. A

serapilheira o acmulo de matria orgnica morta em diferentes estgios

de decomposio que reveste superficialmente o solo em reas de floresta.

Segundo Furtado e Konig (2008, p. 18) a presena deste material sobre o solo

pea chave no processo de infiltrao da gua e sua lenta liberao para os cursos

d'gua.

A infiltrao das guas pluviais inversamente proporcional ao volume de cobertura

vegetal existente sobre o solo. Quanto maior a cobertura vegetal, menor a

ocorrncia de escoamento superficial direto e maior a proteo do solo, evitando o

carreamento de slidos para os rios (FURTADO e KONIG, 2008, p. 16). Assim, estas

bacias apresentam guas de melhor qualidade em funo de grande parte de o


http://pt.wikipedia.org/wiki/Solohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Decomposi%C3%A7%C3%A3o

volume escoado ter origem no fluxo de base, apresentando baixas concentraes de

slidos.

Sendo assim, o escoamento superficial direto ocorre apenas nas depresses, onde

h a concentrao dos escoamentos subsuperficiais e subterrneos. Segundo

Chorley (1988) apud Razzini et al. (2004), o escoamento superficial hortoniano

raro em locais onde h uma boa cobertura vegetal e a capacidade de

armazenamento do solo alta, em condies de precipitaes de intensidade

mdia.

O escoamento hortoniano ocorre quando o escoamento subsuperficial da parte alta

da encosta excede a capacidade do perfil do solo em transmiti-lo, assim, a gua

retorna superfcie aumentando o fluxo nos cursos d gua (RAZZINI, 2004). O

escoamento direto em microbacias florestadas no produzido uniformemente em

toda a bacia, estando associado ao grau de umidade do solo, intensidade e

frequncia das precipitaes; normalmente representa apenas uma frao pequena

da rea total das microbacias (HEWLET,1982 apud RAZZINI, 2004).

As bacias com grandes extenses de mata nativa tm grande capacidade de

absoro e armazenamento de gua no solo. Apresentam fluxo de base elevado

(nascentes fortes e perenes), hidrogramas com variao lenta de vazo, picos de

enchentes moderados e vazes mnimas elevadas.

b) Bacias em reas ruraisAs bacias em reas rurais apresentam extensas reas de cultivo ou pastagens e

podem mostrar alteraes na qualidade das guas e nos regimes de escoamento

em funo da alterao da cobertura vegetal. O solo exposto aumenta as perdas por

evaporao direta, gerando perda excessiva de umidade dos solos e eventual

necessidade de irrigao (TUDIZINI, 2006).

Os principais usos da gua nos continentes so: irrigao na agricultura, atividade


industrial e abastecimento pblico. Dezesseis por cento das terras agrcolas do

planeta so irrigadas com guas superficiais ou subterrneas (TUDIZINI, 2006).

A crescente demanda por irrigao e outros usos, em especial abastecimento

pblico e industrial, pode alterar significativamente o balano hdrico das bacias

hidrogrficas, podendo implicar reduo da disponibilidade hdrica e gerar conflitos

de uso (TUDIZINI, 2006).

A intensidade dos impactos da agricultura sobre a qualidade das guas est

intimamente ligada ao grau de fragilidade do ambiente, s atividades realizadas e s

tcnicas praticadas.

Quanto alterao da qualidade da gua, um dos impactos mais representativos

das atividades agrcolas o aporte de nutrientes, especialmente nitrognio e fsforo,

provenientes do deflvio agrcola e, por consequncia, a eutrofizao dos corpos da

gua, principalmente dos sistemas lacustres.

A poluio causada pela agricultura pode ocorrer de duas formas: difusa ou pontual

(MERTEN e MINELLA, 2002):

As fontes difusas de poluio so caracterizadas principalmente pelo deflvio superficial, a lixiviao e o fluxo de macroporos no quais a gua se

desloca por gravidade. Segundo o mesmo autor, a medida que as guas

fluem, carregam parte dos produtos aplicados como fertilizantes e

agroqumicos. Estes processos esto intimamente ligados com as

propriedades do solo, infiltrao e porosidade. Solos mais arenosos

apresentam processo de lixiviao e fluxo de macroporos favorecidos;

As fontes de poluio pontual no meio rural, em geral, esto associadas a atividades de criao de animais em confinamento e a forma de manejo dos

dejetos.

No caso das prticas agrcolas realizadas em reas declivosas e frgeis, pode

ocorrer processo severo de eroso hdrica e contaminao dos recursos hdricos,


pela grande quantidade de sedimentos que chegam aos corpos dgua. A eroso

hdrica causa alterao na qualidade do solo a partir da perda de matria orgnica e

nutriente, com a consequente reduo da sua capacidade produtiva. Para

compensar o desequilbrio produtivo, o agricultor aumenta o aporte de fertilizantes e

outros insumos, e, portanto, aumenta os nveis de degradao da gua (MERTEN e

MINELLA, 2002).

As atividades agropecurias so uma fonte importante de contaminao em regies

onde ocorre concentrao elevada de atividades de criao de animais em

confinamento como suinocultura, pecuria de leite e avicultura. Em geral, o manejo

dos dejetos est associado a sistemas de tratamento primrios e utilizao destes

materiais como fertilizantes. Porm essas atividades so praticadas em pequenas

propriedades, com pouca disponibilidade de rea, para aplicao dos dejetos,

resultando em taxas de aplicao exacerbadas destes produtos no solo e,

consequentemente, poluio hdrica por lixiviao (EMBRAPA, 1998).

As atividades de agricultura intensiva so caracterizadas pela mecanizao elevada

e alto uso de insumos como fertilizantes, herbicidas e inseticidas. De maneira geral,

essas prticas so realizadas em reas com boa aptido agrcola e seus impactos

esto associados ao manejo inadequado dos solos devido, principalmente, ao

preparo excessivo do solo e reposio insuficiente de carbono. Essas duas

condies favorecem a degradao fsica do solo, com consequente aumento do

deflvio e contaminao das guas por sedimentos e nutrientes solveis (TOLEDO e

FERREIRA, 2000).

Em funo das reas de cultivo apresentar cobertura vegetal com densidade inferior,

as chuvas atingem diretamente o solo contribuindo para seu potencial erosivo. As

camadas mais superficiais do solo atingem a saturao rapidamente reduzindo a

taxa de infiltrao, assim ocorre um maior acmulo superficial de guas que

contribuem para a elevao do nvel dos rios.


A gerao excessiva de sedimentos associado falta de conservao de matas

ciliares so fatores que colaboram nos processos de assoreamento e degradao

das calhas dos rios (FURTADO e KONIG, 2008, p.16).

O processo de assoreamento numa bacia hidrogrfica ocorre quando o escoamento

da gua apresenta baixas velocidades de fluxo, ou seja, no h energia suficiente

para transportar o material erodido, e este acaba sendo depositado no fundo do

corpo hdrico. (FURTADO e KONIG, 2008, p.17). O depsito dos sedimentos nas

reas de menor declividade, associados falta de mata ciliar geram o alargamento

excessivo das calhas dos rios, reduzindo sua profundidade e causando o aumento

das perdas por evaporao. Durante as cheias, este material interfere no

escoamento das guas, intensificando a abrangncia e os impactos das cheias

sobre as populaes ribeirinhas (ABDOM, 2004).

Os danos da gerao de sedimentos e da ausncia de mata ciliar so considerveis

para a ictiofauna. O desmoronamento de barrancos do rio, em funo da ausncia

de cobertura vegetal, associado carga de slidos das atividades agrcolas, podem

reduzir consideravelmente a entrada de luz solar e a diminuio dos alimentos

necessrios sobrevivncia dos peixes (FURTADO e KONIG , 2008, p.19). As

folhas mortas, galhos e frutos que caem na gua, so as fontes primrias de

carbono orgnico para as cadeias alimentcias aquticas, chegando a representar

70 % do fluxo de energia anual desses ecossistemas (FURTADO e KONIG ,

2008, p19).

d) Bacias hidrogrficas urbanas Os impactos do desenvolvimento urbano sobre os recursos hdricos ocorrem tanto

no aspecto qualitativo (pela alterao da qualidade da gua), quanto no quantitativo

(com mudanas nos padres de fluxo e quantidade da gua). E importante ressaltar

que estes impactos ocorrem de forma indissocivel, simultaneamente dentro do

meio urbano.


medida que a populao cresce e as manchas urbanas aumentam

desordenadamente e sem planejamento, com novas reas sendo ocupadas a cada

dia, este desenvolvimento geralmente significa aumento da impermeabilizao do

solo pela pavimentao das ruas e lotes, construo de moradias e outras obras de

infraestrutura. Na mesma proporo crescem em significncia os aspectos

ambientais relacionados gerao de esgotos domsticos, efluentes industriais,

resduos slidos urbanos e industriais, e emisso de poluentes atmosfricos

(FINOTTI et al., 2009, p. 48).

Entre as principais modificaes sobre o ciclo das guas no meio urbano,

destacam-se:

d.1) Alteraes no aspecto quantitativoAs alteraes quantitativas em geral esto associadas ao processo de

impermeabilizao do solo. O aumento da impermeabilizao do solo com

pavimentos, caladas e telhados causa um escoamento mais rpido da gua

precipitada para as redes de drenagem urbana, que, por sua vez, concentram estes

volumes nos rios principais.

As principais alteraes que a impermeabilizao do solo causam sobre o regime

quantitativo das guas so apresentados na sequncia (FINOTTI et al., 2009;

TUCCI, 2004; TUCCI et al., 1995):

O volume que deixa de infiltrar fica na superfcie, aumentando o escoamento

superficial, gerando alteraes significativas no regime de vazes das pequenas

bacias localizadas na rea urbana, como exemplificado na figura 12.


Figura 12 - As principais alteraes causadas pela impermeabilizao do solo

Fonte: Mota, 2011

O processo impermeabilizao altera o balano hdrico das reas urbanizadas, pois

reduz drasticamente a infiltrao e a interceptao.

Devido substituio da cobertura natural ocorre uma reduo da

evapotranspirao das folhagens e do solo, j que a superfcie urbana no retm

gua como a cobertura vegetal.

O volume que deixa de infiltrar fica na superfcie, aumentando o escoamento

superficial, gerando alteraes significativas no regime de vazes das pequenas

bacias localizadas na rea urbana.

As superfcies impermeabilizadas como pavimentos, caladas e telhados escoam

rapidamente a gua precipitada para as redes de drenagem;

Com a construo de condutos para o esgotamento das guas pluviais com


velocidades de escoamento maiores, se reduz o tempo de deslocamento da gua.

Desta forma as vazes mximas tambm aumentam, antecipando seus picos no

tempo e alterando o comportamento do hidrograma.Figura 13 Hidrograma

Fonte: FINOTTI et al,2009

Com a reduo da infiltrao, h uma diminuio do nvel do lenol fretico por falta

de alimentao (principalmente quando a rea urbana muito extensa), reduzindo o

escoamento subterrneo.

A reduo do escoamento subterrneo torna menor o fluxo de base dos rios,

diminuindo as vazes no perodo de seca. Entretanto este efeito vai depender do

grau de interao entre o rio e o aqufero.

Dependendo do grau de urbanizao pode ocorrer a completa descaracterizao do

recurso hdrico, sendo este descrito como sistema de drenagem urbana;

Em perodos de estiagem as vazes destes recursos podem reduzir sensivelmente,

limitando a disponibilidade de gua e a capacidade destes recursos absorverem

cargas poluidoras.


Figura 14 Sistema de Drenagem

Fonte: TUCCI et al, 1995

d.2) Alteraes no aspecto qualitativo das guas


Segundo pesquisas realizadas nos Estados Unidos pelo Centro de Proteo da

Bacia (The Center for WatershedProtection CWP, 2003), os problemas com a

qualidade da gua dos rios comeam a partir da impermeabilizao de 10% da rea

da bacia. Uma impermeabilizao variando entre 10 a 25% resulta no aumento

significativo dos ndices de poluio. A partir de 25% de impermeabilizao da rea

de drenagem de um recurso hdrico h uma degradao total do ambiente aqutico,

conforme apresentado na figura abaixo. Figura 15 Qualidade

Fonte: Elaborado a partir de CWP, 2003

Estes impactos esto relacionados aos seguintes fatores (FINOTTI et al., 2009;

TUCCI et al., 1995; TOMAZ,2006):

Aumento da gerao de esgotos domsticos, aumento da atividade industrial

e da poluio por ela gerada, bem como aumento dos resduos slidos

urbanos e industriais;

Dependendo das condies de saneamento e do sistema de drenagem

existente pode ocorrer a contaminao direta dos recursos hdricos a partir da


ligao de tubulaes aos arroios, caracterizadas como fontes de contaminao pontual;

Poluio difusa gerada pelo escoamento superficial da gua em zonas urbanas, que provm de atividades que depositam poluentes de forma

esparsa sobre a bacia;

Aumento de sedimentos e material slido, principalmente durante o

desenvolvimento urbano, onde o aumento dos sedimentos produzidos na

bacia hidrogrfica significativo, devido s construes, limpeza de terrenos

para novos loteamentos, construo de ruas, avenidas e rodovias entre

outras causas;

Os sedimentos podem causar assoreamento das sees da drenagem, com

reduo da capacidade de escoamento de condutos, rios e lagos urbanos,

contribudo para a ocorrncia de enchentes;

Os resduos slidos (lixo) dispostos nas ruas so levado para o sistemas de

drenagem durante as enxurradas, obstruindo ainda mais as redes de

drenagem e criando condies ambientais ainda piores;

A contaminao de aquferos depende da relao de nvel entre o lenol

fretico e o rio. Essa contaminao pode ocorrer quando h a contribuio

das guas do rio para o aqufero. Mais comum a contaminao de aquferos

a partir de sistemas de drenagem de esgoto.

Tomaz (2006) afirma que a poluio difusa tem grande participao na degradao

das guas, uma vez que pode representar 25% da carga poluente que chega aos

cursos de gua. O autor segue comentando que a poluio difusa resultado do

contato da gua com os materiais presentes na superfcie urbana, como resduos

slidos, fezes de animais domsticos, papis, raspas de borracha, restos de pintura,

hidrocarbonetos de descargas e outros materiais resultantes do trafego de veculos.

Este tipo de poluio difcil de monitorar e de se estabelecer as diferenas entre as

cargas de poluio geradas nas zonas urbanas residenciais, industriais ou

comerciais devido as diferentes taxas de ocupao.


A quantidade de material suspenso na drenagem pluvial superior encontrada no

esgoto in natura, sendo que esse volume mais significativo no incio das

enchentes. Alguns valores so apresentados na tabela. Tabela 1 Qualidade de gua de Drenagem

Fonte: Ministrio da Cidades ,2006 Apud: 1 Colson (1974); 2Weibel et al (1964); 3 AVCO

(1970); 4 Ide (1984); 5 APWA (1969)

d.3) Uso do solo As caractersticas de gerao de escoamento em uma bacia hidrogrfica so

fortemente influenciadas pelo uso e ocupao do solo, uma vez que grande parte

dos processos de transformao de escoamento depende do tipo de cobertura

existente.

A partir da avaliao do uso e cobertura do solo possvel estimar as caractersticas

de escoamento, potencial de infiltrao, interceptao e evapotranspirao que

podem ser utilizados em estudos de disponibilidade hdrica, potencial energtico e

manejo de drenagem urbana.

As formas de uso e cobertura so identificadas (tipos de uso), especializadas (mapa

de uso e cobertura do solo) e quantificadas (percentual de rea ocupada por cada

tipo). As informaes sobre esse tema devem descrever no s a situao atual,

mas as mudanas recentes e o histrico de ocupao da rea de estudo no caso a

bacia hidrogrfica (SANTOS, 2004).


As informaes do uso e cobertura do solo so elementos bsicos para o

planejamento de uma bacia hidrogrfica, pois retratam as atividades econmicas

desenvolvidas e que podem significar presses e impactos sobre os elementos

naturais. Por exemplo, centros urbanos, reas industriais, entre outros constituintes.

Estes elementos podem ser identificados e localizados sobre o mapa das bacias,

indicando reas estratgicas para avaliao, estudo ou manejo.

O levantamento de uso do solo pode ser realizado a partir da interpretao de

imagens de satlite, aerofotogrametria. Neste tpico avaliamos os aspectos bsicos

a serem considerados no diagnstico da situao atual de bacias hidrogrficas:

urbana e rural. Na unidade 2 iremos estudar os aspectos referentes ao planejamento

propriamente dito para bacias urbanas e rurais.

Para Philippi Jr. et al. (2005, p.632), o ato de planejar sempre esteve associado

evoluo da cultura humana. A questo da sobrevivncia incutiu no homem uma

forma intuitiva de enfrentar seus problemas, procurando sempre a melhor alternativa

para sua resoluo. Os mesmos autores (PHILIPPI Jr. et al., 2005, p. 633)

continuam afirmando que de maneira geral, planejamento praticamente todo o

esforo de pensamento intelectual e cientifico a servio do bem-estar da

humanidade.

Considerando que a bacia hidrogrfica a unidade de planejamento, fundamental

e essencial pensar sobre sua gesto a partir de suas caractersticas naturais. Vilaa

et al. (2009) afirma que deve-se considerar que o comportamento de uma bacia

hidrogrfica ao longo do tempo ocorre por dois fatores: a) ordem natural,

responsveis pela predisposio do meio degradao ambiental e b) antrpicos,

onde as atividades humanas interferem de forma direta ou indireta no funcionamento

da bacia.

Os autores seguem indicando que com a subdiviso de uma bacia hidrogrfica de

maior ordem em seus componentes (sub-bacias hidrogrficas), as transformaes


de condies difusas de problemas ambientais para condies pontuais, facilitam

sua identificao, seu controle e o estabelecimento de prioridades para atenuao

ou mitigao dos impactos ambientais.


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CURRCULO RESUMIDOREVISORES TCNICOS

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Planejamento Manejo e Gestao UNIDADE 1