1. 1. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 1 MONITORAMENTO QUANTITATIVO COMO INSTRUMENTO DE GESTO DOS RECURSOS HDRICOS SUPERFICIAS NO DISTRITO FEDERAL, TENDO O GEOPROCESSAMENTO COMO FERRAMENTA DE SUPORTE Welber F. Alves 1*, Camila A. Campos2 e Fabiana F. Xavier 3 Resumo - Este trabalho tem como objetivo evidenciar a importncia de um monitoramento sistemtico dos recursos hdricos, utilizando dados quantitativos obtidos por estaes hidrometeorolgicas distribudas em todo territrio do Distrito Federal, e associando-os com caractersticas naturais da regio bem como com o uso do solo. O estudo demonstra diferenas em relao s vazes dos rios do Distrito Federal. A maior parte das Unidades Hidrolgicas (UH), como pde ser percebido com a correlao dos dados hidrolgicos e cartogrficos (geoprocessamento), encontra-se em situao de alerta ou crtica em relao quantidade de gua, o que pode ser atribudo tanto aos longos perodos de seca, marcantes na regio, quanto pela demanda bem prxima ou acima da vazo disponvel para uso em algumas UHs. A irrigao por piv central mostrou-se um fator de grande impacto na UH Jardim, localizada na bacia do Rio Preto, onde foi feito um estudo de caso que pode ser generalizado para grande rea agrcola do Distrito Federal. As vazes tmidas identificadas nos rios do territrio do Distrito Federal, associadas demanda por gua tm provocado um cenrio de alerta, fazendo com que o monitoramento seja imprescindvel para acompanhamento e apoio s tomadas de deciso pelos rgos gestores. Palavras-chave: monitoramento, recursos hdricos, geoprocessamento QUANTITATIVE MONITORING AS AN INSTRUMENT FOR SURFACE WATERS MANAGEMENT IN THE DISTRITO FEDERAL, MAKING USE OF GEOPROCESSING AS A SUPPORTING TOOL Abstract This paper aims to highlight the importance of systematic monitoring of water resources, using quantitative data obtained by hydrometeorological stations distributed throughout the territory of the Distrito Federal, and associating them with the natural characteristics of the region as well as land use. The study demonstrates differences among river flow in the Distrito Federal. Most Hydrologic Units (HU), as can be seen with the correlation of hydrologic data and mapping using GIS, is on alert or critical about the amount of water, which can be attributed to the long periods of drought, striking in the region, as well as by demand near or above the flow available for use in some HUs. The center pivot irrigation showed a factor of major impact on HU Jardim, located on the Rio Preto basin, where it made a case study that can be generalized to large agricultural area of the Distrito Federal. The shy flows identified in the Distrito Federals rivers associated with the high demand for water has caused a warning scenario. All this makes the monitoring an essential tool to support decisions by the management agencies. Key-words: monitoring, water, geoprocessing 1 Especialista em Geoprocessamento, regulador de servios pblicos da Agncia Reguladora de guas, Energia e Saneamento Bsico do Distrito Federal, Braslia, welber.alves@adasa.df.gov.br 2 Biloga, reguladora de servios pblicos da Agncia Reguladora de guas, Energia e Saneamento Bsico do Distrito Federal, Braslia, camila.campos@adasa.df.gov.br 3 Administradora, colaboradora da Agncia Reguladora de guas, Energia e Saneamento Bsico do Distrito Federal, Braslia, fabiana.xavier@adasa.df.gov.br
2. 2. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 2 INTRODUO E JUSTIFICAO DO TEMA O Distrito Federal (DF) localiza-se na regio do Planalto Central, drenado por cursos dgua pertencentes a trs das mais importantes bacias hidrogrficas brasileiras: So Francisco (Rio Preto), Tocantins/Araguaia (Rio Maranho) e Paran (Rios So Bartolomeu e Descoberto). Por situar-se em uma regio de cabeceira, os rios do DF apresentam baixas vazes, caracterstica acentuada nos perodos de seca. A populao do DF vem apresentando incremento ao longo dos anos, contando hoje com cerca de 2,6 milhes de habitantes e esse crescimento urbano vem acompanhado pelo aumento na demanda de recursos hdricos. Entretanto, a ocupao territorial d-se de maneira no homognea, havendo grandes diferenas com relao ao uso e ocupao do solo e, consequentemente, a quantidade de gua das diversas pores do territrio. Por se tratar de um recurso natural limitado e fundamental vida, imprescindvel, por parte dos rgos gestores, a realizao do monitoramento constante da situao dos recursos hdricos, papel este desempenhado pela ADASA Agncia Reguladora de guas, Energia e Saneamento Bsico do Distrito Federal. O presente trabalho apresenta alguns resultados gerados a partir do monitoramento dos recursos hdricos do Distrito Federal. Tal tema extremamente relevante, haja vista os impactos sociais, econmicos e ecolgicos provocados pelo uso da gua. 1. OBJETIVO E METODOS O objetivo deste trabalho demonstrar os resultados encontrados pelo monitoramento quantitativo dos recursos hdricos relacionando-os com caractersticas de ocupao do solo e uso da gua no Distrito Federal, e evidenciar a importancia do geoprocessamento como ferramenta de apoio para a correlao e o tratamento dos dados. A rea de estudo em questo o Distrito Federal, poro do territrio brasileiro de aproximadamente 5.814Km onde se localiza a capital do pas, Braslia, e regio de grande importncia hidrolgica, uma vez que, como divisor de guas, contribui para a formao de grandes bacias hidrogrficas nacionais. As estaes de monitoramento operadas pela ADASA e utilizadas para este trabalho apresentam a estrutura conforme demonstrado na Figura 1. Rede de Monitoramento da ADASA 42 estaes completas: pluviomtricas, fluviomtricas e de qualidade de gua 2 estaes pluviomtricas 5 estaes de qualidade de gua Tipos de estaes Vazo (mdia, mnima e mxima), curva de descarga, nvel da gua, pluviosidade, 25 parmetros de qualidade, IQA Dados gerados Pluviosidade IQA Figura 1: Esquema de monitoramento das guas superficiais do Distrito Federal As estaes, em sua maioria, esto localizadas em pontos de controle no exutrio de micro- bacias (Unidades Hidrolgicas UH), de modo a orientar a gesto dos recursos hdricos em cada uma delas. O DF composto por 40 UHs, inseridas em 7 (sete) bacias. Das 40 (quarenta) UHs, 26 (vinte e seis) so monitoradas pela ADASA, enquanto as demais so contempladas por estaes de
3. 3. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 3 monitoramento pertencentes Companhia de Saneamento Ambiental do DF (CAESB) e cujos dados foram fornecidos ADASA. Na Figura 2 possvel visualizar a localizao das estaes de monitoramento da ADASA no territrio do DF e a diviso em Unidades Hidrolgicas. Figura 2: Mapa da rede de monitoramento do Distrito Federal operada pela ADASA Todos os dados quantitativos (vazo, curva de descarga, nvel da gua, pluviosidade) foram obtidos por sensores automticos, medio de campo ou leituras feitas por observadores e, em seguida, armazenados em um banco de dados. Dentre os dados de vazo foram construdas curvas, para cada estao, das mdias das vazes mnimas mensais que foram comparadas com as mdias das mnimas mensais histricas utilizadas como referncia no Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos Hdricos do Distrito Federal (PGIRH, 2012). Alm disso, uma curva de vazo remanescente foi considerada como o volume mnimo a ser mantido no corpo hdrico, correspondente a 20% da mdia das vazes mnimas mensais. Comparando as curvas, as Unidades Hidrolgicas foram classificadas como: 1 Crtica, quando a curva da vazo observada ultrapassa o limite mnimo da vazo remanescente; 2 Alerta, quando a curva da vazo observada encontra-se abaixo da curva das mnimas histricas e 3 Boa, quando a curva da vazo observada encontra-se coincidente ou acima da curva da mdia das mnimas histricas. Um estudo especfico foi realizado na Unidade Hidrolgica do rio Jardim, com enfoque na questo de quantidade de gua. A UH do Rio Jardim localiza-se na Bacia do Rio Preto e predominantemente agrcola, sendo notvel o aumento da irrigao por mtodo de piv central. Neste estudo foram identificadas, por meio de imagens de satlite obtidas no Google Earth, as reas irrigadas por piv. Tambm, com base no banco de dados da ADASA, foi verificada a quantidade de gua outorgada para esta bacia. Um comparativo entre os valores estimados e os valores outorgados foi realizado. As informaes dos bancos de dados, somadas a informaes cartogrficas, tais como rios e Unidades Hidrolgicas, foram sistematizadas e georreferenciadas com o auxlio do software ArcGis v.10 a partir do qual foram relacionados os dados e gerados mapas de quantidade de gua, disponibilidade hdrica e pivs da bacia do Rio Jardim. Grficos e tabelas foram gerados utilizando o Microsoft Excel 2010. Com a finalidade de aperfeioar o planejamento das aes relacionadas aos recursos hdricos
4. 4. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 4 do Distrito Federal, a ADASA solicitou um estudo da situao dos recursos, bem como sua demanda e ocupao do solo. Deste estudo foi lanado o Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos Hdricos do Distrito Federal (PGIRH, 2012), um trabalho que contm uma gama de informaes sistematizadas com a finalidade de nortear o uso e o controle dos recursos hdricos no Distrito Federal. Deste trabalho foram utilizados dados de uso e ocupao do solo, assim como valores histricos de vazes dos rios e projees futuras para as Unidades Hidrolgicas. 2. PRINCIPAIS RESULTADOS E CONTRIBUTOS Os resultados encontrados demostram diferenas em relao s vazes dos rios do Distrito Federal. A anlise das curvas de vazo permitiu identificar 6 (seis) UHs em situao de criticidade e 20 UHs em situao de alerta. Isto significa que 65% das micro-bacias consideradas enfrentam algum problema em relao disponibilidade hdrica (Figura 3). Pode ser observado que a poro leste do DF que, em geral, apresenta maiores problemas. Na Figura 4 podem ser verificadas as vazes (mdias) tmidas dos rios distritais, situando-se na faixa de 0,1 m/s a 3,9 m/s. Os trs rios principais do Distrito Federal So Bartolomeu, Preto e Descoberto so os que possuem as maiores vazes. Figura 3: Disponibilidade Hdrica nas Unidades Hidrolgicas do Distrito Federal Figura 4: Vazes mdias dos rios onde h estaes de monitoramento da ADASA
5. 5. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 5 O estudo especfico realizado para UH do Rio Jardim permitiu identificar uma tendncia que compartilhada por toda a bacia do Rio Preto: a grande quantidade de rea irrigada pelo mtodo do piv central. No estudo foi utilizada uma imagem de satlite de 2009, onde se observou 27 pivs que somam 19 km (Figura 5), nesta bacia de 386 km. Apesar de representar 5% da rea da regio, esse sistema de irrigao demanda incrvel quantidade de gua. Ao observar o histrico das estaes jusante das captaes, pode-se perceber uma significativa variao de vazes ao longo do tempo, vazes muito altas e extremamente baixas. A Estao Limeira, a mais antiga da regio (1957), apresenta em seu histrico vazes de 1,8 m/s at 315 m/s. Assim, em perodos de extrema seca possvel a ocorrncia de conflitos, principalmente porque no DF h perodos de at 120 dias sem chuva. Segundo o banco de dados da ADASA, existem hoje 112 outorgas de captaes de gua superficial nesta bacia do Rio Jardim e somando os valores outorgados para estes pontos, tendo como base vazo outorgada por dia e a quantidade de horas captadas, chega-se ao volume dirio de gua outorgada correspondente a 35.963 m. Figura 5: Pivs na Unidade Hidrolgica do Rio Jardim Na Figura 5 pode ser observada a distribuio dos pivs dentro da UH Jardim, ocupando a maior parte das reas disponveis para plantio prximas a crregos. Tambm se constata que a maioria deles localiza-se bem prxima ao exutrio da bacia, regio de maior volume de gua e ponto de entrega para o Rio Preto. A variao da pluviosidade observada na UH do Rio Jardim (Figura 6) semelhante ao observado em todo o DF, com perodos marcantes de chuva e de seca. 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00 Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun 2009 2010 2011 2012 Precipitao(mm) Estao Jardim Preciptao Acumulada Preciptao Mdia Figura 6: Precipitaes acumulada e mdia na Bacia do Rio Jardim
6. 6. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 6 3. DISCUSSO Braslia tornou-se capital do Brasil na dcada de sessenta, antes disso a ocupao era muito tmida, no havendo uma populao significativa na regio. Aps a transferncia da capital do Rio de Janeiro para o planalto central houve uma estimulao a vinda de pessoas de diversas partes do pas para apoiar a construo da nova capital. Em um primeiro momento este crescimento foi ordenado, mas acabou tornando-se confuso e desordenado, com um aumento crescente de populao at os dias atuais. Com respeito agricultura, esta foi estimulada, inclusive com emprstimo de terras em longo prazo e financiamentos diferenciados (Carneiro, 2007). O Distrito Federal no possuiu capacidade hidrogrfica compatvel com o crescimento alavancado, o que pode ser evidenciado pela vazo tmida dos rios da regio. Por conseguinte, tal crescimento acabou gerando problemas urbanos diversos, tais como conflitos pelo uso da gua. Com a anlise dos dados gerados pelo monitoramento da ADASA, e inserindo-os em um sistema de informaes geogrficas (SIG), possvel identificar alguns aspectos que chamam a ateno e por isso merecem ateno governamental e da populao. Um deles com relao ao balano entre as vazes disponveis e a demanda por gua identificados at o momento, que aponta para fato de que em algumas regies hidrogrficas do DF j seja necessrio um olhar mais criterioso em relao quantidade de gua, uma vez que a demanda encontra-se bem prxima, ou at mesmo acima, do limite de vazo outorgvel determinada pelo rgo gestor (Figura 3). Esta condio acaba se acentuando no perodo de seca, o que torna grave a situao de algumas unidades hidrolgicas e, consequentemente, de seus usurios. O acompanhamento dos nveis de pluvisosidade possibilitou traar um perfil de distribuio das chuvas no Distrito Federal, sendo possvel identificar com clareza os perodos de criticidade, com secas marcantes de at 4 (quatro) meses de durao entre junho e setembro e perodos de chuva entre novembro e maro. A Figura 6 exemplifica, com base na estao Jardim, o padro de comportamento das chuvas na regio do DF. Com uma srie histrica, que ainda considerada curta, mas que tende a se tornar cada vez mais robusta, possvel prever condies adversas e mudanas substanciais que venham a interferir diretamente na quantidade de gua disponvel tanto nos compartimentos superficiais quanto subterrneos. No que tange a quantidade de gua e tomando a irrigao como principal fonte consumidora (PGIRH/2012), interessante destacar os trabalhos recentes realizados no Distrito Federal. De acordo com o trabalho de Sano et. al (2005) corroborando com o estudo de Lima (2000) possvel constatar um incremento muito grande da expanso por regadio de piv central. Em 1992 o consumo de gua na agricultura (pivs) foi estimado em 23,36 milhes de m por ano, j em 2002, com o aumento das reas irrigadas por piv central, o consumo estimado foi de 40,94 milhes de m por ano (Sano et. al, 2005). Com a atualizao dos dados, de acordo com o trabalho de Guimares et. al (2012), em 2012 foram registrados 185 pivs, totalizando uma rea de plantio de 12.000 ha. Azevedo (1997a, 1997b, 1998) realizou diversos testes no DF com o cultivo de trigo, cevada, milho e feijo, culturas predominantes na regio, buscando obter os valores demandados por cada cultura. Sano et. al (2005), de posse desses dados, chegou a um valor mdio demandado de 500 mm por safra no perodo de seca e 100 mm por safra no perodo de cheia, levando em conta 20 dias de veranico. Fazendo as correes necessrias de valores e unidades, pde-se chegar a um ndice de referncia de 6.000 m/ha/ano, ou seja, tomando toda a rea coberta por pivs do DF totaliza-se 72 milhes de m de gua necessrios por ano, uma quantia muita elevada. Devido ao histrico de ocupao do solo no Distrito Federal e ao fato de o Rio Preto ser um rio bem caudaloso em relao aos demais rios do estado, a regio abrangida pela bacia do Preto
7. 7. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 7 tornou-se uma regio voltada para agricultura e nesses termos tem logrado muito xito. No entanto, como citado acima, a regio em questo tem sofrido um grande acrscimo na quantidade de reas plantveis, principalmente utilizando o piv central como mtodo de irrigao, e isso tem gerado um crescimento muito acelerado na procura e no consumo de gua. Como pode ser visto na Figura 3 a maior parte desta bacia j se encontra em situao de alerta. Tal situao fatalmente trar consequncias negativas, seja para os agricultores que praticam o plantio convencional ou para os prprios usurios de pivs que se localizarem mais jusante da bacia. Tomando como referncia uma das Unidades Hidrolgicas mais povoadas por pivs, a UH Jardim, chegou-se a uma srie de observaes importantes. Basicamente composta de reas destinadas a plantaes, e com grande quantidade de pivs, possvel identificar na UH Jardim, por meio de uma imagem satlite datada de 2009, 27 pivs, totalizando 1.900,00 hectares (Figura 5). Utilizando os apontamentos feitos por Azevedo (1997a, 1997b, 1998) chegou-se ao valor de 18,89 milhes de m de gua demandada, isto , em 2009, o volume demandado somente por uma UH foi prximo a todo o valor demandado em 1992 na irrigao por piv central em todo DF. tambm surpreendente verificar que esta quantidade de gua demandada para irrigao em uma micro bacia se equivale ao volume somado utilizado para abastecimento humano de duas regies administrativas, componentes do Distrito Federal: Gama e de Sobradinho (PGIRH/2012). Levando em conta esse crescente consumo de gua, verificou-se um percentual cada vez maior de reas irrigadas por piv central no Distrito Federal, sendo de 76 km em 2006 e 108,3 km em 2011(PGIRH, 2012). Segundo Alves (2003) em 2003 quase 40% dos irrigantes utilizavam o piv central como tcnica de irrigao e o mais impressionante, representavam 84% por cento da rea irrigada do Distrito Federal. No banco de dados da ADASA (Agncia Reguladora de guas, Energia e Saneamento Bsico do Distrito Federal), foram identificados os valores da Tabela 1 referentes razo demandada total/vazo outorgada ms a ms na UH Jardim. Pode-se verificar que nos meses de julho a outubro, extenso perodo de seca em Braslia, a demanda aproxima-se muito da vazo outorgvel, o que demostra uma situao de alerta no cenrio atual e principalmente futuro. Tabela 1: Razo Demanda Total/Vazo Outorgvel na UH Jardim Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Demanda Total/Vazo Outorgvel (%) 0,02 0,09 0,07 0,26 0,47 0,58 0,68 0,81 0,87 0,77 0,08 0,02 A Estao Limeira, a mais antiga da regio, desde 1957, apresenta em seu histrico vazes de 1,8 m/s at 315 m/s. Tal discrepncia revalida ainda mais a necessidade de um controle efetivo dos recursos hdricos, tanto para controlar a demanda da sociedade, como para mediar os possveis conflitos. Outro instrumento de gesto fundamental o controle de outorgas emitidas para captao de gua. Avaliando as outorgas emitidas a usurios da UH Jardim, atualizados em 2012, chega-se a um valor demandado de 12,9 milhes de m de gua. Assim, analisando os valores de vazo, podemos ver na srie histrica ndices muito baixos, como em julho de 2003 que registrou 1,8 m/s. Desta forma simples observar que na rea em questo a demanda s tende a crescer, enquanto a disponibilidade hdrica inconstante. Sendo assim, torna-se fundamental a continuidade da ao de monitoramento. 4. CONCLUSES
8. 8. XX Simpsio Brasileiro de Recursos Hdricos 8 Os resultados demonstram a importncia de uma rede de monitoramento bem estruturada, onde h a possibilidade de acompanhamento da situao dos recursos hdricos e tomadas de deciso especficas para cada Unidade Hidrolgica do Distrito Federal. Ficam ntidas as diferenas de vazes e de quantidade de gua em decorrncia de atividades que so desenvolvidas pela sociedade tais como a regionalizao da agricultura, com suas tcnicas de irrigao, e da ocupao urbana com todos os problemas a ela associados. Um banco de dados robusto, somado a ferramentas de geoprocessamento e gesto de recursos hdricos, permite a tomada de decises voltadas para garantir gua em abundncia para esta e as futuras geraes, papel fundamental de uma agncia gestora de recursos hdricos. 5. AGRADECIMENTOS Agradecemos ADASA, aos funcionrios das empresas contratadas para operao e manuteno da rede de monitoramento e concessionria CAESB pelo fornecimento de dados de suas estaes. REFERNCIAS AZEVEDO, J. A. Nveis de tenso de gua no solo e suspenso da irrigao em trs perodos de crescimento do trigo irrigado em solo de cerrado: efeito sobre a produtividade, componentes de produo, desenvolvimento e uso de gua. 1988. 157 f. Tese (Doutorado em Solos e Nutrio de Plantas) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 1988. AZEVEDO, J.A., DOLABELLA, R.H.C., PEIXOTO, J.V.B., SILVA, E.M. Manejo da irrigao usando-se tensimetros e curva de reteno de gua em feijo irrigado por asperso. Planaltina: Embrapa - Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados, 1997b. p.102-4. (Relatrio Tcnico Anual do Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados 1991-1995). AZEVEDO, J.A., SILVA, D.B., ANDRADE, J.M.V., ANDRADE, L.M. Aplicao da tensiometria no manejo de gua de irrigao em lavoura de trigo irrigado no Vale do Pamplona. Planaltina: Embrapa - Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados, 1997a. p.106-8. (Relatrio Tcnico Anual do Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados 1991-1995). AZEVEDO, J.A., SILVA, E.M., BREDA, C.E., FIGUEREDO, S.F. Uso de tensimetros e curva de reteno de gua no manejo da irrigao do feijo em solo arenoso de Barreiras-BA. Planaltina: Embrapa - Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados, 1997c. p.112-14. (Relatrio Tcnico Anual do Centro de Pesquisa Agropecuria dos Cerrados 1991-1995). CARNEIRO, P. J. R. et. al. Evoluo do Uso da gua na Bacia do Rio Preto no Distrito Federal. Espao & Geografia, Vol.10, N 2 (2007), 325:353. GOVERNO DO DISTRITO FEDERAL, Reviso e Atualizao do Plano de Gerenciamento Integrado de Recursos Hdricos do Distrito Federal PGIRH/DF. Vol I e II. Braslia, 2012. GUIMARAES, D. P., SOUZA, A. O., MARTINS, R. F., Crescimento da agricultura irrigada por piv central no Distrito Federal. In: CONGRESSO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE DE POOS DE CALDAS, 9., 2012, Poos de Caldas. Como a tecnologia pode auxiliar na preservao do meio ambiente: anais. Poos de Caldas: GSC, 2012. LIMA, J.E.F.W. Determinao e simulao da evapotranspirao de uma bacia hidrogrfica do Cerrado. 2000. 75 f. Dissertao (Mestrado em Irrigao e Agroambientes) Universidade de Braslia, Braslia, 2000. SANO, E., LIMA, J.E.F.W., SILVA, E.M., OLIVEIRA, E.C., Estimativa da variao na demanda de gua para irrigao por piv-central no Distrito Federal entre 1992 e 2002. Eng. Agrc., Jaboticabal, v. 25, n. 2, Aug. 2005. p. 508-515.