ESTUDO DAS CARACTERISTICAS FLUVIOMÉTRICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO VERDE- MT

STUDY OF FLUVIOMETRIC CHARACTERISTICS OF THE HIDROGRAFIC VERDE RIVER BASIN – MT

Bruno Luis Leal: Engenheiro Sanitárista e Ambiental-UFMT, mestrando em Recursos Hídricos pela Universidade Federal de /UFMT

Margarida Marchetto : Engenheira Sanitarista. Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos – USP. Professora e pesquisadora - Universidade Federal de Mato Grosso/UFMT

RESUMO

O Rio Verde pertence à bacia Amazônica, é de grande importância para os municípios localizados no centro e norte do estado de Mato Grosso. Suas águas atendem a usos múltiplos na bacia; como abastecimento público e produção agropastoril (produção de gado e irrigação) em uma das regiões mais produtivas do estado, no seu curso abriga uma Pequena Central Hidroelétrica - PCH. No trabalho em questão serão abordados o estudo das vazões ecológicas Q(7-10) , Q 90 e Q 95 , obtidas com os dados da série histórica compreendida entre os anos de 1993 a 2006, obtidos na estação fluviométrica, localizada no município de Lucas do Rio Verde-MT, (centro da bacia) localizada na periferia do município de Lucas do Rio Verde, nas coordenadas Longitude 55°54’23” Sul e Latitude 13°2 ’52” Oeste. Devido ser região carente de trabalhos publicados nesta linha de pesquisa, este estudo poderá servir de suporte aos usuários, atores sociais e poder público em geral para tomadas de decisões, bem como para outorga.

Palavras chaves: Bacia hidrográfica, Rio Verde, vazões ecológicas Q (7-10) , Q 90 e Q 95 .

ABSTRACT

The Verde River belongs to the Amazon basin, is of great importance to municipalities in central and northern state of Mato Grosso. Its waters serve multiple uses in the basin, such as public water supply and agropastoral production (livestock and irrigation) in one of the most productive regions of the state, on their way home to a Small Hydroelectric - PCH. At work in question will be addressed the study of environmental flow Q (7-10) , Q90 and Q95 , the data obtained with the series between the years 1993 to 2006 obtained in fluviometric station located in the municipality of Lucas do Rio Verde, MT (central basin) located on the outskirts of the city of Lucas do Rio Verde, in the coordinates Longitude 55°54'23" South Latitude and 13° 2'52" West. Because the region is devoid of papers published in this line of research, this study may provide support to users, stakeholders and the general public for making decisions and to grant.

Key words: Watershed, Rio Verde, instream flows Q (7-10) , Q 90 and Q 95 .

1-INTRODUÇÃO

Os recursos hídricos são fonte de abastecimento humano, além de ser indispensável à saúde e manutenção da vida, a água desempenha importante papel no desenvolvimento econômico, ao longo de seu curso o rio verde é largamente utilizado por indústrias dos mais diversos setores. A bacia do rio Verde banha total ou parcialmente os municípios de Lucas do Rio Verde, , , , , , e Sinop. A abundância de água de boa qualidade na bacia do rio Verde é a principal responsável pelo desenvolvimento da região. Mato Grosso está localizado na região centro oeste do Brasil e a capital Cuiabá é o centro geodésico da América do Sul. A sua condição de estado limítrofe com Bolívia e Paraguai e a facilidade de acesso para a Argentina e Uruguai lhe conferem importância geopolítica. A partir do seu território nascem alguns dos mais importantes rios brasileiros que alimentam as bacias do Prata e Amazônica. Reunindo disponibilidade de áreas, boas condições climáticas, de relevo e de solo, o estado constituiu-se numa das principais metas das correntes migratórias colonizadoras (PÓVOAS, 1977). O desenvolvimento da região centro oeste deve-se a abundância dos Recursos Hídricos. Conforme apresentado por Orth Dora et al (2000). Durante as décadas de 60 e 70, políticas governamentais brasileiras motivaram um forte processo de migração populacional de várias regiões litorâneas em direção ao interior do país. Essas populações em sua grande maioria foram ocupar terras ainda virgens como a região central e o norte mato grossense. As características naturais da região são relevo plano, cobertura florestal densa e clima tropical úmido, com abundância em recursos hídricos. As atividades trazidas pelos migrantes tiveram como base a agropecuária e as indústrias ligadas a exploração florestal. Até recentemente a preocupação maior dessa população era estabelecer-se no novo ambiente e viabilizar sua permanência. Neste aspecto tiveram grande sucesso, o que lhes permite atualmente avaliar o caminho percorrido e buscar alternativas que garantam a manutenção das condições favoráveis até agora conquistadas. A (Lei Federal N°9.433/97), instituiu a Política Na cional de Recursos Hídricos e estabeleceu o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Ao definir princípios básicos para gestão eficaz das águas, no Brasil, adotou-se a bacia hidrográfica como unidade de planejamento de políticas públicas, a fim de garantir o direito ao acesso à água de boa qualidade para as atividades produtivas, bem como, para sua utilização pelas gerações futuras. A bacia hidrográfica é um sistema complexo e sofre influência de fatores internos e externos, que podem comprometer as diversas relações de equilíbrio do mesmo, e, possivelmente, culminar em sua degradação. O presente trabalho teve como objetivo, entre outros, calcular as vazões ecológicas Q( 7-10 ), Q 90 e Q 95 da bacia hidrográfica do rio Verde, na região de Lucas do Rio Verde – MT. Para compreender os processos físicos que interferem no ciclo hidrológico dessa unidade geográfica foram estudados os parâmetros fisiográficos: área de drenagem, perímetro, comprimento do leito principal, rede de drenagem, densidade de drenagem, forma da bacia hidrográfica, número de ordem, declividade equivalente, tempo de concentração, extensão do percurso principal e amplitude altimétrica. A bacia do rio Verde foi escolhida para realização do estudo por ser estratégica e bem desenvolvida, cujo uso da água é intensivo em especial à irrigação e energia. Por fazer parte da sub-bacia do Alto Teles Pires, a bacia com maior demanda de água no estado do Mato Grosso, abastece os municípios com maior produção de grãos do estado e embora em pequena proporção, possuir conflitos pela disputa de água em regiões vizinhas. As práticas adotadas para a definição da vazão ecológica em diversos estados brasileiros enquadram-se dentro dos métodos hidrológicos. Os critérios de outorga de direitos de uso da água no Brasil têm sido estabelecidos com base em um percentual de vazões de referenciais (Q(7-10) , Q 90 e Q 95 ). Tais vazões são estabelecidas como o limite para a obtenção das outorgas. Supõe-se que neste total se encontre prevista a vazão ecológica, a ser mantida no leito do rio para proteção do ecossistema, geralmente adotada como um percentual da vazão referencial. As vazões ecológicas da bacia hidrográfica do rio Verde foram determinadas utilizando os dados hidrológicos (HIDROWEB), a fim de obter informações que subsidiam a gestão dos Recursos Hídricos na região, deste modo, o trabalho possibilitará auxiliar gestores, pesquisadores e cidadãos na obtenção de informações sobre vazões das regiões hidrologicamente.

1.1 Métodos Hidrológicos (Q (7-10) , Q90 e Q 95 )

Q (7-10) : O cálculo da vazão mínima de sete dias consecutivos para um período de retorno de 10 anos Q(7-10) é um importante parâmetro hidrológico com grande aplicação nos estudos de planejamento e gestão do uso dos Recursos Hídricos. Constitui importante instrumento da Política Nacional dos Recursos Hídricos do Brasil, pois fornece estimativa estatística da disponibilidade hídrica dos escoamentos naturais de água. Computando-se as médias móveis das vazões medias diárias, com janelas de sete dias, ao longo dos anos hidrológicos. A mínima anual dessas médias móveis é retida. O processo é repetido para cada ano hidrológico da série histórica, obtendo uma série de valores mínimos anuais. Estas vazões são ordenadas em ordem crescente de magnitude, sendo estimadas suas probabilidades cumulativas de ocorrências e períodos de retorno. A distribuição pode ser realizada por vários métodos, neste trabalho foi utilizado o método de GUMBEL. Q90 e Q 95 : A Q90 e Q 95 são as vazões determinadas estatisticamente, para certo período de observação num posto fluviométrico, em que em 90 ou 95 % daquele período de tempo as vazões foram iguais ou superiores a ela. Diz-se que a Q 90 ou Q 95 é a vazão com 90 % ou 95% de permanência no tempo, podendo ser extrapolado para outras seções do curso d'água, com base na área da bacia hidrográfica contribuinte e nas quantidades de chuvas da região.

1.2 Curva de duração-freqüência ou permanência

A avaliação das vazões de um rio pode ser feita através da curva de duração-freqüência ou permanência. A curva de permanência indica a porcentagem do tempo que uma determinada vazão foi igualada ou superada durante o tempo de observação. A forma da curva de permanência reflete as características do regime de vazão de um rio. Uma curva achatada indica que o rio apresenta cheias reduzidas e grande potencial hídrico subterrâneo o que resulta em vazões mínimas elevadas. Uma curva com formato inclinado indica maior potencialidade de cheias e vazões mínimas reduzidas. Uma das principais aplicações das curvas de permanência é o estudo do potencial hidroenergético.

2-ÁREA DE ESTUDO

Serão apresentadas descrições sobre a localização da área de estudo, estudos hidrológicos e usos múltiplos da água no rio Verde.

2.1 Rio Verde: Localização e Aspectos Gerais

O Estado de Mato Grosso situa-se na região centro oeste do Brasil, possui uma área de 900.806 km², onde se encontra distribuída a população de três milhões de habitantes (IBGE, 2009). O Estado dispõe de uma grande malha hídrica e é berço para nascentes de três grandes bacias hidrográficas brasileiras: Bacia Amazônica (65,7%), Paraguai (19,6%) e Tocantins-Araguaia (14,7%). Ao mesmo tempo é contemplado com três grandes ambientes (floresta Amazônica 52,2%; Cerrado 40,8% e Pantanal 7%) (FERREIRA, 1997). O rio Verde drena uma área aproximadamente de 13475,41 km² (SEPLAN, 2001) e está situado no médio- norte mato-grossense. A região da BRV (bacia do Rio Verde) abrange, total ou parcialmente, os municípios da (Tabela 1).

Tabela 1 - Municípios pertencentes à bacia do rio verde e suas respectivas populações. Área do município População estimada pelo Municípios em Km² IBGE (2009). Tapurah 11.600 11.517 Lucas do Rio Verde 3.660 33.556 Nova Mutum 9.538 26.874 Santa Rita Do Trivelato 3.345 2.751 Sorriso 9.346 60.028 Ipiranga Do Norte 3.442 4.641 Nobres 3.859 15.315 Sinop 31.194 114.051 Total 75.984 139.367

A área de estudo localiza-se no centro do Estado de Mato Grosso (Figura 1) , entre os paralelos 11˚35’13,89’’S e 14˚ 13’56, 09”S de latitude Sul e os meridianos 55˚15’16,82’’W e 56˚26’ 27,45’’W, de longitude Oeste cuja nascente ocorre entre os municípios de Santa Rita do Trivelato e Nobres, sua foz no Rio Teles Pires entre os municípios de Sorriso, Sinop e Ipiranga do Norte (Figura 2). Ressalta-se que em relação a área da BRV (13475,41 km²), os municípios de Nobres e Sinop não apresentam participação significativa pois possuem menos de 1% da área da bacia. A BRV contribui na formação da Bacia hidrográfica do Rio Amazonas. Para locomoção até a área da bacia pode-se utilizar diversas rodovias, partindo da capital Cuiabá pode-se utilizar a BR-163 até a cidade Lucas do Rio Verde ou cidades vizinhas. Na Tabela 2 são apresentados os dados da estação fluviométrica localizada na região cental da Bacia, conforme indicado na Figura 1. Tabela 2 - Dados gerais da estação fluviométrica selecionada. Fonte: ANA Código 17230000 Nome Lucas do Rio Verde Código Adicional Resolução/396 Bacia Rio Amazonas (1) Sub-bacia Rio Amazonas, Tapajós, , Teles Pires Rio Rio Verde Estado Mato Grosso Município Lucas do Rio Verde Responsável Amper Operadora Amper Altitude (m) 373

Estação fluviométrica

Figura 1-Localização do rio Verde. Fonte: SEPLAN,2001, modificado por LEAL,2010.

Figura 2-Encontro dos rios Verde e Teles Pires.

3-MÉTODOS

Os procedimentos adotados para alcançar os objetivos propostos foram: Pesquisa e levantamento das características gerais da região; Estruturação do banco de dados geográficos e imagens SEPLAN (2001); Processamento de imagens CCD-Cbers2 e SRTM e obtenção de mapas temáticos; Delimitação das características da bacia; Estruturação dos dados da estação fluviométrica; Seleção das séries históricas; Cálculo da vazão Q (7-10) , Q 90 e Q 95 ; Análise dos resultados.

Q (7-10) : Para a obtenção da vazão mínima foram obtidos os dados da estação pelo site HIDROWEB (http://hidroweb.ana.gov.br/ ) Após o tratamento foram selecionadas as mínimas “vazões médias dos sete dias” de cada ano na qual foi calculada a distribuição dos dados pelo método de GUMBEL.

Curva de permanência: Para a construção da curva de permanência foi utilizado à mesma série histórica de 14 anos da qual se obteve as vazões médias diárias: a) Dispor as vazões observadas em ordem decrescente as vazões médias diárias; b) Com a amplitude da variação das vazões médias diárias, definem-se os intervalos de classe. Chamando de: n ⇒ número de dados de vazões médias; A ⇒ amplitude da variação das vazões (Q máx-Qmín); N ⇒ número de intervalo de classe; K ⇒ amplitude do intervalo de classe. Uma primeira idéia é fazer ⇒ N = √n e K = A/N c) Dispor os intervalos em ordem decrescente e verificar o número de eventos ocorridos em cada intervalo à freqüência absoluta. d) Calcular a freqüência relativa (freqüência absoluta/ número de dados) para cada intervalo e acumulá-las seguindo a ordem anterior. e) Plotar em um gráfico o limite inferior de cada intervalo (ordenada) e a correspondente freqüência relativa acumulada (abscissa) e obtém a curva de permanência das vazões. Q90 e Q95 : Após a confecção da curva de permanência, basta observar a vazão que em 90% do tempo manterá este valor ou superior, esta vazão corresponderá a Q90. O mesmo ocorre para a Q 95 sendo que a vazão correspondente a 95% do tempo.

4-RESULTADOS

Para desenvolver a pesquisa foi necessário fazer um levantamento minucioso da série histórica de dados de vazão. As vazões ecológicas calculadas para a BRV referem-se apenas a uma estação hidrográfica, operada pela ANA, localizada no município de Lucas do Rio Verde-MT, nas coordenadas de Longitude - 55°54’23” e Latitude -13°2’52” os resultados do H idrograma do Rio Verde no período correspondente aos 14 anos analisados (1993 -2006) constam na (Figura 3 ). Fato interessante ocorreu em fevereiro de 2004 o rio apresentou a vazão máxima de 329 m³/s que correspondem à vazão máxima do período analisado. A menor vazão registrada na bacia durante o período estudado ocorreu em julho de 1998 de 62,85 m³/s.

329 m³/s Q Max.

Q mín . 62,85 m³/s

Figura 3-Hidrograma do Rio Verde (1993-2006).

4.1 Resultados das Vazões Ecológicas (Q (7-10), Q90 , Q 95 )

As vazões ecológicas foram obtidas pelo método de Distribuição de Gumbel (Figura 4). O cálculo da Vazão 3 Q(7 10) resultou uma vazão mínima de 59,7m /s. Durante o período de 10 anos é a vazão mínima mais provável de ocorrer. Entretanto, por ser obtida por meio de um método estatístico e probabilístico podem ocorrer valores diferentes, tanto para mais quanto menos, levando em conta também as alterações do meio e a atividade antrópica.

Figura 4-Vazão Q( 7,10 ) versus TR – Calculado com os dados reais e aplicando a Distribuição de Gumbel

Em relação às vazões (Q 90 e Q 95 ), para o período de 14 anos com medições diárias, foi observado a curva de permanência (Figura 5 ) em 90 % do tempo o curso d’água apresenta vazão de 68,58 m³/s ou superior, para 95% do tempo o curso d’água apresenta vazão de 64,65 m³/s ou superior. A forma da curva de permanência reflete as características do regime de vazão do rio Verde. Mesmo em período de seca o rio apresenta vazão relativamente alta, com indicação de grande potencial hídrico subterrâneo o que resulta em vazões mínimas elevadas. É interessante notar também que em 50% do tempo o rio Verde apresenta uma vazão próxima a 100 m 3/s ou maior.

Figura 5 - Curva de permanência para cálculo da Q 90 e Q 95.

Bruno e Marchetto (2010) em estudo sobre a bacia do rio Verde empregaram ferramentas de sensoriamento remoto com a utilização do software Arc’gis 9.2, imagens SRTM e tabelas eletrônicas para caracterizar a fisiografia ( características morfométricas) da Bacia do Rio Verde (BRV) e analisaram a influência das mesmas em suas proximidades e regiões circunvizinhas. As características fisiográficas obtidas indicam que a região da BRV é pouca propensa a eventos de enchentes e apesar da alta demanda de água para uso na irrigação, o Rio Verde apresenta grande disponibilidade hídrica. Os estudos sobre a morfologia das bacias localizadas no Estado de Mato Grosso, ainda são bastante insipientes, razão pelas quais muitas áreas impróprias foram ocupadas para a construção de residências e outras ocupações.

4.2 Uso e ocupação do solo

A Bacia do Rio Verde está inserida em área cuja principal atividade econômica tem sido a pecuária e agricultura, principalmente soja e milho com destaque para o município de Lucas do Rio Verde e Nova Mutum cuja produção de grãos alcança recordes a cada ano SEPLAN (2008). Isto tem levado a um grande comprometimento dos recursos hídricos da região. A Figura 6 representa que a maioria do território é destinada ao plantio; a pecuária tem perdido espaço para as plantações de soja a cada ano.

Figura 6 - Uso e ocupação do solo da bacia do rio Verde Fonte: SEPLAN, 2001, modificado por LEAL 2010.

5-CONSIDERAÇÕES FINAIS

A Bacia do Rio Verde em toda a sua extensão corta uma região plana, com alto grau de desmatamento, predominantemente agriculturável, banhando parte dos municípios (Tabela 1). A vegetação nativa se restringe a mata ciliar às margens dos rios. Notou-se à retirada da mata ciliar em alguns trechos, o que pode agravar o assoreamento; nas áreas urbanas, ocorre o lançamento de efluentes sem os devidos tratamentos adequados, devido às ocupações, muitas vezes irregulares, sem considerar as Áreas de Preservação Permanentes (APPs) previstas na RESOLUÇÃO CONAMA Nº 303, de 18/03/2002 que, dentre outros, o limite máximo de ocupação às margens de rios com largura entre 10 a 50 m (50m) e igarapés (30m). A vazão de referência ou vazões ecológicas referente a área de estudo obtidas baseadas nos dados de vazões mínimas, Q (7-10) verificou-se que mesmo com a mudança no uso do solo, ao longo dos anos, a vazão mínima se manteve estável, registrando em 2006 a vazão mínima de 72,9 m 3/s. Entre as mínimas ao longo de 14 anos (1993 a 2006) obteve-se vazão de 58,8, com média de 67,5 e máxima 79,37 m 3/s. No período de chuvas houve aumento das vazões máximas no final do período estudado, registrando-se 329 m³/s em fevereiro de 2004. Verifica-se que mesmo com o desmatamento, não foram registradas quedas bruscas da vazão, nem mesmo no período de estiagem. Em relação às vazões (Q 90 e Q 95 ), para o período de 14 anos com medições diárias, foi observado a curva de permanência, em 90 % do tempo o curso d’água apresenta vazão de 68,58 m³/s ou superior, sendo que para 95% do tempo o curso d’água apresenta vazão de 64,65 m³/s ou superior. A forma da curva de permanência reflete as características do regime de vazão do rio Verde. Mesmo em período de seca o rio apresenta vazão relativamente alta, com indicação de grande potencial hídrico subterrâneo o que resulta em vazões mínimas elevadas.

6-REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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