Vinicius Dulac, Aline Nunes, Luiz Fernando Gogoy, Stefania Godoy

VI Seminário Latino Americano de Geografia Física
II Seminário Ibero Americano de Geografia Física
Universidade de Coimbra, Maio de 2010
ANÁLISE EXPLORATÓRIA DOS FATORES DE ALTERAÇÃO DO REGIME
HIDROLÓGICO PRÉ E PÓS BARRAGENS DE REGULARIZAÇÃO: EFEITO DO
USO DA TERRA
Vinicius Dulac
Aline Soares Nunes
Luiz Fernando Silva de Godoi
Stefânia Guedes de Godoi1
Christian Cunha
Tharso Foletto Blasckesi
Rafael Cabral Cruz2
Curso de Gestão Ambiental
Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA
São Gabriel, RS, Brasil
[email protected]
RESUMO
Neste trabalho faz-se a análise exploratória das alterações no regime hidrológico do
Rio Jacuí (Rio Grande do Sul, Brasil), em períodos pré e pós-implantação de barragens
de regularização, através de análise dos principais fatores que apresentam potencial
para explicar alterações no regime hidrológico em escala de bacia hidrográfica:
mudanças climáticas, uso da terra e efeito das barragens. Estes três processos atuam
de forma simultânea e têm efeitos aditivos e sinérgicos, sendo necessário
compreender os impactos de cada um. Como os passos temporais das diversas séries
temporais são diferentes, utilizou-se da análise de regressão com dados agregados ao
maior passo temporal. Neste estudo, a série histórica do uso da terra foi isolada para
compreender os efeitos cumulativos do clima e das barragens. A Bacia Hidrográfica do
Rio Jacuí, situada no Brasil, Estado do Rio Grande do Sul tem, na década de 1950, a
substituição da policultura pela agricultura mecanizada. Na década de 1970 ocorre
expansão acentuada da área agrícola. Em torno de 1979, iniciam as mudanças no
manejo da terra com a implementação de práticas conservacionistas, como o sistema
de plantio direto. Os dados da série histórica de área colhida foram obtidos junto a
FEE-RS (Fundação de Economia e Estatística do Rio Grande do Sul) e os dados das
1) Bolsista ITI CNPq.
2) Bolsista EXP CNPq.
1
Tema 3- Geodinâmicas: entre os processos naturais e socio-ambientais
séries de cotas das estações fluviométricas 8540000 (Dona Francisca), 85900000 (Rio
Pardo) e 87020000 (São Jerônimo), situadas à jusante das barragens, foram obtidos da
ANA (Agência Nacional de Águas). Utilizaram-se estatísticas anuais e mediante análise
de regressão estudou-se, para um mesmo valor de área colhida, o comportamento do
regime hidrológico nos períodos pré e pós-implantação da Eclusa Fandango (PRÉ: 1943
– 1957, PÓS: 1959-1972) e da UHE Passo Real (PRÉ: 1959 - 1972, PÓS: 1974 – 2009). Os
resultados sugerem que existem diferenças no regime hidrológico nos períodos pré e
pós-implantação dos empreendimentos quando consideradas iguais áreas colhidas.
Este fato sugere que existe efeito cumulativo da regularização causada pelas barragens
e pelas mudanças climáticas. Observou-se, como esperado, que os efeitos de
regularização são mais presentes nas estações mais próximas da barragem.
Palavras-chave: Uso da Terra, Barragens, Regime hidrológico.
INTRODUÇÃO
A construção de barragens de regularização, o uso da terra e as mudanças
climáticas são alguns dos principais elementos que causam alterações no regime fluvial
dos rios. Estes processos atuam de forma simultânea e têm efeitos aditivos e
sinérgicos, afetando a variabilidade hidrológica de forma mais ou menos intensa. O uso
da terra, por exemplo, interfere no nível de compactação do solo causado pelo manejo
agrícola, que pode proporcionar menor infiltração das águas, processos erosivos e
aumento da velocidade do escoamento superficial (FEPAM, 2009). Dentre os efeitos
das mudanças climáticas, por sua vez, destacam-se a elevação da temperatura global e
as alterações no regime de chuvas (SIMÕES & BARROS, 2010), No que diz respeito à
implantação de barragens de regularização, pode-se afirmar que, geralmente, substitui
a variabilidade sazonal e inter-anual do regime hidrológico por um regime controlado,
com vazões mais altas durante os períodos de seca e cheias parcialmente amortecidas
(PETRY, 2001).
O rio Jacuí possui, em sua extensão, cinco Usinas Hidrelétricas (UHEs) instaladas
para a geração de energia, além de três eclusas, que proporcionam o transporte
hidroviário. As Usinas Hidrelétricas implantadas para a geração de energia, possuem
reservatório, formando grandes lagos, que, devido ao seu porte, sua instalação causa
alterações no regime hidrológico, proporcionando um efeito de regularização no rio, a
jusante da barragem. Já a Barragem Eclusa é construída para proporcionar o
transporte hidroviário no rio, é uma barragem que funciona sem reservatório, por este
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motivo seus efeitos de regularização, no sistema hidrológico do rio, a jusante do
barramento, possuem menor intensidade que os das UHEs para geração de energia.
A Bacia Hidrográfica do Rio Jacuí, situada no Brasil, estado do Rio Grande do Sul foi
colonizada, inicialmente, por povos indígenas, que viviam da horticultura de
subsistência. Ao final do século XIX, ocorreu a colonização européia gerando a
abertura de um amplo mercado de terras (FRITZ & MIGUEL, 2010). Na década de 1950,
ocorreu a substituição da policultura pela agricultura mecanizada e empresarial ao
incremento na produção de trigo, de interesse do Estado Nacional, gerando uma
expansão da área agrícola, de 13.794 hectares em 1946 para 110.554 ha em 1955
(DEE, 2009). Na década de 1970, houve a expansão acentuada da área agrícola com a
soja ocupando lugar de destaque (RÜCKERT, 2003), chegando em 1979 a 424.678 ha
de área colhida (FEE-RS, 2009).
Em torno de 1979, iniciam as mudanças no manejo da terra com a implementação
de práticas conservacionistas, como o sistema de plantio direto (SPD). Porém, somente
a partir de 1991 ocorre uma maior difusão do mesmo (DENARDIN, 2007).
Neste estudo, a série histórica do uso da terra foi isolada para compreender os
efeitos cumulativos do clima e das barragens e analisar se existem influências,
causadas pelo uso da terra, sobre os dados das séries de cotas das estações
fluviométricas selecionadas do rio Jacuí, localizado no estado do Rio Grande do Sul, no
sul do Brasil.
MATERIAIS E MÉTODOS
O Rio Jacuí, o maior do interior do estado do Rio Grande do Sul, no sul do Brasil
(Figura 1), tem suas nascentes na região planáltica, formação geológica Serra Geral
(CPRM, 2010), nos municípios de Passo Fundo e Marau, escoando primeiramente no
sentido sul e posteriormente no sentido leste, pertencendo à bacia do Atlântico
(UFSM, 2010). A bacia hidrográfica do rio Jacuí possui área de 71.600 km2. Seu
comprimento total aproximado é de 710 km. A precipitação média anual na bacia do
riu Jacuí é variável, atingindo 1.600 mm no seu valor mais alto, e aproximadamente
1.200 mm anuais no valor mais baixo (FEPAM, 2009). O rio Jacuí possui extensão
navegável de 230 Km, proporcionada pela construção de três eclusas Fandango, Anel
de Dom Marco e Amarópolis.
Sua área de drenagem é caracterizada pelo uso intensivo do solo para agricultura e
pecuária. O seu trecho superior caracteriza-se, também, pelo aproveitamento
3
Tema 3- Geodinâmicas: entre os processos naturais e socio-ambientais
energético, onde estão instaladas as Usinas Hidrelétricas (UHEs) Ernestina, Passo Real,
Leonel Brizola, Itaúba e Dona Francisca.
Figura 1: Mapa de Localização e Situação da Bacia Hidrográfica do Rio Jacuí em São
Jerônimo, RS, Brasil.
A UHE Passo Real, localizada no Rio Jacuí, no município de Salto do Jacuí, foi
inaugurada em março de 1973, possui duas unidades geradoras com potência efetiva
de 158 MW.
A Barragem-ponte do Fandango (eclusa), que foi posta em operação em 1958, está
localizada no rio Jacuí junto à cidade de Cachoeira do Sul, A barragem possui 170 m de
extensão.
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Metodologia
Para determinar se existem influências, causadas pelo uso da terra, sobre o regime
hidrológico do rio Jacuí nos períodos pré e pós-implantação da UHE Passo Real e da
Eclusa de Navegação Fandango, foram obtidas as séries históricas de cotas das
estações fluviométricas, localizadas a jusante das barragens (Tabela 1). Os dados da
série histórica de área colhida foram obtidos junto à FEE-RS (Fundação de Economia e
Estatística do Rio Grande do Sul). Para as análises da série histórica do uso da terra
foram considerados os municípios de Cruz Alta, Passo Fundo e Cachoeira do Sul (Figura
2). As culturas de Trigo e Soja foram selecionadas, em função de possuírem maior
representatividade em termos de área territorial e cultivo na Bacia do Rio Jacuí. No
entanto, somente foram obtidos dados de cota e área colhida, nas mesmas janelas
temporais, pré e pós-implantação das barragens para as estações Dona Francisca, Rio
Pardo e São Jerônimo.
Tabela 1 – Estações fluviométricas do rio Jacuí utilizadas para o estudo.
Código
Nome da Estação
8540000
Dona Francisca
85900000
Rio Pardo
87020000
São Jerônimo
Fonte: Agência Nacional de Águas (ANA, 2009).
Figura 2: Uso da terra típico no Alto Jacuí, região de Cruz Alta, RS.
Para efetuar as análises dos fatores de alteração hidrológica nos períodos pré e pósimplantação das barragens, os dados de área colhida e de cota de cada estação
5
Tema 3- Geodinâmicas: entre os processos naturais e socio-ambientais
fluviométrica selecionada foram organizados em tabelas no software Microsoft Excel
2003. Foi efetuado o preenchimento de falhas para um e dois dias nos dados de cotas,
através da interpolação linear. As janelas temporais utilizadas foram: Eclusa
Fandango (Pré-implantação: 1943 – 1957, Pós-implantação: 1959 -1972); UHE Passo
Real (Pré-implantação: 1959 - 1972, Pós-implantação: 1974 – 2009).
O estudo do comportamento hidrológico pré e pós-implantação das barragens foi
efetuado através de análise de regressão. Para avaliação da diferença de
comportamento hidrológico entre os períodos pré e pós-instalação das barragens,
foram obtidas médias anuais das cotas, a partir das séries diárias de alturas
linimétricas, as quais foram regredidas em relação aos valores de área colhida das
culturas para os municípios de Cruz Alta, Passo Fundo e Cachoeira do Sul,
representativos da região, para os períodos pré e pós-implantação das barragens. A
análise das diferenças foi efetuada através da comparação dos padrões das duas retas
de regressão (pré e pós) em um mesmo gráfico. Deste modo, pode-se verificar, para
uma mesma área colhida de culturas anuais, qual a cota esperada para o período pré e
pós-implantação.
RESULTADOS
Os gráficos 1 a 5 apresentam a relação entre as cotas previstas para os períodos pré
e pós-implantação das barragens e os valores de área colhida.
Gráfico 1 – Cotas médias previstas Pré-Pós implantação da Eclusa Fandango na Estação
Fluviométrica Rio Pardo (85900000)
9000000
8000000
7000000
6000000
5000000
4000000
3000000
2000000
1000000
0
Pré
Pós
0
20
00
0
40
00
0
60
00
0
80
00
10 0
00
0
12 0
00
0
14 0
00
0
16 0
00
0
18 0
00
0
20 0
00
0
22 0
00
0
24 0
00
0
26 0
00
0
28 0
00
0
30 0
00
00
Cota(cm)
Cotas Médias Previstas Pré-Pós Implantação da Eclusa
Fandango na Estação Fluviométrica Rio Pardo
(85900000)
Área Colhida (ha)
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O Gráfico 1 demonstra que para uma mesma área colhida as cotas no período pré
implantação da Eclusa Fandango foram maiores que no período pós-implantação da
Eclusa, e conforme aumentam os valores de área colhida a amplitude entre os
períodos pré e pós-implantação da Eclusa aumentam gradativamente. Essa diferença,
no período pós-implantação da eclusa, pode ser explicada pelo efeito de regularização
provocado pela barragem (PETRY, 2001).
Gráfico 2 – Cotas médias previstas Pré-Pós implantação da Eclusa Fandango na Estação
Fluviométrica São Jerônimo (87020000)
350
300
250
200
150
100
50
0
Pré
20
00
40 0
00
60 0
00
80 0
0
10 0 0
00
12 00
00
14 00
00
16 00
00
18 00
00
20 00
00
22 00
00
24 00
00
26 00
00
28 00
00
30 00
00
00
Pós
0
Cota(cm)
Cotas Médias previstas Pré-Pós Implantação da Eclusa Fandango
na Estação Fluviométrica São Jerônimo
(87020000)
Área Colhida (ha)
No Gráfico 2, observa-se que as retas dos períodos pré e pós-implantação da Eclusa
Fandango se cruzam na medida em que aumenta a área colhida. A reta do período
pós-implantação da Eclusa tende a crescer mais acentuadamente que a do período
pré-implantação. O crescimento do gráfico, no período pós-implantação da barragem,
pode ser explicado pela expansão acentuada da área agrícola (RÜCKERT, 2003), não
sendo mais sentido o efeito de regularização da barragem.
Gráfico 3 – Cotas médias previstas Pré-Pós implantação da UHE Passo Real na Estação
Fluviométrica Dona Francisca (85400000)
Cotas Médias Previstas Pré-Pós Implantação da UHE Passo
Real na Estação Fluviométrica Dona Francisca (85400000)
300
200
Pré
150
Pós
100
50
0
0
20
00
0
40
00
0
60
00
0
80
00
10 0
00
0
12 0
00
0
14 0
00
0
16 0
00
0
18 0
00
0
20 0
00
0
22 0
00
0
24 0
00
0
26 0
00
0
28 0
00
0
30 0
00
00
Cota(cm)
250
Area Colhida(ha)
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Tema 3- Geodinâmicas: entre os processos naturais e socio-ambientais
Gráfico 4 – Cotas médias previstas Pré-Pós implantação da UHE Passo Real na Estação
Fluviométrica Rio Pardo (85900000)
Cotas Médias Previstas Pré-Pós Implantação da UHE Passo
Real na Estação Fluviométrica Rio Pardo (85900000)
600
Coa(cm)
500
400
Pré
300
Pós
200
100
0
20
00
0
40
00
0
60
00
0
80
00
10 0
00
0
12 0
00
0
14 0
00
0
16 0
00
0
18 0
00
0
20 0
00
0
22 0
00
0
24 0
00
0
26 0
00
0
28 0
00
0
30 0
00
00
0
Área Colhida(ha)
Nos Gráficos 3 e 4, a reta do período pós-implantação da UHE Passo Real apresenta
valores de cotas mais altos nos menores valores de área colhida. A diferença entre as
retas pré e pós é decrescente na direção do aumento da área colhida. Configurando-se
em um padrão de alteração hidrológica, com pequena mudança, visto que, na estação
Rio Pardo, a amplitude da diferença máxima entre as retas é maior, indicando que a
UHE Passo Real está alterando o regime hidrológico do rio, proporcionando uma
diminuição nos valores de cota conforme aumentam os valores de área colhida
(PETRY, 2001).
Gráfico 5 – Cotas médias previstas Pré-Pós implantação da UHE Passo Real na Estação
Fluviométrica São Jerônimo (87020000)
350
300
250
200
150
100
50
0
Pré
Pos
0
20
00
0
40
00
0
60
00
0
80
00
10 0
00
0
12 0
00
0
14 0
00
0
16 0
00
0
18 0
00
0
20 0
00
0
22 0
00
0
24 0
00
0
26 0
00
0
28 0
00
0
30 0
00
00
Cota(cm)
Cotas Médias Previstas Pré-Pós Implantação da UHE Passo
Real na Estação Fluviométrica São Jerônimo (87020000)
Area Colhida (ha)
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O Gráfico 5 não apresenta diferença significativa nos valores de cota para diferentes
valores de área colhida. O período pré-implantação da UHE Passo Real apresenta
maiores valores de cota para uma mesma quantidade de área colhida. Este gráfico
indica que nesta estação não ocorre alteração nas cotas devido à implantação da UHE,
podendo este comportamento, do gráfico, ser explicado pelo uso da terra, que ocorre
na região (FEPAM, 2009).
Rocha (2009), ao discutir as alterações no regime hidrológicos de sistemas fluviais,
na bacia do alto Paraná, relacionou dados de uso e ocupação da terra, desmatamento,
regime pluviométrico e regime fluviométrico. Seus resultados, assim como os deste
trabalho, indicaram a ocorrência de alterações nos regimes fluviométricos, nas bacias
hidrográficas analisadas, a partir dos anos de 1970, possivelmente provocadas por
modificações no uso e ocupação da área. É possível dizer que nas regiões das
Barragens de Fandango e Passo Real, neste mesmo tempo, o solo já se encontrava
intensamente utilizado, com alta mecanização, predomínio de monocultura e baixa
adesão á práticas conservacionistas (RÜCKERT, 2003).
CONCLUSÕES
Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o regime hidrológico do Rio
Jacuí sofreu alterações, que podem ser provocadas pela mudança no uso do solo
através da agricultura ou pela implantação da UHE Passo Real e da Eclusa Fandango,
localizadas no Rio Jacuí, estado do Rio Grande do Sul, região Sul do Brasil.
Comparando-se os dados dos gráficos próximos às UHEs com os mais afastados,
nota-se que, a atuação dos fatores de alteração do regime hidrológico ocorre de
maneira diferenciada, em cada Estação Fluviométrica. Isto remete a hipótese de que as
alterações podem corresponder aos efeitos da barragem, que segundo Tucci (2007)
vão se atenuando na medida em que se acumulam os efeitos das confluências e
aumenta a área da bacia.
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Tema 3- Geodinâmicas: entre os processos naturais e socio-ambientais
REFERÊNCIAS
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http://www.fee.rs.gov.br/feedados/consulta/menu_consultas.as
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PETRY, A. C. 2001, Variação Espacial na Estrutura das Assembléias de Peixes da planície
de inundação do Alto Rio Paraná, Brasil. Programa de Pós Graduação em Ecologia
de Ambientes Aquáticos Continentais, Universidade Estadual de Maringá, MaringáPR. 49 p. (Dissertação)
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