IMPACTO DE MUDANÇAS NO USO DO SOLO NAS CARACTERÍSTICAS HIDROSSEDIMENTOLOGICAS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO JOANES E SUA REPERCUSSÃO NA ZONA COSTEIRA

ÍNDICE

CAPÍTULO 1

CAPÍTULO 2

CAPÍTULO 3

CAPÍTULO 4

CAPÍTULO 5

CAPÍTULO 6

ANEXOS

CAPÍTULO 5: CONSIDERAÇÕES FINAIS

5.1 Generalidades

A pesquisa desenvolvida propõe uma metodologia para avaliar as alterações nas características hidrossedimentológicas de bacias hidrográficas e suas repercussões na zona costeira, decorrentes da ocupação antrópica.

A área escolhida para estudo de caso foi a bacia hidrográfica do rio Joanes, onde a ocupação humana intensificou-se nos últimos anos.

Para verificar o efeito da ocupação humana na produção de água e sedimento na bacia hidrográfica do rio Joanes foram feitos estudos de cenários, onde verificou-se o comportamento hidrossedimentológico da bacia para diversas condições de uso do solo. A ferramenta básica utilizada para simular os cenários foi o modelo hidrológico Soil Water Assessment Tool-SWAT, desenvolvido pelo Agricultural Research Service e pela Texas A&M University.

Os resultados obtidos permitiram avaliar de forma quantitativa os efeitos da alteração no uso do solo devido a substituição da vegetação nativa por outras de coberturas diversas, bem como os efeitos da urbanização na bacia hidrográfica e construção de barramentos no rio. As consequências desta alteração na zona costeira foram avaliadas de forma qualitativa, valendo-se da observação de fotografias aéreas de diversas épocas, dados de corrente e observação in loco da área.

Neste capítulo são apresentadas algumas considerações finais, bem como a conclusão dos estudos realizados.

5.2 Condicionantes

A seguir são descritos os condicionantes estabelecidos para o desenvolvimento desta pesquisa:

Ø Os trabalhos cartográficos desenvolvidos para a bacia hidrográfica do rio Joanes, compreenderam a digitalização e superposição de cartas temáticas por meio do software MicroStation versão 5. Entretanto o zoneamento e as informações levantadas foram feitas manualmente, o que compromete a precisão dos parâmetros do modelo hidrológico SWAT.

Ø A bacia hidrográfica do rio Joanes foi discretizada em apenas sete sub-bacias, tendo-se generalizado muitas de suas características na realização do zoneamento homogêneo, das quais destacam-se o tipo de solo e a declividade, o que prejudica a precisão e consequentemente a resposta do modelo hidrológico SWAT utilizado para representar os fenômenos físicos simulados.

Ø A bacia hidrográfica em estudo carece de uma série histórica de vazões líquidas suficientemente longa para aferir o modelo utilizado na simulação dos cenários propostos e verificar as alterações das vazões ao longo dos anos, além de não dispor de dados de vazão sólida.

Ø O modelo SWAT apresenta algumas limitações na sua aplicação tais como:

O comportamento logarítmico do parâmetro Curva Número (CN) não permite ao modelo responder as alterações da cobertura do solo quando a bacia hidrográfica não apresenta uma grande impermeabilização.

O modelo utiliza a Modified Universal Soil Loss Equation-MUSLE para o cálculo da produção de sedimento na bacia, entretanto sabe-se que esta não é uma equação de erosão e sim de perda de solo que se processa na sua maior parte como erosão laminar, não considerando outros tipos de erosão como a erosão em voçorocas e barrancos (Seixas, 1984).

O valor do fator de uso e manejo do solo (C) adotado para mata de 0,0010 é um valor considerado alto para matas tropicais, Dutra (1997) sugere a adoção do valor 0,0004, entretanto o modelo hidrológico SWAT apresenta uma limitação de 3 (três) casas decimais, na sua entrada de dados.

As equações utilizadas na propagação do sedimento no canal são relativamente simples, assumindo que as dimensões do canal são constantes ao longo do tempo.

Ø Em função da falta de levantamentos de campo das características físicas da bacia hidrográfica em estudo, muitas simplificações foram adotadas nas definições dos parâmetros. A maior parte destas simplificações foram justificadas no capítulo 4, entretanto julgou-se necessário apresentar algumas considerações adicionais:

Na definição dos parâmetros do modelo de um modo geral foram usados valores tabelados, alguns destes valores provenientes de regiões de clima temperado, como o CN e o fator de práticas conservacionistas. Este último foi mantido constante para todos os cenários de forma a não interferir nas análises das alterações de produção de sedimento.

O fator erodibilidade dos solos foi calculado por simplificação pela formulação de Wischmeier & Smith (1978), desenvolvida para solos dos Estados Unidos, que não é considerada apropriada para solos tropicais (El-Swairfy & Dangler, 1976). Entretanto na falta de levantamentos detalhados esta equação pode ser aplicada com uma aproximação razoável (Carvalho, 1994).

Para se estimar o comprimento da rampa adotou-se a formulação proposta por Chaves (1994) em que se tem uma relação entre a declividade média e o comprimento de rampa. Esta equação foi obtida para vertentes da região do médio São Francisco, que trata-se de uma região que apresenta topografia muito mais acidentada do que a região da bacia hidrográfica do rio Joanes, que situa-se em uma região costeira. Entretanto análises de sensibilidade realizadas em modelo tipo USLE indicam que a perda de solo é pouco sensível ao parâmetro comprimento de rampa (Chaves, 1991).

5.3 Conclusão

A aplicação de modelos matemáticos constitui-se numa ferramenta importante para avaliar e prever impactos decorrentes da ação antrópica, entretanto os modelos físicos como o SWAT, demandam grande quantidade de dados, sendo a falta destes dados uma severa restrição na utilização dos mesmos.

Apesar das limitações levantadas no item 5.2, o modelo hidrológico SWAT apresenta vantagens tais como: (i) representa quase todos os processos envolvidos na transformação de chuva em vazão, (ii) permite a divisão da bacia hidrográfica segundo critérios de distribuição espacial das chuvas e características físicas, (iii) os parâmetros podem ser obtidos a partir de estudos anteriores e (iv) tem sido testado e aplicado em projetos de diferentes partes do mundo.

Partindo-se da hipótese que as alterações percentuais simuladas pelo modelo representam a realidade da bacia hidrográfica do rio Joanes ao longo dos anos, pode-se afirmar que os resultados das simulações dos diversos cenários indicam que:

Ø O desmatamento da vegetação original, constituída de mata atlântica que foi gradativamente substituída por outras de coberturas diversas, provocou um aumento significativo na perda de solo da bacia hidrográfica do rio Joanes. Além do desmatamento, o aumento de áreas urbanizadas e a exploração de materiais para construção civil contribuiu, principalmente entre os anos de 1983 e 1996, para o incremento verificado na perda de solo da bacia neste período que foi da ordem de 17%.

Ø A construção dos cinco barramentos no rio Joanes, reduziu as vazões líquidas em cerca de 18% e as vazões sólidas em cerca de 47% à jusante destes barramentos.

Do exposto, pode-se concluir que em relação às condições da bacia hidrográfica do rio Joanes quando a ação do homem pouco se fazia sentir, tem-se uma redução das vazões líquidas na foz do rio, em função principalmente das derivações de água nos reservatórios das barragens construídas para abastecimento humano e industrial, e um aumento da produção sólida na foz em função do desmatamento para a exploração agropecuária, de materiais para construção civil e urbanização da faixa costeira. Este aumento da produção de sedimento da bacia hidrográfica foi aliviado na foz, pela construção dos barramentos que reduziram a vazão sólida à jusante em função da retenção aluvionar. Entretanto, o volume de sedimento retido nos reservatórios, não foi suficiente para retornar a produção de sedimento na foz à valores equivalentes aqueles de antes do desmatamento, quando a bacia hidrográfica encontrava-se coberta em sua totalidade por Mata Atlântica.

A redução das vazões líquidas, por sua vez, parece ser o principal responsável pelas alterações verificadas na foz do rio, durante e após o período de construção das barragens. A migração da foz é decorrência, provavelmente da redução do efeito de molhe hidráulico provocado pelo fluxo fluvial. Esta migração desencadeou um processo de erosão da linha de costa a barlamar, sendo os sedimentos erodidos utilizados na construção de um pontal arenoso que bloqueou parcialmente a desembocadura do rio Joanes, fazendo-a migrar no sentido de sotamar. A margem de sotamar do rio experimentou também erosão significativa em decorrência da migração da desembocadura.

Além da migração lateral da restinga e erosão da linha de costa, observa-se um progressivo assoreamento do estuário do rio Joanes em função da expansão do delta de maré enchente e do processo de espraiamento sobre a crista da barreira arenosa (overwash). Atualmente o assoreamento do estuário encontra-se basicamente restrito à foz. Entretanto se a ocupação da faixa costeira não for acompanhada de um ordenamento de uso do solo, o processo de assoreamento pode ser agravado reduzindo o prisma de maré a tal ponto, que implicará no fechamento da embocadura do rio nos períodos de estiagem, com grandes prejuízos a fauna e flora locais.

O nível de precisão alcançado nas simulações é aceitável quando se pretende realizar estudos de planejamento de bacias hidrográficas, quando os modelos matemáticos são utilizados para simular condições planejadas. Essas condições não podem ser aferidas antes de serem executadas as interferências planejadas para a bacia, assim como não podem ser executadas sem antes se conhecerem os seus efeitos, para que possam ser realizados estudos de mitigação dos prováveis impactos.

5.4 Visão de futuro

A busca de soluções para os diversos problemas causados pelo uso inadequado do solo em bacias hidrográficas requer o desenvolvimento de técnicas que permitam a análise de manejos alternativos. A flexibilidade alcançada pela associação de modelos hidrológicos como o SWAT, integrados a um sistema de informação geográfica-SIG e a utilização de técnicas de sensoriamento remoto, oferece novas perspectivas para o estabelecimento, implementação e monitoramento de políticas ambientais visando a redução do impacto das atividades antrópicas nas bacias hidrográficas e suas consequências nas águas continentais e regiões costeiras adjacentes.

A utilização da tecnologia de SIG para auxiliar na simulação de diversos processos na modelagem matemática tem-se mostrado uma ferramenta poderosa, já que em sua maioria os resultados obtidos dependem de uma boa representação do meio físico. Os modelos hidrológicos, por exemplo simulam bem a variação temporal dos processos envolvidos, mas dificilmente levam em consideração a espacialização da informação hidrológica (Fraisse et al., 1996).

Dentro deste contexto foram desenvolvidos dois programas de interface gráfica, o SWAT Arc Interface (ARC-INFO/ArcView) e o SWATGRASS, que permite o uso do modelo SWAT associado a dados geográficos digitais fazendo com que as transferências de arquivos de dados entre o SIG e o modelo sejam executadas de forma invisível para o usuário. Em ambos os casos o SIG é utilizado para preparar os arquivos de dados de entrada do modelo SWAT e leitura dos arquivos de saída O programa de interface automaticamente sub-divide a bacia em células ou sub-bacias e extrai os dados das camadas de mapas associando-os a um banco de dados para cada sub-bacia. Assim os dados de tipo de solo, uso do solo, clima e topografia são coletados e armazenados no arquivo apropriado de entrada de dados do modelo.

Com base no exposto e com vistas a alcançar resultados mais precisos entende-se que a adoção de um sistema de informações geo-referenciados, tanto na apresentação dos resultados finais, quanto no apoio às análises desenvolvidas proporciona significativos avanços na qualidade dos produtos gerados, além da facilidade no armazenamento de informação e atualização periódica.

Assim a utilização do modelo SWAT associado a um SIG permite não apenas uma melhora na precisão dos resultados, mas também uma aplicação mais rápida e eficiente do modelo, tornando possível a análise sistemática de bacias hidrográficas. Os resultados permitem uma rápida comparação dos impactos potenciais, decorrentes da alteração das características hidrossedimentológicas destas bacias e suas consequências no ambiente costeiro.
 

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Nocturne (Op. 9/2 E flat major....04:24)  Frédéric Chopin(1810-1849)  Ricardo Castro, piano