Análise dos Parâmetros Meteorológicos/Hidráulico

A análise descritiva dos valores diários de temperatura do ar, insolação, precipitação e cota do nível d´água da barragem Joanes I para o período de janeiro de 2006 a outubro de 2017 está representada na Tabela 4.

Tabela 4 – Análise descritiva das observações diárias dos parâmetros meteorológicos/hidráulico no período jan./2006 a out./2017

Parâmetro Unidade Mínimo 1ºQuartil Mediana Média 3ºQuartil Máximo N

Temperatura do

ar ºC 20,52 24,08 25,54 25,43 26,72 29,18 4305 Insolação horas 0,0 4,50 7,0 6,26 8,50 11,2 4313 Total diário de

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Cota do nível

d´água m 14,28 15,26 15,77 15,66 16,03 18,18 4318

Fonte: Próprio autor, baseado em dados disponibilizados pelo Inema, Inmet e prestador de serviço de abastecimento de água.

Analisando a tabela, nota-se a presença de valores máximos que podem ser considerados como outliers, visualizáveis na Figura 10, indicando a existência de situações meteorológicas/hidráulica atípicas no comportamento geral da série de observações.

Figura 10 – Distribuição dos valores diários dos parâmetros meteorológicos/hidráulico, período de Jan/2006 a out/2017

Fonte: Próprio autor, baseado em dados disponibilizados pelo Inema, Inmet e prestador de serviço de abastecimento de água.

Analisando os boxplots, observa-se que a temperatura do ar e a insolação não apresentaram registros de observações atípicas no período de tempo estudado. Além disso, tem-se que 50% dos valores mais típicos de temperatura (intervalo entre 1º e 3º quartis da Tabela 4) encontraram na faixa de 24,1 a 27,7 ºC, não apresentando valores inferiores a 20ºC durante os anos de investigação. Enquanto que 50% dos valores de insolação variaram na faixa de 4,5 a 8,5 h ao longo dos 10 anos de monitoramento, apresentando alguns valores iguais a 0, registrados durante o período chuvoso da região com a ocorrência de dias completamente nublados. Quanto a precipitação, nota-se que existe significativa amplitude de variação entre os valores diários mínimo e máximo, respectivamente 0 mm e 149 mm, indicando a magnitude do evento de chuva mais intenso registrado em todo o período de estudo.

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Analisando o boxplot dos valores diários de cota, percebe-se que aproximadamente 70% das observações apresentaram valores inferiores a 16 m, que corresponde a cota da soleira do vertedouro da barragem (ou cota superior do volume útil), o que significa afirmar que não ocorreu extravasamento na barragem durante a maior parte da série histórica analisada.

É possível perceber também a presença de valores extremos de cota, com destaque para o valor igual a 18,2 m, registrado no dia 22 de janeiro de 2006, e considerado demasiadamente elevado, uma vez que corresponderia a uma altura da lâmina d´agua acima da soleira do vertedouro de 2,2 m. Ao se analisar a pluviosidade ocorrida em janeiro de 2006, tem-se que o acumulado de precipitação nesse mês foi de 23,7 mm, valor abaixo da média dos acumulados dos meses de janeiro de toda série histórica. Nesse sentido, é possível inferir a ocorrência de falha na medição. O comportamento da série histórica dos totais mensais de insolação e das médias, máximos e mínimos mensais de temperatura do ar, para o período de janeiro de 2006 a outubro de 2017, pode ser visualizado na figura 12, permitindo extrair importantes aspectos com relação ao comportamento dos dados.

Figura 11 – Série histórica dos totais mensais de insolação (horas) e dos máximos, médios e mínimos mensais de temperatura do ar (ºC) na bacia Joanes no período Jan/2006 a Out/2017

Fonte: Próprio autor baseado em dados disponibilizados pelo Inema e Inmet.

Ao analisar o gráfico, verifica-se que os totais mensais de insolação apresentaram tendência cíclica, com valores mais elevados nos meses historicamente de estiagem na região atingindo 281 horas de insolação (Janeiro de 2006) e menores nos meses tipicamente chuvosos alcançando 99 horas (Maio de 2009), com média mensal de aproximadamente 190 horas. É importante destacar que de acordo com Carmichael

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(2000) cianobactérias crescem melhor em níveis de luminosidade mais baixos que outros grupos fitoplanctônicos, uma vez que apresentam além da clorofila outros pigmentos que as possibilitam crescer e manter as funções de suas células mesmo em ambientes com baixos níveis de insolação.

Com relação aos valores de temperatura do ar, verifica-se que a variação entre seus valores ao longo dos meses dos anos é relativamente pequena, apresentando amplitude entre os valores máximo e mínimo mensal variando entre 33,2ºC (Fevereiro de 2006) e 19ºC (Agosto de 2011), com valor médio mensal de aproximadamente 25ºC, característicos de regiões tropicais. É importante salientar que a faixa ótima de crescimento das cianobactérias é atingida por grande parte dos gêneros a temperaturas acima de 25ºC (Chorus e Bartram, 1999, Carmichael, 2000), temperatura mantida nas proximidades da bacia na maior parte do tempo.

Buscando compreender o comportamento das cotas do nível d´água da barragem Joanes I, foi construído o gráfico da Figura 12 que relaciona as médias mensais de cota e os totais pluviométricos ao longo do período de monitoramento, permitindo extrair importantes aspectos dos dados. A cota superior corresponde a cota de vertimento (i.e., a cota da soleira do vertedouro) e a cota inferior refere-se ao nível d´água inferior do volume útil.

Figura 12 – Série histórica das cotas médias mensais (m) e dos totais mensais de precipitação (mm) no reservatório da barragem Joanes I no período Jan/2006 a Out/2017. seta vermelho: tempo de residência da água mais longo do período

Fonte: Próprio autor, baseado em dados disponibilizados pelo Inema e pelo prestador de serviço de abastecimento de água.

Pode-se observar que a sazonalidade desempenha papel relevante na variação dos totais mensais de precipitação na bacia, apresentando valor total mensal variando

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de 0 mm a 600 mm, com valor médio mensal de aproximadamente 124,2 mm. O maior acumulado mensal (602 mm) foi registrado em maio de 2009, enquanto que o menor total mensal (0,15 mm) ocorreu em novembro de 2015.

Nota-se ainda ocorrência de ligeira tendência de redução dos totais mensais de chuva nos anos de 2016 e 2017. Os valores diários de precipitação encontram-se correlacionados positivamente com os de cota do nível d´água da barragem Joanes I (n = 4283; rs = 0,23; p < 0,05).

Observando o comportamento dos valores de cota no gráfico, percebe-se que a amplitude de variação dos seus valores médios mensais variou entre 14,7 m (março de 2013) a 16,5 m (junho de 2006), com valor médio mensal de aproximadamente de 15,6 m.

Entretanto, é possível notar que a partir de agosto de 2015 o reservatório apresentou redução substancial dos seus valores de cota, configurando um comportamento crítico na série histórica estudada. Assim, mesmo durante o período chuvoso, quando em geral ocorre extravasamento pelo vertedouro, os níveis d´água se mantiveram significantemente baixos, atingindo valores próximos a cota inferior do volume útil (14,5 m) (Figura 12).

Esse longo período de stress hídrico no reservatório resultou no prolongado tempo de residência da água, aproximadamente 510 dias (set/2015 a maio/2017) conforme visulizável na Figura 12 (seta vermelha).

Com o propósito de analisar a distribuição dos valores de precipitação e cota do nível d´água ao longo dos anos de monitoramento, foram construídos boxplots (Figura 13), possibilitando extrair importantes aspectos no comportamento dos dados.

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Figura 13 – Distribuições dos totais mensais de precipitação (A) e dos valores médios mensais de cota do nível d´água da barragem Joanes I (B) no período de jan/2006 a out/2018

Fonte: Próprio autor, baseado em dados disponibilizados pelo Inema e prestador de serviço de abastecimento de água.

Ao se avaliar a Figura 13A, nota-se que os anos de 2007, 2012, 2014, 2016 e 2017 apresentaram menores distribuições dos totais mensais de precipitação, variando entre 0 a 200 mm, evidenciando a existência de déficit de chuva nesses períodos. No entando, analisando a Figura 13B, verifica-se que 2016 foi o ano mais crítico, apresentando valores médios mensais de cota variando na faixa entre 14,8 m a 15,5 m, indicando a ocorrência de baixos volumes de água no reservatório com consequente maior permanência da mesma que, por sua vez, podem ter refletido diretamente no crescimento excessivo de cianobactérias nos anos de 2016 e 2017 (Figura 4), apresentando tendência de crescimento a partir de 2014.