2.1 DISPONIBILIDADE HÍDRICA: QUANTIDADE E QUALIDADE
A disponibilidade hídrica pode ser definida como o total da vazão originária de uma bacia hidrográfica, constituída tanto pelo volume de água captado pela sociedade para os usos consuntivos, ou seja, aqueles que consomem água para o seu desenvolvimento, quanto pelo volume mantido no curso d’água para a manutenção da sustentabilidade do próprio sistema ou para atender aos usos não consuntivos (CRUZ, 2001) .
Os novos paradigmas que norteiam a gestão dos recursos hídricos enfatizam, como condição de disponibilidade hídrica, a ligação indissociável entre quantidade e qualidade (LANNA, 1997). A influência da qualidade da água na disponibilidade se dá tanto pela impossibilidade da captação de água para determinados fins, devido ao seu elevado grau de contaminação, quanto pela necessidade de manutenção de um certo volume de água no corpo d’água para a diluição de poluentes (CRUZ, 2001).
A disponibilidade hídrica, utilizada como base para emissão da outorga de direito de uso de recursos hídricos, além dos fatores referentes à qualidade, deve considerar também a parcela “vinculada a uma certa garantia, compatível com a responsabilidade intrínseca do outorgante frente aos direitos concedidos aos usuários junto à outorga (CRUZ, 2001).
A reconstituição da vazão natural, informação básica para avaliação dos aspectos quantitativos e qualitativos da água, é uma tarefa difícil, devido: (1) às transformações que as atividades antrópicas causam à superfície do solo, afetando “as condições de permeabilidade, as características hidráulicas e o processo de separação dos escoamentos”; e (2) à deficitária rede de monitoramento e ao desconhecimento do regime histórico da demanda hídrica no Brasil. Assim, “a reconstituição de um fluviograma atual sem interferência das intervenções históricas”, além de um procedimento difícil, apresenta muitas incertezas (CRUZ, 2001). Em bacias hidrográficas com elevado uso consuntivo, deve-se ser estabelecido um marco zero, que consiste na disponibilidade remanescente, excluídos os usos já existentes (SILVEIRA, 1998 apud CRUZ, 2001)1 .
Na avaliação da disponibilidade hídrica de uma bacia hidrográfica, sob o aspecto quantidade, devem ser consideradas a vazão média e a vazão mínima. A primeira corresponde à disponibilidade hídrica máxima, pois é a maior vazão que pode ser regularizada,
1 SILVEIRA, G. L.; ROBAINA, A. D.; GIOTTO, E.; DEWES, R. (1998). Outorga para uso dos recursos hídricos: aspectos práticos e conceituais para o estabelecimento de um sistema informatizado. In: Revista Brasileira de Recursos Hídricos. Vol.
3, n° 3, Jul/Set., 1998, p. 5-16.
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estabelecendo os limites superiores do uso da água de um manancial, para diferentes finalidades (TUCCI, 2002).
A vazão mínima ocorre durante a estiagem e está vinculada a períodos críticos de oferta de água, condicionando o atendimento da demanda. A vazão mínima estatística é expressa por um valor, duração e probabilidade de ocorrência. O valor corresponde à média da vazão de estiagem na duração considerada, e a probabilidade de ocorrência é fornecida pela distribuição estatística que melhor se ajusta a esta variável. Pode-se substituir a probabilidade de ocorrência pelo seu inverso, o período de retorno em anos, que corresponde ao tempo médio em que a variável pode ser menor ou igual ao valor considerado (SILVEIRA
& SILVEIRA, 2001).
Os indicadores de vazão mínima mais utilizados em projetos e emissão de outorga são a Q7,10 e a Q95. O primeiro corresponde à vazão mínima anual com 7 dias de duração e 10 anos de tempo de retorno. O segundo é calculado com base na curva de permanência de vazões, função hidrológica que fornece a frequência com que um determinado valor de vazão é igualado ou superado num período, sendo o valor da vazão associado ao tempo de permanência. A Q95, por exemplo, corresponde a um patamar inferior de vazão que tem probabilidade de ser excedida, “permanece”, em 95% do tempo (TUCCI, 2002; SILVEIRA &
SILVEIRA, 2001). Tendo como base a Política Nacional de Recursos Hídricos, a portaria n.º 307/2002 da SERLA estabelece 50% da Q7,10 como base de emissão da outorga de direito de uso de recursos hídricos de domínio do estado do Rio de Janeiro.
A importância de adotar-se um indicador de vazão mínima como critério de disponibilidade hídrica decorre do fato de que a quantidade de água disponível deve ser suficiente para atender aos momentos de maior demanda. Além disto, a vazão também deve ser suficiente para a manutenção dos ecossistemas, denominada vazão ecológica ou de preservação ambiental. As estimativas deste valor dependem de estudos multidisciplinares eco-hidrológicos, e passam por decisões técnicas e políticas permeadas de conflitos e incertezas, e vêem sendo, até agora, substituídas por estimativas estatísticas (SILVEIRA &
SILVEIRA, 2001).
No caso de escassez ou ausência de estações fluviométricas nos locais onde necessita-se avaliar a disponibilidade hídrica, pode-necessita-se usar métodos indiretos que fazem estimativa de vazão em locais sem dados. Estes métodos tornam-se fundamentais na medida em que há uma pequena rede de monitoramento fluviométrico no Brasil, principalmente, para bacias hidrográficas menores do que 300 km² (TUCCI, 2000a).
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Os métodos utilizados para a estimativa de vazão em locais sem dados ou com dados escassos são: (1) interpolação – baseia-se em referenciais de seções hidrológicas que possuam informações, utilizando-se a proporção de área, proporção de vazões ou regressão entre vazões e outra variável para a transferência de informações; (2) modelos chuva-vazão – realizam um balanço hídrico em que as entradas são as chuvas e a evapotranspiração potencial e as saídas são expressas pelas vazões e estimativas de evapotranspiração; (3) estimativas de vazões por amostragem - são baseadas em métodos que aproveitam as informações contidas em pequenas amostras de vazões realizadas durante a estiagem para caracterização do decaimento das vazões; e (4) regionalização hidrológica (CRUZ, 2001; SILVEIRA &
SILVEIRA, 2001) .
Sob o aspecto de qualidade hídrica, as grandes alterações de natureza ecológica que ocorrem em um corpo d’água que recebe esgotos não correspondem, necessariamente, à introdução de elementos letais, mas à introdução de excesso de matéria orgânica, que leva à proliferação de microorganismos e, consequentemente, a demanda de oxigênio (DO), podendo atingir uma taxa que inviabilize a existência de outros seres vivos. Assim, a DO pelos contaminantes é um dos principais parâmetros para medir impactos em planos de manejo hídrico, pois a presença de oxigênio dissolvido é fundamental para manter a vida aquática e a qualidade estética da água (BRANCO, 1983).
A DO pode ser interpretada como uma medida bruta da concentração de materiais oxidáveis presentes em uma amostra de água, representando, assim, a carga potencialmente poluidora para um corpo receptor (BRANCO, 1983). A DBO, demanda bioquímica de oxigênio, mede a quantidade de oxigênio usado no metabolismo de matéria orgânica biodegradável, uma mistura de espécies químicas solúveis e insolúveis, inclusive sulfetos e ferro ferroso, cujo produto final é, principalmente, dióxido de carbono, amônia e água (TCHOBANOGLOUS, 1987). Comumente, a oxidação dos compostos nitrogenados é inibida durante as análises em laboratório, de modo que a DBO considere somente a demanda carbonácea, enquanto a DBO causada pela nitrificação é medida em separado (AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION, 1976).
Para haver um equilíbrio entre o consumo e a produção de oxigênio, é necessário que a quantidade de matéria orgânica lançada em um corpo d’água seja proporcional a sua vazão ou volume, ou seja, à disponibilidade de oxigênio dissolvido. A concentração de oxigênio dissolvido em um rio depende da sua temperatura e pressão; em geral, um rio situado ao nível do mar e com a temperatura média de 20ºC possui, no máximo, 9 mg/L de oxigênio. Os esgotos domésticos possuem uma DBO em torno de 200 a 300 mg/L (BRANCO, 1983).
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Os rios também apresentam a capacidade de recuperação do oxigênio, autodepuração, através do ar atmosférico e da atuação de vegetais clorofilados presentes na massa d’água (BRANCO, 1983). A concentração populacional pode fazer com que o volume de esgoto produzido seja superior à capacidade de autodepuração dos corpos d’água; assim, o tratamento do esgoto, antes de lançá-lo nos corpos d’água, é condição fundamental para a manutenção da qualidade da água. O tratamento de esgoto pode reduzir a DBO entre 75 e 95%, dependendo do processo utilizado; em um tratamento convencional, a redução está entre 85 e 95% (METCALF & EDDY, 1981).