Monitoramento de Bacias Hidrográficas

O monitoramento das variáveis hidrológicas é fundamental no planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos de uma bacia, bem como no dimensionamento de obras necessárias ao gerenciamento destes recursos. Quando bem aplicados os modelos de simulação são ferramentas muito eficazes. Porém são de pouca utilidade, caso não se disponha de dados para sua calibração e validação.

Um dos maiores desafios em hidrologia é o de se conhecer, adequadamente, o comportamento espacial dos processos hidrológicos. Os dados hidroclimatológicos são medidos em locais definidos, como um pluviômetro numa bacia ou um posto fluviométrico numa seção de rio. Uma rede hidrométrica dos postos de precipitação e vazão dificilmente cobre de maneira satisfatória uma determinada área por isso se faz necessário regionalizar estes dados, ou seja, “transferir informações de um local para outro dentro de uma área desde que possua um comportamento hidrológico semelhante” (Tucci, 2001).

No caso da bacia do rio Paraíba do Sul, a rede de dados de precipitação, embora relativamente densa para os padrões brasileiros, não cobre homogeneamente toda a bacia a qual possui características físicas bastante diferenciadas. Por exemplo, nas áreas geomorfologicamente

constituídas de morros e serras, a rede de postos de precipitação não é suficientemente representativa da diversidade física observada na região. O efeito da orografia tem interferência direta na dinâmica climatológica.

As características físicas de uma bacia hidrográfica, tais como: tipo de solo, hipsometria, uso e ocupação e os parâmetros hidrológicos, são fatores espacialmente inerentes e que podem ser usados diretamente em modelos de análise em bacia hidrográfica ou cruzamento de planos de informações.

Desta maneira, o monitoramento ambiental em bacias hidrográficas através de medições de qualidade da água, fluxo e armazenamento de nutrientes, balanço hídrico e resposta hidrológica (reação hidrológica a uma determinada chuva e seu escoamento direto) constitui-se em estratégia adequada de avaliação ambiental na busca da sustentabilidade das atividades desenvolvidas. A bacia hidrográfica é a menor unidade ecossistêmica da paisagem onde os processos naturais e antropogênicos de entrada, armazenamento, fluxos internos e saída de nutrientes podem ser quantificados; assim como, a interação entre eles e os componentes da biogeoquímica: vegetação, atmosfera, relação solo-planta, geologia, água superficial e subterrânea.

Para o entendimento do comportamento hidrológico de uma bacia hidrográfica, medidas e monitoramento de precipitação, vazão e evaporação são fundamentais. As hipóteses científicas estruturadas em modelos, têm nessas medidas/dados suporte à calibração e à validação.

A seguir no Quadro 2.1 são apresentados os instrumentos geralmente empregados para medição em bacias hidrográfica.

A adequada caracterização quanti-qualitativo dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica, está diretamente relacionada ao tipo monitoramento e ao entendimento da dinâmica dos fatores que estão sendo medidos. Na instrumentação e monitoramento de uma bacia, o método de medição de vazão deve considerar que na determinação da composição do deflúvio fazem parte os fluxos superficiais e subsuperficiais da bacia.

A vazão dos rios é composta pelas águas que atingem a drenagem, após terem sido escoadas superficialmente sobre os terrenos da bacia, acrescida das águas que chegam aos cursos d’água depois de se infiltrarem e terem percorrido os caminhos no subsolo da bacia hidrográfica.

Quadro 2.1 – Principais equipamentos para o monitoramento de bacias hidrográficas

Aparelho Componente do ciclo

hidrológico

Fator de Análise

Linígrafo Quantitativo – vazão ou escoamento direto, variação do nível d’água ao longo do tempo na seção de controle.

Qualitativo – amostra de água do deflúvio, parâmetros analisados: nitrato, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, pH, condutividade elétrica, turbidez, cor e sedimentos em suspensão.

Estação Linimétrica

Régua Linimétrica

Vazão

Controle e medida da vazão

Pluviômetro Altura de água ou lâmina que será acumulada em superfície plana se nenhuma perda ocorresse

Pluviógrafo Precipitação Registro gráfico da intensidade de chuva em um determinado período.

Tanque Classe A

Evaporação Evaporação / Evapotranspiração

Termômetro Temperatura

Lisímetro Evapotranspiração Medida de evaporação do solo e transpiração da planta Tensiômetros Potencial mátrico Medida da tensão com que a água é retirada pelo solo Molinete

hidrométrico

Vazão Velocidade em função da profundidade, através da contagem do número de rotações de sua hélice em um dado período de tempo Vertedores e

calhas medidoras

Vazão Relação entre profundidade e vazão; adequada para pequenas e médias bacias hidrográficas

Vertedores Vazão Vazão de escoamento Calhas medidoras

de Vazão

Vazão Medidores de regime crítico, ou seja, construídos de forma a promover, em seu interior, a transição entre o regime fluvial e torrencial; relação direta entre lâmina d’água e a vazão de escoamento

Calhas Parshal Vazão Medição de vazão Calhas de

fundo plano

Vazão Medição de vazão Infiltômetro Capacidade de

Infiltração

Capacidade de infiltração por intervalo de tempo Fonte: Soares, 2005

O escoamento subsuperficial ou subterrâneo sofre um armazenamento abaixo da superfície do terreno da bacia e este armazenamento não é necessariamente limitado ao divisor topográfico; a estrutura geológica do terreno influencia nas condições de armazenagem

subterrânea de maneira que uma outra linha imaginária pode ser utilizada para a definição da bacia de drenagem, o divisor freático, o qual estabelece os limites e conexões dos reservatórios de água subterrânea, a partir da formação geológica regional, a qual não segue necessariamente as condições superficiais.

O divisor freático apresenta flutuações ao longo do tempo, em função dos armazenamentos das bacias, e em muitos casos as transferências de águas ocorrem possibilitando uma compensação dos volumes de água “perdidos” e “recebidos”. Podemos considerar que diante do exposto, anteriormente:

• o tipo de monitoramento dos processos e variáveis da bacia envolvidos no planejamento, nas alterações ambientais e nas obras necessárias à gestão dos recursos hídricos podem ser realizado com os instrumentos apresentados no Quadro 2.1, de maneira parcial, pois considera apenas o divisor topográfico;

• na equação de balanço hídrico, o fator variação no armazenamento (∆S) acaba sendo, em algumas vezes, incorporado a evapotranspiração (ET);

• que as considerações apresentadas no primeiro item à luz do conhecimento geohidrológico na unidade de análise e no contexto regional onde está inserida essa unidade, propiciará um melhor dimensionamento da disponibilidade hídrica;

• que o escoamento subsuperficial, a infiltração e o escoamento base são responsáveis por um regime de vazão mais uniforme.