No cap´ıtulo 2, foi descrita a evolu¸c˜ao morfol´ogica recente do rio Guandu e seu delta. Essa descri¸c˜ao se divide em duas partes: a primeira trata da varia¸c˜ao do dom´ınio da bacia hidrogr´afica do Guandu, ao longo do tempo, e a segunda, da evolu¸c˜ao morfol´ogica do rio Guandu e do seu delta.
No cap´ıtulo 3, s˜ao apresentadas as regras operativas dos principais usu´arios das bacias dos rios Guandu, Para´ıba do Sul e Pira´ı. As mudan¸cas nas regras operativas
devidas `a crise h´ıdrica nas bacias do Para´ıba do Sul e Guandu tamb´em s˜ao aqui apresentadas.
No cap´ıtulo 4, s˜ao descritas a coleta de dados, a calibra¸c˜ao dos instrumentos e as estimativas de medi¸c˜ao utilizadas, nas campanhas de campo e na an´alise de labo- rat´orio. Uma classifica¸c˜ao foi proposta para os dois anos hidrol´ogicos monitorados. No cap´ıtulo 5, ´e estimada a descarga de s´olidos suspensos bombeada pela usina elevat´oria de Santa Cec´ılia, para os dois anos hidrol´ogicos.
No cap´ıtulo 6, ´e estimada a descarga de s´olidos suspensos no rio Pira´ı e logo a jusante da UHE Pereira Passos. Nesse cap´ıtulo tamb´em ´e estimada a eficiˆencia de reten¸c˜ao de s´olidos suspensos na transposi¸c˜ao Para´ıba do Sul-Pira´ı-Guandu. Essas estimativas s˜ao acompanhadas pelas descri¸c˜oes granulom´etricas das amostras ao longo da transposi¸c˜ao.
No cap´ıtulo 7, ´e estimada a descarga de s´olidos suspensos que chegou `a baia de Sepetiba para dois anos hidrol´ogicos. A participa¸c˜ao dos principais usu´arios, na redistribui¸c˜ao dos s´olidos suspensos pelas trˆes fozes do sistema fluvial Guandu, ´e descrita. Essa estimativa ´e acompanhada por uma descri¸c˜ao granulom´etrica do material que chegou ao canal de S˜ao Francisco.
No capitulo 8, ´e apresentado o sum´ario das conclus˜oes obtidas em cada cap´ıtulo e algumas recomenda¸c˜oes.
Cap´ıtulo 2
Mudan¸cas no dom´ınio da bacia e
na morfologia do rio Guandu
2.1
Introdu¸c˜ao
Interven¸c˜oes antr´opicas s˜ao respons´aveis por importantes mudan¸cas na conforma¸c˜ao de uma bacia hidrogr´afica e na morfologia de rios e deltas (DE VRIEND, 2015). Al- gumas dessas mudan¸cas s˜ao indesejadas, tais como, assoreamento de reservat´orios e perda do solo, tornando-se preocupa¸c˜oes de ordem global e objeto de investiga¸c˜ao de institui¸c˜oes internacionais como o Banco Mundial (MAHMOOD, 1987) e as Na¸c˜oes Unidas (OLDEMAN et al., 1991). Apesar das respostas de longo prazo dos rios `as interven¸c˜oes humanas e dos mecanismos f´ısicos serem bem conhecidos, DE VRIEND (2015) reporta que tais avalia¸c˜oes s˜ao frequentemente ignoradas por muitos gestores e seus consultores que atuam na ´area de recursos h´ıdricos. Por isso, esse estudo se inicia com uma investiga¸c˜ao de ordem qualitativa, buscando descrever as respostas morfol´ogicas do rio Guandu e do seu delta frente `as interven¸c˜oes antr´opicas ocorridas na regi˜ao desde a chegada dos europeus.
O dom´ınio de um sistema fluvial ´e formado pela bacia de drenagem, pelo rio e pelo delta (SCHUMM, 1977). A bacia de drenagem ´e respons´avel pela produ¸c˜ao de ´
agua e sedimento. O trecho m´edio do rio ´e caracterizado pela transferˆencia dessas quantidades e pela modelagem morfol´ogica da plan´ıcie aluvial. O trecho baixo ´e preferencialmente, deposicional, sendo que a morfologia do canal e do delta sofre influˆencia das varia¸c˜oes de n´ıvel do espelho de ´agua do corpo receptor.
Em condi¸c˜oes naturais, o tamanho do dom´ınio hidrogr´afico ´e resultado da a¸c˜ao de agentes geol´ogicos e paleoclim´aticos (CHANG, 1992). Tais processos operam na escala de tempo geol´ogica de milhares a milh˜oes de anos. Entretanto, no sistema fluvial do rio Guandu, o tamanho do seu dom´ınio variou consideravelmente, nos ´
antr´opicas, como transposi¸c˜oes de bacias e canaliza¸c˜oes que ampliaram ou reduziram seu dom´ınio, ao longo do tempo.
A evolu¸c˜ao morfol´ogica dos rios, por sua vez, ocorre na escala de d´ecadas a s´eculos (CHANG, 1992). Al´em dos agentes geol´ogicos e paleoclim´aticos de ordem temporal maior, a morfologia de canais e deltas tamb´em ´e modelada pela paleohi- drologia, geometria do vale, clima, cobertura do solo, descarga m´edia anual s´olida e l´ıquida (CHANG, 1992). Diversas interven¸c˜oes antr´opicas tamb´em alteram a mor- fologia de um sistema fluvial, algumas de forma intencional e outras como efeito indesejado (JANSEN et al., 1979). Entre os efeitos intencionais, pode-se regula- rizar a vaz˜ao atrav´es de barragens, e a geometria dos canais atrav´es de obras de dragagem, regulariza¸c˜ao de margens e introdu¸c˜ao de estruturas artificiais ou natu- rais (DE VRIEND, 2015). Por outro lado, usinas hidroel´etricas e barragens podem produzir efeitos morfol´ogicos indesejados, tais como eros˜ao a jusante e reten¸c˜ao de sedimento a montante (YANG et al., 2011). Efeitos indesejados tamb´em s˜ao pro- duzidos pela minera¸c˜ao intensiva de areia que deixam profundas cavas no leito do canal, amea¸cando o equil´ıbrio da declividade do leito (DE VRIEND, 2011). A agro- pecu´aria sem pr´aticas conservacionistas do solo tamb´em pode resultar em efeitos negativos, sendo que a intensifica¸c˜ao e generaliza¸c˜ao da eros˜ao leva ao assoreamento de rios e deltas (JANSEN et al., 1979).
Na escala morfol´ogica de d´ecadas e s´eculos, o uso da modelagem num´erica ´e muito limitada (DE VRIEND, 2011). Entretanto, uma modelagem anal´ıtica mais simples pode ajudar a discernir qualitativamente respostas morfol´ogicas de longa dura¸c˜ao. DE VRIEND (2011) mostrou que muitas das respostas morfol´ogicas de longa dura¸c˜ao do rio Waal podem ser analisadas revisitando as equa¸c˜oes b´asica de balan¸co de massa, de movimento, de sedimento e f´ormula de transporte. Ao Simplificar o problema do escoamento para um regime de equil´ıbrio, o rio passa a ter sua profundidade e sua declividade explicada apenas pela descarga l´ıquida e s´olida de fundo (DE VRIEND, 2011).
Na hist´oria recente do rio Guandu e seu delta, sua morfologia precisou se ajustar a uma s´erie de interven¸c˜oes antr´opicas. Na bacia houve desmatamento, atividades agropastoris, urbanas e industriais, enquanto que no rio houve obras de controle de cheias, capta¸c˜ao para abastecimento p´ublico e gera¸c˜ao de energia hidro e ter- moel´etrica. Estudos pr´evios de MOLISANI et al. (2004) e DE CARVALHO GOMES et al. (2009), baseados em data¸c˜ao de radiois´otopo, j´a identificaram sinais dessas mudan¸cas, na qual apontam um aumento expressivo da taxa de sedimenta¸c˜ao, na margem noroeste da baia de Sepetiba, a partir da metade do s´eculo XX.
Este cap´ıtulo ´e divido em duas partes: a primeira parte trata da varia¸c˜ao do dom´ınio da bacia hidrogr´afica do Guandu, ao longo do tempo. Essa evolu¸c˜ao foi descrita a partir da revis˜ao bibliogr´afica existente e de visitas de campo, contem-
plando aspectos geol´ogicos e paleoclim´aticos, assim como a hist´oria das interven¸c˜oes hidr´aulica na bacia, tais como: canal fluvial, canal de deriva¸c˜ao, vala, dique, verte- douro, t´unel hidr´aulico e usinas elevat´orias e hidroel´etricas.
A segunda parte trata da evolu¸c˜ao morfol´ogica do rio Guandu e do seu delta. Essa parte adicionou aspectos m´edios de outras vari´aveis: cobertura do solo, clima- tologia, pedologia, hidrologia, geometria do canal, transporte de sedimento, com- posi¸c˜ao do leito, batimetria do delta, al´em de interven¸c˜oes hidr´aulicas, tais como, minera¸c˜ao no leito, retifica¸c˜ao de canal, reten¸c˜ao de s´olidos em barragens, regula- riza¸c˜ao da descarga hidr´aulica, dicamento e drenagem das plan´ıcies de inunda¸c˜ao.