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Metodologia de elaboração de base de informações para alocação negociada de água: aplicação ao Açude Arneiroz II

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Academic year: 2018

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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS

RAIMUNDO LAURO DE OLIVEIRA FILHO

METODOLOGIA DE ELABORAÇÃO DE BASE DE INFORMAÇÕES PARA ALOCAÇÃO NEGOCIADA DE ÁGUA: APLICAÇÃO AO AÇUDE ARNEIROZ II

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RAIMUNDO LAURO DE OLIVEIRA FILHO

METODOLOGIA DE ELABORAÇÃO DE BASE DE INFORMAÇÕES PARA ALOCAÇÃO NEGOCIADA DE ÁGUA: APLICAÇÃO AO AÇUDE ARNEIROZ II

Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado Profissional em Gestão de Recursos Hídricos do Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental da Universidade Federal do Ceará, como parte dos requisitos parciais para obtenção do Título de Mestre em Gestão de Recursos Hídricos.

Prof. Orientador: Dr. Francisco de Assis de Souza Filho

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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação Universidade Federal do Ceará

Biblioteca de Pós-Graduação em Engenharia - BPGE

O47m Oliveira Filho, Raimundo Lauro de.

Metodologia de elaboração de base de informações para alocação negociada de água: aplicação no Açude Arneiroz II/ Raimundo Lauro de Oliveira Filho. – 2013.

106 f. : il. color., enc. ; 30 cm.

Dissertação (mestrado profissional) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Hidráulica e Ambiental, Mestrado Profissional em Gestão de Recursos Hídricos, Fortaleza, 2013.

Área de Concentração: Recursos Hídricos

Orientação: Prof. Dr. Francisco de Assis de Souza Filho.

1. Recursos Hídricos. 2. Alocação de recursos. 3. Transporte e açudagem. I. Título.

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RAIMUNDO LAURO DE OLIVEIRA FILHO

METODOLOGIA DE ELABORAÇÃO DE BASE DE INFORMAÇÕES PARA ALOCAÇÃO NEGOCIADA DE ÁGUA: APLICAÇÃO AO AÇÙDE ARNEIROZ II

Dissertação apresentada à coordenação do curso de Mestrado Profissional em Gestão dos Recursos Hídricos, da Universidade Federal do Ceará, como requisito parcial para obtenção do Título de Mestre em Gestão de Recursos Hídricos.

Aprovada em _______ de __________ 2013

BANCA EXAMINADORA

________________________________________ Prof. Dr. Francisco de Assis de Souza Filho (Orientador)

Universidade Federal do Ceará (UFC)

_____________________________________ Prof. Dr. Francisco Osny Enéas da Silva Universidade Federal do Ceará (UFC)

_____________________________________ Profa. Dra. Andréa Pereira Cysne

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DEDICATÓRIA

A minha esposa, Regiane Saraiva, pelo incentivo e paciência.

Dedico este trabalho aos meus pais, em especial minha mãe, que sempre acreditou na educação.

Aos companheiros da Gerência Regional de Iguatu: Janaína Carneiro, Elias Azevedo, Carlos, Mardônio Mapurunga, Hewelânia Uchôa, Anilza, Talline Lopes, Genival e Magão. Todos os companheiros da Companhia de Gestão dos Recursos hídricos – COGERH.

A família da Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH, em especial aos colegas Hermilson Barros, Lucrecia Nogueira, Marcilio Caetano, Lílian Rodolfo, Marciana Barbosa, Flávio, Luciana, Alisson, Adriana Débora, Arimateia Cavalcante e Tiago.

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AGRADECIMENTOS

Meus agradecimentos a todos os professores do Curso de Mestrado

Profissional em Recursos Hídricos, pela dedicação e paciência.

Meus agradecimentos especiais ao Professor Francisco de Assis Souza,

Professora Ticiana Sturdat e a amiga Terezinha Alves, secretaria do curso, pela

colaboração e dedicação a este projeto.

À Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH, pela

oportunidade e o suporte financeiro sem o qual não teria sido possível a realização

de mais uma etapa da minha vida.

Ao Secretário de Recursos Hídricos Sr. César Pinheiro, ao ex-presidente da

Cogerh, Francisco Teixeira, ao atual Presidente Sr. Renys da Frota, ao Diretor de

Operação Ricardo Adeodato e Diretor de Planejamento, Sr. João Lúcio, pelo apoio e

confiança para conclusão deste trabalho.

A todos os colegas de turma, meus agradecimentos especiais, que possamos

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“Antes de falar, escute. Antes de escrever,

pense. Antes de gastar, ganhe. Antes de julgar, espere. Antes de rezar, perdoe. Antes de desistir, tente. Antes de odiar, ame. Antes de perder, lute...”

(8)

RESUMO

O presente trabalho objetivou a formatação de uma metodologia de elaboração de base de informações para alocação negociada de água visando subsidiar as decisões dos comitês de bacias e das comissões gestoras nas operações dos reservatórios monitorados pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH. O Açude Arneiroz II, localizado na bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe, no município de Arneiroz, estado do Ceará, responsável por perenizar 113 km do rio Jaguaribe, até a sede da cidade de Jucás, foi o reservatório identificado para realização da supracitada pesquisa, por possuir uma complexa dinâmica de perenização. A metodologia para elaboração da base de informações iniciou-se da validação das informações de oferta e demanda do sistema que compreende o Açude Arneiroz II, dados do manancial e dos estudos de perda em transito ao longo do percurso perenizado. Assim, concluiu-se que, para este estudo de caso, o cenário para o transporte de água que atende as demandas existentes de forma satisfatória e eficiente, se dá por meio de dutos abertos ou fechados, e não pela perenização direta do rio Jaguaribe até a cidade de Jucás. O cenário de perenização apresenta como prejuízo a diminuição da garantia da oferta de água em pelo menos três anos de seca extrema, enquanto que as perdas em trânsito representam 79% da vazão média liberada pela válvula do Açude Arneiroz II numa operação anual de perenização.

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ABSTRACT

This study aimed to formatting a methodology for development of information base for negotiated allocation of water in order to support the decisions of watershed committees and management committees in the operations of reservoirs monitored by the Company Management of Water Resources - COGERH. The weir Arneiroz II, located in the basin of Alto Jaguaribe in Arneiroz municipality, state of Ceará, responsible for evergreening 113 km Jaguaribe river to the headquarters city Jucás, the reservoir was identified for conducting the above research, by have a complex dynamic of evergreening. The methodology for compiling the information base began validation of information supply and demand system comprising Weir Arneiroz II, data source and loss studies in perennial traffic along the route. Thus, it was concluded that, for this case study, the scenario for the transport of water that meets existing demands satisfactorily and efficiently, is by means of open or closed ducts, and not by direct perpetuation Jaguaribe river to the city of Jucás. The scenario presents evergreening as losses decreased guarantee the supply of water for at least three years of extreme drought, while the losses in transit represent 79 % of the average flow rate released by the weir Arneiroz II valve on an annual operation evergreening.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – Açude Arneiroz II (fonte: Cogerh, 2012) ...24

Figura 2.2 – Medido de nível elétrico (Fonte: Feitosa 1996) ...35

Figura 3.1 - Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe, em destaque o Açude Arneiroz II (Fonte de dados: COGERH 2012. Elaboração própria). ...38

Figura 3.2 – Área em estudo – Perenização do Açude Arneiroz II (Fonte de dados: COGERH 2012. Elaboração própria). ...39

Figura 3.3 – Barragem da Ponte CE/1º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...43

Figura 3.4 – Barragem de Saboeiro/2º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...44

Figura 3.5 – Barragem da Barrinha/3º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...44

Figura 3.6 – Barragem de Poço Grande/4º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...45

Figura 3.7 – Barragem dos Pilões/5º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...45

Figura 3.8 – Barragem da Volta/6º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...46

Figura 3.9 – Barragem dos Padres/7º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...46

Figura 3.10 – Barragem de Jucás/8º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria). ...47

Figura 3.11 - Seções de medição de vazão (A ao F) (adaptado do google earth) ...49

Figura 4.1 - Mapa com a localização dos usuários cadastrados (google earth) ...56

Figura 4.2 – Mapa esquemático Sistema Arneiroz (completo atual) ...72

Figura 4.3 – Curva de Permanência do Açude Arneiroz II (volume final) ...72

Figura 4.4 – Curva de Permanência dos barramentos do trecho (volume final) ...73

Figura 4.5 – Sistema Arneiroz II simplificado para abastecimento humano ...74

Figura 4.6 – Curva de Permanência do Açude Arneiroz II (volume final) simplificado. ...74

Figura 4.7 – Mapa esquemático Sistema Arneiroz (sem barramento) ...75

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LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 – Açude objeto deste estudo na sub-bacia do Alto Jaguaribe ...40

Tabela 3.2 – Histórico de vazões das alocações negociadas, com as vazões aprovadas em reunião e as vazões efetivamente realizadas: ...41

Tabela 3.4 – Localização dos barramentos ...48

Tabela 3.5 – Informações das seções de monitoramento ...50

Tabela 3.6 - Informações dos poços monitorados ...51

Tabela 4.1 – Eficiência de Irrigação, conforme o método...52

Tabela 4.2 – Coeficiente de cultura ...53

Tabela 4.3 – Evapotranspiração potencial (Cidade Arneiroz) ...53

Tabela 4.5 - Vazões nas seções de monitoramento (2º semestre 2012) ...59

Tabela 4.6 - Vazões nas seções de monitoramento (1º semestre 2013) ...61

Tabela 4.7 - Consumo nos trechos monitorados (2º semestre 2012) ...63

Tabela 4.8 - Consumo nos trechos monitorados (1º semestre 2013) ...65

Tabela 4.9 - Evaporação atmômetro de Piche ...69

Tabela 4.10 - Evaporação Média das Barragens ...69

Tabela 4.11 - Perda em Trânsito pelas Seções de Monitoramento (valores de vazões médias) ...70

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LISTA DE GRÁFICO

Gráfico 4.1 – Áreas irrigadas, hectare, nos municípios sobre influencia da perenização do

Açude Arneiroz II ...54

Gráfico 4.2 – Tipos de culturas irrigadas no trecho ...54

Gráfico 4.3 – Métodos de irrigação no trecho cadastrado ...55

Gráfico 4.4 – Usos existentes no trecho levantado...55

Gráfico 4.5 – Vazões nas seções de monitoramento (2º semestre 2012) ...60

Gráfico 4.6 – Vazões nas seções de monitoramento (1º semestre 2013) ...62

Gráfico 4.7 – Consumo nos trechos monitorados (2º semestre 2012) ...64

Gráfico 4.8 – Consumo nos trechos monitorados (1º semestre 2013) ...66

Gráfico 4.9 – Monitoramento Nível Estático - Poços (2º semestre 2012) ...67

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ... 15

1.1. Objetivo Geral ... 17

1.2. Objetivos Específicos ... 17

2. CONTEXTO ... 18

2.1. As bacias hidrográficas do Ceará ... 18

2.2. Sub-Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe ... 18

2.3. A gestão de Água no Ceará ... 20

2.4. Alocação Negociada de Água ... 21

2.5. Comissão Gestora do Açude Arneiroz II ... 22

2.6. Levantamento das demanda (cadastro de usuários) ... 24

2.7. Regras de Operação de Reservatórios ... 24

2.7.1. Conceitos de Vazões ... 25

2.7.2. Operação dos Reservatórios ... 26

2.7.3. Modelos de Simulação ... 27

2.7.4. O Modelo Modsim ... 28

2.7.5. O Sistema de Suporte a Decisão (SDD Acquanet) ... 30

2.8. Monitoramento dos Recursos Hídricos ... 31

2.8.1. Medição de vazão a vau ... 32

2.8.2. Batimetria ... 33

2.8.3. Perda de Água em Trânsito ... 34

2.8.4. Monitoramento do Nível Estático (N.E) de Poços ... 34

3. ESTRATÉGIA METODOLÓGICA ... 36

3.1. Levantamento dos dados secundários ... 36

3.1.1. Descrição da área de estudo ... 36

3.1.2. Vazões operadas no Açude Arneiroz II ... 41

3.2. Pesquisa em campo ... 41

3.2.1. Cadastro de Demanda ... 42

3.2.2. Batimétrias nos barramentos existente no trecho ... 43

(14)

3.2.4. Acompanhamento do Nível Estático dos poços de monitoramento ... 50

4. RESULTADOS E DISCURSSÕES ... 52

4.1. Cadastro dos Usuários ... 52

4.2. Batimétrias nos barramentos existente no trecho ... 56

4.3. Campanhas de monitoramento - medição de vazão nas seções de controle . 57 4.4. Monitoramento do Nível estático – Poços Tubulares ... 67

4.5. Cálculo da Perda por Evaporação das Barragens ... 68

4.6. Cálculo da Perda em Trânsito na Área em Estudo ... 70

4.7. Simulação de esvaziamento utilizando modelagem computacional ... 71

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 77

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ... 79

APÊNDICE A – FICHA DE CADASTRO DOS USUÁRIOS ... 83

APÊNDICE B – DEMANDAS LEVANTADAS EM CADA TRECHO ... 84

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1. INTRODUÇÃO

No Ceará, as demandas de água têm crescido significativamente nas últimas décadas, devido ao processo de desenvolvimento rural e econômico, e à quantificação, cada vez mais fundamentada, das necessidades ambientais. Por sua vez, as limitadas disponibilidades hídricas são caracterizadas pela distribuição geográfica e temporal por vezes inadequada ao atendimento às demandas. Esse cenário conduz à necessidade de implementação de instrumentos de gestão dos recursos hídricos. Nesse contexto, os mecanismos de alocação de água podem contribuir para a aplicação mais eficiente desses instrumentos de gestão.

Historicamente, a ação dos entes que compõe o sistema de gerenciamento dos recursos hídricos no Ceará, optou por utilizar mecanismos de alocação de água baseados em parâmetros técnicos teóricos. Essa atuação pode ser caracterizada pela abrangência regional ou setorial, pela desarticulação com outras políticas públicas e pela reduzida participação social nas decisões. Com a implementação das novas políticas de recursos hídricos estaduais e nacional, o equacionamento de conflitos pelo uso da água no Brasil passou a ser objeto de modelos alternativos de gestão e de alocação de água, de caráter participativo ( Lopes & Freitas, 2007).

A COGERH, Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos, desde sua criação em 1993, desenvolve ações de gerenciamento das águas do Estado do Ceará, sendo uma delas a operação dos reservatórios por ela gerenciados. Anualmente, desde 2007, ocorre na bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe, junto ao comitê da unidade de gerenciamento, o seminário para a definição dos parâmetros de vazões (mínimas e máximas) a serem negociados nos mananciais isolados nas respectivas reuniões de alocação. As definições destas vazões se dão por observações históricas das ocorrências de água liberada na tomada d‟água e consumo estimado a montante, apontado pela COGERH e pelo DNOCS – Departamento Nacional de Obras Contras ás Secas, nos açudes de domínio estadual e federal respectivamente.

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açudes, que de acordo com seu porte, podem ter características de servir como reservatórios anuais ou interanuais.

Os reservatórios anuais são aqueles cuja capacidade de armazenamento é muito pequena, acumulando água durante a estação úmida (quadra chuvosa) que poderá ser consumida inteiramente durante a estação seca, seja pela sua utilização, seja pela perda para a atmosfera devido a evaporação sobre o espelho d'água. Os reservatórios interanuais são os de maior porte, acumulando um volume de água suficiente para permitir a transferência de parte do volume armazenado em determinado ano, para outros anos subseqüentes, satisfazendo às demandas e os outros usos consuntivos. Compreendem os reservatórios de médio a grande porte, que, na verdade, são os de interesse estratégico para o gerenciamento das águas superficiais da bacia (Governo do Estado do Ceará – Plano de Gerenciamento da Bacia do Jaguaribe, 1998).

A operação dos reservatórios realizados pela COGERH acontece de forma sazonal, de janeiro a junho, que compreende a operação na estação úmida e de julho a dezembro, compreendendo a operação na estação seca.

A escolha do reservatório Arneiroz II, localizado no município de Arneiroz (distante 393 km de Fortaleza), para este estudo, ocorre pelo fato de ser um açude estratégico da supracitada sub-bacia hidrográfica que pereniza 113 km (do total de 190 km de extensão do rio Jaguaribe, da tomada dágua do açude Arneiroz II até a represa do açude Orós), que corta os territórios dos municípios de Aiuaba, Antonina do Norte, Saboeiro e Cariús, o excedente da perenização atravessa a cidade de Iguatú até desembocar no açude Orós.

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1.1. Objetivo Geral

O objetivo principal deste estudo é propor uma metodologia de elaboração de base de informações para alocação negociada de água, visando subsidiar as decisões dos comitês de bacias e das comissões gestoras, nas operações dos reservatórios monitorados pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos - COGERH.

1.2. Objetivos Específicos

 Levantar e quantificar as demandas existentes do Açude Arneiroz II;

 Identificar quais trechos do leito perenizado que ocorrem maior consumo/demanda e perda em trânsito;

 Estimar a perda em trânsito da água liberada pelo Açude Arneiroz II no leito perenizado;

 Avaliar os impactos dos barramentos existentes no leito do rio Jaguaribe perenizado nas águas do Açude Arneiroz II até o município de Jucás;

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2. CONTEXTO

2.1. As bacias hidrográficas do Ceará

A adoção da bacia hidrográfica como unidade de gestão figura como um dos princípios fundamentais do gerenciamento dos recursos hídricos. No planejamento das ações regionais, procurou-se atender a esse princípio e ainda a outro ponto referente à racionalidade do processo de administração: as unidades regionais de gerenciamento, denominadas regiões hidrográficas, que deveriam ter áreas com a mesma ordem de grandeza. Assim foram delineadas 12 regiões hidrográficas, das principais bacias hidrográficas, sendo que duas apresentam características que as distinguem das demais: a bacia do rio Jaguaribe e a bacia do rio Poti (SILVA, 2006)

2.2. Sub-Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe

A sub-bacia do Alto Jaguaribe localiza-se na porção sudoeste do Estado do Ceará. Limita-se a oeste com o Estado do Piauí e ao sul com o Estado de Pernambuco. Das cinco sub-bacias que compõem a bacia do rio Jaguaribe (Alto, Médio e Baixo Jaguaribe, Banabuiú e Salgado) é a que possui maior região hidrográfica, sendo, também, a maior do Estado. Esta sub-bacia inicia-se nas nascentes do rio Jaguaribe e percorre uma extensão de aproximadamente 325 km até alcançar o açude Orós, principal reservatório desta sub-bacia, localizado próximo à sua foz. Drenando uma área de 24.538 km², o equivalente a 16% do território cearense (CEARÁ, 2009).

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As altitudes nesta região variam entre 250m e 400m em média, e o clima é semiárido quente, com precipitações médias anuais entre 500 mm e 700 mm, de janeiro a maio, com acentuada irregularidade no tempo e no espaço. A temperatura média anual fica em torno de 28°C (CEARÁ, 2009).

Geologicamente a sub-bacia do Alto Jaguaribe é constituída de rochas do embasamento cristalino pré-cambriano (81,28%), representado por gnaisses e migmatitos diversos, quartzitos e metacalcários, associados a rochas plutônicas e metaplutônicas de composição predominantemente granítica. Sobre esse substrato repousam depósitos sedimentares (18,72%) como os da Bacia Sedimentar do Araripe constituída por arenitos, conglomerados, siltitos, folhelhos, calcários, margas e gipsita; das coberturas de idade terciária constituídas de areia, argilas e cascalhos e das quaternárias (aluviais), formadas por areias, siltes, argilas e cascalhos, que se distribuem ao longo dos principais cursos d‟água que drenam a sub-bacia (CEARÁ, 2009).

Esta característica limita a quantidade de água armazenada em seu subsolo e contribui para o aumento do escoamento e da evaporação da água que nele se precipita. Assim, há escoamento nos rios e riachos somente nos períodos chuvosos (SRH, 2005), ou seja, possui características de drenagem com regime intermitente sazonal ou esporádico. Fora da estação das chuvas os leitos dos rios permanecem secos, com exceção das áreas perenizadas artificialmente (CEARÁ, 2009).

(20)

A cobertura vegetal predominante é a de caatinga, a qual se apresenta fortemente degradada e, em parte destituída de suas condições originais, tanto sob o ponto de vista fisionômico como florístico. Nas planícies aluviais encontram-se as matas ciliares, também bastante degradadas. Em alguns pontos da bacia, as evidências dos processos de desertificação já podem ser nitidamente constatadas (CEARÁ, 2009).

2.3. A gestão de Água no Ceará

Para Setti et al. (2001) a gestão de recursos hídricos, no sentido lato, é a forma pela qual se pretende equacionar e resolver as questões de escassez relativa a recursos hídricos, bem como fazer o uso adequado, visando a otimização dos recursos em benefício da sociedade. No entanto, para que se realize, é necessária a motivação política, ou seja, mediante procedimentos integrados de planejamento e de administração.

O autor ainda considera que apesar de existirem várias leis e órgãos concernentes ao gerenciamento da água, eles não foram capazes de incorporar meios de combater o desperdício, a escassez e a poluição da água, assim como, de resolver conflitos de uso e gerar os meios para uma gestão descentralizada e participativa.

O Ceará tem conseguido significativos avanços na gestão dos recursos hídricos. Esse processo tem como marco institucional a criação da Secretaria de Recursos Hídricos (SRH), em 1987, que promoveu os estudos e as ações necessárias para elaboração do Plano Estadual de Recursos Hídricos, concluído em 1992.

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sustentado, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida da população (SILVA, 2006).

2.4. Alocação Negociada de Água

Para o desenvolvimento de um trabalho de alocação participativa de água é preciso seguir alguns passos, que não são receitas prontas e acabadas, mas definições de etapas importantes que devem ser atendidas, considerando a possibilidade de adaptações, em função da realidade local: I - Visita de Reconhecimento do Sistema Hídrico; II – Diagnóstico Institucional/Organizacional; III - Levantamento dos Diversos Tipos de Usos; IV – Balanço Hídrico (demanda x oferta); V – Simulação da Operação do Sistema (definição de cenários para a negociação); VI – Articulação e Mobilização; VII – Seminário de Planejamento da Operação do Açude; VIII - Formação da Comissão dos Usuários; IX – Monitoramento; X – Reuniões de Acompanhamento.

O processo de alocação participativa de água deve ser iniciado com visitas técnicas ao sistema hídrico, com o objetivo de conhecer os detalhes do funcionamento do sistema e se apropriar de informações da realidade local (SILVA, 2008).

Garjulli et al. (2003) frisam que a promoção do processo de organização de usuários tornou-se o principal elemento da política de recursos hídricos do Estado do Ceará, utilizado para reversão de traços culturais que refletem em práticas econômicas, políticas e sociais ineficientes em relação ao uso da água. Assim, as quantidades de água alocadas podem ser definidas de forma eficiente por processos de negociação social de conflitos pelo uso da água.

As experiências do Ceará revelam um mecanismo de alocação de água apoiado fortemente em negociações entre usuários, nas quais o poder público se faz presente nos processos de mobilização e organização social, na elaboração de estudos técnicos e planos e no assessoramento técnico das decisões, além da execução e fiscalização das decisões tomadas de forma negociada.

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pelos técnicos da Secretaria Executiva - COGERH e atualmente, reforçada pelos membros de comitês. A COGERH como Secretaria Executiva tem uma base de dados dos atores sociais e instituições elencadas via diagnóstico institucional. Então, além das instituições que formam o comitê, a mobilização se estende a comunidade em geral. Um dos primeiros atos da mobilização é o propósito da reunião. Fala-se da importância do processo de alocação para gestão dos recursos hídricos na perspectiva de consolidação da gestão compartilhada. As pessoas são convocadas, através de convites, cartazes, sites, e-mails e divulgação nas rádios locais (Portal Cogerh,2013).

A reunião de alocação é o fórum de negociação que ocorre em sistemas hídricos constituídos por um único reservatório. Para os sistemas integrados – grandes vales perenizados por um agrupamento de reservatórios – realiza-se o Seminário de Planejamento da Operação, sendo o caso dos vales do Jaguaribe / Banabuiú, vale do Curu e do vale do Acaraú.

A frequência desses eventos é anual, sendo as reuniões realizadas entre os meses de junho e agosto, logo após o período de chuvas. Com a definição da vazão a ser liberada, elege-se uma sub-comissão ou a própria comissão gestora para acompanhar a operação, além de definir datas para as reuniões de avaliação da operação, quando necessárias, onde se pode fazer ajustes necessários para o uso adequado da água. As deliberações das reuniões são registradas em atas assinadas por seus participantes, constituindo um documento de referência oficial para a operação dos açudes (portal Cogerh, 2013).

2.5. Comissão Gestora do Açude Arneiroz II

Com a implementação da Política Estadual de Recursos Hídricos, houve significativos avanços no processo de definição da operação dos açudes, isto é, da quantidade de água que esses açudes liberam através de suas comportas. As definições da operação começaram a ser descentralizadas e com a participação da sociedade local.

(23)

onde existe uma situação irregular de distribuição espacial e temporal das chuvas. Essa alocação não deve ser limitada apenas a uma definição de quanto e como cada açude vai liberar de água. A alocação deve levar em consideração aspectos de gestão da oferta e da demanda, estar articulada a implementação dos instrumentos de gestão de recursos hídricos e ao planejamento da bacia (SILVA, 2008).

Em 23 de fevereiro de 2010 foi criado a Comissão Gestora do Açude Arneiroz II (figura 2.1), de acordo com a Lei nº. 11.996, de 24 de julho de 1992, Decreto N° 26.603, de 14 de maio de 2002 e pela Resolução N°. 002/2007 aprovada pelo Conselho Estadual de Recursos Hídricos do Ceará – CONERH, em 20 de novembro de 2007, que delega a vinculação das Comissões Gestoras aos Comitês de Bacias Hidrográficas. Esta comissão é composta de membros dos municípios de Arneiroz, Saboeiro e Jucás, tendo as seguintes atribuições, conforme regimento interno – 2010, in verbis.

Art.3. São atribuições da CGAA:

I - Definir o calendário das reuniões;

II – Apoiar a gestão dos sistemas hídricos e do seu entorno;

III- Promover, de forma conjunta com o CSBHAJ e os órgãos gestores de recursos hídricos, a Assembléia de Alocação objetivando o estabelecimento da Alocação Negociada de água;

IV – Propor critérios de uso racional dos sistemas hídricos, respeitando os múltiplos usos;

V Promover debates sobre a preservação ambiental e o uso sustentável da água junto aos usuários do respectivo sistema hídrico;

VI – Apoiar os órgãos gestores de recursos hídricos na atualização do cadastro dos usuários da respectiva Bacia e no monitoramento das decisões tomadas no âmbito da Alocação Negociada de água;

VII – Comunicar o CBHAJ, as decisões adotadas quanto a Alocação Negociada de água do açude Arneiroz II.

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Figura 2.1 – Açude Arneiroz II (fonte: Cogerh, 2012)

2.6. Levantamento das demanda (cadastro de usuários)

O Cadastro de Usuários de Recursos Hídricos é uma ferramenta de suporte essencial à gestão de recursos hídricos e implantação de seus instrumentos, especialmente a outorga de direito de uso de recursos hídricos, a cobrança pelo uso de recursos hídricos e o Sistema Estadual de Informações sobre Recursos Hídricos.

A Resolução da ANA n° 317, de 26 de agosto de 2003, instituiu o Cadastro Nacional de Recursos Hídricos – CNARH para registro obrigatório de pessoas físicas e jurídicas de direito público ou privado usuárias de recursos hídricos (BRASIL, 2003). De acordo com a ANA (2008), o cadastro nacional deverá conter informações sobre vazões, local de captação, tipo de captação, empreendimento do usuário, atividade, dentre outras.

2.7. Regras de Operação de Reservatórios

(25)

para combater as conseqüências negativas das adversas condições ambientais existentes.

Os reservatórios são implantados, geralmente, visando ao aproveitamento em diversos usos, inclusive o abastecimento humano, o que contribui, sem dúvida, para o desenvolvimento de sua área de influência, garantindo, inclusive, a fixação do homem no interior.

No entanto, a construção e a operação de um reservatório de usos múltiplos, envolvem, quase sempre, uma série de potenciais impactos negativos sobre o ambiente e as comunidades situadas nas áreas próximas. Esses impactos e sua magnitude estão diretamente ligados a dois fatores: o porte do empreendimento e sua localização (Ministério da Integração Nacional, 2005).

A regra de operação de um reservatório tem por objetivo a definição da vazão a liberar para atender a uma demanda, em função do reservatório ou do estado do sistema, no caso em que ele é operado de forma integrada com outros reservatórios, aqui chamada de operação em sistema ou hidrossistema.

2.7.1. Conceitos de Vazões

A variabilidade temporal das chuvas resulta na variabilidade da vazão nos rios. Em consequência, surgem situações de déficit hídrico natural, quando a vazão do curso d‟água é inferior à necessária para o atendimento de determinados usos, ou situações onde o excesso de vazão produz enchentes e inundações.

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Apresentando assim, alguns conceitos de vazões:

Vazão ecológica - É a demanda necessária de água a manter em um rio de forma a assegurar a manutenção e conservação dos ecossistemas aquáticos naturais, aspectos da paisagem de outros de interesse científico ou cultural (J.M. Bernardo, 1996, em J. Gondim, 2006);

Vazão Regularizada - Quantidade média anual de água que pode ser fornecida por um açude com uma determinada segurança de tempo de utilização (Decreto n° 23.067, de 11 de fevereiro de 1994 - Governo do Estado do Ceará);

Vazões Ambientais, Residuais, ou Remanescentes - Quantidade de água que permanecem no leito dos rios depois de retiradas para atender usos externos como abastecimento público, industrial, irrigação, dessedentação de animais, energia elétrica, etc. (Bennetti, A.D., 2003, em J. Gondim, 2006);

Vazão de Referência - Vazão do corpo hídrico utilizada como base para o processo de gestão, tendo em vista o uso múltiplo das águas (CONAMA n° 357/2005).

2.7.2. Operação dos Reservatórios

Na determinação do comportamento dos reservatórios utiliza-se, preferencialmente, a metodologia do balanço hídrico.

O balanço hídrico nada mais é do que o computo das entradas e saídas de água de um sistema. Várias escalas espaciais podem ser consideradas para se contabilizar o balanço hídrico. Na escala macro, o “balanço hídrico” é o próprio “ciclo hidrológico”, cuja resultado nos fornecerá a água disponível no sistema (no solo, rios, lagos, vegetação úmida e oceanos), ou seja na biosfera.

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Na escala local, no caso de uma cultura, o balanço hídrico tem por objetivo estabelecer a variação de armazenamento e, conseqüentemente, a disponibilidade de água no solo. Conhecendo-se qual a umidade do solo ou quanto de água este armazena é possível se determinar se a cultura está sofrendo deficiência hídrica, a qual está intimamente ligada aos níveis de rendimento dessa lavoura (SENTELHAS, 2009).

A operação simulada consiste em atribuir regras de retirada de água do reservatório e estudar qual teria sido o comportamento desse reservatório, em uma determinada série de vazões afluentes, caso essa regra de operação houvesse sido obedecida.

O balanço hidráulico da reserva consiste em igualar as entradas e saídas do reservatório como segue: variação do volume igual às entradas subtraindo as retiradas. As entradas de água no sistema são compostas pelos deflúvios e as precipitações diretas sobre o lago, enquanto as retiradas são compostas pelas evaporações e pelas retiradas programadas para fins utilitários e pelas sangrias.

2.7.3. Modelos de Simulação

A simulação é uma técnica de modelagem utilizada para aproximar o comportamento de um sistema no computador, representando da melhor maneira possível as características desse sistema através do emprego de descrições algébricas ou matemáticas (AZEVEDO, 1997 e YEH, 1985). O primeiro modelo de simulação utilizado em um sistema de reservatórios citado em literatura parece ser o estudo desenvolvido pelo U. S. Army Corps of Engineers em 1953, para a análise operacional de seis reservatórios no rio Missouri, EUA (YEH, 1985).

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Um modelo de simulação de sistemas de reservatórios reproduz a performance hidrológica e, em alguns casos, a performance econômica do sistema para regras operacionais e vazões afluentes fornecidas. Os modelos são baseados no balanço de massa para reproduzir o caminhamento de água através do sistema de reservatórios. Várias estratégias podem ser adotadas na aplicação de modelos de simulação. Diversas rodadas são feitas para comparar a performance do sistema diante de configurações alternativas de reservatórios, armazenamentos, regras de operação, níveis de demanda e séries de vazões afluentes (Alexandre, 2002).

Os modelos de simulação devem também ter a capacidade de analisar a operação de sistemas de reservatórios utilizando medidas hidrológicas e de performance econômica, como, por exemplo, vazões firmes, confiabilidade, rendimento da geração hidroelétrica, danos causados por enchentes e benefícios econômicos associados a diversas finalidades (WURBS, 1994).

A maioria dos modelos de simulação adotam alguma série particular de vazões afluentes como representativa de toda a série histórica. Períodos hidrológicos críticos tem sido utilizados com sucesso em projetos e estudos de simulação de reservatórios. O uso de séries geradas sinteticamente é recomendado porque, se diversas seqüências de vazões são utilizadas e cada uma delas tem a mesma probabilidade de ocorrência no período de interesse, é provável que toda a faixa de cenários futuros tenha sido explorada (YEH, 1985).

2.7.4. O Modelo Modsim

O Modsim é um modelo de rede de fluxo desenvolvido na Colorado State University sob a liderança do Prof. John Labadie (Labadie, 1988). Influíram na escolha o fato de o Modsim ser um modelo generalizado, bem documentado, adaptado para simular as situações mais comuns que ocorrem em sistemas de recursos hídricos e testado em uma variedade de situações.

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operacionais das bacias hidrográficas pode ser representada por meio da especificação de dados de entrada apropriados.

Uma das principais características do Modsim é o fato de que o modelo incorpora automaticamente uma série de funções que são comuns na simulação de bacias hidrográficas sem que o usuário tenha que se preocupar em programá-las. Entre elas as mais importantes são (ROBERTO e PORTO, 1999):

- os usuários podem colocar quantos nós de demanda forem necessários para levar em conta as demandas na bacia (consuntivas ou não). O modelo atenderá a estas demandas de acordo com um valor de prioridade atribuída pelo usuário, que pode variar de 1 a 99, sendo o valor 1 a maior prioridade. Na realidade as prioridades P e os custos C estão relacionados de forma biunívoca (C = 10P – 1000), o que significa que os valores de C que representam prioridades são sempre negativos. Portanto, ao atender uma prioridade o modelo estará diminuindo os custos da rede de um valor C por unidade de vazão fornecida;

- a operação dos reservatórios é feita utilizando-se o conceito de volume meta ou nível meta, ao qual se atribui uma prioridade. Desta forma, sempre que o volume armazenado for menor que o volume meta, o reservatório guardará água desde que as outras prioridades da rede sejam menores. O volume armazenado acima do nível meta tem custo zero, ou seja, é livre para atender a quaisquer demandas por menores que sejam suas prioridades;

- as perdas por evaporação dos reservatórios são levadas em conta por meio de processo iterativo;

- o modelo calcula a produção de energia elétrica desde que sejam fornecidas as características da usina;

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2.7.5. O Sistema de Suporte a Decisão (SDD Acquanet)

O SSD Acquanet é um modelo matemático, baseado na teoria de fluxos em rede, que visa dar suporte à tomada de decisões no gerenciamento de recursos hídricos.

Esse modelo matemático foi aperfeiçoado no Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisões da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (LabSid / USP) através de algumas mudanças feitas do modelo que o originou – o ModSim. Houve melhoramentos em sua interface gráfica e em seu sistema de gerenciamento de dados, que passou a ser feita através da criação e utilização de banco de dados no formato Access e aproveita a estrutura e a funcionalidade possibilitada pela utilização de arquivos neste formato.

O Acquanet pode efetuar os cálculos de maneira seqüencial no tempo (Simulação contínua) ou estatisticamente (Planejamento Tático).

Na Simulação Contínua, o valor mais importante é o número total de anos de simulação (chamado aqui de NT). O usuário deve fornecer séries de vazões afluentes mensais com duração igual a NT. O modelo irá efetuar os cálculos continuamente, para todos os anos existentes. Ao final do cálculo, os resultados serão fornecidos mensalmente para todos os anos. A simulação é dita contínua porque o modelo executa os cálculos da seguinte maneira:

a) no primeiro ano, o modelo parte com os volumes iniciais dos reservatórios fornecidos pelo usuário e efetua os cálculos até o final deste ano;

b) no segundo ano parte-se com volumes iniciais iguais aos volumes finais do ano anterior;

c) o procedimento é repetido até o ano NT;

d) os resultados da simulação são fornecidos de forma contínua, do primeiro ao último ano.

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comportamento do sistema em análise. Neste tipo de simulação, o Acquanet efetua os cálculos da seguinte maneira:

a) partindo, no primeiro ano, com os volumes iniciais dos reservatórios fornecidos pelo usuário, o modelo efetua os cálculos seqüencialmente para NH anos da série de vazões;

b) na segunda rodada o procedimento acima é repetido partindo-se novamente com os volumes iniciais fornecidos pelo usuário. Os cálculos são efetuados para NH anos, mas partindo do segundo ano da série de vazões;

c) o procedimento acima é repetido até que seja efetuado o cálculo partindo-se do ano NT – NH + 1 da série de vazões;

d) os resultados fornecidos são valores estatísticos para todos os meses do horizonte de simulação.

Esta opção de cálculo é a mais recomendada quando o objetivo é fazer o planejamento e/ou a operação de sistemas de reservatórios.

2.8. Monitoramento dos Recursos Hídricos

O monitoramento dos recursos hídricos é um conjunto de ações que visa alimentar o banco de dados do sistema hídrico com diversas informações, a destacar a vazão, de oferta e demanda.

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hídricos tendem a ser menos precisos, conduzindo a resultados duvidosos, que tendem a ser extremamente conservadores e custosos, ou a serem de risco superior ao admitido.

2.8.1. Medição de vazão a vau

As medições a vau, são realizadas em seções de pequena profundidade, onde não há a necessidade de barco. Nestas seções são instaladas uma fita métrica, perpendicular à direção do fluxo primário, que servirá de guia para que o operador esteja alinhado com a seção transversal, e para que se conheçam as distâncias entre as verticais, bem como a largura total da seção.

O FlowTracker ou ADV (velocímetro acústico Doppler) é um medidor bistático de velocidade pontual que se utiliza do efeito Doppler para medir a velocidade da água. Bistático se refere aos sensores: o sensor que envia a energia acústica não é o mesmo que recebe o retorno do eco, diferentemente dos medidores acústicos Doppler mais conhecido como os ADCPs e ADPs. Isto é uma grande vantagem, pois pode medir bem perto do transmissor (~10cm), em uma área chamada volume de amostragem. Os dados de velocidade são gravados a cada segundo durante todo o intervalo de amostragem, e depois calcula-se a média. Baseado na profundidade, largura da estação, e velocidade media, a vazão da estação é calculada instantaneamente. A vazão total é fornecida pela soma de todas as estações.

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2.8.2. Batimetria

Batimetria pode ser definida como o conjunto dos princípios, métodos e convenções utilizados para determinar a medida do contorno, da dimensão e da posição relativa da superfície submersa dos mares, rios, lagos, represas e canais (SISTEMAGEO, 2012). A ecossonda, muito utilizado para realização da batimetria, é um equipamento composto de um transmissor, um transdutor, um receptor/amplificador, uma base de tempo e um monitor. A base de tempo gera um sinal elétrico para ligar o transmissor, o qual produz um pulso de freqüência e duração para energizar o transdutor. A energia elétrica é convertida pelo transdutor em energia acústica que e transmitida para a água, “insonificando” os objetos em sua trajetória. Os “ecos” destes objetos retornam, são convertidos em energia elétrica pelo processo reverso do transdutor, amplificados e corrigidos para as perdas por atenuação e espalhamento geométrico. Esta correção é feita pelo sistema de ganho crono-variado (Funcao TVG – Time Varied Gain).

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2.8.3. Perda de Água em Trânsito

A perda de água em trânsito em rios do semiárido é extremamente relevante para a gestão das águas do Estado do Ceará, considerando-se que o sistema de gerenciamento de recursos hídricos tem, como um de seus fundamentos, aumentar a eficiência e otimizar o uso da água, reduzindo desperdícios (FUNCEME,2002).

Identificar a perda de água em trânsito é conhecer a eficiência ou deficiência de uma perenização.

Araújo e Ribeiro (1996) apresentam abordagem para a perda de água em trânsito a partir de uma equação de continuidade ao longo de um trecho de rio.

A partir da equação da continuidade, apresenta-se a equação 1:

Qf = Q0– (S-Qp) (1)

onde,

Qf: vazão no final do trecho (m³/s)

Q0: vazão no início do trecho (m³/s)

S: vazão retirada por usuários (m³/s)

Qp: vazão perdida no trecho (m³/s)

2.8.4. Monitoramento do Nível Estático (N.E) de Poços

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al, 1998). Mas, ao longo das drenagens desses ambientes, existem depósitos de materiais, predominantemente arenosos, que se constituem, normalmente, em bons aqüíferos e, por conseqüência, com forte potencial hídrico. Esses depósitos, denominados de aluviões, apesar de não apresentarem dimensões (largura e espessura) muito significativas, comparativamente às de regiões climaticamente mais amenas, possuem uma significativa ocorrência superficial (QUESADO JR. et al, 2004).

O monitoramento do nível estático de poço consiste em medir, o nível de água, através de um medidor de nível elétrico. Esse dispositivo consiste basicamente, de um cabo elétrico ligado a uma fonte, tendo na outra extremidade um eletrodo que, ao tocar na superfície da água, fecha o circuito e aciona um alarme sonoro ou luminoso (FEITOSA, 1996). A figura 2.2 ilustra um medidor de nível elétrico e sua forma de operação.

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3. ESTRATÉGIA METODOLÓGICA

Neste capítulo é descrita a metodologia utilizada no estudo. Para atingir o objetivo deste, existe uma seqüência de atividades, onde a união dos resultados de cada ação colabora para a proposição de uma estratégia de monitoramento, que proporcione diversas condições de suporte para aprimorar a alocação negociada de água.

A metodologia utilizada para a obtenção das informações necessárias a este trabalho foi baseada em levantamento de dados secundários e pesquisa em campo

3.1. Levantamento dos dados secundários

O levantamento dos dados secundários constou de pesquisa em fontes literárias, tais como: livros, dissertações de mestrado, teses de doutorado, artigos científicos e documentação oficial (leis, decretos e resoluções). Em tais fontes, foi realizada uma criteriosa seleção (pesquisa bibliográfica e histórica), e foram utilizadas aquelas consideradas de maior relevância para o estudo em questão.

O meio eletrônico foi de fundamental importância como ferramenta de pesquisa, ao disponibilizar documentos oficiais e científicos, além de informações acadêmicas acerca da Bacia Hidrográfica do Rio Jaguaribe.

3.1.1. Descrição da área de estudo

Para a obtenção dos mapas foi criado um projeto no Sistema de Informação Geográfica (SIG) utilizando o software ArcView 3.2, produzido pela ESRI - Environmental Systems Research Institute, no qual delimitou a área da pesquisa.

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que, conforme indicado na figura 3.1, na região predominante denominada sertão dos Inhamuns.

O acesso ao local da barragem é feito, a partir de Fortaleza, pela rodovia federal asfaltada BR-020 até a cidade de Tauá, em um trecho de 315 km; de Tauá segue-se 56 km na direção sudoeste, na CE 187 asfaltada até a cidade de Arneiroz, de Arneiroz segue-se em direção noroeste, em uma estrada carroçável, margeando o rio Jaguaribe, onde a 11 km situa-se a barragem Arneiroz II.

O Açude Arneiroz II, com capacidade máxima de armazenamento de 197.060.000 m³, é responsável pela perenização de 113 km, abastecendo as comunidades em seu entorno e a jusante, sendo as sedes das cidades de Saboeiro e Jucás atendidas atualmente pela perenização.

Os principais usos da água da perenização do Açude Arneiroz II são destinados ao abastecimento público (sede de Saboeiro e Jucás), abastecimento rural (04 sistemas rurais), irrigação, recreação e industrial (01 indústria).

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(39)

Em destaque na figura 3.2, zoom do mapa da bacia, o leito perenizado pelo Açude Arneiroz II até a sede do município de Jucás. Área de desenvolvimento de toda pesquisa levantada.

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A tabela 3.1, apresenta os dados de capacidade, vazão regularizada e perenização do Açude Arneiroz II, conforme a disponibilidade na Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – Cogerh.

Tabela 3.1 – Açude objeto deste estudo na sub-bacia do Alto Jaguaribe

Açude Município Capacidade

(m³)

Vazão regularizada (m³/s) Q90%

Extensão da perenização

(km)

Arneiroz II Arneiroz 197.060.000 1,47 113

Fonte:COGERH, gerência regional de Iguatu, 2013; Planerh, 2005.

A sub-bacia hidrográfica do Alto Jaguaribe têm uma área de drenagem de 24.538 km², correspondente a 16% do território Cearense, sendo localizado nesta região a nascente do Rio Jaguaribe. Os principais afluentes do Rio Jaguaribe, neste trecho são os rios: Bastiões, Cariús e Trussu e os riachos Conceição, Trici, Puiú, Jucás, Condado e Carrapateiras. Esta bacia é composta por 24 municípios e apresenta uma capacidade de acumulação de águas superficiais de 2.793.610.455 bilhões de m³, num total de 18 açudes públicos gerenciados pela COGERH - gerência regional da bacia em Iguatu.

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3.1.2. Vazões operadas no Açude Arneiroz II

Iniciada no ano de 2007, conforme apresenta-se na tabela 3.2, as alocações negociadas, que aconteceram no período de 2007 a 2009 eram realizados por uma comissão dos próprios usuários que participavam da reunião, no qual aprovavam a vazão a ser operada durante o segundo semestre. No ano de 2010, foi criada a comissão gestora do açude Arneiroz II, na qual esta comissão passou a deliberar sobre esta questão.

Tabela 3.2 – Histórico de vazões das alocações negociadas, com as vazões aprovadas em reunião e as vazões efetivamente realizadas:

VAZÕES APROVADAS X VAZÕES REALIZADAS

ANOS

VOLUME (%) VAZÃO MÉDIA (L/s)

Inicial (1º de julho)

Final (31 de dezembro)

Aprovada Realizada

2007 35,00 21,70 800,00 891,00

2008 98,80 76,30 1.500,00 1.076,00

2009 99,60 81,20 1.500,00 1.047,00

2010 72,70 60,70 1.200,00 612,00

2011 83,50 64,80 1.300,00 987,00

2012 59,50 39,60 1.200,00 1.008,00

Média 1.250 937,00

Fonte: COGERH/ Gerência Regional Iguatu, 2012.

3.2. Pesquisa em campo

Paralelamente, ao levantamento de dados secundários, foi realizada uma pesquisa de campo, compreendida nas seguintes atividades:

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- Identificação dos barramentos existentes no trecho e realização das batimetrias em cada um deles;

- Identificação das seções de monitoramento do leito perenizado e realização de campanhas de medição de vazão a vau nas seções de monitoramento do leito perenizado;

- Identificação e realização de campanhas de monitoramento do nível estático dos poços cadastrados;

- Processamento dos dados levantados;

- Simulação do comportamento do sistema com a utilização do modelo ModSim SDD Acquanet.

3.2.1. Cadastro de Demanda

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3.2.2. Batimétrias nos barramentos existente no trecho

As perdas por evaporação constituem no semiárido nordestino como um grande usuário de água. Ao longo do trecho do leito perenizado pelo Açude Arneiroz II, existem oito barramentos que interferem, diretamente, na determinação da vazão média evaporada por um espelho d‟água em constante vertimento.

Obtendo a CAV – Cota Área Volume, dos barramentos, com os dados de evaporação local pode-se determinar a vazão demandada pela evaporação, aliando uma importante informação para o processo de elaboração de cenários para alocação de água.

No período compreendido entre 15 a 30 de abril foi realizado a batimetria das oito barragens sob o leito perenizado do açude Arneiroz II, barragens estas já existentes mesmo antes da construção do supracitado reservatório. A seguir, nas figuras 3.3 a 3.10 estão dispostas às imagens de satélite e registro fotográficos dos respectivos barramentos, sentido montante para jusante do açude Arneiroz II:

Figura 3.3 – Barragem da Ponte CE/1º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

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Figura 3.4 – Barragem de Saboeiro/2º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

A barragem de Saboeiro, da mesma forma da barragem da ponte Arneiroz, foi construída antes do açude Arneiroz II, e tinha como função acumular água para atendimento da sede do município de Saboeiro.

Figura 3.5 – Barragem da Barrinha/3º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

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Figura 3.6 – Barragem de Poço Grande/4º barramento (Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

A barragem de Poço Grande foi construída antes do açude Arneiroz II, e tinha como função acumular água para atendimento da sede da Comunidade Poço Grande e utilização de travessia para os moradores da região.

Figura 3.7 – Barragem dos Pilões/5º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

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Figura 3.8 – Barragem da Volta/6º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

A barragem da Volta foi construída antes do açude Arneiroz II, e tinha como função acumular água para atendimento de uso para irrigação dos moradores ribeirinhos.

Figura 3.9 – Barragem dos Padres/7º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

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Figura 3.10 – Barragem de Jucás/8º barramento(Fonte: COGERH - Adaptado google earth, 2012. Elaboração própria).

A barragem de Jucás foi construída antes do açude Arneiroz II, e tinha como função acumular água para elevar o nível do poço que atende a sede do município de Jucás, que fica situado a margem do rio Jaguaribe (Águas do açude Arneiroz II).

O levantamento batimétrico realizado nas barragens foi utilizando um receptor GPS com coletor de dados, que determinou as coordenadas planimétricas dos pontos em que era obtida a profundidade da represa por meio de uma ecossonda (adaptado a um barco), consistindo no levantamento de informações com o objetivo de obter a tabela Cota x Área x volume de um determinado reservatório. Realizada delimitação da bacia hidráulica com um GPS e obtido diversos pontos dentro do reservatório. Para cada um destes pontos, obtêm-se sua profundidade e suas coordenadas, utilizando um Ecobatímetro. Quando esta malha de pontos estiver pronta, faz-se o processamento destes dados, gerando as curvas de nível existentes dentro da represa. Com isto, obtêm-se os volumes e áreas em cada cota desejada.

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Os barramentos existentes no leito, compreendidos entre os municípios de Arneiroz e Jucás estão apresentados na tabela 3.4 e figura 3.11;

Tabela 3.4 – Localização dos barramentos

Seção Coordenada Plana UTM (N/E) Município

Distância da Tomada dágua do Ac. Arneiroz

II (km)

N E

Açude Arneiroz II 9.306.981 365.076 Arneiroz 0

Ponte CE

Arneiroz

9.301.250 371.039 Arneiroz 8,90

Caldeirões 9.278.148 398.506 Saboeiro 49,85

Barrinha 9.279.113 415.600 Saboeiro 72,25

Poço Grande 9.283.503 422.690 Jucás 80,77

Pilões 9.280.524 429.347 Jucás 89,10

Volta 9.275.530 428.837 Jucás 90,80

Padres 9.277.217 439.354 Jucás 109,38

Jucás 9.278.941 442.438 Jucás 113,42

3.2.3. Medição de vazão nas seções de controle no leito perenizado

Conhecendo a demanda no trecho, seja por consumo direto pelos usuários e pela perda por evaporação estimada dos barramentos, a próxima informação relevante é o consumo em cada trecho levantado. Nisso através de mediação a vau utilizando um aparelho de medição direta (flowtracker), fornecido pela Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos do estado do Ceará – COGERH, para realização do estudo, foi realizado no período de 12 meses campanhas de monitoramento no intervalo de 15 dias de uma medição/campanha para outra.

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Importante mencionar que, entre as seções Barragem Arneiroz II e Jusante Arneiroz II, há um barramento, a barragem da ponte CE Arneiroz.

A terceira seção localiza-se cerca de 43 km a jusante, é intitulada seção Montante Saboeiro e tem coordenadas N 9.282.124; E 394.732. A quarta seção de controle, jusante Saboeiro, localiza-se há 58 km da tomada dágua sob as coordenadas N 9.273.364 E 404.216, salientando que entre a seção Montante e Jusante Saboeiro existe uma barragem – Barragem Caldeirões. A seção intitulada Jusante Poço Grande localiza-se sob as coordenadas N 9.283.733; E 425.340 (após a barragem Poço Grande, e anterior a esta existe a barragem da Barrinha). A quinta seção de controle, denominada Jusante Volta, localiza-se a cerca de doze quilômetros da seção anterior nas coordenadas N 9.275.257; E 428.716 (após a barragem da volta, e anterior a esta existe a barragem dos Pilões). A última seção de controle, denominada Jusante Jucás (ou, também, Jusante Barragem Jucás, e anterior a esta existe a barragem dos Padres) localiza-se nas coordenadas N 9.278.910; E 442.401. O maior afluente do rio Juazeiro no trecho, rio Juá,

Identificou-se as seções no leito do rio Jaguaribe para a campanha de medição de vazão que se realizou a cada 15 dias, no período de 2º de julho de 2012 a 1º de julho de 2013. Na figura 3.3, identificado com letras estão às seções de medição de vazão com flowtracker.

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A distância de uma seção a outra variava conforme as condições do leito para realização das campanhas de medições de vazões, como podemos observar na tabela 3.5.

Tabela 3.5 – Informações das seções de monitoramento

Seção

Distância da seção anterior

(km)

Distância acumulada (km)

Coordenada Plana UTM

N E

Açude Arneiroz II 0 0 9.306.928 365.181

Jusante Arneiroz II

13,00 13,00 9.298.785 373.847

Montante Saboeiro

30,00 43,00 9.282.124 394.732

Jusante Saboeiro 15,00 58,00 9.273.364 404.216

Jusante Poço Grande

25,00 83,00 9.283.733 425.340

Jusante Volta 11,60 94,60 9.275.257 428.716

Jusante Jucás 18,40 113,00 9.278.910 442.401

3.2.4. Acompanhamento do Nível Estático dos poços de monitoramento

Conhecendo a oferta, a demanda, as perdas por evaporação dos barramentos, o consumo dos trechos levantados, a informação seguinte é conhecer a interação entre rio e o aqüífero existente. Para assim, avaliar a vazão que interfere nesta dinâmica que pode ser recíproca, e estimar a perda em trânsito neste sistema.

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Tabela 3.6 - Informações dos poços monitorados

Poço Dist.

Rio (m)

Coordenada UTM Localidade Município Prof.

(m)

N.E (m)

Situação

N E

PT1 (poço tubular)

78,00 9.281.912 386.595 Cachoeira Verde

Saboeiro 60,00 5,00 Desativado

PT2 (poço tubular)

222,00 9.280.888 389.096 Carnaúba Saboeiro 70,00 5,60 Em operação

PT3 (poço tubular)

200,00 9.272.286 417.061 Açudinho Jucás 36,00 8,00 Em operação

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4. RESULTADOS E DISCURSSÕES

A interação de toda pesquisa levantada em campo estão baseados em duas vertentes distintas: Oferta e demanda, neste contexto:

Oferta é o que o manancial possui armazenado e tem disponível para operação com uma maior garantia possível.

Demanda é conhecer todos os usos, consumos e perdas existentes que dependem da perenização do reservatório. Em que seção há maior consumo ou maiores perdas em trânsito? Estes questionamentos são facilmente respondidos quando se possui todas as informações de demandas e perdas.

4.1. Cadastro dos Usuários

No levantamento realizado no trecho foram cadastrados 155 usuários, sendo 152 irrigantes, 02 sistemas de abastecimento de sedes municipais (Saboeiro e Jucás) e 01 indústria de beneficiamento de calcário. Vale salientar a existência de 04 abastecimentos rurais, a saber: Cruzeta, Barrinha, Poço Grande e Volta.

Nisto, com base nas informações repassadas no cadastro, calculou-se a demanda anual dos usuários de irrigação, através do programa interno da Cogerh, SOL – Sistema de Outorgas e Licenças, que considerou nos cálculos estimativo a eficiência do método de irrigação, coeficiente da cultura e a evapotranspiração potencial, conforme tabela 4.1, 4.2 e 4.3; respectivamente.

Tabela 4.1 – Eficiência de Irrigação, conforme o método

Método de Irrigação de Irrigação Eficiência Horas Percentagem Molhada

Aspersão Convencional 0,75 24 1

Superfície Microbacias 0,75 24 1

Superfície Sulco 0,7 24 1

Superfície Inundação 0,6 24 1

Superfície Faixa 0,7 24 1

Localizada Gotejamento 0,85 24 0,6

Localizada Microaspersão 0,85 24 0,6

(53)

Tabela 4.2 – Coeficiente de cultura

CULTURA CICLO Coeficiente de Cultura

(DIA) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Banana 360 0,80 0,95 1,05 0,50 0,60 0,70 0,85 1,00 1,10 1,10 0,90 0,90

Capim 365 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975 0,975

Cebola 100 0,60 0,78 0,95 0,75 - - - - - - - -

Coco 360 0,75 0,75 0,75 0,75 0,70 0,70 0,65 0,65 0,70 0,70 0,70 0,70

Feijão 90 0,58 0,88 0,92 0,30 - - - - - - - -

Goiaba 365 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75

Laranja 360 0,85 0,85 0,85 0,85 0,80 0,80 0,75 0,75 0,80 0,80 0,80 0,80

Limão 365 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Mamão 365 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Maracujá 365 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

Milho 95 0,50 0,75 1,05 0,55 - - - - - - - -

Tomate 120 0,55 0,73 0,91 0,75 - - - - - - - -

Uva 365 0,6 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7 0,6 0,25 0,45

Fonte: Banco de dados SOL (Sistema de Outorga e Licença – Cogerh, 2012)

Tabela 4.3 – Evapotranspiração potencial (Cidade Arneiroz) Evapotranspiração Potencial – mm

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

170 141 122 112 111 118 130 145 161 174 181 178

Fonte: Banco de dados SOL (Sistema de Outorga e Licença – Cogerh, 2012)

Os cálculos das demandas hídricas das culturas realizado pelo sistema SOL, geraram o consumo anual de cada trecho detalhado no apêndice B. As formulas matemáticas contidas nos cálculos das estimativas de consumo hídrico estão no banco de dados do SOL, não sendo objeto de detalhamento nesta pesquisa, por não ser a área de domínio do autor.

(54)

Gráfico 4.1 – Áreas irrigadas, hectare, nos municípios sobre influencia da perenização do Açude Arneiroz II

15,35

17,8

167,04

Arneiroz Saboeiro Jucás

Totalizando 200,19 hectares de áreas irrigadas no trecho, entre o município de Arneiroz e Jucás, a distribuição dos tipos de culturas estão detalhadas em percentual no gráfico 4.2. O feijão e o capim são as culturas mais cultivadas no trecho.

Gráfico 4.2 – Tipos de culturas irrigadas no trecho

42,11%

0,60% 41,21%

0,92% 0,50%

9,52%

0,50% 0,95%

1,85%

1,85%

CAPIM GOIABA

UVA FEIJÃO

TOMATE HORTALIÇA

MANDIOCA BANANA

(55)

No gráfico 4.3, detalha-se os métodos de irrigação utilizados na área da pesquisa. A aspersão convencional representa 81% do tipo de sistema utilizado pelos usuários cadastrados.

Gráfico 4.3 – Métodos de irrigação no trecho cadastrado

81%

8% 1% 7%

2%1%

ASPERSÃO MANGUEIRA GOTEJAMENTO

MICROASPERSÃO INUNDAÇÃO SULCO

Quanto aos usos existentes no trecho há uma predominância significativa na irrigação, como mostra no gráfico 4.4, seguido do abastecimento humano e industrial.

Gráfico 4.4 – Usos existentes no trecho levantado

3,8%

95,6% 0,6%

Abastecimento Humano Irrigação Industria

(56)

Na figura 4.1 se observa a distribuição e localização de todos os usuários irrigantes cadastrados no trecho entre a tomada dágua do Açude Arneiroz II e a sede do município de Jucás.

Figura 4.1 - Mapa com a localização dos usuários cadastrados (google earth)

4.2. Batimétrias nos barramentos existente no trecho

(57)

Devido a dificuldade de navegação, em virtude da existência de inúmeras macrófitas aquáticas nas barragens, os levantamentos batimétricos não foram executados na bacia hidráulica em sua totalidade, como pode-se observar na trilha do traçado do barco, conforme as figuras no apêndice C.

Todas as barragens estavam com a capacidade máxima de armazenamento no período que foram realizadas as batimétrias, apresenta-se na tabela 4.4 o resumo das principais informações das batimétrias.

Tabela 4.4 – Tabela resumo das informações das Batimétrias realizadas

Barragem Área (m²) Volume (m³)

Perimetro (km)

Prof. Máx. encontrada

(m)

(Ponte CE) Arneiroz

77.095,86 161.898,641 2,5 4,60

Caldeirão 460.500,00 1.191.471,00 6,8 6,30 Barrinha 449.800,00 621.997,12 9,3 3,40 Poço Grande 381.578,00 295.725,76 6,0 1,80

Pilões 244.000,00 399.140,20 4,5 5,00

Volta 107.000,00 75.659,80 5,0 2,30

Padres 118.000,00 58.043,76 5,4 1,60

Jucás 254.000,00 146.255,44 10,0 1,76

4.3. Campanhas de monitoramento - medição de vazão nas seções de controle

(58)

A escolha das seções de monitoramento, para medição de vazão com uso do equipamento flowtracker, se baseou em áreas e velocidades de escoamento, feita com base em critérios adequados. O trecho do rio Jaguaribe sobre o qual se situa a seção teve a característica retilíneo, regime laminar constante, sobre uma seção transversal com poucas variáveis, margens e fundos estáveis, ausentes em sua extensão de ilhas ou bancos de sedimentos.

Imagem

Figura 2.1  –  Açude Arneiroz II (fonte: Cogerh, 2012)
Figura 2.2  –  Medido de nível elétrico (Fonte: Feitosa 1996)
Figura 3.1 - Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe, em destaque o Açude Arneiroz II (Fonte de dados:
Figura 3.2  –  Área em estudo  –  Perenização do Açude Arneiroz II (Fonte de dados: COGERH 2012
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Referências

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