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Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa
Stricto Sensu
em Planejamento e Gestão Ambiental
ESTUDO DOS PROCESSOS DE HIDROSSEDIMENTOLOGIA
DO EXUTÓRIO DO RIACHO FUNDO NO LAGO PARANOÁ,
DISTRITO FEDERAL
Brasília - DF
2011
Autor: Marcelo Rodrigues Wolter Guimarães
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MARCELO RODRIGUES WOLTER GUIMARÃES
ESTUDO DOS PROCESSOS DE HIDROSSEDIMENTOLOGIA DO EXUTÓRIO DO RIACHO FUNDO NO LAGO PARANOÁ, DISTRITO FEDERAL.
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Strictu Sensu em
Planejamento e Gestão Ambiental da Universidade Católica de Brasília, como requisito para a obtenção do Título de Mestre em Planejamento e Gestão Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Marcelo Gonçalves Resende
ii Ficha elaborada pela Biblioteca Pós-Graduação da UCB
G963e Guimarães, Marcelo Rodrigues Wolter.
Estudo dos processos de hidrossedimentologia do exutório do Riacho Fundo no Lago Paranoá, Distrito Federal. / Marcelo Rodrigues Wolter Guimarães – 2011.
91f. : il.; 30 cm
Dissertação (mestrado) – Universidade Católica de Brasília, 2011. Orientação: Marcelo Gonçalves Resende
1. Planejamento ambiental. 2. Transporte de sedimento. 3. Erosão do solo. 4. Bacias hidrográficas-Distrito Federal. I. Resende, Marcelo Gonçalves, orient. II. Título.
iv DEDICATÓRIA
AOS MEUS PAIS
Neusa e Marcos pelo amor, carinho e dedicação que sempre tiveram por mim.
À MINHA NAMORADA
Amanda pela ajuda, paciência, amor e pela presença em minha vida.
À FAMÍLIA PGA
Por se tornarem mais do que somente uma turma de mestrado. Nos tornamos uma família, a qual eu me orgulho de integrar.
AOS MEUS GRANDES AMIGOS
v AGRADECIMENTO
Para a realização dessa dissertação foi essencial a participação e a colaboração de alguns amigos e de algumas entidades, portanto gostaria de agradecer e expressar todo meu reconhecimento e gratidão.
Primeiramente gostaria de agradecer a Deus que iluminou o meu caminho durante essa caminhada.
Meu muito obrigado ao meu orientador, Prof. Dr. Marcelo Gonçalves Resende, pela orientação prestada, apoio nas tomadas de decisões e confiança no meu trabalho. Agradeço também aos demais membros da banca examinadora, pelas considerações feitas no sentido de aprimorar o conteúdo desse trabalho.
Agradeço ao meu amigo Engº Ambiental Pedro Duarte pelo apoio dado na confecção e interpretação dos cartogramas.
Agradeço aos meus amigos Biólogo Armando Júnior e Engº Civil Ivan Freitas, pela ajuda prestada na obtenção e manipulação da Imagem do ponto de amostragem dos dados utilizados nesse projeto.
Minha gratidão à Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (CAESB) pelo fornecimento dos dados que permitiram a elaboração dessa dissertação.
Meu agradecimento à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo incentivo financeiro através da Concessão de Bolsa de Estudos.
vi RESUMO
Referência: GUIMARAES, Marcelo. Estudo dos Processos de Hidrossedimentologia do Exutório do Riacho Fundo no Lago Paranoá, Distrito Federal. Dissertação (Mestrado em Planejamento e Gestão Ambiental) – Universidade Católica de Brasília, Brasília, 2011. 91p.
A Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo vem sofrendo com o aumento da taxa de impermeabilização do solo que, juntamente com a inadequada preservação das matas ciliares, propicia a erosão do solo e o aporte de sedimento para o corpo hídrico. O assoreamento já reduziu a área original do Lago Paranoá, sendo possível perceber a presença de ilhotas no braço do Riacho Fundo. É fundamental que se acompanhe as alterações no ciclo hidrossedimentológico para evitar problemas ambientais como o assoreamento, visto que ele acarreta na redução das calhas de escoamento e dos volumes de armazenamento dos cursos d’água. O presente trabalho tem como objetivo determinar a descarga sólida e a vazão sólida no Exutório do Riacho Fundo, assim como suas implicações na ocupação da bacia e para tanto, faz uma caracterização da contribuição do uso e da ocupação na produção de sedimento e elaborar a curva chave de sedimento dessa região. Nesse estudo, observou-se que 47,27% dessa região é formada por solos impermeáveis que favorecem o escoamento superficial, ademais houve uma redução nos índices de vegetação e um aumento da área com solos expostos nessa região com o passar dos anos. Tais passivos e a característica do relevo fazem com que a Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo apresente maiores taxas de escoamento superficial e, consequentemente, maior probabilidade de se desencadearem processos erosivos, gerando um aporte maior de material sedimentar para o corpo hídrico. Os dados de vazão sólida e vazão líquida possuem um coeficiente de correlação (R²) de 65,62% no Exutório do Riacho Fundo. Essa relação, aliada aos dados de pluviosidade, permite identificar eventos extraordinários como um evento de precipitação muito elevado, que pode acarretar em um aporte significativo de material sedimentar para dentro do corpo hídrico. Esse estudo obteve uma fórmula, através de uma regressão potencial da curva chave de sedimento, que permite estimar o valor da descarga sólida em suspensão através do valor da vazão líquida, com um R² de 65,62% para valores mensais e de 88,78% para valores acumulados ao longo dos anos. Depois de uma quantificação do material sedimentar no Exutório do Riacho Fundo, percebeu-se que a produção de sedimentos nessa Unidade Hidrográfica é média/alta, com tendências a ser caracterizada como alta caso a base de dados obtida estivesse completa. Na maioria dos meses analisados no período de janeiro de 2004 até dezembro de 2010, pode-se perceber que quando maior a vazão líquida medida, maior era a vazão sólida apresentada. Em alguns casos, houve a inversão dessa relação devido a um evento de precipitação muito elevado que, provavelmente, contribuiu com um aporte sedimentar maior do que esperado.
vii ABSTRACT
Reference: GUIMARAES, Marcelo. Study of the hydrosedimentologic
process in the Riacho Fundo’s exutory in Paranoá Lake, Federal District.
Dissertation (Master in Environmental planning and management) – Catholic University of Brasília, Brasília, 2011. 91p.
The Riacho Fundo’s sub-basin suffers with the increased rate of watertight soil which, jointly with the inadequate preservation of riparian areas, causes soil erosion and sediment pollution to the water resources. The sediment pollution has already reduced the original area of Paranoá Lake, and it’s possible to see islets in the Riacho Fundo’s arm. It is very importance to monitor changes in the hydrosedimentologic cycle to avoid environmental problems such as sediment pollution, because it entails on a reduction of the flowing chute and storage volumes of water courses. This study aims to determine the solid discharge and solid flow in the Riacho Fundo’s sub-basin, as well as their implications in the basin’s occupation. Thereunto makes the characterization of the use and occupation in the sediment’s production of this area and plots the sediment curve of this region. In this study, it was observed that 47.27% of this region is composed by impermeable soils that favor the runoff, furthermore there has been a reduction in vegetation indices and an increase in the area with exposed soil in the region over the years. Such liabilities and the characteristic of relief makes the Riacho Fundo’s sub-basin presents higher rates of runoff and, consequently, higher probability of unleashing erosive processes, generating a higher contribution of sedimentary material for the water resource. The solid flow and liquid flow data have a correlation coefficient (R²) of 65.62% in the Riacho Fundo sub-basin. This relationship, combined with the rainfall data, identifies extraordinary events such as an event of very high rainfall, which may cause a significant contribution of sedimentary material into the water resource. This study has obtained a formula, through a potential regression of the sediment curve, which allows estimating the value of suspended solid discharge through the value of the liquid flow, with an R² of 65.62% for monthly values and 88.78% for values accumulated over the years. Analyzing the quantity of sedimentary material in the Riacho Fundo’s sub-basin, the sediment’s production in this sub-basin is characterized as medium/high, tending to be characterized as high if the database was complete. In most analyzed months in the period from January 2004 until December 2010, we can realize that the higher the measured liquid flow, the higher was the solid flow. In some cases, there was the reversal of the relationship due to a very high rainfall event that probably contributed with a larger sediment supply than expected.
viii Lista de Ilustrações
Ilustração 1 - Trajetória de partículas sólidas ao longo do ciclo hidrossedimentológico.
Ilustração 2 – Cartograma das Regiões Hidrográficas do Distrito Federal com suas respectivas Bacias Hidrográficas.
Ilustração 3 – Cartograma das Unidades Hidrográficas da Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá.
Ilustração 4 – Cartograma das Regiões Administrativas inseridas na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 5 – Cartograma de Uso do Solo na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 6 – Cartograma de tipo de solos inseridas na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 7 – Cartograma de Hipsometria da Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 8 – Análise multitemporal dos índices de vegetação na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 9 - Caracterização multitemporal do uso do solo na Unidade Hidrográfico do Riacho Fundo.
Ilustração 10 - Susceptibilidade ambiental multitemporal frente às influências do processo de escoamento superficial na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 11 - Índices Pluviométricos na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 12 - Resultado da Análise das Áreas Saturáveis na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo (1984).
Ilustração 13 - Resultado da Análise das Áreas Saturáveis na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo (1996).
Ilustração 14 - Resultado da Análise das Áreas Saturáveis na Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo (2008).
ix Ilustração 16 – Dados de Sólidos Dissolvidos Totais (mg/L), Sólidos Suspensos (MG/L) e Vazão (m³/s) amostrados pela CAESB na Ponte do Aeroporto no exutório da Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo.
Ilustração 17 – Dados Pluviométricos Totais (mm) coletados pela CAESB na Estação de Tratamento de Esgoto do Riacho Fundo.
Ilustração 18 - Resultados obtidos dos cálculos realizados através das Equações (01) e (02), a partir dos dados fornecidos pela CAESB.
Ilustração 19 - Gráfico de relação entre Vazão Sólida x Vazão Líquida, com o respectivo coeficiente de correlação.
Ilustração 20 – Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2004.
Ilustração 21 – Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2005.
Ilustração 22 - Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2006.
Ilustração 23 - Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2007.
Ilustração 24 - Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2008.
Ilustração 25 - Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2009.
Ilustração 26 - Gráfico de vazão sólida x vazão líquida x pluviosidade do ano de 2010.
Ilustração 27 – Resultados de Vazão Líquida Acumulada (m³/s) e de Descarga Sólida em Suspensão Acumulada (t/d) obtidos.
Ilustração 28 – Curva chave acumulada de sedimentos do exutório do Riacho Fundo, com a equação da linha de tendência e o coeficiente de correlação. Ilustração 29 - Curva chave mensal de sedimentos do exutório do Riacho Fundo, com a equação da linha de tendência e o coeficiente de correlação. Ilustração 30 - Valores de produção de sedimento aceitáveis.
Ilustração 31 – Resultados da Descarga Sólida em Suspensão Anual (t/d) obtidos no Exutório do Riacho Fundo.
x Lista de Siglas
APA –Área de Proteção Ambiental
ARIE –Área de Relevante Interesse Ambiental
CAESB –Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal DBO –Demanda Bioquímica de Oxigênio
DF –Distrito Federal
EMBRAPA –Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária ETE –Estação de Tratamento de Esgoto
NOVACAP –Companhia Urbanizadora da Nova Capital do Brasil PDOT –Plano Diretor de Ordenamento Territorial
RA –Região Administrativa
SINDÁGUA/DF –Sindicato dos Trabalhadores na Indústria de Purificação de Água e em Serviços de Esgoto no Distrito Federal
SMPW –Setor de Mansões Park Way
SNUC –Sistema Nacional de Unidades de Conservação da Natureza UH – Unidade Hidrográfica
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ... 1
1.1 JUSTIFICATIVA ... 4
1.2 OBJETIVOS ... 5
1.2.1 OBJETIVO GERAL ... 5
1.2.2 OBETIVOS ESPECÍFICOS... 5
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 6
2.1 SITUAÇÃO URBANA DO DISTRITO FEDERAL ... 6
2.2 BACIA HIDROGRÁFICA DO LAGO PARANOÁ ... 7
2.3 ÁREA DE PROTEÇÃO AMBIENTAL DO LAGO PARANOÁ ... 8
2.4 O LAGO PARANOÁ ... 11
2.5 UNIDADE HIDROGRÁFICA DO RIACHO FUNDO ... 12
2.6 SEDIMENTO... 17
2.7 TRANSPORTE DE SEDIMENTO... 19
2.8 ASSOREAMENTO ... 24
3. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ... 26
3.1 Descrição da área de estudo ... 26
3.2 Caracterização da contribuição do uso e da ocupação da Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo na produção de sedimentos. ... 39
4. MATERIAL E MÉTODOS ... 48
4.1 Metodologia para caracterização da contribuição do uso e da ocupação da Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo na produção de sedimentos. ... 48
4.2 Elaboração da curva chave de sedimento (ou curva de descarga sólida) ... 49
4.3 Obtenção dos dados com a Companhia de Saneamento Ambiental do Distrito Federal (CAESB). ... 50
4.4 Manipulação dos dados. ... 51
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 54
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 70
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 74
ANEXO I – Metodologia 2540 C - Sólidos Totais Dissolvidos Secados a 180 °C ... 83
ANEXO II – Metodologia 2540 D - Sólidos Totais Suspensos Secados a 103 - 105 °C .. ... 86
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1.
INTRODUÇÃO
O processo de planejamento de Brasília se iniciou com a intenção de mudar a capital do Brasil para o interior do País. No entanto, mesmo com a existência de projetos urbanísticos e de instrumentos de controle do uso e da ocupação do território, a pressão migratória rompeu os limites inicialmente estipulados. Nos últimos anos, pode-se perceber um aumento na concentração da população em áreas urbanas, elevando para 95% o total da população que reside em região urbana. Isso acarreta em um agravamento crescente dos problemas ambientais urbanos, com destaque para a escassez de recursos hídricos e a suscetibilidade do solo à erosão
A Bacia do Lago Paranoá está localizada na região central do Distrito Federal, em uma região de alta renda e exemplo mundial de planejamento. No entanto, a remoção de matas ciliares e aterramento de nascentes evidenciam que preservar a natureza e os mananciais não foi contemplado nesse processo de planejamento. O crescimento urbano desordenado de Brasília ultrapassou todas as expectativas dos planos originais fazendo com que a Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá, principalmente na região do Riacho Fundo, sofra com o aumento da taxa de impermeabilização do solo e com o comprometimento da recarga dos lençóis subterrâneos.
2 biológica, erodindo os solos e poluindo solos e corpos d’água por causa da disposição inadequada de lixo e esgoto.
O Lago Paranoá é um lago artificial tipicamente urbano, formado com os objetivos principais de recreação e paisagismo. Por se situar em uma área com significativas aglomerações urbanas, o Lago Paranoá é um ecossistema altamente sensível às ações antrópicas. Fatores como erosão, carreamento de sólidos, assoreamento, danos à flora e aumento da vegetação flutuante podem minimizar a utilização e a vida útil do Lago Paranoá. Ademais, essa região é a receptora das elevadas cargas poluidoras oriundas das atividades urbanas e rurais, uma vez que se situa em nível abaixo desses núcleos urbanos. Tal aporte de material poluente já está modificando as características físicas, químicas e biológicas das águas do Lago.
A água é considerada como um bem de grande valor e, no Distrito Federal, a disponibilidade de recursos hídricos vem diminuindo em função do aumento da demanda e da redução da oferta, ocasionada pela interferência das atividades antrópicas no ciclo hidrológico.
Dentre os tributários do lago Paranoá, o Riacho Fundo é o que apresenta uma situação mais crítica e delicada quanto às condições ambientais com a pior qualidade de água entre os tributários do Lago Paranoá. Esta área é a que apresenta a maior densidade populacional do DF, apresentando áreas desmatadas, cascalheiras, degradação de solo e intensa urbanização sem redes de infra-estrutura básica. Tais passivos ambientais são agravados pela topografia da sub-bacia do Riacho Fundo que acarreta em um substancial aporte de sedimentos, comprovado pelo grave assoreamento do braço do Riacho Fundo no Lago Paranoá. A proximidade com o Plano Piloto e a grande valorização das terras promoveu um acelerado processo de desruralização da região.
3 os quais ele foi construído. O monitoramento do avanço do assoreamento é uma medida urgente que deve ser adorada para que sejam identificadas as causas e suas possíveis correções.
O extrapolamento da população prevista para ocupar a Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá acarreta em uma série de problemas nas questões de conservação dos mananciais existentes na bacia. Um dos impactos mais evidentes da ação antrópica nessa área é o assoreamento que já reduziu a área original do lago Paranoá. A evolução da área ocupada por sedimentos no braço do Riacho Fundo é nítida, passando de uma área de 0,20 Km² na década de 70 para 3,11 km² em 1999. Os sedimentos são considerados como o resultado da interação dos processos que ocorrem em um sistema aquático, servindo como banco de dados no estudo da evolução histórica dos ecossistemas da bacia. Ademais, o sedimento é o compartimento que apresenta a maior concentração de nutrientes em um ecossistema aquático, funcionando como um reservatório nutricional. A liberação desses nutrientes dos sedimentos de fundo, especialmente o fósforo e nitrogênio, acarreta no fenômeno da eutrofização.
Os sedimentos são materiais erodidos e que apresentam grande facilidade de transporte e deposição. O transporte dos sedimentos é um processo natural que faz parte da evolução da paisagem, ocorre sempre em um meio fluido e é fruto da combinação de duas variáveis: fornecimento de material e energia de fluxo. A medição do transporte de sedimentos permite determinar a descarga sólida de um corpo hídrico, ou seja, é possível determinar a quantidade de segmentos que passa em uma secção transversal por uma unidade de tempo.
É de fundamental importância que se acompanhe as alterações no ciclo hidrossedimentológico para se evitar problemas ambientais como assoreamento. Para tanto, deve-se medir as descargas sólidas e as vazões líquidas e plotar os volumes anuais acumulados de sedimento em função dos volumes de água correspondentes para que se obtenha uma curva que permita visualizar as tendências evolutivas da produção de sedimentos para prever possíveis desequilíbrios no ciclo hidrossedimentológico.
4 pela ocupação humana na bacia. Os sedimentos depositados provocam o assoreamento, reduzindo as calhas de escoamento e os volumes de armazenamento dos cursos d’água, resultando em transbordamentos e inundações, além de impedimento de navegação em determinadas áreas, redução na disponibilidade de habitats para os organismos aquáticos e a redução da profundidade que propicia a colonização do leito por plantas terrestres invasoras. As principais causas do assoreamento estão ligadas aos desmatamentos, uma vez que a exposição e a impermeabilização dos solos favorecem os processos erosivos e o transporte de materiais, que posteriormente serão drenados para o depósito final nos leitos dos cursos d’água. O fato de existirem pequenas ilhotas cobertas por vegetação no braço do Riacho Fundo deveria servir de alerta para que medidas urgentes para a recuperação ambiental nessa unidade hidrográfica fossem realizadas.
O assoreamento é um problema contínuo porque ainda existe um crescimento populacional na região, exigindo maior produção de alimentos e intensificando o uso e a ocupação do solo. A garantia da qualidade dos corpos d’água, assim como o tempo de vida útil, está ligada à capacidade da sociedade em gerenciar o uso e a ocupação do solo nas áreas de contribuição da bacia.
1.1 JUSTIFICATIVA
O estudo dos processos de hidrossedimentologia do exutório do Riacho Fundo no Lago Paranoá (DF), permitirá identificar e dimensionar o aporte de material sedimentável nesse braço do lago, auxiliando na tomada de decisão para a recuperação da qualidade e quantidade de água disponível dessa região altamente antropizada. Esse estudo se faz necessário uma vez que o lago é um acidente geográfico extremamente frágil e o processo de assoreamento pode levar à redução do seu espelho d’água e ao seu completo desaparecimento
5 Além disso, o controle da hidrossedimentação é de relevante importância econômica para o país, pois grande parte dos sedimentos presentes na água alcança reservatórios de usinas hidrelétricas que representam cerca de 90% da geração elétrica do Brasil, fazendo com que a produção de energia e a manutenção das usinas tenham um custo ainda mais elevado.
A Unidade Hidrográfica do Riacho Fundo localiza-se em uma área de intenso aglomerado urbano e teve sua ocupação de forma irregular, rápida e com poucas preocupações com o meio ambiente. Sendo assim, a quantidade de material sedimentar e resíduos sólidos que se deslocam até os corpos hídricos, deixando os seus leitos cada vez mais assoreados, é de grande magnitude. Consequentemente, o braço do Riacho Fundo na Bacia do Lago Paranoá está cada vez mais comprometido e é o grande fornecedor de material sólido para o Lago Paranoá.
Desta forma, é fundamental dimensionar o aporte deste material para que o Lago Paranoá seja menos comprometido no que se refere ao seu assoreamento.
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 OBJETIVO GERAL
Determinar a descarga sólida e a vazão sólida do exutório do Riacho Fundo, assim como suas implicações com a ocupação da bacia.
1.2.2 OBETIVOS ESPECÍFICOS
Calcular a vazão sólida e a descarga sólida da UH do Riacho Fundo para elaborar a curva chave de descarga sólida (curva chave de sedimento);
Caracterizar a contribuição do uso e ocupação da unidade hidrográfica na produção de sedimentos;
6
2.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 SITUAÇÃO URBANA DO DISTRITO FEDERAL
Brasília é fruto de um processo de planejamento longo, tendo início no tempo de império, quando a importância da mudança da capital para o interior do país já era vislumbrada. Mesmo com a existência de projetos urbanísticos e de instrumentos de controle do uso e da ocupação do território, a pressão migratória rompeu os limites imaginados inicialmente. O crescimento populacional acelerado obrigou a implantação de novos núcleos habitacionais antes mesmo da inauguração de Brasília (OLIVA et al., 2001).
No período de construção, implantação e consolidação urbana da nova capital brasileira, o Estado foi o grande promotor da ocupação do solo, pois atuava como planejador, construtor e financiador da ocupação. Dessa forma, o Estado ocupou a Capital Federal de modo a preservar seu núcleo central com uma região de alta renda e de serviços de infra- estrutura, formado pelo Plano Piloto. Porém, a pressão populacional formou a região periférica, constituída pelas cidades-satélites, com o objetivo de abrigar o contingente de população operária migrante e parte dos funcionários públicos com posições mais baixas na hierarquia funcional (CAIADO, 2005).
Segundo Sobrinho Junior (2004), a adequada gestão ambiental em ocupações territoriais foi um dos principais desafios do Poder Público, quando investido do papel de regulador do uso e ocupação do solo. A população urbana aumenta continuamente no mundo, acarretando no alargamento da faixa de exclusão social e na redução da capacidade de investimento do Estado, fazendo com que um percentual cada vez maior viva em condições precárias nas cidades. Como resultado, tem-se um agravamento crescente dos problemas ambientais urbanos, notadamente daqueles relativos à poluição e degradação do território.
7 migração contribuiu fortemente para o surgimento dos conflitos em torno da ocupação do solo (SÁ & MAKIUCHI, 2003).
Para Jatobá (2000), esses problemas são agravados no Distrito Federal em função da forte urbanização, uma vez que 95% da população está em área urbana. Tal urbanização faz com que as principais vulnerabilidades ambientais do território sejam a escassez de recursos hídricos e a suscetibilidade do solo à erosão.
Durante os últimos dez anos, aumentou muito o número de parcelamentos de terra irregulares na região do Distrito Federal, com a construção de verdadeiras cidades ou “condomínios”, transformando, rapidamente, áreas rurais e remanescentes de cerrado em regiões urbanas (FONSECA & NETTO, 2001).
2.2 BACIA HIDROGRÁFICA DO LAGO PARANOÁ
Na bacia do Lago Paranoá, que se encontra totalmente inserida no quadrilátero de 581.400 ha que conforma o Distrito Federal, situam-se o Plano Piloto de Brasília, patrimônio cultural da humanidade e exemplo mundial de planejamento urbano, e as áreas residenciais mais nobres do DF. Ali, a remoção – integral ou parcial – de matas ciliares e aterramento de nascentes evidenciam que preservar a vegetação e, consequentemente, os mananciais superficiais, não faz parte da cultura dos segmentos de alta renda, que habitam a capital federal. A água constitui um fator natural vulnerável nessa bacia bastante urbanizada, onde ocorrem inúmeras nascentes e corpos d’água de suma importância para a conservação da qualidade e quantidade de água do lago Paranoá (SOBRINHO JUNIOR, 2004).
De acordo com Sobrinho Junior (2004), a Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá, de aproximadamente 1.034,07 km², está localizada na região central do Distrito Federal, abrangendo uma área que corresponde a aproximadamente 18% do seu território. Divide-se em 5 sub-bacias, com características sócio-ambientais bem distintas, a saber: Lago Paranoá; Santa Maria/torto; Bananal; Riacho Fundo; e Ribeirão do Gama.
8 fazendo com que a área da bacia do Lago Paranoá, principalmente a do Riacho Fundo, sofra os efeitos desse crescimento, com um processo de expansão desenfreado sobre áreas ecologicamente sensíveis, sendo inclusive observadas áreas de risco no lago (PEREIRA, 2004).
Para Bessa et al. (2005), o modo como se deu o adensamento
populacional no Distrito Federal acarreta em consequências ambientais para a bacia do Paranoá tendo em vista a utilização da água para abastecimento urbano. Esse adensamento populacional aumenta a taxa de impermeabilização do solo e compromete ainda mais a recarga dos lençóis subterrâneos e, consequentemente poderá comprometer o abastecimento dos cursos d’água que abastecem essa bacia.
Quanto à ocupação do solo, existe uma contradição entre o planejamento do uso e a pressão da ocupação descontrolada, com parcelamentos de solo não planejados dentro da bacia e com o aparecimento de diversas invasões nas proximidades das Regiões Administrativas localizadas na área da bacia do Paranoá (BESSA et al., 2005).
Segundo Bessa et al. (2005), praticamente todos os Planos Diretores
elaborados para o Distrito Federal registraram preocupação com a proteção da Bacia Hidrográfica do Paranoá, propondo que os assentamentos fossem fora dessa bacia, de forma a preservar a cidade e respeitar a capacidade limite do lago.
Para a manutenção do lago, fator decisivo foi a criação de unidades de conservação dentro da bacia. Além de conservar a biodiversidade, essas áreas abrigam e protegem mananciais que fornecem grande parte da água que abastece o DF (BESSA et al., 2005).
2.3 ÁREA DE PROTEÇÃO AMBIENTAL DO LAGO PARANOÁ
9 As Áreas de Proteção Ambiental do DF foram criadas levando-se em conta o disposto no artigo 5º da Lei nº 9.985, de 18 de julho de 2005, que institui o Sistema Nacional de Unidades de Conservação – SNUC, e determina que “Área de Proteção Ambiental é uma área em geral extensa, com certo grau de ocupação humana, dotada de atributos abióticos, bióticos, estéticos ou culturais especialmente importantes para a qualidade de vida e o bem-estar das populações humanas, e tem como objetivos básicos proteger a diversidade biológica, disciplinar o processo de ocupação e assegurar a sustentabilidade do uso dos recursos naturais”.
De acordo com Bessa et al. (2005), a APA do Lago Paranoá foi criada
seguindo estes conceitos, porém até os dias de hoje, nada foi feito no sentido de se desenvolver um Plano de Manejo que possa vir a ajudar no ordenamento das áreas ocupadas por qualquer tipo de atividade, seja ela apenas residencial, seja ela de adensamento comercial. Isso fez com que as atividades econômicas dentro da APA do Lago Paranoá se desenvolvessem sem levar em consideração os objetivos de uma APA.
Ocupando cerca de 16 mil hectares de área urbana do Distrito Federal e abrangendo as regiões administrativas de Brasília, Paranoá, Lago Sul e Lago Norte – áreas de adensamento populacional, a APA do Lago Paranoá foi criada em 1989, por meio do Decreto nº 12.055/89, com objetivo de preservar parte da bacia do Lago Paranoá, ninhais de aves aquáticas, a vegetação remanescente do cerrado e as matas ciliares que protegem os córregos e ribeirões que deságuam no Lago Paranoá, formado artificialmente com o represamento do rio Paranoá, cujos afluentes são o rio Bananal e Torto, do lado norte, e os rios Vicente Pires, Riacho Fundo, Guará, Gama e Cabeça-de-Veado, pelo lado sul (BESSA et al., 2005).
De acordo com o Decreto nº 12.055 de 14 de dezembro de 1989, que cria a Área de Proteção Ambiental do Lago Paranoá, os objetivos estabelecidos em seu art. 3º são:
I - garantir a preservação do ecossistema natural ainda existente na bacia, com os seus recursos bióticos, hídricos, edáficos e aspectos paisagísticos;
10 IIl - manejar a recuperação da vegetação às margens dos diversos córregos que contribuem para o Lago Paranoá;
IV - promover a proteção e recuperação qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos existentes na bacia, contribuindo para a redução do assoreamento e poluição do Lago Paranoá;
V - assegurar a proteção dos ninhais de aves aquáticas e outros locais de pouso;
VI - desenvolver programas de educação ambiental e atividades de pesquisa sobre os ecossistemas locais;
VII - favorecer condições para recreação e lazer em contato com a natureza.
Para Bessa et. al. (2005), a APA do Lago Paranoá tem sido alvo de
parcelamento de zonas rurais e constantes ocupações irregulares que afetam diretamente a sua preservação. Os principais problemas ocasionados pelo uso irregular das terras e da ocupação territorial desordenada da APA do Lago Paranoá são: comprometimento de mananciais de abastecimento de água potável para a população; perda da diversidade biológica; erosão devido ao desmatamento e consequente compactação e impermeabilização de solos; poluição ambiental, em função da disposição inadequada de lixo e esgoto.
Na APA do Lago Paranoá está contida as ARIEs do Bosque, do Paranoá Sul e do Setor Habitacional Dom Bosco, além da Reserva Ecológica do Lago Paranoá e oito Parques Ecológicos de Uso Múltiplo. Somam-se, ao Parque Nacional de Brasília, a APA das Bacias do Gama e Cabeça de Veado, a ARIE da Granja do Ipê, o Parque Ecológico do Guará e a Reserva Ecológica do Guará, formando um corredor ecológico e protegendo a quase totalidade da Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá (RAMOS et al., 2001).
De acordo com Ramos et al. (2001), a APA ocupa terrenos da Chapada
da Contagem e da Chapada de Brasília, basicamente constituída de latossolos, além dos terrenos das encostas constituídas de cambissolos, no Lago Norte. Os solos hidromórficos e aluviões ocorrem nos estuários dos córregos tributários do Lago Paranoá.
Segundo Ramos et al. (2001), a vegetação é constituída de cerrado lato sensu, mata ciliar e reflorestamento com Pinus spp e Eucalyptus spp sobre a
11 2.4 O LAGO PARANOÁ
De acordo com Walter & Petrere (2007), a barragem do Lago Paranoá foi construída em 1959 com a finalidade de aumentar a umidade do ar, servir como área de recreação, obter um lugar para manutenção da fauna aquática, servir como paisagem e como um espaço para despejo de efluentes líquidos e águas pluviais.
O Lago Paranoá possuiu 40 km² de espelho d’água e sua bacia hidrográfica (com uma área de 1.050 km²) abriga vários núcleos urbanos e suas expansões, como é o caso do Núcleo Bandeirante, Guará I e II, Região Metropolitana, Candângolândia, Setor de Áreas Isoladas, SMPW e área-piloto Lúcio Costa (CORREA, 1988).
De acordo com Correa (1988), o Lago Paranoá torna-se o receptor inevitável das elevadas cargas poluidoras oriundas das atividades urbanas e rurais por situar-se em nível abaixo desses núcleos urbanos.
Durante as décadas de 1960 e 1970, Lago Paranoá passou por um processo de eutrofização devido à ineficiência na recolha e tratamento de esgotos nas duas estações de tratamento (Norte e Sul) que se localizam em suas margens. No entanto, a partir de 1993, novas estações de tratamento começaram a operar utilizando um sistema de remoção de nutrientes, permitindo que o ecossistema do lago pudesse se recompor (WALTER & PETRERE, 2007).
Para Sausen & Pereira (1986), fatores como erosão, carreamento de sólidos, assoreamento, eutrofização, danos à flora e aumento da vegetação flutuante são fatores que podem minimizar a utilização e a vida útil de um reservatório. Todos esses fatores geram sedimentos que alteram, de modo específico, as propriedades ópticas da água.
Desde a época do seu enchimento, em 1959, o Lago Paranoá começou a sofrer com crescente processo de degradação das características físicas, químicas e biológicas de suas águas, a ponto de ter comprometidas, hoje, as finalidades preponderantes de recreação e paisagismo para as quais foi originalmente idealizado (CORREA, 1988).
12 nome de seus principais afluentes: Braço do Ribeirão do Torto (a nordeste), Braço do Ribeirão Bananal (a noroeste), Braço do Ribeirão do Gama e Cabeça de Veado (a sudeste) e Braço do Riacho Fundo (a sudoeste).
Por se situar em áreas com significativas aglomerações urbanas, pode-se considerar que o Lago Paranoá é um lago tipicamente urbano. Dessa forma, pode-se afirmar que esse ecossistema apresenta uma elevada sensibilidade a ações antrópicas desenvolvidas em sua bacia de drenagem (PEREIRA, 2004).
Segundo Teixeira Pinto (2000), o Lago Paranoá tem sido estudado exaustivamente em função de suas características de receptor universal dos lançamentos que ocorrem em sua bacia hidrográfica por uma população de mais de 600.000 habitantes. Aliada a essa característica, o crescimento populacional do Distrito Federal, considerado exarcebado em relação ao previsto originalmente, tem trazido preocupações relativas aos conflitos gerados pela estrutura urbana.
O crescimento desordenado da população do Distrito Federal é uma das principais ameaças à sustentabilidade do Lago Paranoá. O Riacho Fundo é o que mais sofre agressões ambientais. O uso e a ocupação irregular do solo nas áreas próximas aos córregos Guará e Vicente Pires, afluentes do ribeirão, propiciam o escoamento do esgoto sem tratamento e outros sedimentos direto para o Lago. O assoreamento e o comprometimento da qualidade da água são alguns dos reflexos dessa falta de sintonia entre a expansão urbana e o meio ambiente. Segundo o presidente do Instituto Brasília Ambiental (IBRAM), Gustavo Souto Maior, por causa do assoreamento o Lago Paranoá, cartão-postal da cidade, já perdeu em tamanho o equivalente a aproximadamente 250 campos de futebol. Ele afirma que “Nos finais das asas Sul e Norte, por exemplo, onde antes era água, agora é terra. O Lago está encolhendo” (SINDICATO DOS TRABALHADORES NA INDÚSTRIA DE PURIFICAÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ÁGUA E EM SERVIÇOS DE ESGOTO DO DISTRITO FEDERAL [SINDÁGUA/DF], 2010).
2.5 UNIDADE HIDROGRÁFICA DO RIACHO FUNDO
13 Fundo (RA XVII); Candangolândia (RA XIX); Águas Claras (RA XX) e a Colônia Agrícola Vicente Pires que está em processo de regularização do condomínio, e ainda faz parte de Taguatinga (RA III). Dentre os tributários do Lago Paranoá, o Riacho Fundo é o que apresenta uma situação mais crítica quanto às condições ambientais e ecológicas (COSTA, 2005).
A Sub-bacia do Riacho Fundo é contribuinte do Lago Paranoá e os seus principais afluentes são os córregos Vicente Pires e Guará, pela margem esquerda, e o Córrego Ipê, pela margem direita. É a área que apresenta a maior densidade e diversidade de ocupação no Distrito Federal, decorrente dos desmatamentos ocorridos, acompanhados da exploração de cascalheiras, exposição e degradação do solo, movimentações de terra e forte urbanização, algumas desprovidas das redes de infra-estrutura adequadas. Esses fatores são agravados pela topografia da Sub-bacia, que acarreta o aporte substancial de sedimentos, comprovado pelo grave assoreamento do braço do Lago Paranoá que recebe a contribuição da Sub-bacia (FONSECA, 2001).
Nessa Sub-bacia que se localizou no início de 1957 o complexo administrativo, industrial e residencial da NOVACAP, acompanhado dos principais acampamentos das firmas construtoras que se instalaram para a construção de Brasília (NOVACAP, Candangolândia, Metropolitana, Camargo Corrêa, Saturnino Brito, Meton Servienge, Polienge e MM Quadros), e da popular Cidade Livre, o primeiro centro comercial e prestador de serviços dos tempos pioneiros (NETTO, 2001(b)).
Nos tempos atuais, á água vem sendo considerada como um bem de grande valor. No país como um todo, mais especificamente no caso do Distrito Federal, a disponibilidade de recursos hídricos vem diminuindo, em função do aumento da demanda, causada pelo crescimento demográfico e pelo desenvolvimento econômico, e da redução da oferta, propiciada por fatores de degradação ambiental como, por exemplo, o uso desordenado do solo (JUNIOR et. al., 2000).
14 integrado e a utilização racional dos recursos naturais e coibindo os efeitos deletérios do desenvolvimento desordenado (MACEDO, 2004).
Estudos revelam que as ocupações irregulares vêm provocando graves efeitos no estuário do Lago Paranoá, transformando as Colônias Agrícolas e áreas de reserva ambiental em parcelamentos de características urbanas de alta densidade; o desmatamento das matas ciliares e de galeria desprotege as nascentes e os cursos d’água e promove um assoreamento capaz de alterar o curso do Riacho Fundo; a exploração de cascalheiras e a exposição dos solos provocam erosões e voçorocas; a deposição de resíduos sólidos a céu aberto sem nenhum manejo ou reciclagem acarreta na contínua degradação dessa sub-bacia (COSTA, 2005).
Analisando a Lei Complementar n° 017, 28 de janeiro de 1997 que aprova o Plano Diretor de Ordenamento Territorial do Distrito Federal, percebe-se que a ocupação das zonas urbanas incidentes sobre a Bacia do Lago Paranoá só poderia ocorrer a partir de um planejamento global que especificasse a população prevista e a localização dos empreendimentos urbanísticos em consonância com a capacidade de suporte da Bacia, cujos fatores limitantes seriam definidos pelo Sistema Integrado de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Distrito Federal. Taguatinga é uma zona urbana de dinamização (área já urbanizada e que será urbanizada como expansão prioritária), porém uma parcela dela foi resguardada para fins rurais, como é o caso da Colônia Agrícola Vicente Pires.
Entre 1991 e 2000, o Riacho Fundo foi a Região Administrativa da Bacia do Lago Paranoá com maior taxa geométrica de crescimento anual. Nesse período, a população aumentou de 5.675 para 23.571 habitantes e perdeu 31,46% da mata nativa e o cerrado perdeu 70,82% de sua cobertura original (SÁ & MAKIUCHI, 2003).
15 O resultado dessa ocupação intensa do território manifesta-se como um quadro de diversos problemas ambientais na sub-bacia do Riacho Fundo, com reflexos visíveis no assoreamento do braço do Riacho Fundo na região de desembocadura do Lago Paranoá (NETTO, 2001 (a)).
A proximidade com o Plano Piloto e a grande valorização das terras na Colônia Agrícola Vicente Pires promoveu um acelerado processo de desruralização, muitas vezes através de parcelamentos de solo, geralmente de forma irregular. Apesar de exploradas sob o regime de arrendamento do GDF, hoje essa região tem a quase totalidade de suas áreas ocupadas por lotes residenciais (OLIVA et al., 2001).
A rede de drenagem da Sub-Bacia do Riacho Fundo é composta por diversos cursos d’água, cabendo destaque ao córrego Vicente Pires a oeste que é o maior manancial da Sub-bacia e é composto pelos córregos Cana-do-Reino e Cabeceira do Valo. A área drenada totaliza 97 km2, sendo que o curso principal possui uma extensão de 12 km, recebendo como afluentes os córregos Samambaia, Águas Claras, Vereda da Cruz, Arniqueira e Vereda Grande, todos pela margem direita. A vazão média de longo tempo é de 1,88m3/s, a vazão mínima é de 0,36m3/s e a vazão máxima é de 28,76m3/s (FERRANTE et. al. 2001).
Segundo Ferrante et al. (2001), o Ribeirão Riacho Fundo possuiu uma
área de drenagem de 225,48 km² e a extensão de seu curso principal é de 13 km. Seus afluentes são os córregos Vicente Pires, Guará e o Córrego do Ipê. Para Fonseca e Netto (2001), o Riacho Fundo apresenta a pior qualidade de água entre os tributários do Lago Paranoá, não apenas pela concentração elevada de fósforo (sempre acima de 48 Kg P/d), mas também devido ao assoreamento.
16 É também no Riacho Fundo que se observam os resultados mais alterados em relação à carga de nutrientes, nitrogênio orgânico e demanda bioquímica de oxigênio DBO, com uma substancial contribuição em termos de matéria orgânica, fósforo e nitrogênio (NETTO, 2001 (b)).
Burnett et al. (2001) destaca a presença de inúmeras áreas degradadas
e a inadequada preservação das matas ciliares, que são, em grande parte, responsáveis pelo assoreamento dos principais braços do lago, particularmente, pelo carreamento de sólidos inorgânicos no período chuvoso. Estudos preliminares, executados em 1998 na sub-bacia do Riacho Fundo, indicaram que cerca de 7% da sua área (14 km2) encontra-se com o solo
totalmente exposto.
O controle do assoreamento é fundamental para a vida e a preservação do lago, pois a redução do seu espelho d’água pode significar o comprometimento de uma série de usos, dificultando a navegação e o lazer, reduzindo sua capacidade de geração de energia e de diluição de águas servidas, com interferências na paisagem e no próprio plano urbanístico da cidade, considerada patrimônio da humanidade. O monitoramento do avanço do assoreamento do lago é a medida mais urgente para que sejam identificadas as suas causas, tendo em vista que o assoreamento é efeito de degradações ambientais, lançamentos e depósitos de resíduos e sedimentos da sua bacia de drenagem (NETTO, 2001(b)).
Particularmente o caso do Riacho Fundo é preocupante, sobretudo, porque sempre apresentou a pior situação de todas as áreas do lago, seja a propósito da qualidade das águas, seja com relação ao processo de assoreamento, seja quanto à presença de fósforo, elemento limitante do processo de eutrofização (OLIVA et al., 2001).
17 2.6 SEDIMENTO
O extrapolamento da população prevista para ocupar a Bacia do Lago Paranoá acarreta em uma série de problemas nas questões de conservação dos mananciais, pequenas nascentes e córregos que constituem a bacia. Desmatamentos das matas de galerias, drenagem e aterro de veredas e nascentes, assoreamento e ocupação inadequada dos solos têm resultado em perdas hídricas e custos ambientais ainda não percebidos pela população em geral. Um dos impactos mais evidentes desse tipo de ação antrópica é a redução da área original do Lago Paranoá. Quarenta anos após a construção de sua represa, calcula-se que o espelho já tenha sido reduzido em 2,3 Km². Uma análise comparativa de fotos aéreas tiradas em 1964 e em 1991 revela que uma área de 12,7 Km² ao longo dos tributários está assoreada (NETTO, 2001(b)).
De acordo com Chaves (2010), existem inúmeros estudos de perda de solo em vertentes, mas não há informações a respeito da produção de sedimento em bacias.
Em que pese a importância do Lago Paranoá para a cidade de Brasília, cenários de evolução da qualidade da água e modelos preditivos devem ser gerados para tentar modelar a dinâmica do fósforo retido no sedimento e o impacto da ocupação urbana atual (GALVÃO, 2005).
De acordo com Pereira (2004), os sedimentos podem ser considerados como o resultado da integração de todos os processos que ocorrem em um sistema aquático, servindo também como um importante banco de dados no estudo da evolução histórica do ecossistema aquático e do terrestre circundante (bacia).
O sedimento é um componente dinâmico de uma bacia hidrográfica e cria habitats favoráveis à biodiversidade, mas também age como uma fonte de contaminação através da liberação de elementos químicos na água (JARDIM
et. al., 2008).
18 nutrientes do sedimento de fundo e em lagos mais ou menos profundos, a mistura vertical pode ocorrer periodicamente como resultado de ventos fortes ou durante períodos de baixas temperaturas. Tal mistura traz de volta nutrientes regenerados para a superfície (DILLON & RIGLER, 1974).
Para Esteves (1998), o sedimento pode ser considerado o compartimento que apresenta a maior concentração de nutrientes na maioria dos ecossistemas aquáticos continentais, funcionando nestes casos como reservatórios nutricionais para os demais compartimentos. O aumento da concentração de nutrientes nos ambientes aquáticos, especialmente fósforo e nitrogênio, acarreta em um fenômeno denominado eutrofização.
As variações na concentração dos elementos nos sedimentos de fundo da bacia do Lago Paranoá podem estar relacionadas tanto à geologia e às condições hidrodinâmicas, quanto aos aportes antrópicos. As altas concentrações de vários elementos químicos foram obtidas nas regiões de baixa velocidade de corrente das drenagens ou recirculação, que promoveram o acúmulo de sedimentos finos (silte e argila) e matéria orgânica (MOREIRA & BOAVENTURA, 2003).
A evolução da área ocupada pelo sedimento no Lago Paranoá pode ser acompanhada através das estimativas realizadas nas décadas de 70, 80 e 90. A pequena área de 0,20 km² do Braço do Riacho Fundo ocupada por sedimento na década de 70 cresceu na década seguinte e alcançou em 1999 3,11 Km², segundo as estimativas da ecossondagem feita pela CAESB em 1998. Com base nas determinações de espessura da camada de sedimento orgânico, realizadas pela ecossonda, estimou-se o volume total do lodo entre 1,23 e 2,18 milhões de metros cúbicos. (ENELL, 1977; LEBOURGES et al.
1999)
Segundo Esteves (1998), o crescente aporte de nutrientes quer por fontes pontuais (lançamento de esgotos, galerias pluviais e outras) quer por fontes difusas (drenagem de áreas urbanas e agrícolas) acelera muito o processo de sedimentação dos sólidos em suspensão na água gerando acumulo de sedimento de fundo.
19 aquáticas nas áreas de intensa sedimentação. Nestas áreas, a baixa profundidade permite que mesmo o sistema radicular de plantas tipicamente flutuantes alcance e utilize o grande estoque de nutrientes disponível no sedimento (CACENAGHI et. al., 2003).
Na década de 70 o sedimento do Lago Paranoá consistia predominantemente de solo marrom avermelhado (latossolo) típico da região de cerrado, tendo sido observado depósitos de sedimento orgânico resultantes do lançamento de esgotos somente em uma pequena área (0,2 km²) localizada no braço do Riacho Fundo, nas proximidades da ETE SUL. Sua espessura foi estimada entre 10 e 40 cm e possuía concentrações de fósforo e nitrogênio respectivamente de 52 mgP/Kg e 7,46 mgN/Kg, expressos em relação à massa seca de sedimentos. O restante do lago apresenta sedimento inorgânico com coloração marrom-cinza com material em sedimentação, cujos teores de fósforo e nitrogênio se situavam em 4,1 mgP/Kg e 1,92 mgN/Kg, respectivamente, também expressos em relação à massa seca (ENELL, 1977).
Na década seguinte, foi realizada outra caracterização do sedimento do lago Paranoá. Nas imediações das ETE’s Norte e Sul, o material de fundo apresentou aspecto pastoso, coloração negra, elevado teor relativo de matéria orgânica e concentrações de 2.174 mgP/Kg e 2.900 mgN/Kg. A área ocupada pelos depósitos de sedimento foi estimada em 5,87 km², dos quais 2,03 km² nas imediações da ETE Sul, com uma espessura em torno de 3 metros. O sedimento das outras regiões do lago apresentou coloração cinza (braço do gama e região central sul) e marrom avermelhado (região central norte e braço do torto), com concentrações médias de nutrientes iguais a 1.043 mgP/Kg e 2.200 mgN/Kg. (ROSA et al., 1998)
2.7 TRANSPORTE DE SEDIMENTO
20 sedimentos é um processo natural que envolve remoção, transporte e deposição de material e faz parte da evolução da paisagem originando as formas geomorfológicas (SANTOS et. al., 2001).
As características dos sedimentos transportados por um rio dependem, principalmente, de fatores como a velocidade média da corrente (produto da declividade média), tipo de material fonte, clima e cobertura vegetal da mata ciliar imediatamente adjacente aos cursos de água. Estes fatores estão interligados, dessa forma os estudos geomorfológicos e hidrológicos se tornam de difícil compreensão quando vários destes fatores variam espacial e temporalmente dentro da bacia de drenagem (BRITO et. al., 2009).
A sedimentologia fluvial em regiões com forte pressão antrópica é especialmente complexa, uma vez que as atividades humanas afetam os fatores naturais. Entre as possíveis interferências nos processos de erosão e transporte de sedimentos em sistemas fluviais pode-se destacar o desmatamento e atividades agropecuárias, bem como a utilização da água e alteração dos cursos dos rios (BRITO et. al., 2009).
Os sedimentos são materiais erodidos e que apresentam facilidade de transporte e deposição, que está relacionada com movimento e transporte (físico ou químico) de material sólido (TEIXEIRA, 2001).
A hidráulica do escoamento superficial é afetada pela presença de resíduos vegetais na superfície do solo, causando redução da velocidade e aumento da resistência e da altura da lâmina do escoamento. A interposição física dos resíduos vegetais ao escoamento reduz as taxas de desagregação do solo e aumenta a resistência ao escoamento (CASSOL et. al., 2004).
As perdas de solo provocadas pela erosão hídrica constituem fatores de grande importância na diminuição da capacidade produtiva do solo, em virtude da remoção de nutrientes adsorvidos aos sedimentos minerais e orgânicos e solubilizados na água da enxurrada. Além disso, a erosão do solo promove o assoreamento e a eutrofização dos corpos hídricos onde o material transportado é depositado, comprometendo a qualidade das águas superficiais (BERTOL et. al., 2004).
21 forças atuantes no interior de fluidos, tendo a viscosidade como critério de abordagem.
De acordo com Teixeira (2001), a viscosidade é a propriedade física determinante do modo de manifestação das forças da superfície, assim como a densidade é a propriedade física determinante do modo de manifestação das forças de corpo; podendo assim ser classificado como transporte sedimentar de baixa ou alta viscosidade.
A viscosidade, a densidade e a profundidade do meio também influem no mecanismo de transporte de sedimentos, e a quantificação é feita por meio de medições de descarga sólida (TEIXEIRA, 2001.).
A água interceptada pela bacia hidrográfica em seu movimento rumo sua foz, flui sobre as rochas ou solos que revestem as vertentes e as calhas da rede de drenagem. A formação do material intemperizado na bacia hidrográfica e seu transporte até os rios é consequência da interação dos fatores hidrológicos. O ciclo hidrossedimentológico é um ciclo aberto que envolve o deslocamento, o transporte e o depósito de partículas sólidas presentes na superfície da bacia (CHRISTOFOLETTI, 1981).
Segundo Christofoletti (1981), a medição do transporte de sedimentos, permite determinar a descarga sólida, ou seja, a quantidade de sedimentos que passa em uma secção transversal por unidade de tempo; podendo ser feita de várias formas, sendo mais comum a técnica de amostragem. Isto permite definir a tipologia e a concentração do material que é transportado no momento da medição do transporte de sedimentos.
De acordo com Christofoletti (1981), a carga de sedimentos dos cursos d’água é caracterizada por uma mistura de partículas de diferentes tamanhos, formas e espécies, sendo que o tamanho é definido pelo seu maior diâmetro, a forma pelo coeficiente de esfericidade e sua espécie é definida por sua densidade.
A carga total de sedimentos é composta por materiais fornecidos por processos químicos, físicos e biológicos que determinam a erosão por mecanismos de transporte de massa. Os tipos de carga encontrados são as cargas dissolvidas, as cargas em suspensão e as cargas do leito (GUY, 1970).
22 pelo escoamento subterrâneo, existindo situações em que o escoamento superficial contribui para esta carga dissolvida através da poluição difusa.
De acordo com Guy (1970), a carga em suspensão é a fração mais fina do material carregado em que as forças provocadas pela ação da turbulência do fluido superam a ação da gravidade, impedindo a deposição das partículas. Sendo assim, esta carga em suspensão participa das características físicas da água, sendo carregada na mesma velocidade do fluxo. Ao diminuir a turbulência, em função da velocidade do fluxo, ocorre uma precipitação em função da densidade e do tamanho das partículas. Esta deposição pode ocorrer em trechos de água calma ou em lagos.
A carga do leito do rio é composta por partículas de granulometria maior (areia e cascalhos) que permanecem junto ao fundo do canal e são transportadas por meio de saltação, suspensão ou de arraste (deslizamento ou rolamento na superfície do leito) (GUY, 1970.).
De acordo com Bordas e Semmelmann (2007), os principais processos que regem o deslocamento de partículas sólidas, constituindo o ciclo hidrossedimentológico, são: desagregação, separação ou erosão, transporte, decantação (ou sedimentação), depósito e consolidação.
Desagregação: se refere ao desprendimento de partículas sólidas do meio das quais fazem parte.
Erosão: processo de deslocamento de seu local de origem das partículas sólidas da superfície do solo ou das paredes dos leitos dos córregos e rios, sob efeito do escoamento.
Transporte: o transporte do material erodido se dá de várias maneiras. As partículas mais pesadas deslocam-se sobre o fundo por rolamento, deslizamento ou por saltação. As mais leves deslocam-se no seio do escoamento e constituem a descarga sólida em suspensão.
Decantação ou sedimentação: processo pelo qual as partículas mais finas transportadas em suspensão, tendem a restabelecer contato com o fundo do leito sob efeito da gravidade.
23 Consolidação: é o acúmulo de partículas sobre o fundo e a compactação do depósito resultante sob o efeito do próprio peso dos sedimentos, da pressão hidrostática ou qualquer outro fenômeno que venha a aumentar a densidade dos depósitos.
A Ilustração 1 representa os principais processos que regem o ciclo hidrossedimentológico.
Ilustração 1 - Trajetória de partículas sólidas ao longo do ciclo hidrossedimentológico. Fonte: Adaptado de TUCCI, 2007.
24 2.8 ASSOREAMENTO
Oliva et al. (2001) define assoreamento como sendo os processos
naturais de redução de volume de um lago, que, entretanto, podem ser acelerados vertiginosamente pela ação do homem. A maioria dos nutrientes, sedimentos e matéria orgânica que afluem para um lago urbano são provenientes dos distúrbios ambientais causados pela ocupação humana na bacia. Portanto, a garantia da qualidade das suas águas e do seu tempo de vida está intimamente ligada à capacidade de a sociedade gerenciar o uso e a ocupação do solo da área de contribuição.
O sedimento que é depositado gera o assoreamento, sendo que o esse é caracterizado pelo arraste dos sedimentos para os cursos de água e reservatórios. Esta ação provoca a redução das calhas de escoamento e dos volumes de armazenamento, resultando em transbordamentos da água e inundações, com prejuízos materiais e sociais. São muitos os recursos hídricos que se encontram em processo acelerado de assoreamento, como consequência do desmatamento em sua bacia hidrográfica, especialmente com a remoção da mata ciliar (TEIXEIRA, 2001).
Segundo CABRAL et. al. (2009), a retenção de material particulado em
lagos, pela redução no regime de fluxo, é inevitável, porém, o assoreamento é um processo passível de ser administrado e reduzido. Na atualidade, inúmeros reservatórios brasileiros encontram-se total ou parcialmente assoreados. No entanto, já foram desenvolvidos estudos visando à manutenção e a redução de perda de vida útil de reservatórios.
25 A erosão é o processo de intemperismo e remoção das rochas e solos por meio de agentes naturais (água, vento, escoamento superficial, geleira), podendo ser acentuada e acelerada pela ação antrópica (TEIXEIRA, 2001).
Segundo Teixeira (2001), a taxa de erosão e, consequentemente, a produção de sedimentos em uma dada bacia constituem o reflexo de características físicas da região e da forma de uso e ocupação da mesma pelo homem. O crescimento populacional exige maior produção de alimentos, o que determina a necessidade de intensificação do uso e ocupação do solo, o que influencia diretamente os processos erosivos, o transporte de materiais e o assoreamento.
O processo erosivo constitui-se de três fases: desagregação, transporte e sedimentação. Inicia-se pela desagregação da estrutura do solo, com o impacto da gota de chuva que, após atingir a capacidade de saturação do solo, inicia o escoamento superficial, provocando o transporte e, após a perda da energia cinética da enxurrada a sedimentação das partículas sólidas, o que provoca não apenas a perda de solos, mas também a diminuição da fertilidade, o assoreamento e a poluição dos mananciais (MACEDO, 2004).
O assoreamento provoca o aterramento gradual dos mananciais, com a redução da capacidade de fornecer água para seus diversos usos e aumentando a turbidez da água, ocasionando a diminuição da penetração da luz solar (CHRISTOFOLETTI, 1981).
Segundo Burnett et. al. (2001), um levantamento de sedimento orgânico foi realizado em 1998 através de ecossondagem e pôde-se concluir que o sedimento ocupava uma área bem menor (3,51 Km²) que a estimada em 1988, porém confirma a espessura de cerca de 3 m nas imediações da ETE Brasília sul.
26 práticas agrícolas, exploração agropecuária, mineração ou para ocupações urbanas, em geral acompanhadas de movimentação de terra e da impermeabilização do solo, abrem caminho para os processos erosivos e para o transporte de materiais orgânicos e inorgânicos, que são drenados até o depósito final nos leitos dos cursos d’água e dos lagos.
O resultado dessa ocupação intensiva do território manifesta-se como um quadro de diversos problemas ambientais na sub-bacia do Riacho Fundo, com reflexos visíveis no assoreamento do braço do Riacho Fundo, na região de desembocadura no Lago Paranoá. Os problemas de assoreamento do lago podem ser ilustrados pela enorme quantidade de sedimentos depositados pelo Riacho Fundo, responsável pela redução do espelho d’água no braço Sul do lago, onde os detritos se transformam em verdadeiras ilhas cobertas de vegetação, um alerta para que sejam adotadas medidas urgentes para a recuperação ambiental da sub-bacia (NETTO, 2001(b)).
Além da expressiva perda de volume do reservatório e consequente diminuição do seu tempo de vida útil, outros impactos negativos são: o impedimento à navegação de determinadas áreas, em especial, aquelas próximas da foz dos tributários, redução na disponibilidade de habitats para os organismos aquáticos (principalmente peixes) e diminuição da profundidade média do ambiente, propícia à colonização por plantas terrestres invasoras (BURNETT et al., 2001)
3.
CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
3.1 Descrição da área de estudo
27 Federal, ocupando aproximadamente uma área de 3.658 km² e é constituída pelas bacias hidrográficas do Rio São Bartolomeu, do Lago Paranoá, do Rio Descoberto, do Rio Corumbá e do Rio São Marcos (FERRANTE et al., 2001).
O clima predominante da região, segundo a classificação de Köppen é “tropical de Savana”, com a concentração da precipitação pluviométrica no Verão. A estação chuvosa começa em outubro e termina em abril, representando 84% do total anual. O trimestre mais chuvoso é de novembro a janeiro. A estação seca vai de maio a setembro, sendo que, no trimestre mais seco (junho/julho/agosto), a precipitação representa somente 2% do total anual (FERRANTE et al., 2001).
Segundo Ferrante et al. (2001), por ter a maior área de drenagem, a
Região Hidrográfica do Paraná é de grande importância para a região, pois todas as grandes áreas urbanas do Distrito Federal e todas as captações de água para o abastecimento público estão localizadas nessa Região Hidrográfica.
28 Ilustração 2 – Cartograma das Regiões Hidrográficas do Distrito Federal com
suas respectivas Bacias Hidrográficas. Fonte: SICAD, 2009.
A Bacia Hidrográfica do Rio Preto localiza-se ao leste do DF e apresenta como principal curso de água o rio Preto. Nessa bacia, podem-se encontrar vários núcleos rurais, com ocupação menos adensada e com grande vocação agropecuária. Essa bacia é subdividida em sete Unidades Hidrográficas: Rio Jardim, Ribeirão Santa Rita, Ribeirão Extrema, Ribeirão Jacaré, Córrego São Bernardo, Ribeirão Jardim e Alto Rio Preto. (http://www.cbhpreto.df.gov.br/bacias.asp)
29 impermeabilizado, além de captação desordenada das águas superficiais. (http://www.cbhparanoa.df.gov.br/bacia_bartolomeu.asp)
A Bacia Hidrográfica do rio São Marcos drena uma pequena área do Distrito Federal (0,9% do DF) e é representada pelo córrego Samambaia e possui uma ocupação predominantemente agrícola. (http://www.cbhparanoa.df.gov.br/bacia_saomarcos.asp)
A Bacia do Rio Maranhão abrange o limite norte do Distrito Federal. Parte significativa dessa bacia está embarcada pela Área de Proteção Ambiental (APA) da Cafuringa e da Estação Ecológica de Águas Emendadas. Toda a bacia do Rio Maranhão integra a APA do Planalto Central, visto que é uma bacia de extrema importância para os recursos hídricos nacionais e distritais devido à sua disponibilidade hídrica. Atualmente, a expansão de núcleos urbanos vem ameaçando a integridade dessa bacia, o que vem contribuindo com a degradação das matas ciliares e de galeria, com o aumento do descarte inadequado de resíduos e efluentes, com a poluição dos solos e das águas, comprometendo toda a bacia. (ZOTTICH et al., 2007)
A Bacia Hidrográfica do rio Corumbá drena uma área que corresponde a 4,8% do território do DF. Essa bacia apresenta crescimento urbano desordenado e um elevado potencial hidrelétrico, com a presença de usinas hidrelétricas que geram energia para a região do entorno. (http://www.cbhparanoa.df.gov.br/bacia_corumba.asp)
A Bacia hidrográfica do rio Descoberto se localiza na porção oeste do Distrito Federal é uma das mais povoadas, com cerca de 20% de sua área ocupada por núcleos urbanos. O rio Descoberto é o principal curso de água desta bacia. Nessa bacia foi criado o Lago Descoberto que possui capacidade de armazenamento de 120 milhões de m³, abastecendo cerca de 68% da
população do DF com água tratada.
(http://www.cbhparanoa.df.gov.br/bacia_descoberto.asp)
30 importantes lagos: Lago Paranoá que foi construído em 1961 com o objetivo de amenizar as condições climáticas da região, permitir a geração de energia elétrica e propiciar opções de lazer para a população. O Lago de Santa Maria é o principal responsável pelo abastecimento de água no Plano Piloto. (http://www.cbhparanoa.df.gov.br/bacia_paranoa.asp)
A Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá é composta por cinco Unidades Hidrográficas conforme mostra a Ilustração 3:
Ilustração 3 – Cartograma das Unidades Hidrográficas da Bacia Hidrográfica do Lago Paranoá. Fonte: SICAD, 2009.
