ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DA VAZÃO E PRECIPITAÇÃO NA INFLUÊNCIA DE ENCHENTES NA BACIA HIDROGRÁFICA A MONTANTE DA CIDADE DE ITAJUBÁ

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ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DA VAZÃO E PRECIPITAÇÃO NA INFLUÊNCIA DE

ENCHENTES NA BACIA HIDROGRÁFICA A MONTANTE DA CIDADE DE ITAJUBÁ

Laura Thebit de Almeida

Doutoranda em Meteorologia Aplicada pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brasil l.thebit@gmail.com

Felipe Bernardes Silva

Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brasil prof.felipe.silva@unincor.edu.br

Roberto Avelino Cecílio

Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brasil roberto.cecilio@ufes.br

Marcel Carvalho Abreu

Doutor em Meteorologia Aplicada pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG,Brasil marcelc.abreu@gmail.com

Micael de Souza Fraga

Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, Brasil micaelfraga@gmail.com

RESUMO

As enchentes são eventos hidrológicos que causam sérios danos ambientais, econômicos e sociais. Com o aumento da precipitação na estação chuvosa e à maior frequência de chuvas intensas, a vazão dos cursos hídricos tende a aumentar. Tal fato, associado à urbanização sem plane amento e ao crescimento desordenado de cidades ao longo dos cursos d’água, vem favorecendo a ocorrência de tais eventos. A cidade de Itajubá, que se encontra inserida na bacia hidrográfica do rio Sapucaí, já presenciou vários eventos de enchentes. A bacia apresenta características morfométricas propícias a enchentes, o que faz com que a área demande uma atenção especial. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi de analisar o comportamento das vazões e precipitação desta bacia hidrográfica ao longo do tempo e verificar tendências de aumento ou redução nessas variáveis hidrometeorológicas. Foram aplicados testes não paramétricos de Mann-Kendall e Pettitt para a análise de tendências e conhecimento do ponto de mudança do comportamento da série. Foram analisados dados de vazões máximas, médias e mínimas ao longo do tempo e para cada mês e a precipitação máxima diária, a precipitação total anual e total mensal. Duas estações pluviométricas e fluviométricas foram analisadas, a montante e a jusante na área. De alguns resultados obtidos, na estação fluviométrica a montante, as vazões máximas mensais em geral apresentaram redução e as vazões mínimas mensais aumentaram na estação fluviométrica a montante. Na estação fluviométrica mais a jusante, a vazão máxima mensal em dezembro reduziu. Ambas as estações pluviométricas

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ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DA VAZÃO E PRECIPITAÇÃO Laura Thebit de Almeida NA INFLUÊNCIA DE ENCHENTES NA BACIA HIDROGRÁFICA Felipe Bernardes Silva A MONTANTE DA CIDADE DE ITAJUBÁ Roberto Avelino Cecílio Marcel Carvalho Abreu Micael de Souza Fraga

Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 125 apresentaram defasagem do início do ano hidrológico. As chuvas máximas das estações não se intensificaram e a bacia apresentou condições adequadas de conservação tratando-se de vazões.

Palavras chave: teste de Mann-Kendall, Tendência de chuva, Tendência de vazões

ANALYSIS OF FLOW BEHAVIOR AND PRECIPITATION IN FLOOD INFLUENCE IN THE WATER BASIN FROM ITAJUBÁ CITY

ABSTRACT

Floods are hydrological events that cause serious environmental, economic and social damage. With increasing rainfall in the rainy season and the higher frequency of heavy rainfall, the flow of waterways tends to increase and eventually generate floods. Unplanned urbanization and the disorderly growth of cities along waterways also favor flooding. The city of Itajubá, which belongs to the Sapucaí river basin, has witnessed several flood events. The basin has morphometric characteristics conducive to flooding, which makes the area require special attention. Therefore, the objective of this work is to analyze the behavior of flows and precipitation of this watershed over time and to verify trends of increase or decrease in these hydrometeorological variables. Nonparametric Mann-Kendall and Pettitt tests were applied for trend analysis and knowledge of the point of change of the behavior of the series. Data were analyzed for maximum, average and minimum flows over time and for each month and the maximum daily precipitation, the total annual and monthly total rainfall. Two rainfall and fluviometric stations were analyzed, upstream and downstream in the area. From some results obtained in the upstream fluviometric season, the monthly maximum outflows generally decreased and the minimum monthly outflows increased in the upstream fluviometric season. In the downstream river station, the maximum monthly flow in December decreased. Both rainfall seasons presented lag of the beginning of the hydrological year. The maximum rainfall of the seasons did not intensify and the basin presented adequate conservation conditions in the case of flows.

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1. INTRODUÇÃO

As enchentes são eventos hidrológicos que ocorrem periodicamente em cursos d’água devido a chuvas de considerável magnitude (TENÓRIO et al., 2017), sendo extremamente prejudiciais em sistemas agrícolas e em áreas urbanas.

Em áreas rurais, o início da estação chuvosa proporciona um maior umedecimento do solo e uma maior probabilidade de ocorrência de chuvas com intensidade maior em relação a taxa de infiltração estável, aumentando o acúmulo de água no solo que, eventualmente será escoada sobre a superfície(LORENZON; DIAS; TONELLO, 2015). O escoamento superficial é drenado para as calhas dos rios causando prejuízos como erosão hídrica, assoreamento dos rios e contribuindo para o aumento da vazão, dando origem às enchentes (PRUSKI; BRANDÃO; SILVA, 2004).

Em áreas urbanas, as enchentes ocorrem devido ao transbordamento de rios, devido a modificações nos padrões do ciclo hidrológico em regiões a montante (áreas rurais, por exemplo) e, ainda, devido à impermeabilização do solo, consequência do processo de urbanização (TENÓRIO et al., 2017).

A maior causa da intensificação das enchentes em áreas urbanas no Brasil é a rápida e pansão urbana, especialmente nas áreas marginais aos cursos d’água (ALMEIDA et al., 2017; SANTOS et al., 2015), desconsiderando ou mesmo negligenciando os possíveis efeitos da urbanização na dinâmica dos cursos hídricos (CARVALHO; SILVA; CABRAL, 2017). Frequentemente, tal expansão é mal ou não planejada, sendo não precedida de estudos associados às condições climáticas, ao comportamento das vazões e ao assoreamento das cal as dos rios, o qual promove o aumento da cota do nível d’água.

Diversos municípios da bacia hidrográfica do rio Sapucaí apresentam históricos de enchentes. Nesse sentido, destaca-se a cidade de Itajubá, que presenciou 74 eventos de cheias desde 1821, no qual o rio Sapucaí que atravessa a área urbana do município extravasa e ocasiona em uma grande área inundável (REIS; PONS; LOPES, 2016).

Fatores que podem indicar/influenciar na susceptibilidade de bacias hidrográficas à ocorrência de enchente são as características fisiográficas e morfométricas (LORENZON et al., 2014), o uso e ocupação da terra, e as tendências de mudanças hidroclimáticas, sobretudo, da

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 127 precipitação e da vazão (MENDES et al., 2019). Almeida et al. (2017) relataram que as enchentes observadas em Itajubá podem ser decorrentes da expressiva mudança na declividade do rio principal, consequência da elevada diferença de nível entre a região de cabeceira e o trecho a montante da sede municipal.

Os cenários de mudanças climáticas projetam o aumento da ocorrência de eventos de precipitação extrema assim como o aumento da área urbanizada (IPCC, 2019). Essas modificações desempenham um papel importante na perturbação de processos térmicos e dinâmicos, afetando a localização de tempestades (LIN; CHEN, 2011; VEMADO; PEREIRA FILHO, 2016), o que pode aumentar a ocorrência das enchentes em algumas localidades (ALMEIDA et al., 2017). Analisando cenários de mudanças climáticas em Minas Gerais, Reboita et al. (2018) e Santos; Martins; Torres, (2017) detectaram padrões de aumento de temperatura em todo o estado e de aumento de precipitações (chuvas acima da média) nos meses de verão. Essas constatações alertam para modificações no balanço hídrico, com o possível aumento da probabilidade de enchentes. Nesse sentido estudos que possam detectar tendências em elementos hidrometeorológicos são importantes para subsidiar o crescimento das cidades de forma segura, evitando áreas mais susceptíveis a ocorrência de enchentes.

Considerando a influência da vazão e precipitação nos eventos de enchente na cidade de Itajubá, o objetivo do trabalho foi analisar a presença de tendências no comportamento das chuvas máximas diária, mensal e anual; e das vazões máxima, média e mínima (em escalas mensal e anual), ao longo do tempo na bacia hidrográfica a montante da cidade de Itajubá.

2. MATERIAL E MÉTODOS

O trabalho foi desenvolvido na bacia hidrográfica do rio Sapucaí, em área de drenagem a montante da cidade de Itajubá, região sul do estado de Minas Gerais, Brasil (Figura 14). O clima da região é dividido entre Cwb e Cwa pela classificação climática de Köppen, indicando clima temperado chuvoso, quente ou moderadamente quente, com estação seca definida. A região sofre influência orográfica da serra da Mantiqueira, com altitudes superiores a 2.000 metros, sendo relevante no regime de chuvas (REBOITA et al., 2018). O bioma predominante na região é o de Mata Atlântica.

Os dados fluviométricos e pluviométricos foram obtidos no portal HidroWeb da Agência Nacional de Águas. Foram selecionadas estações com uma série de dados de, no mínimo, 50 anos, sendo um requisito estabelecido para a análise de tendências.

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 128 Duas estações fluviométricas atenderam ao requisito do número de anos na série temporal, sendo uma delas próxima à cidade de Itajubá, e outra na cabeceira da bacia (a montante de Itajubá), sendo seus códigos 61271000 e 61250000, respectivamente. Ambas apresentam séries diárias entre 1936 e 2014, totalizando 79 anos para análise.

A análise da precipitação considerou a estação 02245083 (São Sebastião de Itajubá), localizada a jusante da cidade de Itajubá e a estação 02245010 (Fazenda da Guarda), localizada na cabeceira da bacia. A série histórica da estação 02245083 apresentou 50 anos de dados, de 1966-2016, enquanto a da estação 02245010 apresentou 76 anos, de 1941-2017. Para as estações pluviométricas, a partir do ano 2000, foram considerados dados não consistidos e o período de análise dessas estações não foi coincidente para evitar o descarte das estações que não atendiam o critério de pelo menos 50 anos.

Os dados de precipitação analisados foram as chuvas máximas diárias mensais, o total precipitado mensal e o total anual. Para as vazões, foram analisadas as vazões máximas, as vazões médias e as vazões mínimas, as vazões mensais e anuais.

Figura 14: Localização da bacia de estudo e das estações pluviométricas e fluviométricas

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 129 Para realizar a análise da tendência no comportamento das variáveis hidrológicas, o teste indicado pela Organização Meteorológica Mundial é o teste não paramétrico de Mann-Kendall (KENDALL, 1975; MANN, 1945). O teste de Mann-Mann-Kendall tem a vantagem de não assumir nenhuma forma especial para a função de distribuição dos dados, possui rigor equivalente aos testes paramétricos (DA SILVA et al., 2015) e tem sido aplicado em diversos estudos hidrometeorológicos (BARUA et al., 2012; CALOIERO; COSCARELLI; FERRARI, 2018; KUNDU et al., 2015). A estatística do teste de Mann-Kendall (S) é obtida comparando-se cada valor da série temporal com os valores antecessores em ordem sequencial, atribuindo o valor de -1 quando o valor comparado é inferior ao seu antecessor e +1 quando é superior (BARUA et al., 2012). A estatística S é obtida pela soma de todas as contagens, conforme segue:

em que:

O teste tende para normalidade quando em grandes valores, a média e variância são dadas por:

,

, em que “n” é o taman o da série temporal.

Assim, em casos em que o tamanho da amostra (n) é maior que 30, a estatística padrão Z é calculada da seguinte maneira:

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 130 A significância do teste é feita comparando o valor de Z calculado em módulo (|Z|) e o valor de Z tabelado (Z1-(α/2)), vinculado a um nível de significância (α), dado pela tabela Z normal.

Quando |Z| é maior que Z1-(α/2) rejeita-se a hipótese nula (H0) de que a série não apresenta

tendência. Quando significativa, a variável Z indica a presença de tendência positiva (acréscimo) se Z for maior que 0 e tendência negativa (redução) se Z for menor que 0. O nível de significância adotado para o teste de Mann-Kendall foi de 5%.

Para verificar o ponto de mudança de comportamento na série foi utilizado o Teste de Pettitt (PETTITT, 1979), também de uso recorrente em estudos hidrológicos (DURRANS, 2013; KUNDU et al., 2015). O teste de Pettit é não paramétrico e também não necessita de nenhuma suposição a respeito da distribuição dos dados para verificar se duas amostras fazem parte de uma mesma população. Caso as duas amostras sejam discriminadas de populações diferentes, o teste identifica o ponto de ruptura, de acordo com a seguinte estatística:

em que:

A estatística k(t) representa o ponto de mudança t significativo no qual o valor de é máximo e está associado a um nível de significância (P) calculado como se segue:

em que, P é o nível de significância, KN é o valor crítico e N é o número de anos da série

histórica. O nível de significância utilizado para o teste de Pettitt foi de 5%.

A análise de regressão linear simples foi utilizada para verificar a taxa de acréscimo ou decréscimo da precipitação e/ou vazão, quando a tendência for detectada pelo teste de Mann-Kendall. Esse procedimento estatístico foi utilizado por Ávila et al. (2014) e (Durães; Mello

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 131 (2016), no qual consiste em analisar o coeficiente angular da regressão que considera os anos analisados como variável preditora e a variável hidrometeorológica como variável resposta. Todas as análises foram conduzidas no software R de livre acesso.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados do teste de Mann-Kendall para as vazões máximas, médias e mínimas diárias anuais (Tabela 1), apontaram tendências (p-valor < 0,05) negativas (valor de Z negativo), ou seja, há uma redução na magnitude de todas as vazões, tanto para a estação 61271000 (de jusante), quanto para a estação 6125000 (de montante). O período em que correram a mudança de comportamento variou entre as séries.

Na estação a jusante, as vazões máximas e mínimas tiveram pontos de mudança distantes em aproximadamente um ano (abril de 1999 e junho de 2000, respectivamente), enquanto que nas vazões médias a mudança na série ocorreu em junho de 2011. Já na estação a montante, os pontos de ruptura das vazões máximas, médias e mínimas ocorreram nos anos de 1988, 1975 e 1989, respectivamente. A análise dos possíveis motivos para essas tendências necessitam de uma análise mais detalhada do que ocorreu com a precipitação e com o uso e cobertura do solo.

Tabela 1: Tendência na série histórica completa das vazões máximas, médias e mínimas.

Vazões total anual 61271000 (Jusante) Vazões total anual 6125000 (Montante)

Vazão Máxima Média Mínima Máxima Média Mínima

Z -0.0807 -0.0793 -0.1033 -0.0892 0.0401 -0.0350

p-valor 0.0083 0.0095 0.0007 0.0000 0.0640 0.1052

Mês/ano da Mudança 4/1999 6/2011 5/2000 6/1988 12/1975 4/1989

O comportamento das vazões mensais: máximas, médias e mínimas para cada mês do ano estão representadas na Figura 15 e Figura 16. Na Figura 15, são apresentados os resultados dos testes de tendência e o ano de mudança na série, quando a tendência foi considerada significativa. É possível observar que na foz da bacia corre redução da vazão máxima, no mês de

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 132 Dezembro e com ponto de mudança em 1990, assim como ocorre com a vazão média, provavelmente uma consequência da redução da vazão máxima. Já na estação próxima à cabeceira, a redução da vazão máxima ocorreu nos meses de Novembro a Abril, que compreendem a estação mais chuvosa na região, aumento da vazão mínima nos meses de Junho a Novembro, meses considerados mais secos (inverno), e redução da vazão mínima somente no mês de Março (estação de transição entre o período chuvoso e o período estiagem).

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Figura 15: Comportamento mensal das vazões máximas, médias e mínimas das estações a

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Figura 16: Comportamento mensal das vazões máximas, médias e mínimas das estações a

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Tabela 2: Tendência na série histórica mensal das vazões máximas, médias e mínimas.

Vazão máxima 6127100 (Jusante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z 0.082 0.040 -0.128 -0.269 -0.115 -0.114 0.030 -0.169 -0.050 -0.100 -0.071 -0.335

p-valor 0.463 0.727 0.249 0.015 0.300 0.305 0.798 0.127 0.658 0.370 0.529 0.003

Ano de

Mudança - - - 1990

Vazão média 6127100 (Jusante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.013 0.031 -0.018 -0.128 -0.108 -0.123 -0.004 -0.115 -0.128 -0.118 -0.136 -0.328

p-valor 0.916 0.789 0.880 0.249 0.334 0.268 0.981 0.300 0.249 0.289 0.221 0.003

Ano de

Mudança - - - 1986

Vazão mínima 6127100 (Jusante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.080 0.022 0.030 -0.073 -0.104 -0.054 0.023 -0.112 -0.100 -0.050 -0.033 -0.004

p-valor 0.477 0.852 0.798 0.514 0.351 0.633 0.843 0.316 0.370 0.658 0.771 0.981

Ano de

Mudança - - - -

Vazão máxima 6125000 (Cabeceira)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.176 -0.249 -0.246 -0.189 -0.077 -0.049 0.052 0.034 -0.072 -0.023 -0.180 -0.162 p-valor 0.022 0.001 0.001 0.013 0.317 0.520 0.501 0.663 0.346 0.768 0.018 0.034 Ano de

Mudança 1985 1970 1970 1992 - - - 1983 1988 Vazão média 6125000 (Cabeceira)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.119 -0.209 -0.199 -0.128 -0.041 0.068 0.181 0.131 0.108 0.059 0.045 -0.093

p-valor 0.120 0.006 0.010 0.095 0.597 0.376 0.018 0.087 0.161 0.446 0.559 0.229

Ano de

Mudança 1968 1970 1970 1989 - - 1978 - - - - - Vazão mínima 6125000 (Cabeceira)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.003 -0.034 -0.165 -0.046 0.043 0.149 0.170 0.180 0.208 0.145 0.163 0.112

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Ano de

Mudança - - 1989 - - 1975 1975 1975 1975 1975 1978 -

O comportamento da precipitação nas estações a jusante e a montante de Itajubá estão representados na Figura 17 a análise da precipitação é de extrema importância, uma vez que a mesma está diretamente relacionada ao comportamento da vazão (ULIANA et al., 2015). Portanto, a primeira alternativa a ser discutida como causa da alteração nas vazões é a análise das precipitações e se a mesma apresenta tendência em períodos de tempo próximo ao das vazões.

A Tabela 3 mostra o resultado do teste de Mann-Kendall para a precipitação anual, o qual somente a estação 02245083 apresentou tendência de decréscimo da precipitação anual.

Tabela 3: Tendência na série histórica total das chuvas.

Precipitação anual (mm)

02245083 02245010

Z -0.2039 0.0058

p-valor 0.0468 0.9439

Ano de Mudança 1993 -

A análise das tendências mensais das precipitações apontou meses com tendências nas duas estações (Tabela 4). A precipitação máxima diária não apresentou tendência na estação 02245086 (jusante), enquanto na estação 02245010 (a montante) a tendência de decréscimo de precipitação foi detectada em outubro. Existe, portanto, uma defasagem de poucos meses entre a tendência de redução das vazões máximas e médias observadas na estação

fluviométrica 6127100, em relação à redução da precipitação na estação 02245086. A redução da precipitação na estação 02245086, portanto, pode ser o fator que determina redução na vazão (BELIHU et al., 2018; LOVE et al., 2010).

Na estação 02245010 (a montante), o mês de maio apresentou tendências de aumento na precipitação máxima diária e na precipitação total mensal. Além de maio, o mês de novembro apresentou tendência de decréscimo na precipitação máxima mensal e de acréscimo na precipitação total mensal. Essa tendência de acréscimo de precipitação em maio pode ter

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 137 contribuído para a tendência de acréscimo nas vazões mínimas de junho a novembro, na estação fluviométrica 612500, situação semelhante a encontrada por Uliana et al. (2015). A defasagem temporal do aumento da vazão em relação a da precipitação pode ser atribuída ao tempo de defasagem de infiltração e abastecimento do lençol freático. Já a redução nas vazões máximas (de novembro a abril) e médias (de fevereiro a abril) pode ter relação com a redução das chuvas máximas diárias mensais em novembro, além de consequências relacionadas ao uso e ocupação do solo, uma vez que essas estações ocupam uma área de interesse ambiental (região na cabeceira da bacia do Sapucaí), onde a mata ciliar vem sendo recuperada (FELIX; ALVES; LIMA, 2019) sendo enquadrada nessa categoria no plano diretor da cidade de Itajubá, MG (ITAJUBÁ, 1988, 1993, 2003).

Tabela 4: Tendência na série histórica mensal das chuvas máximas diárias e total mensal.

Chuva máxima diária mensal 02245083 (Jusante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z -0.069 -0.013 0.083 -0.070 -0.066 0.098 0.050 -0.170 -0.046 -0.087 -0.004 0.009

p-valor 0.516 0.903 0.441 0.504 0.530 0.367 0.644 0.113 0.659 0.405 0.976 0.937

Ano de

Mudança - - - -

Chuva total mensal 02245083 (Jusante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z 0.052 -0.128 0.059 -0.045 -0.074 0.106 0.097 -0.164 -0.076 -0.208 -0.047 -0.134

p-valor 0.620 0.217 0.570 0.666 0.485 0.328 0.356 0.121 0.463 0.045 0.653 0.196

Ano de

Mudança - - - 1998 - -

Chuva máxima diária mensal 02245010 (Montante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z 0.010 -0.114 -0.048 -0.008 0.170 -0.028 0.026 0.056 0.024 -0.067 -0.161 -0.016

p-valor 0.896 0.166 0.547 0.916 0.038 0.727 0.752 0.491 0.765 0.416 0.052 0.838

Ano de

Mudança - - - - 1981 - - - 1979 -

Chuva total mensal 02245010 (Montante)

Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Z 0.1258 0.0204 0.0260 0.0642 0.2416 0.0119 0.0106 0.0999 0.1394 0.0830 0.1558 0.0681

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p-valor 0.1114 0.8010 0.7453 0.4181 0.0027 0.8877 0.8993 0.2206 0.0801 0.2980 0.0487 0.3898

Ano de

Mudança - - - - 1982 - - - 1991 -

Figura 17: Precipitação máxima, média e mínima mensal para as estações a jusante e a

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 139 A Tabela 5 mostra os parâmetros das regressões lineares entre as vazões (máximas, médias e mínimas) em meses em que a tendência foi detectada, assim como a variação decenária dessas vazões. As taxas de modificação das vazões a cada década variaram nos meses e entre as estações. Na estação 6125000 as vazões máximas tenderam ao decréscimo médio de 1,18 (± 0,55) m3 s-1 por década, as vazões médias tiveram tendência média de decréscimo de 0,18 (± 0,20) m3 s-1 por década, enquanto que as vazões mínimas tenderam ao acréscimo de 0,01 (± 0,07) m3 s-1, considerando os meses com tendência significativa. Já a estação 6127100 apresentou taxas de redução das vazões máximas de 11,17 m3 s-1 e taxa de redução das vazões médias de -2,39 m3 s-1, em dezembro.

Tabela 5: Coeficientes das regressões lineares e a taxa decadal de modificação das vazões.

Estação fluviométrica 6125000

β0 β1 Taxa de modificação decadal (m3 s-1 ) Vazão máxima Janeiro 246,6224 -0,1155 -1,1545 Fevereiro 416,6781 -0,2015 -2,0154 Março 332,7651 -0,1612 -1,6117 Abril 111,6625 -0,0517 -0,5170 Novembro 158,7948 -0,0757 -0,7567 Dezembro 220,2099 -0,1042 -1,0421 Vazão média Fevereiro 75,7972 -0,0350 -0,3503 Março 74,8635 -0,0350 -0,3498 Abril 22,9748 -0,0094 -0,0941 Julho -8,9013 0,0058 0,0583 Vazão mínima Março 33,7795 -0,0152 -0,1516 Junho

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-4,5705 0,0036 0,0359 Julho -5,1166 0,0037 0,0371 Agosto -5,0327 0,0035 0,0350 Setembro -7,4390 0,0047 0,0465 Outubro -5,8353 0,0038 0,0384 Novembro -5,9986 0,0040 0,0399 Estação fluviométrica 6127100 Vazão máxima Dezembro 2291,2279 -1,1167 -11,1667 Vazão média Dezembro 500,7802 -0,2392 -2,3917

A Tabela 6 mostra as taxas de redução ou aumento da precipitação máxima diária mensal e máxima mensal, quando tendências foram detectadas pelo teste de Mann-Kendall. Nos meses de maio e outono a tendência é de aumento das precipitações com taxas de aproximadamente 10 mm por década. Nesse sentido, as estações de (outono e primavera) tendem a aumento das chuvas, o que pode contribuir por um maior período de solo em condições de maior susceptibilidade a erosão e menores taxa de infiltração. Esse fato é relevante especialmente na transição entre a primavera e o verão, que pode indicar uma tendência de recuo do ano hidrológico para outubro (normalmente considera-se novembro), aumentando o período chuvoso na região.

Além da precipitação, outros fatores influenciam no comportamento das vazões, tais como o uso e ocupação do solo e a captação da água para diferentes usos. O município de Itajubá apresentou taxa de crescimento populacional de 1,96% anual (IBGE, 2010; BRASIL, 2019). Atualmente, o plano diretor da cidade de Itajubá define áreas à margem do rio Sapucaí como não edificáveis(FELIX; ALVES; LIMA, 2019). Essas práticas aliadas ao cumprimento do código florestal que define áreas de topo de morro e áreas declivosas como áreas de

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 141 preservação permanente, podem contribuir com processos fundamentais de atenuação dos efeitos adversos da chuva.

Tabela 6: Coeficientes das regressões lineares e a taxa decadal de modificação das

precipitações.

Estação pluviométrica 02245010

β0 β1 Taxa de modificação decadal (mm)

Chuva máxima diária mensal

Maio

-324,8697 0,1758 1,7578

Outubro

189,8465 -0,0797 -0,7971

Chuva total mensal

Maio

-1936,6695 1,0159 10,1588

Outubro

-1937,1446 1,0561 10,5611

Estação pluviométrica 02245083 Chuva total mensal

Outubro

2146,0371 -1,0158 -10,1579

O aumento da vegetação aumenta a rugosidade do terreno, o que contribui para uma maior interceptação da água da chuva, reduzindo processos como o selamento superficial e o escoamento superficial (LORENZON; DIAS; TONELLO, 2015; PRUSKI; BRANDÃO; SILVA, 2004), que podem contribuir para vazões de maiores magnitudes e, eventualmente, enchentes. Dessa forma, o processo de infiltração da água no solo, principalmente nos caminhos preferenciais formados pelas raízes das plantas, será mais efetivo, o que contribui para um aumento da vazão no período de estiagem, devido ao processo de movimento da água no solo. Esta dinâmica é extremamente importante dentro da bacia hidrográfica para a manutenção das vazões e faz com que a água que infiltrou permaneça por mais tempo dentro da bacia hidrográfica.

Diante do que foi observado, sendo uma região que apresenta elevado índice de enchentes, pode-se dizer que as condições de redução de vazões são favoráveis, uma vez que ocorrem no período chuvoso. A vazão máxima reduziu no período chuvoso, período mais crítico

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Rev. Augustus | ISSN: 1981-1896 | Rio de Janeiro | v.24 | n. 49 | p. 124-145 | nov.2019/fev.2020. 142 para a ocorrência de enchentes e a vazão mínima aumentou em meses de estiagem (estação seca). Este fato pode ser consequência do aumento da conservação na bacia hidrográfica, além de modificações nos padrões de chuva.

4. CONCLUSÕES

A região a montante da cidade de Itajubá apresentou tendências nas vazões e na precipitação em poucos meses, em geral de redução.

As vazões máximas da estação próxima à cabeceira da bacia hidrográfica da cidade de Itajubá apresentaram redução no comportamento da vazão máxima, sobretudo meses da estação chuvosa (novembro a abril); e aumento no comportamento da vazão mínima para a maioria dos meses do ano, sobretudo nos meses do período de seca (Junho a Novembro). A estação pluviométrica na mesma região apresentou tendência de aumento da chuva intensa e total precipitado no mês de maio, o que contribui com o aumento da vazão mínima.

As tendências das precipitações na região foram capazes de explicar parte das tendências ocorridas nas vazões. Porém, não se pode negligenciar as mudanças do uso e ocupação do solo como agente de modificação no regime de vazões.

5. AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudos.

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____________________ Recebido em 25/11/2019. Aceito em 11/12/2019.