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http://6cieta.org São Paulo, 8 a 12 de setembro de 2014.ISBN: 978-85-7506-232-6

A DINÂMICA DOS FLUXOS DOS CANAISARTIFICIAIS E A QUALIDADE DAS ÁGUAS NO

BAIXO CURSO DO RIO PARAÍBA DO SUL

José Maria Ribeiro Miro

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense

[email protected]

Leidiana Alonso Alves

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense

[email protected]

Victor dos Santos Souza

Universidade Federal Fluminense

[email protected]

APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA

A rede hidrográfica brasileira é relativamente conhecida e estudada em

diferentes aspectos e escalas. A bibliografia encontrada sobre o tema é ampla, porém

escassa quando se referem a canais artificiais. Dentre os autores que discutem o tema,

podem-se destacar as contribuições de Sandra Baptista da Cunha e Carlos Eduardo Morelli

Tucci.

Cunha (2009) propõe que a discussão é abrangente sobre a dinâmica das águas

no território brasileiro. Ela nos conta que as águas superficiais constituem parte da riqueza

dos recursos naturais e, por tratar-se de um país com grande extensão continental, a rede

fluvial possui relevante importância ambiental, econômica e social.

Os principais rios brasileiros resultam de três grandes centros dispersores de

águas: o Planalto das Guianas, a Cordilheira dos Andes e o Planalto Brasileiro. Estes rios

possuem diferentes regimes hidrológicos, muitos deles barrados para produzir energia,

abastecer as populações ou outros corpos hídricos e irrigar terras; como acontece no baixo

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curso do rio Paraíba dos Sul, conforme descrito por Miro et al. (2013), quando discutem os

conflitos e os usos da água na região Norte Fluminense.

A primeira classificação de bacias hidrográficas brasileira foi realizada por

Eduardo José de Morais em 1894 e baseou-se em critérios específicos como a

navegabilidade e a situação geográfica. Já a mais difundida foi a que dividiu o país em quatro

bacias hidrográficas: Amazonas, São Francisco, Platina (Paraná, Paraguai e Uruguai) e um

grupo de bacias de porte menor chamado de Bacias Orientais (CUNHA, 2009).

Sobre este tema, Ab’Sáber (1956 apud CUNHA, 2009) considerou as linhas

mestras do relevo, ou seja, os divisores de água, para apresentar uma classificação na qual

propôs cinco bacias autônomas para o território brasileiro, que são: Amazonas, São

Francisco, Paraná, Paraguai e Uruguai.

Atualmente, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2014) têm

como critérios a posição geográfica e extensão territorial para estabelecer as grandes bacias

e sub-bacias brasileiras, diferenciando-as das menores, que são as costeiras. Assim, muitas

bacias não tem seu comportamento totalmente conhecido, pois a sistematização dos dados

fluviométricos coletados é relativamente recente, datados da década de 1930, a partir da

criação da Divisão de Águas, do Ministério da Agricultura (CUNHA, 2009).

Quando a autora discute gestão de bacias hidrográficas, leva em conta os

múltiplos usos da água e sua distribuição no território. Ela ainda relata que:

A gestão de bacias hidrográficas é realizada através da criação de comitês de

bacias, peça chave do sistema de gestão de recursos hídricos que tem como

objetivo integrar institucionalmente os diferentes interesses existentes na bacia,

servindo como órgão mediador de conflitos, arbitrando em primeira instância e

gerando acordos que permitam explorar os recursos hídricos de forma

harmônica (CUNHA, 2009).

Nesse sentido, trabalhos estão sendo realizados com o intuito de propor uma

gestão participativa dos recursos hídricos no baixo curso do rio Paraíba do Sul, tais como os

estudos de Alves et al. (2013) e Souza et al. (2014). Vale ressaltar que um diagnóstico dos

ambientes encontrados nas bacias, levando em consideração a preservação e conservação

dos recursos hídricos regionais, torna-se importante para a gestão de bacias hidrográficas.

Botelho e Silva (2012) indicam elementos de análise para a discussão sobre a

qualidade desses ambientes, sugerindo que eles devem ser entendidos como células

básicas de reflexão e que “[...] permite conhecer e avaliar seus diversos componentes e os

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processos e interações que neles ocorrem”. Sendo assim, admitem uma visão sistêmica e

integrada das Regiões Hidrográficas. De acordo com os autores, ao identificar-se as

condições dos elementos que compõem o sistema hidrológico, tais como solo, água, ar,

vegetação e os processos relacionados a eles (infiltração, escoamento, erosão,

assoreamento, inundação, contaminação) é possível fazer uma avaliação do equilíbrio do

sistema ou bacia, e até mesmo dimensionar sua qualidade ambiental.

O estado do ar, da água, do solo, e dos ecossistemas, relaciona-se aos efeitos da

ação humana, com reflexo no espaço geográfico. Vale ressaltar que a qualidade do

ambiente deve ser observada não só como o somatório das qualidades de cada

componente do meio, mas como condição necessária à vida das populações. Eles revelam,

ainda, que os estudos sobre erosão, manejo e conservação do solo, da água e planejamento

ambiental, são os temas mais utilizados no recorte espacial de bacias hidrográficas como

unidade de análise (BOTELHO & SILVA, 2012).

A bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul, contém 39 municípios no estado de

São Paulo, 88 em Minas Gerais e 53 no Rio de Janeiro. Em 1996 foi criado um comitê visando

integrar a região devido às demandas existentes, onde vivem mais de 5 milhões de pessoas.

O rio abastece mais de 13 milhões de pessoas, das quais 9 milhões estão na Região

Metropolitana do Rio de Janeiro. Vale ressaltar que a área de estudo está contida no baixo

curso do rio, composta pelos municípios de Campos dos Goytacazes (463.731 habitantes),

São Francisco do Itabapoana (41.354 habitantes) e São João da Barra (32.747 habitantes)

(IBGE, 2014). A Figura 1 apresenta a demarcação da bacia hidrográfica junto aos três estados

onde ela se encontra.

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Figura 1: Bacia do Rio Paraíba do Sul

Fonte: CIDADE et al. 2014.

Para Santos, estudar uma região significa aprofundar-se num mar de relações,

formas, funções, organizações, estruturas etc., com seus mais distintos níveis de interação.

Ele ainda revela que: “[...] a região torna-se uma importante categoria de análise, para que

possa captar a maneira como uma mesma forma de produzir se realiza em pontos

específicos do planeta ou dentro de um país, associando a nova dinâmica às condições

preexistentes” (SANTOS, 1994).

Outro conceito importante para a compreensão da Baixada Campista é o de

canais, já que ela dispõe de mais de 1.300 km construídos, em sua maior parte pelo extinto

Departamento Nacional de Obras e Saneamento (DNOS).

A ideia da criação de canais não é recente, no Egito antigo já existia essa prática.

Na Europa eles apresentam-se como solução para dominar as paisagens naturais

pantanosas, inóspitas a ocupação humana. Os holandeses desenvolveram um sistema

eficiente de drenagem, fazendo parte de um plano urbanístico e de saneamento, no qual

servem também como vias de circulação fluvial (CEZARIO & SOUZA, 2012).

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Para Guerra e Guerra (2008) canais “São locais por onde escoam as águas fluviais

e apresentam-se em diferentes formas na superfície da terra”. Quanto a sua classificação,

eles podem ser dos seguintes tipos:

Tabela 1: Classificação de canais fluviais

Tipo de canal Características

MeandrantesFrequentemente são encontrados nas áreas úmidas cobertas por vegetação ciliar, composto de curvas sinuosas e semelhantes entre si.

Anastomosados

Apresenta grande volume de carga de fundo que, junto às flutuações das descargas, ocasionam inúmeras ramificações, ou múltiplos canais que se subdividem e se reencontram separados por ilhas assimétricas e barras arenosas como se vê no Rio Paraíba do Sul.

RetilíneosSão canais naturais retos, pouco frequentes, que são controlados pelos cordões arenosos ou em planícies deltaicas.

ArtificiaisConstruídos pelo homem para atender os mais diversos objetivos, tais como: drenagem de áreas, prevenção de enchentes e inundações, irrigação, dessedentaçãohumanas e de animais e laser.

Fonte: Adaptado de Cunha, 2009.

Observa-se ainda, que os primeiros canais da Baixada Campista foram

construídos no início do século XIX, que tinham como função inicial o escoamento da

produção agrícola e de madeira de lei, que eram extraídas dos Tabuleiros Terciários para

abastecer as cidades de Campos e do Rio de Janeiro (LAMEGO, 1946).

Outra função atribuída aos canais da Baixada Campista, é a de drenagem

urbana. Mas para que eles atingissem esse objetivo, deveriam obedecer a critérios

determinados por estudos sistemáticos de toda à área, realizados em diferentes escalas e o

estabelecimento de projetos urbanísticos para o seu entorno, tais como: determinação de

gabarito para pontes e tubulações; identificação de Áreas de Preservação Permanentes

(APPs) na sua planície de inundação; e a articulação do plano de drenagem com outros

projetos municipais, como o de transporte público, abastecimento de águas, entre outros.

Além disso, para o sucesso do projeto é necessário garantir transparência das decisões

atuais e futuras, observar critérios técnicos e políticos na execução de obras, e privilegiar as

ações preventivas, que são mais baratas e de maior alcance (TUCCI et al. 2007).

Um sistema de drenagem deve atender a esses princípios para possibilitar a

melhoria da qualidade de vida no meio urbano, o que preserva a planície de inundações,

pois além de favorecer o escoamento e armazenamento de águas, preserva ecossistemas,

cria áreas verdes e oportunidades de recreação para a população. Para Tucci et al. (2007),

“Todo problema de drenagem é um problema de alocação de espaço, quantidade e

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qualidade da água”. Ele ainda nos conta que

[...] Em áreas onde a qualidade da água está deteriorada, as consequências das

inundações são mais graves e medidas como, por exemplo, a construção de

reservatórios de amortecimento podem-se tornar inviáveis. Ao contrário, águas

pluviais de boa qualidade constituem recursos potencialmente utilizáveis para a

irrigação, abastecimento industrial, recarga de aquíferos, reservatórios de

recreação, combate a incêndios, etc. (TUCCI et al. 2007).

Para isso, ele sugere que um projeto eficiente de drenagem urbana deve ter

peso político, por exemplo, atribuir força de lei ao planejamento e buscar apoio da

comunidade, obtida através de campanhas de Comunicação Social e projetos de Educação

Ambiental.

Pode-se definir hidrologia urbana como o estudo dos processos hidrológicos

afetados pela urbanização. Definição que permite correlacionar às dinâmicas gerais que

afetam os canais urbanos, incluindo o canal Coqueiros, com o crescimento das cidades

(GETIRANA, 2005).

A região do baixo curso do rio Paraíba do Sul (Região Hidrográfica IX), tem área

de aproximadamente 14.000 km² e população estimada de 960.262 habitantes (INEA, 2011),

e o canal Coqueiros uma “área de influência drenada” de 290 km², abrangendo espaços

urbanos e rurais no município de Campos dos Goytacazes (GETIRANA, 2005).

Cabe ressaltar, ainda, que o canal tem cota de adução de 4,42 metros de altitude

e uma declividade média de 0,11 m/km. Ele é o principal canal de drenagem da área urbana

da cidade de Campos dos Goytacazes, que pelo Censo 2010 do IBGE, estimou que 41% da

população não têm acesso à rede de esgoto ou fossa séptica, conduzindo esses resíduos a

canais de drenagem, lagoas, fossas negras, lançamento em valas a céu aberto, rios ou direto

no mar (CEZARIO & SOUZA, 2012).

Atualmente, para falar sobre as condições ambientais da área urbana do canal

Coqueiros é preciso observar que ao deixar a cidade, ele drena áreas agricultáveis,

conectando a bacia hidrográfica do rio Paraíba do Sul ao sistema Lagoa Feia e que as

intervenções realizadas pelo DNOS resultaram numa complexa rede hídrica (Figura 2), que

com a extinção desse órgão (1989), favoreceu a desordem na gestão dos recursos hídricos

regionais (SOFIATTI, 1998; CARNEIRO, 2003; SOUZA et al. 2014).

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Figura 2: Canais da Baixada Campista

Elaborado pelos autores.

A Política Nacional dos Recursos Hídricos (PNRH) propõe a gestão compartilhada

das águas, promovendo o ordenamento territorial a partir da articulação dos usuários, que

na região seria efetivada a partir de um Sistema de Gerenciamento de Comportas dos

Canais. Instrumentalizar esse processo favoreceria todos os atores sociais, pois o modelo se

caracteriza por suas dimensões: física, cultural, política, ecológica, econômica e social,

podendo ser aplicado para diferentes escalas geográficas, refletindo as facetas do “viver” no

espaço físico (MINISTÉRIO DA INTEGRAÇÃO NACIONAL, 2005).

OBJETIVOS

O objetivo geral desta pesquisa é compreender a dinâmica hídrica superficial

dos canais da Baixada Campista e seu reflexo no rio Paraíba do Sul. Nesta etapa, teve como

objetivo específico à caracterização morfométrica e análise do uso e ocupação da terra no

entorno do canal Coqueiros em seu perímetro urbano.

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METODOLOGIA EMPREGADA

Utilizou-se o método indutivo para as análises da vazão e direção do fluxo do

canal Coqueiros, como proposto por Cunha (2006). O que significa dizer que a partir do

conhecimento do caso particular observado, pode-se chegar ao entendimento do universo

de comportamento dos demais canais da Baixada Campista. Além disso, realizou-se

levantamento bibliográfico e entrevistas com representantes dos produtores rurais,

pescadores, moradores da área urbana do canal e do Instituto Estadual do Ambiente. A

região apresenta recursos hídricos significativos na forma de corpos lóticos e lênticos,

observados numa extensa malha de rios, canais artificiais e lagoas. Os canais foram

planejados para a drenagem do excedente hídrico do rio Paraíba do Sul, em direção ao

Sistema lagoa Feia, para posterior descarga no oceano. Sua qualidade ambiental muitas

vezes apresenta-se com baixos níveis de conservação devido ao despejo de efluentes

domésticos, industriais e agrícolas in natura nos corpos d’água, o que acelera os processos

de eutrofização e assoreamento (CEZARIO & SOUZA, 2012).

Para avaliar a morfologia do canal buscaram-se medições da Seção Transversal e

cálculo de Vazão por meio de 5 Trabalhos de Campo, onde foram realizados registros

fotográficos em quatro pontos coordenados: 1º: 21°45'41.59" S e 41°18'7.68" O, 2º:

21°46'10.64" S e 41°18'8.43" O; 3º: 21°46'45.41" S e 41°18'7.13" O; 4º: 21°47'32.47" S e

41°17'39.62" O.

Para determinar a Vazão do Canal foi necessário obter-se dados de largura,

profundidade e velocidade do fluxo nos diferentes pontos, utilizando-se das técnicas

propostas por Cunha (2013), e descritas pela fórmula Q = L x P x V, onde Q: (descarga); L:

(Largura); P: (Profundidade Média); V: (Velocidade Média). Para construção do gráfico os

dados foram plotados no software Excel como se vê na Figura 3.

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Figura 3: Perfil morfométrico do canal Coqueiros


Para a elaboração dos três mapas, com escalas de 1:400.000, 1:250.000 e

1:50.000, utilizou-se o Software ArcGIS 10.2. Os dados vetoriais foram organizados após a

criação de um projeto no SIG já citado. Ele foi composto pelos seguintes dados: o Plano de

Informação (PI) de Geomorfologia e adquirido de forma gratuita no site do Instituto Estadual

do Ambiente (INEA/RJ), no formato shapefile (shp) em escala 1:100.000, possibilitando inserir

dados nos mapas elaborados. Já os shapefiles das lagoas e canais, foram criados a partir de

Ortofotos de escala de 1:25.000 do Projeto RJ-25, disponibilizadas no site do Instituto

Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2008), com resolução final de 1 metro. Em seguida

foram adicioandos os layers relacionados à Hidrografia, Geomorfologia e Área Urbana. Eles

foram categorizados tematicamente na aba Simbology.

Todos os dados foram ajustados para a projeção Transversa de Mercator (UTM),

Datum WGS 84 e Fuso 24 S. Após a organização de todas as informações, o projeto foi

exportado para o formato JPEG.

PRINCIPAIS RESULTADOS

A velocidade das águas em canais apresenta sempre um caráter dinâmico, em

função da posição ao longo do canal, seu perfil longitudinal. Espera-se que no alto curso ela

seja maior, o que proporciona processos erosivos mais intensos, diminuindo no médio

curso, facilitando o transporte de materiais, e que decline no baixo curso até a foz, onde

predominam os processos deposicionais. Segundo Cunha (2009), obras de engenharia como

canalização, barramentos, diques artificiais podem causar a degradação de canais fluviais,

mudando sua dinâmica. Como observado na Figura 4 o canal Coqueiros, assim como os

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outros grandes canais da Baixada Campista, foram construídos para drenar a Planície Fluvial

do rio Paraíba do Sul em direção ao canal da Flecha e depois ao oceano Atlântico.

Figura 4: Localização geomorfológica dos canais da Baixada Campista


A análise da paisagem do canal Coqueiros observaram-se diversos níveis de

estabilidades do referido canal em função de seus usos. Encontraram seguimentos de

margens pavimentadas, com solo exposto, vegetação rasteira e até trechos com árvores de

dez metros de altura, como se vê na Figura 5. Em relação à qualidade da água verificaram o

despejo de esgoto doméstico e industrial in natura, descarte de lixo doméstico pela

população, e recepção de águas pluviais e de defluentes de canais secundários que drenam

outras áreas da cidade.

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Figura 5: Alterações observadas às margens do canal Coqueiros

Organizado pelos autores. Foto: Arquivo Sala Verde IFF Campos.

Considerando que a descarga líquida do rio Paraíba do Sul, nas proximidades de

sua desembocadura, varia sazonalmente entre 300 e 1.650 m³s-1, com descarga mínima nos

meses de inverno (Figura 6) e máxima no verão. Observou-se e mediu-se

experimentalmente que nos períodos de estiagem prolongada, há mudança na direção do

fluxo superficial do canal Coqueiros na direção inversa projetada. Esta intervenção é

realizada pela Prefeitura de Campos sempre que o rio fica com o nível abaixo da cota de

adução para levar água ao canal Coqueiros.

1175


Figura 6: Abertura de canal no rio Paraíba do Sul para adução do canal Coqueiros

Foto: Arquivo Sala Verde IFF.

Este fenômeno provoca a descarga de águas servidas da área urbana da cidade

de Campos dos Goytacazes no rio, o que compromete a qualidade de suas águas e o

abastecimento dos municípios à jusante, fenômeno que pode ocorrer em outros canais. O

mapa abaixo (Figura 7) ilustra esse fenômeno.

Figura 7: Inversão de fluxo do canal Coqueiros na área urbana de Campos

1176



Figura 8: Comportas da Baixada Campista

a) Comportas do canal Coqueiros b) Comportas do canal coqueiros

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c) Comportas do canal da Flecha d) Comportas do canal do Vigário

e) Comportas do canal do Vigário f) Comportas do canal Cataia

Para o manejo das águas dos canais da Baixada Campista, instalou-se um

sistema de comportas que inicialmente era gerenciado pelo DNOS (Figura 8). Com sua

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extinção ele passou a ser manejado pelos próprios usuários, gerando conflitos relacionados

ao uso da água, prejudicando a população urbana por conviver em ambientes insalubres e a

população rural com seus múltiplos usos. Atualmente, sua gerência está sob o encargo do

Instituto Estadual do Ambiente (INEA), que pela falta de um Comitê Gestor das Comportas

da Baixada Campista é sempre questionado quanto à sazonalidade ideal para o seu manejo.

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A DINÂMICA DOS FLUXOS DOS CANAIS ARTIFICIAIS E A QUALIDADE DAS ÁGUAS NO BAIXO CURSO DO RIO PARAÍBA DO SULEIXO 4 – Problemas socioambientais no espaço urbano e regional

RESUMO

No baixo curso do rio Paraíba do Sul há ambientes fluviais artificiais que foram construídos

principalmente a partir da década de 1940 pelo extinto Departamento Nacional de Obras eSaneamento (DNOS). Eles permitiram a drenagem de áreas agricultáveis, conectando a bacia

hidrográfica do rio Paraíba do Sul ao sistema Lagoa Feia. Essas intervenções resultaram numacomplexa rede hídrica, que com o fim do DNOS (1989), favoreceu a desordem na gestão dos

recursos hídricos regional. Para o manejo desses canais, instalou-se um sistema de comportasgerenciado pelo órgão, que com sua extinção passou a ser manejado pelos seus usuários,

gerando conflitos relacionados ao uso da água, prejudicando a população urbana por conviver emambientes insalubres e a população rural com seus múltiplos usos. A Política Nacional dos

Recursos Hídricos (PNRH) propõe a gestão compartilhada das águas, promovendo o ordenamentoterritorial a partir da articulação dos usuários, que na região seria efetivada a partir de um Sistema

de Gerenciamento de Comportas dos Canais. Instrumentalizar esse processo favoreceria todos osatores sociais, pois o modelo se caracteriza por suas dimensões: física, cultural, política, ecológica,

econômica e social, podendo ser aplicado para diferentes escalas geográficas, refletindo asfacetas do “viver” no espaço físico. Este trabalho teve como objetivo compreender a dinâmica

hídrica superficial dos canais da Baixada Campista e seu reflexo no rio Paraíba do Sul, medido apartir da inversão de fluxo que ocorre sazonalmente, tendo como exemplo o canal Coqueiros.

Utilizou-se o método indutivo para as análises da vazão e direção do fluxo do canal Coqueiros,como proposto por Cunha (2006). O que significa dizer que a partir do conhecimento do caso

particular observado, pode-se chegar ao entendimento do universo de comportamento dosdemais canais da Baixada Campista. Além disso, realizou-se levantamento bibliográfico e

entrevistas com representantes dos produtores rurais, pescadores, moradores da área urbana docanal e do Instituto Estadual do Ambiente. A região apresenta recursos hídricos significativos na

forma de corpos lóticos e lênticos, observados numa extensa malha de rios, canais artificiais elagoas. Os canais foram planejados para a drenagem do excedente hídrico do rio Paraíba do Sul,

em direção ao Sistema lagoa Feia, para posterior descarga no oceano. Sua qualidade ambientalmuitas vezes apresenta-se com baixos níveis de conservação devido ao despejo de efluentes

domésticos, industriais e agrícolas in natura nos corpos d’água, o que acelera os processos deeutrofização e assoreamento. Considerando que a descarga líquida do rio Paraíba do Sul, nas

proximidades de sua desembocadura, varia sazonalmente entre 300 e 1.650 m³s-1, com descargamínima nos meses de inverno e máxima no verão. Observou-se e mediu-se experimentalmente

que nos períodos de estiagem prolongada, há mudança na direção do fluxo superficial do canalCoqueiros na direção inversa projetada. Este fenômeno provoca a descarga de águas servidas da

área urbana da cidade de Campos dos Goytacazes no rio, o que compromete a qualidade de suaságuas e o abastecimento dos municípios à jusante, fenômeno que pode ocorrer em outros canais.

Palavras-chave: ordenamento territorial; recursos hídricos; gerenciamento de comportas.

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