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Rio NegrinhoSC 14 e 15 de agosto de 2008

Seminaacuterio Saneamento Ambiental

RECURSOS HIacuteDRICOS E SANEAMENTO

Masato Kobiyama Professor Associado II Departamento de Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental (ENS) Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) Caixa Postal 476 Florianoacutepolis ndash SC CEP 88040-900 (48)3721-7749 kobiyamaensufscbr

Aline de Almeida Mota Acadecircmica do Curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Sanitaacuteria e Ambiental Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) Caixa Postal 476 Florianoacutepolis ndash SC CEP 88040-900 alinemota86hotmailcom RESUMO Todos os assuntos sobre o saneamento baacutesico estatildeo associados aos recursos hiacutedricos Portanto eacute indispensaacutevel realizar um adequado gerenciamento de recursos hiacutedricos para garantir um bom saneamento baacutesico agrave comunidade Embora existam diversos fatores no contexto de gerenciamento de recursos hiacutedricos a popularizaccedilatildeo e conscientizaccedilatildeo da hidrologia satildeo fundamentais pois essas atividades fortalecem o conhecimento dos indiviacuteduos e consequumlentemente intensificam sua participaccedilatildeo no tal gerenciamento O presente trabalho sugere a utilizaccedilatildeo da bacia-escola para a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo da hidrologia E tambeacutem propotildee a introduccedilatildeo dos aspectos filosoacuteficos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo no gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento Palavras-chave Recursos hiacutedricos saneamento baacutesico hidrologia bacia-escola Small is beautiful

ldquo a aacutegua eacute para o mundo o mesmo que o sangue eacute para o nosso corpo e sem duacutevida mais ela circula segundo regras fixas tanto no interior quanto no exterior da Terra ela cai em chuva e neve ela surge do solo corre em rios e depois retornam aos vastos reservatoacuterios que satildeo os

oceanos e mares que nos cercam por todos os lados rdquo Leonardo Da Vinci

____________________________________________________________________ KOBIYAMA M MOTA AA Recursos hiacutedricos e saneamento In Seminaacuterio Saneamento Ambiental (2008 Rio Negrinho) Rio Negrinho ACIRNE Anais 2008 CD-rom 33p

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1 INTRODUCcedilAtildeO A aacutegua eacute uma das substacircncias mais importantes do Planeta Terra pois dela dependem a maioria dos processos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos Para o homem a aacutegua sempre foi determinante no ritmo de sua evoluccedilatildeo Ao longo da histoacuteria da humanidade as primeiras grandes civilizaccedilotildees foram desenvolvidas nas margens de rios (Tigre e Eufrates na Mesopotacircmia Nilo no Egito Indus na Iacutendia e Amarelo na China) de onde garantiam o seu abastecimento de aacutegua e consequumlentemente seu desenvolvimento social e econocircmico A presenccedila de vaacuterias obras nessas regiotildees indica que o ser humano teve alguns conhecimentos sobre aacutegua Segundo BISWAS (1970) a evidecircncia mais antiga da obras hidraacuteulicas foi um canal para irrigaccedilatildeo construiacutedo no Egito na eacutepoca do rei Escorpiatildeo (aproximadamente 3200 anos antes de cristo) Desde entatildeo o ser humano vem tentando controlar os recursos hiacutedricos O advogado francecircs Pierre Perrault (1608-1680) realizou mediccedilotildees pluviomeacutetricas e fluviomeacutetricas no rio Sena e concluiu que a vazatildeo do rio Sena natildeo resultou da aacutegua subterracircnea oriundo do mar mas sim da aacutegua da chuva Assim ele publicou o livro ldquoDe lrsquoorigine des fontainesrdquo (A origem das fontes) em 1674 (BISWAS 1970) Esse trabalho eacute considerado como o primeiro da hidrologia quantitativa A UNESCO considera que o ano 1674 eacute o ano do nascimento da hidrologia A histoacuteria humana mostra que o avanccedilo da hidrologia resulta do avanccedilo das obras relacionadas aos recursos hiacutedricos Tambeacutem o avanccedilo das obras resulta do avanccedilo da hidrologia Ciecircncia e tecnologia relacionadas aos recursos hiacutedricos vecircm se desenvolvendo Entretanto hoje existem seacuterios problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e consequumlentemente ao saneamento Porque existem tantos problemas Porque existe uma enorme preocupaccedilatildeo sobre os recursos hiacutedricos e o saneamento Para dar umas respostas parciais a essas perguntas o presente trabalho apresenta algumas atividades que tecircm sido realizadas na regiatildeo do municiacutepio de Rio NegrinhoSC e umas ideacuteias filosoacuteficas 2 RECURSOS HIacuteDRICOS Os recursos hiacutedricos satildeo compreendidos como fontes de valor econocircmico essencial para a sobrevivecircncia e desenvolvimento dos seres vivos Eles satildeo abundantes na natureza e por isso durante muitos anos se pensou que faltar aacutegua potaacutevel era impossiacutevel Isso causou certa despreocupaccedilatildeo com a preservaccedilatildeo desse recurso e as sociedades modernas continuaram a se desenvolver formando grandes centros urbanos a qualquer custo deixando de lado a preocupaccedilatildeo com a possiacutevel contaminaccedilatildeo dos recursos naturais

O problema eacute que as aacuteguas de superfiacutecies e subterracircneas utilizadas para o abastecimento do homem estatildeo mal distribuiacutedas e atualmente a sua escassez em vaacuterios locais tem chamado a atenccedilatildeo dos governantes em todo mundo pois a falta drsquoaacutegua jaacute atinge milhotildees de pessoas o que desacelera e limita o desenvolvimento social e econocircmico dos paiacuteses Isso acontece principalmente pela grande e crescente populaccedilatildeo mundial que consequumlentemente proporciona uma excessiva extraccedilatildeo dos recursos hiacutedricos sem permitir que devidas reposiccedilotildees naturais tenham tempo para acontecer Tambeacutem eacute preocupante a elevada contaminaccedilatildeo dos corpos hiacutedricos que recebem grandes cargas de esgotos urbanos efluentes industriais resiacuteduos soacutelidos e agrotoacutexicos

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que somados agraves baixas vazotildees diminuem a capacidade de recuperaccedilatildeo e impedem o estabelecimento do equiliacutebrio natural

Os aquumliacuteferos apesar de mais protegidos de contaminaccedilatildeo quando contaminados possuem autodepuraccedilatildeo muito lenta e o seu equiliacutebrio fica ainda mais difiacutecil As aacuteguas subterracircneas satildeo hoje muito utilizadas para abastecimento puacuteblico jaacute que possuem oacutetima qualidade e valor acessiacutevel e aleacutem disso satildeo essenciais na manutenccedilatildeo de mangues e do niacutevel de aacutegua dos rios pois atuam como escoamentos de base Atualmente os diversos e numerosos usos da aacutegua estatildeo contribuindo para sua escassez e contaminaccedilatildeo Entre eles pode-se citar abastecimento puacuteblico praacuteticas agriacutecolas geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e atividades de lazer O abastecimento de aacutegua eacute um dos usos que mais consomem os recursos hiacutedricos principalmente em locais em processos de expansatildeo urbana Com o crescimento dos centros urbanos as redes de distribuiccedilatildeo de aacutegua se estendem e o consumo aumenta tanto pela populaccedilatildeo como pelo comeacutercio e as induacutestrias locais que necessitam aumentar suas produccedilotildees para atender as crescentes necessidades da populaccedilatildeo As praacuteticas agriacutecolas tambeacutem satildeo grandes consumidoras de aacutegua principalmente as atividades de irrigaccedilatildeo Acredita-se que as mudanccedilas climaacuteticas estatildeo provocando muitas alteraccedilotildees nos regimes de chuvas que muitas vezes natildeo acontecem nas eacutepocas de desenvolvimento das plantaccedilotildees Com isso os prejuiacutezos na produccedilatildeo agriacutecola satildeo frequumlentes gerando grandes variaccedilotildees nos preccedilos dos produtos e consequumlentemente enormes disputas econocircmicas A produccedilatildeo de monoculturas como soja e trigo por exemplo soacute tem rentabilidade significativa quando em grandes escalas e isso soacute eacute possiacutevel atraveacutes de investimentos na irrigaccedilatildeo Essa praacutetica quando eacute feita de maneira incorreta provoca a poluiccedilatildeo dos rios e riachos que drenam e abastecem as lavouras pois recebem as aacuteguas de lavagem das culturas que sofreram tratamento com agrotoacutexicos e fertilizantes A geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute um grande desafio para a humanidade Muitos rios quando sofrem represamento adquirem grandes vazotildees de forma a moverem com grande eficiecircncia dispositivos geradores de energia eleacutetrica Com o crescimento populacional e o avanccedilo da tecnologia a dependecircncia desse recurso eacute muito grande e as usinas hidroeleacutetricas satildeo as alternativas que mais suprem essa necessidade Consequumlentemente a construccedilatildeo de uma usina hidroeleacutetrica exige uma destruiccedilatildeo significativa do meio ambiente causando um grande desequiliacutebrio ambiental sendo os recursos hiacutedricos os mais prejudicados pois sofrem mudanccedilas nos seus ecossistemas transformando rios em lagos alterando a qualidade de suas aacuteguas A natureza sempre foi inspiradora de qualidade de vida dos homens e os recursos hiacutedricos fazem parte disso sendo nos dias de hoje ainda mais procurados As atividades de lazer como banhos em cachoeiras esportes aquaacuteticos pesca etc satildeo frequumlentes nos momentos livres das pessoas que buscam atraveacutes disso fugir das constantes rotinas urbanas Para a permanecircncia dessas atividades principalmente para as futuras geraccedilotildees eacute fundamental a preservaccedilatildeo da qualidade das aacuteguas Portanto preservar os recursos hiacutedricos com usos e gerenciamentos inteligentes natildeo deve ser apenas uma necessidade do ser humano e sim uma forma de manter o equiliacutebrio de todo o meio ambiente e de sua proacutepria vida

Estima-se que 973 da aacutegua do planeta compotildeem os oceanos e mares Sendo assim apenas 297 da aacutegua existente eacute doce e estaacute distribuiacuteda em diversos locais (Tabela 1) Observa-se que a quantidade de aacutegua doce disponiacutevel eacute pequena se comparada agrave quantidade total de aacutegua do planeta Aleacutem disso a maior parte encontra-se em formas natildeo prontamente disponiacuteveis ao homem (geleiras)

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Tabela 1 Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce na Terra Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce ()

Calotas polares e geleiras 75 Sub-solo entre 3750 m e 750 m (lenccediloacuteis profundos) 13785 Sub-solo acima de 750 m (lenccediloacuteis superficiais) 1079 Lagos e lagoas 03 Rios 003 Umidade do solo 006 Vapor drsquoaacutegua (atmosfera) 0035

Vendo este planeta haacute muita aacutegua Mas toda a aacutegua no mundo pode ser aproveitada A resposta eacute ldquoNAtildeOrdquo Cada vez mais a quantidade da aacutegua contaminada estaacute aumentando em qualquer lugar no mundo A aacutegua terrivelmente contaminada natildeo eacute mais aproveitaacutevel entatildeo natildeo deve ser mais considerado como recurso hiacutedrico Portanto pode-se dizer que no mundo existe uma quantidade abundantemente de aacutegua mas existem poucos recursos hiacutedricos Estes preciosos recursos faltaratildeo no futuro como consequumlecircncia das atividades humanas natildeo adequadas que vecircm sendo realizadas 3 SANEAMENTO 31 Saneamento baacutesico O saneamento baacutesico eacute definido como o conjunto de serviccedilos e accedilotildees com o objetivo de alcanccedilar niacuteveis crescentes de salubridade ambiental nas condiccedilotildees que maximizem a promoccedilatildeo e a melhoria das condiccedilotildees de vida nos meios urbano e rural segundo projeto de lei federal 52962005 que estabelece o marco regulatoacuterio para o saneamento Aleacutem disso especifica os quatro conjuntos de serviccedilos puacuteblicos que o constituem abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e o manejo de aacuteguas pluviais Embora exista esta enumeraccedilatildeo dos serviccedilos natildeo se deve restringir a busca pela seguranccedila sanitaacuteria e o bem-estar ambiental da populaccedilatildeo que devem ser garantidas com prioridade A complexidade do funcionamento e dos processos necessaacuterios para manutenccedilatildeo da vida humana segundo o modelo econocircmico capitalista principalmente no periacutemetro urbano torna essencial a implantaccedilatildeo execuccedilatildeo e manutenccedilatildeo de um sistema que garanta saneamento baacutesico (Figura 1)

Precipitaccedilatildeo

Consumo de aacutegua

Consumo

Resiacuteduos soacutelidos

Escoamento

Esgoto

Centro urbano

Figura 1 Modelo explicativo para demanda e produccedilatildeo de resiacuteduos

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O abastecimento de aacutegua consiste em produzir aacutegua potaacutevel a partir de uma fonte de aacutegua bruta e distribuiacute-la sem interrupccedilotildees e com o miacutenimo possiacutevel de falhas A captaccedilatildeo de aacutegua bruta pode ser feita tanto de um manancial superficial (cursos drsquoaacutegua lagos e represas) quanto de um manancial de aacutegua subterracircnea A Figura 2 apresenta um esquema de um tipo de sistema de abastecimento de aacutegua A necessidade de aacutegua para atender as necessidades da populaccedilatildeo surgiu concomitantemente com o desenvolvimento da agricultura que demandava aacutegua para a irrigaccedilatildeo Ainda existem na Mesopotacircmia e no Egito ruiacutenas de canais de irrigaccedilatildeo considerados as primeiras obras para controlar o fluxo da aacutegua (TSUTIYA 2006) Apesar de tatildeo antigo ainda existem muitos desafios neste setor como atender a 100 da populaccedilatildeo sendo que muitas pessoas natildeo satildeo atendidas por redes de abastecimento melhorar a qualidade da aacutegua distribuiacuteda jaacute que muitas vezes esta natildeo atende aos padrotildees de potabilidade em municiacutepios onde natildeo haacute fiscalizaccedilatildeo eficaz e ainda diminuir as perdas principalmente na rede de distribuiccedilatildeo que podem chegar em alguns casos ateacute a 60

Figura 2 Sistema de abastecimento de aacutegua com captaccedilatildeo em curso (TSUTIYA 2006) A aacutegua depois de consumida daacute origem ao que chamamos de esgoto que pode ser dividido em trecircs tipos O uso da aacutegua nas residecircncias seja para higiene pessoal cozinhar limpeza em geral daacute origem ao esgoto domeacutestico Nas induacutestrias os

processos produtivos acabam por gerar o esgoto industrial E tambeacutem quando chove a aacutegua carreia poluentes atmosfeacutericos escorre por telhados ruas calccediladas limpando a cidade originando o que chamamos de esgoto pluvial que possui alta carga poluente e muitas vezes natildeo se consegue conter seu fluxo para tratar-lo e este acaba poluindo os

corpos drsquoaacutegua ( Figura 3) O esgotamento sanitaacuterio compreende as accedilotildees de coleta tratamento e disposiccedilatildeo dos efluentes produzidos nos domiciacutelios e em processos produtivos cabiacuteveis O objetivo eacute preservar o meio ambiente impedindo que as aacuteguas poluiacutedas pelo homem durante os processos anteriormente citados o contaminem Na figura 2 pode-se notar a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio que como garante a integridade do manancial possibilita que este seja utilizado para abastecimento de aacutegua

A primeira evidecircncia de sistema de esgoto planejado e implantado que se tem notiacutecia eacute a Cloaca Maacutexima de Roma construiacuteda no seacuteculo 6 antes de Cristo Sua funccedilatildeo era essencial pois controlava a malaacuteria atraveacutes da drenagem superficial (TSUTIYA amp SOBRINHO 1999) Apesar de que haacute muito tempo o homem jaacute conheccedila a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio ainda hoje contamos com um sistema deficiente e majoritariamente inexistente

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

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620000 630000 640000 650000 660000 670000

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7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

14

das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

15

5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

16

nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

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ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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1 INTRODUCcedilAtildeO A aacutegua eacute uma das substacircncias mais importantes do Planeta Terra pois dela dependem a maioria dos processos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos Para o homem a aacutegua sempre foi determinante no ritmo de sua evoluccedilatildeo Ao longo da histoacuteria da humanidade as primeiras grandes civilizaccedilotildees foram desenvolvidas nas margens de rios (Tigre e Eufrates na Mesopotacircmia Nilo no Egito Indus na Iacutendia e Amarelo na China) de onde garantiam o seu abastecimento de aacutegua e consequumlentemente seu desenvolvimento social e econocircmico A presenccedila de vaacuterias obras nessas regiotildees indica que o ser humano teve alguns conhecimentos sobre aacutegua Segundo BISWAS (1970) a evidecircncia mais antiga da obras hidraacuteulicas foi um canal para irrigaccedilatildeo construiacutedo no Egito na eacutepoca do rei Escorpiatildeo (aproximadamente 3200 anos antes de cristo) Desde entatildeo o ser humano vem tentando controlar os recursos hiacutedricos O advogado francecircs Pierre Perrault (1608-1680) realizou mediccedilotildees pluviomeacutetricas e fluviomeacutetricas no rio Sena e concluiu que a vazatildeo do rio Sena natildeo resultou da aacutegua subterracircnea oriundo do mar mas sim da aacutegua da chuva Assim ele publicou o livro ldquoDe lrsquoorigine des fontainesrdquo (A origem das fontes) em 1674 (BISWAS 1970) Esse trabalho eacute considerado como o primeiro da hidrologia quantitativa A UNESCO considera que o ano 1674 eacute o ano do nascimento da hidrologia A histoacuteria humana mostra que o avanccedilo da hidrologia resulta do avanccedilo das obras relacionadas aos recursos hiacutedricos Tambeacutem o avanccedilo das obras resulta do avanccedilo da hidrologia Ciecircncia e tecnologia relacionadas aos recursos hiacutedricos vecircm se desenvolvendo Entretanto hoje existem seacuterios problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e consequumlentemente ao saneamento Porque existem tantos problemas Porque existe uma enorme preocupaccedilatildeo sobre os recursos hiacutedricos e o saneamento Para dar umas respostas parciais a essas perguntas o presente trabalho apresenta algumas atividades que tecircm sido realizadas na regiatildeo do municiacutepio de Rio NegrinhoSC e umas ideacuteias filosoacuteficas 2 RECURSOS HIacuteDRICOS Os recursos hiacutedricos satildeo compreendidos como fontes de valor econocircmico essencial para a sobrevivecircncia e desenvolvimento dos seres vivos Eles satildeo abundantes na natureza e por isso durante muitos anos se pensou que faltar aacutegua potaacutevel era impossiacutevel Isso causou certa despreocupaccedilatildeo com a preservaccedilatildeo desse recurso e as sociedades modernas continuaram a se desenvolver formando grandes centros urbanos a qualquer custo deixando de lado a preocupaccedilatildeo com a possiacutevel contaminaccedilatildeo dos recursos naturais

O problema eacute que as aacuteguas de superfiacutecies e subterracircneas utilizadas para o abastecimento do homem estatildeo mal distribuiacutedas e atualmente a sua escassez em vaacuterios locais tem chamado a atenccedilatildeo dos governantes em todo mundo pois a falta drsquoaacutegua jaacute atinge milhotildees de pessoas o que desacelera e limita o desenvolvimento social e econocircmico dos paiacuteses Isso acontece principalmente pela grande e crescente populaccedilatildeo mundial que consequumlentemente proporciona uma excessiva extraccedilatildeo dos recursos hiacutedricos sem permitir que devidas reposiccedilotildees naturais tenham tempo para acontecer Tambeacutem eacute preocupante a elevada contaminaccedilatildeo dos corpos hiacutedricos que recebem grandes cargas de esgotos urbanos efluentes industriais resiacuteduos soacutelidos e agrotoacutexicos

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que somados agraves baixas vazotildees diminuem a capacidade de recuperaccedilatildeo e impedem o estabelecimento do equiliacutebrio natural

Os aquumliacuteferos apesar de mais protegidos de contaminaccedilatildeo quando contaminados possuem autodepuraccedilatildeo muito lenta e o seu equiliacutebrio fica ainda mais difiacutecil As aacuteguas subterracircneas satildeo hoje muito utilizadas para abastecimento puacuteblico jaacute que possuem oacutetima qualidade e valor acessiacutevel e aleacutem disso satildeo essenciais na manutenccedilatildeo de mangues e do niacutevel de aacutegua dos rios pois atuam como escoamentos de base Atualmente os diversos e numerosos usos da aacutegua estatildeo contribuindo para sua escassez e contaminaccedilatildeo Entre eles pode-se citar abastecimento puacuteblico praacuteticas agriacutecolas geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e atividades de lazer O abastecimento de aacutegua eacute um dos usos que mais consomem os recursos hiacutedricos principalmente em locais em processos de expansatildeo urbana Com o crescimento dos centros urbanos as redes de distribuiccedilatildeo de aacutegua se estendem e o consumo aumenta tanto pela populaccedilatildeo como pelo comeacutercio e as induacutestrias locais que necessitam aumentar suas produccedilotildees para atender as crescentes necessidades da populaccedilatildeo As praacuteticas agriacutecolas tambeacutem satildeo grandes consumidoras de aacutegua principalmente as atividades de irrigaccedilatildeo Acredita-se que as mudanccedilas climaacuteticas estatildeo provocando muitas alteraccedilotildees nos regimes de chuvas que muitas vezes natildeo acontecem nas eacutepocas de desenvolvimento das plantaccedilotildees Com isso os prejuiacutezos na produccedilatildeo agriacutecola satildeo frequumlentes gerando grandes variaccedilotildees nos preccedilos dos produtos e consequumlentemente enormes disputas econocircmicas A produccedilatildeo de monoculturas como soja e trigo por exemplo soacute tem rentabilidade significativa quando em grandes escalas e isso soacute eacute possiacutevel atraveacutes de investimentos na irrigaccedilatildeo Essa praacutetica quando eacute feita de maneira incorreta provoca a poluiccedilatildeo dos rios e riachos que drenam e abastecem as lavouras pois recebem as aacuteguas de lavagem das culturas que sofreram tratamento com agrotoacutexicos e fertilizantes A geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute um grande desafio para a humanidade Muitos rios quando sofrem represamento adquirem grandes vazotildees de forma a moverem com grande eficiecircncia dispositivos geradores de energia eleacutetrica Com o crescimento populacional e o avanccedilo da tecnologia a dependecircncia desse recurso eacute muito grande e as usinas hidroeleacutetricas satildeo as alternativas que mais suprem essa necessidade Consequumlentemente a construccedilatildeo de uma usina hidroeleacutetrica exige uma destruiccedilatildeo significativa do meio ambiente causando um grande desequiliacutebrio ambiental sendo os recursos hiacutedricos os mais prejudicados pois sofrem mudanccedilas nos seus ecossistemas transformando rios em lagos alterando a qualidade de suas aacuteguas A natureza sempre foi inspiradora de qualidade de vida dos homens e os recursos hiacutedricos fazem parte disso sendo nos dias de hoje ainda mais procurados As atividades de lazer como banhos em cachoeiras esportes aquaacuteticos pesca etc satildeo frequumlentes nos momentos livres das pessoas que buscam atraveacutes disso fugir das constantes rotinas urbanas Para a permanecircncia dessas atividades principalmente para as futuras geraccedilotildees eacute fundamental a preservaccedilatildeo da qualidade das aacuteguas Portanto preservar os recursos hiacutedricos com usos e gerenciamentos inteligentes natildeo deve ser apenas uma necessidade do ser humano e sim uma forma de manter o equiliacutebrio de todo o meio ambiente e de sua proacutepria vida

Estima-se que 973 da aacutegua do planeta compotildeem os oceanos e mares Sendo assim apenas 297 da aacutegua existente eacute doce e estaacute distribuiacuteda em diversos locais (Tabela 1) Observa-se que a quantidade de aacutegua doce disponiacutevel eacute pequena se comparada agrave quantidade total de aacutegua do planeta Aleacutem disso a maior parte encontra-se em formas natildeo prontamente disponiacuteveis ao homem (geleiras)

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Tabela 1 Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce na Terra Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce ()

Calotas polares e geleiras 75 Sub-solo entre 3750 m e 750 m (lenccediloacuteis profundos) 13785 Sub-solo acima de 750 m (lenccediloacuteis superficiais) 1079 Lagos e lagoas 03 Rios 003 Umidade do solo 006 Vapor drsquoaacutegua (atmosfera) 0035

Vendo este planeta haacute muita aacutegua Mas toda a aacutegua no mundo pode ser aproveitada A resposta eacute ldquoNAtildeOrdquo Cada vez mais a quantidade da aacutegua contaminada estaacute aumentando em qualquer lugar no mundo A aacutegua terrivelmente contaminada natildeo eacute mais aproveitaacutevel entatildeo natildeo deve ser mais considerado como recurso hiacutedrico Portanto pode-se dizer que no mundo existe uma quantidade abundantemente de aacutegua mas existem poucos recursos hiacutedricos Estes preciosos recursos faltaratildeo no futuro como consequumlecircncia das atividades humanas natildeo adequadas que vecircm sendo realizadas 3 SANEAMENTO 31 Saneamento baacutesico O saneamento baacutesico eacute definido como o conjunto de serviccedilos e accedilotildees com o objetivo de alcanccedilar niacuteveis crescentes de salubridade ambiental nas condiccedilotildees que maximizem a promoccedilatildeo e a melhoria das condiccedilotildees de vida nos meios urbano e rural segundo projeto de lei federal 52962005 que estabelece o marco regulatoacuterio para o saneamento Aleacutem disso especifica os quatro conjuntos de serviccedilos puacuteblicos que o constituem abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e o manejo de aacuteguas pluviais Embora exista esta enumeraccedilatildeo dos serviccedilos natildeo se deve restringir a busca pela seguranccedila sanitaacuteria e o bem-estar ambiental da populaccedilatildeo que devem ser garantidas com prioridade A complexidade do funcionamento e dos processos necessaacuterios para manutenccedilatildeo da vida humana segundo o modelo econocircmico capitalista principalmente no periacutemetro urbano torna essencial a implantaccedilatildeo execuccedilatildeo e manutenccedilatildeo de um sistema que garanta saneamento baacutesico (Figura 1)

Precipitaccedilatildeo

Consumo de aacutegua

Consumo

Resiacuteduos soacutelidos

Escoamento

Esgoto

Centro urbano

Figura 1 Modelo explicativo para demanda e produccedilatildeo de resiacuteduos

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O abastecimento de aacutegua consiste em produzir aacutegua potaacutevel a partir de uma fonte de aacutegua bruta e distribuiacute-la sem interrupccedilotildees e com o miacutenimo possiacutevel de falhas A captaccedilatildeo de aacutegua bruta pode ser feita tanto de um manancial superficial (cursos drsquoaacutegua lagos e represas) quanto de um manancial de aacutegua subterracircnea A Figura 2 apresenta um esquema de um tipo de sistema de abastecimento de aacutegua A necessidade de aacutegua para atender as necessidades da populaccedilatildeo surgiu concomitantemente com o desenvolvimento da agricultura que demandava aacutegua para a irrigaccedilatildeo Ainda existem na Mesopotacircmia e no Egito ruiacutenas de canais de irrigaccedilatildeo considerados as primeiras obras para controlar o fluxo da aacutegua (TSUTIYA 2006) Apesar de tatildeo antigo ainda existem muitos desafios neste setor como atender a 100 da populaccedilatildeo sendo que muitas pessoas natildeo satildeo atendidas por redes de abastecimento melhorar a qualidade da aacutegua distribuiacuteda jaacute que muitas vezes esta natildeo atende aos padrotildees de potabilidade em municiacutepios onde natildeo haacute fiscalizaccedilatildeo eficaz e ainda diminuir as perdas principalmente na rede de distribuiccedilatildeo que podem chegar em alguns casos ateacute a 60

Figura 2 Sistema de abastecimento de aacutegua com captaccedilatildeo em curso (TSUTIYA 2006) A aacutegua depois de consumida daacute origem ao que chamamos de esgoto que pode ser dividido em trecircs tipos O uso da aacutegua nas residecircncias seja para higiene pessoal cozinhar limpeza em geral daacute origem ao esgoto domeacutestico Nas induacutestrias os

processos produtivos acabam por gerar o esgoto industrial E tambeacutem quando chove a aacutegua carreia poluentes atmosfeacutericos escorre por telhados ruas calccediladas limpando a cidade originando o que chamamos de esgoto pluvial que possui alta carga poluente e muitas vezes natildeo se consegue conter seu fluxo para tratar-lo e este acaba poluindo os

corpos drsquoaacutegua ( Figura 3) O esgotamento sanitaacuterio compreende as accedilotildees de coleta tratamento e disposiccedilatildeo dos efluentes produzidos nos domiciacutelios e em processos produtivos cabiacuteveis O objetivo eacute preservar o meio ambiente impedindo que as aacuteguas poluiacutedas pelo homem durante os processos anteriormente citados o contaminem Na figura 2 pode-se notar a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio que como garante a integridade do manancial possibilita que este seja utilizado para abastecimento de aacutegua

A primeira evidecircncia de sistema de esgoto planejado e implantado que se tem notiacutecia eacute a Cloaca Maacutexima de Roma construiacuteda no seacuteculo 6 antes de Cristo Sua funccedilatildeo era essencial pois controlava a malaacuteria atraveacutes da drenagem superficial (TSUTIYA amp SOBRINHO 1999) Apesar de que haacute muito tempo o homem jaacute conheccedila a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio ainda hoje contamos com um sistema deficiente e majoritariamente inexistente

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

8

Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

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620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

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7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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que somados agraves baixas vazotildees diminuem a capacidade de recuperaccedilatildeo e impedem o estabelecimento do equiliacutebrio natural

Os aquumliacuteferos apesar de mais protegidos de contaminaccedilatildeo quando contaminados possuem autodepuraccedilatildeo muito lenta e o seu equiliacutebrio fica ainda mais difiacutecil As aacuteguas subterracircneas satildeo hoje muito utilizadas para abastecimento puacuteblico jaacute que possuem oacutetima qualidade e valor acessiacutevel e aleacutem disso satildeo essenciais na manutenccedilatildeo de mangues e do niacutevel de aacutegua dos rios pois atuam como escoamentos de base Atualmente os diversos e numerosos usos da aacutegua estatildeo contribuindo para sua escassez e contaminaccedilatildeo Entre eles pode-se citar abastecimento puacuteblico praacuteticas agriacutecolas geraccedilatildeo de energia eleacutetrica e atividades de lazer O abastecimento de aacutegua eacute um dos usos que mais consomem os recursos hiacutedricos principalmente em locais em processos de expansatildeo urbana Com o crescimento dos centros urbanos as redes de distribuiccedilatildeo de aacutegua se estendem e o consumo aumenta tanto pela populaccedilatildeo como pelo comeacutercio e as induacutestrias locais que necessitam aumentar suas produccedilotildees para atender as crescentes necessidades da populaccedilatildeo As praacuteticas agriacutecolas tambeacutem satildeo grandes consumidoras de aacutegua principalmente as atividades de irrigaccedilatildeo Acredita-se que as mudanccedilas climaacuteticas estatildeo provocando muitas alteraccedilotildees nos regimes de chuvas que muitas vezes natildeo acontecem nas eacutepocas de desenvolvimento das plantaccedilotildees Com isso os prejuiacutezos na produccedilatildeo agriacutecola satildeo frequumlentes gerando grandes variaccedilotildees nos preccedilos dos produtos e consequumlentemente enormes disputas econocircmicas A produccedilatildeo de monoculturas como soja e trigo por exemplo soacute tem rentabilidade significativa quando em grandes escalas e isso soacute eacute possiacutevel atraveacutes de investimentos na irrigaccedilatildeo Essa praacutetica quando eacute feita de maneira incorreta provoca a poluiccedilatildeo dos rios e riachos que drenam e abastecem as lavouras pois recebem as aacuteguas de lavagem das culturas que sofreram tratamento com agrotoacutexicos e fertilizantes A geraccedilatildeo de energia eleacutetrica eacute um grande desafio para a humanidade Muitos rios quando sofrem represamento adquirem grandes vazotildees de forma a moverem com grande eficiecircncia dispositivos geradores de energia eleacutetrica Com o crescimento populacional e o avanccedilo da tecnologia a dependecircncia desse recurso eacute muito grande e as usinas hidroeleacutetricas satildeo as alternativas que mais suprem essa necessidade Consequumlentemente a construccedilatildeo de uma usina hidroeleacutetrica exige uma destruiccedilatildeo significativa do meio ambiente causando um grande desequiliacutebrio ambiental sendo os recursos hiacutedricos os mais prejudicados pois sofrem mudanccedilas nos seus ecossistemas transformando rios em lagos alterando a qualidade de suas aacuteguas A natureza sempre foi inspiradora de qualidade de vida dos homens e os recursos hiacutedricos fazem parte disso sendo nos dias de hoje ainda mais procurados As atividades de lazer como banhos em cachoeiras esportes aquaacuteticos pesca etc satildeo frequumlentes nos momentos livres das pessoas que buscam atraveacutes disso fugir das constantes rotinas urbanas Para a permanecircncia dessas atividades principalmente para as futuras geraccedilotildees eacute fundamental a preservaccedilatildeo da qualidade das aacuteguas Portanto preservar os recursos hiacutedricos com usos e gerenciamentos inteligentes natildeo deve ser apenas uma necessidade do ser humano e sim uma forma de manter o equiliacutebrio de todo o meio ambiente e de sua proacutepria vida

Estima-se que 973 da aacutegua do planeta compotildeem os oceanos e mares Sendo assim apenas 297 da aacutegua existente eacute doce e estaacute distribuiacuteda em diversos locais (Tabela 1) Observa-se que a quantidade de aacutegua doce disponiacutevel eacute pequena se comparada agrave quantidade total de aacutegua do planeta Aleacutem disso a maior parte encontra-se em formas natildeo prontamente disponiacuteveis ao homem (geleiras)

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Tabela 1 Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce na Terra Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce ()

Calotas polares e geleiras 75 Sub-solo entre 3750 m e 750 m (lenccediloacuteis profundos) 13785 Sub-solo acima de 750 m (lenccediloacuteis superficiais) 1079 Lagos e lagoas 03 Rios 003 Umidade do solo 006 Vapor drsquoaacutegua (atmosfera) 0035

Vendo este planeta haacute muita aacutegua Mas toda a aacutegua no mundo pode ser aproveitada A resposta eacute ldquoNAtildeOrdquo Cada vez mais a quantidade da aacutegua contaminada estaacute aumentando em qualquer lugar no mundo A aacutegua terrivelmente contaminada natildeo eacute mais aproveitaacutevel entatildeo natildeo deve ser mais considerado como recurso hiacutedrico Portanto pode-se dizer que no mundo existe uma quantidade abundantemente de aacutegua mas existem poucos recursos hiacutedricos Estes preciosos recursos faltaratildeo no futuro como consequumlecircncia das atividades humanas natildeo adequadas que vecircm sendo realizadas 3 SANEAMENTO 31 Saneamento baacutesico O saneamento baacutesico eacute definido como o conjunto de serviccedilos e accedilotildees com o objetivo de alcanccedilar niacuteveis crescentes de salubridade ambiental nas condiccedilotildees que maximizem a promoccedilatildeo e a melhoria das condiccedilotildees de vida nos meios urbano e rural segundo projeto de lei federal 52962005 que estabelece o marco regulatoacuterio para o saneamento Aleacutem disso especifica os quatro conjuntos de serviccedilos puacuteblicos que o constituem abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e o manejo de aacuteguas pluviais Embora exista esta enumeraccedilatildeo dos serviccedilos natildeo se deve restringir a busca pela seguranccedila sanitaacuteria e o bem-estar ambiental da populaccedilatildeo que devem ser garantidas com prioridade A complexidade do funcionamento e dos processos necessaacuterios para manutenccedilatildeo da vida humana segundo o modelo econocircmico capitalista principalmente no periacutemetro urbano torna essencial a implantaccedilatildeo execuccedilatildeo e manutenccedilatildeo de um sistema que garanta saneamento baacutesico (Figura 1)

Precipitaccedilatildeo

Consumo de aacutegua

Consumo

Resiacuteduos soacutelidos

Escoamento

Esgoto

Centro urbano

Figura 1 Modelo explicativo para demanda e produccedilatildeo de resiacuteduos

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O abastecimento de aacutegua consiste em produzir aacutegua potaacutevel a partir de uma fonte de aacutegua bruta e distribuiacute-la sem interrupccedilotildees e com o miacutenimo possiacutevel de falhas A captaccedilatildeo de aacutegua bruta pode ser feita tanto de um manancial superficial (cursos drsquoaacutegua lagos e represas) quanto de um manancial de aacutegua subterracircnea A Figura 2 apresenta um esquema de um tipo de sistema de abastecimento de aacutegua A necessidade de aacutegua para atender as necessidades da populaccedilatildeo surgiu concomitantemente com o desenvolvimento da agricultura que demandava aacutegua para a irrigaccedilatildeo Ainda existem na Mesopotacircmia e no Egito ruiacutenas de canais de irrigaccedilatildeo considerados as primeiras obras para controlar o fluxo da aacutegua (TSUTIYA 2006) Apesar de tatildeo antigo ainda existem muitos desafios neste setor como atender a 100 da populaccedilatildeo sendo que muitas pessoas natildeo satildeo atendidas por redes de abastecimento melhorar a qualidade da aacutegua distribuiacuteda jaacute que muitas vezes esta natildeo atende aos padrotildees de potabilidade em municiacutepios onde natildeo haacute fiscalizaccedilatildeo eficaz e ainda diminuir as perdas principalmente na rede de distribuiccedilatildeo que podem chegar em alguns casos ateacute a 60

Figura 2 Sistema de abastecimento de aacutegua com captaccedilatildeo em curso (TSUTIYA 2006) A aacutegua depois de consumida daacute origem ao que chamamos de esgoto que pode ser dividido em trecircs tipos O uso da aacutegua nas residecircncias seja para higiene pessoal cozinhar limpeza em geral daacute origem ao esgoto domeacutestico Nas induacutestrias os

processos produtivos acabam por gerar o esgoto industrial E tambeacutem quando chove a aacutegua carreia poluentes atmosfeacutericos escorre por telhados ruas calccediladas limpando a cidade originando o que chamamos de esgoto pluvial que possui alta carga poluente e muitas vezes natildeo se consegue conter seu fluxo para tratar-lo e este acaba poluindo os

corpos drsquoaacutegua ( Figura 3) O esgotamento sanitaacuterio compreende as accedilotildees de coleta tratamento e disposiccedilatildeo dos efluentes produzidos nos domiciacutelios e em processos produtivos cabiacuteveis O objetivo eacute preservar o meio ambiente impedindo que as aacuteguas poluiacutedas pelo homem durante os processos anteriormente citados o contaminem Na figura 2 pode-se notar a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio que como garante a integridade do manancial possibilita que este seja utilizado para abastecimento de aacutegua

A primeira evidecircncia de sistema de esgoto planejado e implantado que se tem notiacutecia eacute a Cloaca Maacutexima de Roma construiacuteda no seacuteculo 6 antes de Cristo Sua funccedilatildeo era essencial pois controlava a malaacuteria atraveacutes da drenagem superficial (TSUTIYA amp SOBRINHO 1999) Apesar de que haacute muito tempo o homem jaacute conheccedila a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio ainda hoje contamos com um sistema deficiente e majoritariamente inexistente

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

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de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Tabela 1 Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce na Terra Distribuiccedilatildeo da aacutegua doce ()

Calotas polares e geleiras 75 Sub-solo entre 3750 m e 750 m (lenccediloacuteis profundos) 13785 Sub-solo acima de 750 m (lenccediloacuteis superficiais) 1079 Lagos e lagoas 03 Rios 003 Umidade do solo 006 Vapor drsquoaacutegua (atmosfera) 0035

Vendo este planeta haacute muita aacutegua Mas toda a aacutegua no mundo pode ser aproveitada A resposta eacute ldquoNAtildeOrdquo Cada vez mais a quantidade da aacutegua contaminada estaacute aumentando em qualquer lugar no mundo A aacutegua terrivelmente contaminada natildeo eacute mais aproveitaacutevel entatildeo natildeo deve ser mais considerado como recurso hiacutedrico Portanto pode-se dizer que no mundo existe uma quantidade abundantemente de aacutegua mas existem poucos recursos hiacutedricos Estes preciosos recursos faltaratildeo no futuro como consequumlecircncia das atividades humanas natildeo adequadas que vecircm sendo realizadas 3 SANEAMENTO 31 Saneamento baacutesico O saneamento baacutesico eacute definido como o conjunto de serviccedilos e accedilotildees com o objetivo de alcanccedilar niacuteveis crescentes de salubridade ambiental nas condiccedilotildees que maximizem a promoccedilatildeo e a melhoria das condiccedilotildees de vida nos meios urbano e rural segundo projeto de lei federal 52962005 que estabelece o marco regulatoacuterio para o saneamento Aleacutem disso especifica os quatro conjuntos de serviccedilos puacuteblicos que o constituem abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e o manejo de aacuteguas pluviais Embora exista esta enumeraccedilatildeo dos serviccedilos natildeo se deve restringir a busca pela seguranccedila sanitaacuteria e o bem-estar ambiental da populaccedilatildeo que devem ser garantidas com prioridade A complexidade do funcionamento e dos processos necessaacuterios para manutenccedilatildeo da vida humana segundo o modelo econocircmico capitalista principalmente no periacutemetro urbano torna essencial a implantaccedilatildeo execuccedilatildeo e manutenccedilatildeo de um sistema que garanta saneamento baacutesico (Figura 1)

Precipitaccedilatildeo

Consumo de aacutegua

Consumo

Resiacuteduos soacutelidos

Escoamento

Esgoto

Centro urbano

Figura 1 Modelo explicativo para demanda e produccedilatildeo de resiacuteduos

5

O abastecimento de aacutegua consiste em produzir aacutegua potaacutevel a partir de uma fonte de aacutegua bruta e distribuiacute-la sem interrupccedilotildees e com o miacutenimo possiacutevel de falhas A captaccedilatildeo de aacutegua bruta pode ser feita tanto de um manancial superficial (cursos drsquoaacutegua lagos e represas) quanto de um manancial de aacutegua subterracircnea A Figura 2 apresenta um esquema de um tipo de sistema de abastecimento de aacutegua A necessidade de aacutegua para atender as necessidades da populaccedilatildeo surgiu concomitantemente com o desenvolvimento da agricultura que demandava aacutegua para a irrigaccedilatildeo Ainda existem na Mesopotacircmia e no Egito ruiacutenas de canais de irrigaccedilatildeo considerados as primeiras obras para controlar o fluxo da aacutegua (TSUTIYA 2006) Apesar de tatildeo antigo ainda existem muitos desafios neste setor como atender a 100 da populaccedilatildeo sendo que muitas pessoas natildeo satildeo atendidas por redes de abastecimento melhorar a qualidade da aacutegua distribuiacuteda jaacute que muitas vezes esta natildeo atende aos padrotildees de potabilidade em municiacutepios onde natildeo haacute fiscalizaccedilatildeo eficaz e ainda diminuir as perdas principalmente na rede de distribuiccedilatildeo que podem chegar em alguns casos ateacute a 60

Figura 2 Sistema de abastecimento de aacutegua com captaccedilatildeo em curso (TSUTIYA 2006) A aacutegua depois de consumida daacute origem ao que chamamos de esgoto que pode ser dividido em trecircs tipos O uso da aacutegua nas residecircncias seja para higiene pessoal cozinhar limpeza em geral daacute origem ao esgoto domeacutestico Nas induacutestrias os

processos produtivos acabam por gerar o esgoto industrial E tambeacutem quando chove a aacutegua carreia poluentes atmosfeacutericos escorre por telhados ruas calccediladas limpando a cidade originando o que chamamos de esgoto pluvial que possui alta carga poluente e muitas vezes natildeo se consegue conter seu fluxo para tratar-lo e este acaba poluindo os

corpos drsquoaacutegua ( Figura 3) O esgotamento sanitaacuterio compreende as accedilotildees de coleta tratamento e disposiccedilatildeo dos efluentes produzidos nos domiciacutelios e em processos produtivos cabiacuteveis O objetivo eacute preservar o meio ambiente impedindo que as aacuteguas poluiacutedas pelo homem durante os processos anteriormente citados o contaminem Na figura 2 pode-se notar a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio que como garante a integridade do manancial possibilita que este seja utilizado para abastecimento de aacutegua

A primeira evidecircncia de sistema de esgoto planejado e implantado que se tem notiacutecia eacute a Cloaca Maacutexima de Roma construiacuteda no seacuteculo 6 antes de Cristo Sua funccedilatildeo era essencial pois controlava a malaacuteria atraveacutes da drenagem superficial (TSUTIYA amp SOBRINHO 1999) Apesar de que haacute muito tempo o homem jaacute conheccedila a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio ainda hoje contamos com um sistema deficiente e majoritariamente inexistente

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

8

Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

12

O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

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o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

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Tr

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0

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1500

2000

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3000

3500

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50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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ma

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Ba

lan

ccedilo (

mm

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)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

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0

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1000

1500

2000

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3000

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500

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2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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mm

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Ba

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Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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O abastecimento de aacutegua consiste em produzir aacutegua potaacutevel a partir de uma fonte de aacutegua bruta e distribuiacute-la sem interrupccedilotildees e com o miacutenimo possiacutevel de falhas A captaccedilatildeo de aacutegua bruta pode ser feita tanto de um manancial superficial (cursos drsquoaacutegua lagos e represas) quanto de um manancial de aacutegua subterracircnea A Figura 2 apresenta um esquema de um tipo de sistema de abastecimento de aacutegua A necessidade de aacutegua para atender as necessidades da populaccedilatildeo surgiu concomitantemente com o desenvolvimento da agricultura que demandava aacutegua para a irrigaccedilatildeo Ainda existem na Mesopotacircmia e no Egito ruiacutenas de canais de irrigaccedilatildeo considerados as primeiras obras para controlar o fluxo da aacutegua (TSUTIYA 2006) Apesar de tatildeo antigo ainda existem muitos desafios neste setor como atender a 100 da populaccedilatildeo sendo que muitas pessoas natildeo satildeo atendidas por redes de abastecimento melhorar a qualidade da aacutegua distribuiacuteda jaacute que muitas vezes esta natildeo atende aos padrotildees de potabilidade em municiacutepios onde natildeo haacute fiscalizaccedilatildeo eficaz e ainda diminuir as perdas principalmente na rede de distribuiccedilatildeo que podem chegar em alguns casos ateacute a 60

Figura 2 Sistema de abastecimento de aacutegua com captaccedilatildeo em curso (TSUTIYA 2006) A aacutegua depois de consumida daacute origem ao que chamamos de esgoto que pode ser dividido em trecircs tipos O uso da aacutegua nas residecircncias seja para higiene pessoal cozinhar limpeza em geral daacute origem ao esgoto domeacutestico Nas induacutestrias os

processos produtivos acabam por gerar o esgoto industrial E tambeacutem quando chove a aacutegua carreia poluentes atmosfeacutericos escorre por telhados ruas calccediladas limpando a cidade originando o que chamamos de esgoto pluvial que possui alta carga poluente e muitas vezes natildeo se consegue conter seu fluxo para tratar-lo e este acaba poluindo os

corpos drsquoaacutegua ( Figura 3) O esgotamento sanitaacuterio compreende as accedilotildees de coleta tratamento e disposiccedilatildeo dos efluentes produzidos nos domiciacutelios e em processos produtivos cabiacuteveis O objetivo eacute preservar o meio ambiente impedindo que as aacuteguas poluiacutedas pelo homem durante os processos anteriormente citados o contaminem Na figura 2 pode-se notar a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio que como garante a integridade do manancial possibilita que este seja utilizado para abastecimento de aacutegua

A primeira evidecircncia de sistema de esgoto planejado e implantado que se tem notiacutecia eacute a Cloaca Maacutexima de Roma construiacuteda no seacuteculo 6 antes de Cristo Sua funccedilatildeo era essencial pois controlava a malaacuteria atraveacutes da drenagem superficial (TSUTIYA amp SOBRINHO 1999) Apesar de que haacute muito tempo o homem jaacute conheccedila a importacircncia do esgotamento sanitaacuterio ainda hoje contamos com um sistema deficiente e majoritariamente inexistente

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

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7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

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620000 630000 640000 650000 660000 670000

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7070000

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Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

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de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Figura 3 Ciclo de uso da aacutegua e geraccedilatildeo de esgoto

Satildeo produzidas cerca de 160 toneladas de lixo por dia no Brasil sendo que 20 da populaccedilatildeo natildeo tecircm seus resiacuteduos coletados A coleta no periacutemetro urbano tem uma abrangecircncia de 975 considerando uma frequumlecircncia de duas a trecircs vezes por semana (SNIS 2005)

O manejo de resiacuteduos soacutelidos configura os serviccedilos de coleta tratamento eou disposiccedilatildeo final dos resiacuteduos soacutelidos Eacute bastante importante pois se natildeo haacute tratamento e disposiccedilatildeo final adequada dos resiacuteduos pode ocorrer contaminaccedilatildeo do solo e dos corpos hiacutedricos disseminaccedilatildeo de doenccedilas e poluiccedilatildeo atmosfeacuterica pelo gaacutes metano

Hoje em dia os resiacuteduos podem seguir diversos destinos como lixotildees aterros sanitaacuterios aterros controlados centros de triagem de materiais reciclaacuteveis e compostaacuteveis e incineraccedilatildeo Nos lixotildees o resiacuteduo eacute deixado a ceacuteu aberto e natildeo haacute controle algum por isso configura a maneira mais primitiva de disposiccedilatildeo do lixo No caso dos aterros controlados eacute feito o recobrimento do lixo com terra Com informaccedilotildees do SNIS (2005) construiu-se a Tabela 2 onde percebe-se que a maneira mais utilizada atualmente para disposiccedilatildeo do lixo domiciliar eacute o aterro sanitaacuterio Nos aterros sanitaacuterios o solo eacute impermeabilizado e o lixo compactado e depois recoberto com terra Aleacutem disso existe tratamento dos efluentes gasosos e liacutequidos e controle de animais

Tabela 2 Disposiccedilatildeo dos resiacuteduos soacutelidos urbanos

Destino dos resiacuteduos soacutelidos em Aterro sanitaacuterio 685 Aterro controlado 252 Lixotildees 65

O problema eacute que todo aterro ou local para disposiccedilatildeo de resiacuteduos possui uma

capacidade limite de acomodaccedilatildeo do lixo sendo assim a necessidade de reduccedilatildeo da produccedilatildeo de lixo eacute evidente Neste contexto satildeo importantes as atividades de triagem dos resiacuteduos soacutelidos pois com esta atividade eacute feita a separaccedilatildeo entre lixo seco de

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

12

O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

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o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

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Tr

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0

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1500

2000

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3000

3500

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50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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ma

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Ba

lan

ccedilo (

mm

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)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

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0

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1000

1500

2000

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3000

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500

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2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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mm

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Ba

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Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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WHITEHEAD PG ROBINSON M Experimental basin studies-an international and historical perspective of forest impacts Journal of Hydrology Amsterdam v145 p217-230 1993

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acordo com sua composiccedilatildeo e lixo orgacircnico que em seguida seraacute tratado utilizando a compostagem A reciclagem dos materiais secos contribui para a diminuiccedilatildeo da (i) quantidade de lixo enviada para os aterros sanitaacuterios (ii) extraccedilatildeo de recursos naturais (iii) consumo de energia entre outros No Brasil quase metade da massa recuperada de materiais reciclaacuteveis eacute papel e em segundo lugar estatildeo os plaacutesticos (Figura 4) Um provaacutevel motivo para isso eacute o valor econocircmico destes materiais e a quantidade de resiacuteduos produzidos Segundo ABAL (2004) o Brasil eacute o primeiro em reciclagem de alumiacutenio (89 de sua produccedilatildeo em 2003) apesar disso a massa produzida eacute menor que de papel por isso a massa de metais reciclada natildeo eacute maior que a dos outros materiais

Figura 4 Massa de materiais reciclaacuteveis recuperados

O manejo de aacuteguas pluviais consiste no conjunto de intervenccedilotildees estruturais e natildeo estruturais com o objetivo de controlar o escoamento superficial nas cidades (BERNARDES et al 2006) evitando assim desastres naturais relacionados ao excesso de aacutegua e doenccedilas decorrentes de inundaccedilotildees No contexto de sauacutede puacuteblica o manejo de aacuteguas pluviais eacute uma atividade muito importante Eacute notaacutevel que as inundaccedilotildees podem acarretar contaminaccedilotildees quando os poccedilos e fossas ceacutepticas se rompem e transbordam espalhando os detritos que antes estavam alojados Em consequumlecircncia disso ocorre por toda a regiatildeo a proliferaccedilatildeo de moscas e roedores que satildeo vetores de muitas doenccedilas (ASSAR1971) As accedilotildees que visam a efetivaccedilatildeo de condiccedilotildees adequadas de saneamento dependem natildeo soacute do poder puacuteblico mas tambeacutem da comunidade A coleta seletiva por exemplo tem resultados muito mais significativos quando a proacutepria populaccedilatildeo separa seus resiacuteduos (Figura 5)

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

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de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

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Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Figura 5 Importacircncia da participaccedilatildeo da comunidade na adequaccedilatildeo das condiccedilotildees de saneamento

32 Saneamento ambiental

A realidade em que se vive hoje requisita uma maior integraccedilatildeo entre aacuterea urbana e rural para que se possa alcanccedilar a tatildeo almejada sustentabilidade Neste contexto eacute importante que fique claro o conceito de saneamento ambiental um domiacutenio muito mais amplo que o saneamento baacutesico Para que se pudesse simplificar e legalizar os serviccedilos puacuteblicos que garantem a integridade sanitaacuteria do ambiente onde vive a populaccedilatildeo foi criado o conceito de saneamento baacutesico Este conceito como definido anteriormente engloba os serviccedilos de abastecimento de aacutegua o esgotamento sanitaacuterio o manejo de resiacuteduos soacutelidos e de aacuteguas pluviais Entretanto essa simplificaccedilatildeo natildeo garante que se alcance os niacuteveis crescentes de salubridade ambiental previstos pelo saneamento ambiental que eacute definido pela qualidade das condiccedilotildees em que vivem populaccedilotildees rurais e urbanas no que diz respeito ao controle de doenccedilas garantindo sauacutede puacuteblica

Quando se trata do saneamento baacutesico a filosofia baseia-se no fato que o ser humano seja principal no sistema ou ecossistema normalmente pensa-se que somente as tecnologias podem melhorar o saneamento baacutesico Mas no seacuteculo XX observou-se que o desenvolvimento do saneamento somente com as tecnologias eacute bem limitado Isto fez com que naturalmente fosse dada mais atenccedilatildeo ao meio ambiente A meta final de ambos os saneamentos baacutesico e ambiental eacute a mesma Mas enquanto o saneamento baacutesico possui uma visatildeo mais antropocecircntrica e consequumlentemente tecnoloacutegica o saneamento ambiental procura preservaccedilatildeo ambiental papeacuteis dos organismos no tratamento de resiacuteduos etc Assim sendo o saneamento enfatiza o aproveitamento do meio ambiente para obter o bom saneamento Neste

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

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7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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sentido o saneamento ambiental possui alta potencialidade na contribuiccedilatildeo para alcance do desenvolvimento sustentaacutevel 33 Relaccedilatildeo entre saneamento e recursos hiacutedricos A qualidade de vida da populaccedilatildeo depende diretamente do saneamento Este consiste quase que totalmente em accedilotildees relacionadas agrave aacutegua como abastecimento de aacutegua manejo de aacuteguas pluviais e tambeacutem aquelas que garantem a integridade dos mananciais como esgotamento sanitaacuterio e manejo de resiacuteduos soacutelidos Eacute evidente que as accedilotildees do saneamento possuem relaccedilatildeo com os recursos hiacutedricos qualitativamente eou quantitativamente Entatildeo a obtenccedilatildeo de boas condiccedilotildees de saneamento requer o gerenciamento adequado dos recursos hiacutedricos Sendo assim o gerenciamento de recursos hiacutedricos acaba englobando as accedilotildees de saneamento baacutesico

Segundo LANNA (2004) ldquoas funccedilotildees da engenharia de recursos hiacutedricos satildeo as adequaccedilotildees espaciais e temporais qualitativas e quantitativas dos padrotildees de disponibilidade aos padrotildees das necessidades hiacutedricasrdquo Sem essas adequaccedilotildees natildeo eacute possiacutevel melhorar o saneamento 4 CONCEITOS BAacuteSICOS DA HIDROLOGIA 41 Hidrologia A hidrologia eacute a ciecircncia (logia) da aacutegua (hidro) Segundo UNESCO (1964) ldquoHydrology is the science which deals with the waters of the earth their occurrence circulation and distribution on the planet their physical and chemical properties and

their interactions with the physical and biological environment including their

responses to human activity Hydrology is a field which covers the entire history of the

cycle of water on the earthrdquo Entatildeo internacionalmente a hidrologia eacute definida como a ciecircncia que lida com a aacutegua da terra sua ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo no planeta suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas e sua interaccedilatildeo com o ambiente fiacutesico e bioloacutegico incluindo suas respostas para a atividade humana A hidrologia eacute o campo que cobre a inteira histoacuteria do ciclo da aacutegua na terra A hidrologia trata dos processos fiacutesicos relacionados agrave aacutegua que ocorrem no meio natural O ser humano por sua vez cria tecnologias de modo a adequar sua ocupaccedilatildeo no ambiente por isso a quantificaccedilatildeo da disponibilidade hiacutedrica eacute utilizada para o planejamento e o gerenciamento dos recursos hiacutedricos Aprimorando e possibilitando assim atividades como abastecimento de aacutegua agricultura com a irrigaccedilatildeo e a dessedentaccedilatildeo de animais aquumlicultura navegaccedilatildeo geraccedilatildeo de energia eleacutetrica recreaccedilatildeo e lazer e preservaccedilatildeo da fauna e flora 42 Bacias hidrograacuteficas Hoje em dia eacute consenso que deve ser feito o manejo de (micro) bacias hidrograacuteficas A bacia hidrograacutefica eacute uma aacuterea geograacutefica que compreende todas as nascentes de um rio principal e tambeacutem todas as nascentes de seus rios afluentes juntamente com as aacutereas ao redor desses rios Em outras palavras eacute uma regiatildeo sobre a terra na qual o escoamento superficial em qualquer ponto converge para um uacutenico ponto fixo chamado exutoacuterio (Figura 6)

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Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

12

O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

13

Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

14

das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

15

5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

16

nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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10

Figura 6 Um exemplo de bacia hidrograacutefica (As linhas azuis representam os rios as verdes satildeo as curvas de niacutevel e em vermelho a delimitaccedilatildeo da bacia hidrograacutefica)

Eacute frequumlentemente escutado o termo ldquomicrobacia hidrograacuteficardquo Esse termo pode ser entendido como bacia de pequena extensatildeo (aacuterea) mas tamanho eacute algo relativo depende da referecircncia que se leva em consideraccedilatildeo Para realizar o Programa Nacional de Microbacias Hidrograacuteficas ndash PNMH MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA (1987) definiu a microbacia hidrograacutefica como ldquouma aacuterea fisiograacutefica drenada por um curso de aacutegua ou por um sistema de cursos de aacutegua conectados e que convergem direta ou indiretamente para um leito ou para um espelho da aacutegua constituindo uma unidade ideal para o planejamento integrado do manejo dos recursos naturais no meio ambiente por ela definidordquo Nesta definiccedilatildeo natildeo consta a diferenccedila entre bacia e microbacia Assim bacias e das microbacias apresentam caracteriacutesticas iguais sendo que a uacutenica diferenccedila entre elas eacute seu tamanho O fluxo de mateacuterias como solo aacutegua nutrientes e poluentes eacute coordenado dentro dos contornos da bacia em uma dinacircmica estabelecida pelo comportamento da aacutegua nesta unidade Portanto a bacia hidrograacutefica eacute a unidade ideal (oacutetima) para o gerenciamento integrado dos recursos naturais inclusive hiacutedricos Dessa maneira as atividades rurais tais como a agricultura o reflorestamento e a pecuaacuteria tambeacutem devem ser tratadas ao niacutevel de bacia hidrograacutefica Aleacutem disso atualmente o manejo ldquointegradordquo de bacias vem sendo enfatizado Na fase inicial da accedilatildeo de utilizar as bacias a bacia era considerada como fosse um sistema fiacutesico Por isso o manejo de bacia era sinocircnimo de conservaccedilatildeo do solo ou manejo de solo Mas os estudos avanccedilaram continuamente e foi notado que a bacia inclui aleacutem do solo e aacutegua flora e fauna E hoje considera-se que a bacia hidrograacutefica eacute composta por corpos da aacutegua de todos os tipos (arroios rios banhados lagos etc) solo

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

12

O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

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o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

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Tr

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0

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1500

2000

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3000

3500

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50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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ma

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Ba

lan

ccedilo (

mm

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)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

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0

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1000

1500

2000

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3000

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500

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2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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mm

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Ba

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Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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UOL Atlas geograacutefico do Brasil 2008 Ed Melhoramentos Disponiacutevel em ltwwwuolcombratlasgt Acesso em 28 de julho de 2008

WHITEHEAD PG ROBINSON M Experimental basin studies-an international and historical perspective of forest impacts Journal of Hydrology Amsterdam v145 p217-230 1993

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subsolo rocha atmosfera fauna flora espaccedilo construiacutedo e sociedade Assim se fez necessaacuterio o conceito de Manejo Integrado de Bacias Hidrograacuteficas 43 Princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos Qualquer tipo de aacutegua se movimenta em qualquer lugar no mundo Nas suas trecircs fases em que pode ser encontrada (gasosa liacutequida e soacutelida) ela circula no mundo Esta circulaccedilatildeo que a aacutegua realiza eacute chamada de ciclo da aacutegua ou ciclo hidroloacutegico que eacute o objeto principal da hidrologia (Figura 7) Os componentes do ciclo chamam-se processos hidroloacutegicos Entre eles a condensaccedilatildeo precipitaccedilatildeo interceptaccedilatildeo infiltraccedilatildeo detenccedilatildeo percolaccedilatildeo escoamentos superficiais e subsuperficiais escoamento subterracircneo escoamento fluvial e evapotranspiraccedilatildeo (evaporaccedilatildeo + transpiraccedilatildeo) satildeo os de maior relevacircncia A meta da hidrologia eacute quantificar os volumes armazenados nos componentes terrestres e as quantidades transportadas de aacuteguas entre eles

Figura 7 Ciclo hidroloacutegico (em bacia hidrograacutefica) (Fonte TUCCI 1993)

A aacutegua estaacute em constante movimento sob diferentes estados formando um ciclo e assim estaacute em constante renovaccedilatildeo compondo rios lagos chuvas nuvens oceanos neve etc ao mesmo tempo em que eacute consumida pelos seres vivos A aacutegua eacute um recurso natural renovaacutevel ao contraacuterio de recursos que vatildeo se esgotando agrave medida que satildeo consumidos a exemplo de minerais e do petroacuteleo Por isso a primeira grande caracteriacutestica hidroloacutegica dos recursos hiacutedricos eacute essa circulaccedilatildeo totalmente natural A aacutegua da chuva que cai na vegetaccedilatildeo e no solo atravessa acima e dentro dos mesmos e sofre reaccedilotildees bioquiacutemicas Daiacute a qualidade da aacutegua se altera Eacute bem claro que a qualidade da aacutegua subterracircnea eacute bem diferente daquela da aacutegua do rio Isso porque a aacutegua subterracircnea passou muito tempo em contato com o solo e as rochas e no processo de infiltraccedilatildeo foi sendo filtrada Devido ao ciclo hidroloacutegico ocorre a variabilidade (ou heterogeneidade) espacial dos recursos hiacutedricos A concentraccedilatildeo da aacutegua no planeta Terra natildeo eacute de forma uniforme ou seja haacute regiotildees paiacuteses que possuem mais ou menos aacutegua que outros de acordo com seu clima vegetaccedilatildeo e caracteriacutesticas proacuteprias do local O Brasil por exemplo eacute um paiacutes que possui bastante aacutegua na forma de rios Grande parte da nossa extensatildeo territorial se caracteriza por ser de clima tropical e por isso chove bem mais que em outros locais do mundo como o Egito onde tem pouca aacutegua e chove bem pouco

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O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

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Ano

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RR

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0

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1000

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2000

2500

3000

3500

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50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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Ba

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)

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Tr

Ev

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1000

1500

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3500

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500

1000

1500

2000

2500

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3500

4000

4500

5000

Ch

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Ba

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Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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WHITEHEAD PG ROBINSON M Experimental basin studies-an international and historical perspective of forest impacts Journal of Hydrology Amsterdam v145 p217-230 1993

12

O tipo de vegetaccedilatildeo existente em uma regiatildeo estaacute intimamente ligado agrave variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos do mesmo No Brasil se encontram Floresta Amazocircnica Caatinga Cerrado Floresta Atlacircntica entre outros A distribuiccedilatildeo da vegetaccedilatildeo coincide com aquela do clima (Figuras 8)

(a)

(b) Figura 8 Mapa do Brasil (a) Vegetaccedilatildeo e (b) Clima (Fonte UOL 2008)

13

Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

14

das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

15

5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

16

nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Essa variabilidade pode ser encontrada localmente A Figura 9 mostra esta variaccedilatildeo espacial de precipitaccedilatildeo na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho Nesta figura isoietas satildeo linhas que unem locais com o mesmo valor de precipitaccedilatildeo

Doutor Pedrinho

Joseacute Boiteux

Rio dos Cedros

Corupaacute

Satildeo Bento do Sul

Mafra

Itaioacutepolis

Benedito Novo

Rio Negrinho

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

0m 10000m 20000m

Localizaccedilatildeo das Estaccedilotildees Pluviomeacutetricas Utilizadas

Mapa de Isoeietas Divisatildeo Poliacutetica dos MuniciacutepiosLegenda

IsoerosividadeMuniciacutepio de Rio Negrinho

e Vizinhanccedila

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

620000 630000 640000 650000 660000 670000

7030000

7040000

7050000

7060000

7070000

7080000

7090000

Figura 9 Mapa com isoietas traccediladas

Hoje em dia a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco vem gerando a polecircmica nacional Por conta da maneira como essa discussatildeo eacute exposta na miacutedia muitas pessoas tecircm comeccedilado a dizer que a transposiccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas natildeo pode ser feita Acaba criando uma generalidade ou seja a transposiccedilatildeo de quaisquer bacias tem que ser proibida Mas essa proibiccedilatildeo eacute sem base cientifica e tambeacutem impossibilita a sobrevivecircncia do ser humano Como existe a variabilidade espacial dos recursos hiacutedricos devido ao ciclo hidroloacutegico que eacute natural muitas vezes eacute imprescindiacutevel que a sociedade transponha a bacia para por exemplo garantir o abastecimento de aacutegua em uma regiatildeo Aqui deve-se deixar bem claro que os presentes autores natildeo apoacuteiam a transposiccedilatildeo da bacia do rio Satildeo Francisco pois a bacia eacute tatildeo grande que se torna muito difiacutecil avaliar o impacto ambiental desta transposiccedilatildeo sem estudos aprofundados Enquanto natildeo se sabe o impacto ambiental a obra desta transposiccedilatildeo natildeo deve ser executada O ciclo hidroloacutegico gera tambeacutem a variabilidade (ou heterogeneidade) temporal dos recursos hiacutedricos De acordo com a eacutepoca do ano haacute tambeacutem variaccedilatildeo na quantidade de aacutegua Haacute meses em que chove mais do que outros O presente trabalho realizou uma simples anaacutelise dos dados de precipitaccedilatildeo e vazatildeo obtidos no municiacutepio de Rio NegroPR disponibilizados pela Agecircncia Nacional

14

das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

15

5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

16

nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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das Aacuteguas (ANA) As Figura 10 mostra os comportamentos mensal e anual da precipitaccedilatildeo e da vazatildeo na bacia do rio Negro Observa-se que nos meses de abril julho e agosto chove pouco jaacute nos meses de janeiro a marccedilo ocorre muita chuva Haacute muita variaccedilatildeo em anos subsequumlentes

(a)

(b) Figura 10 Comportamento da precipitaccedilatildeo e vazatildeo para a regiatildeo de Rio NegroPR (a) Variaccedilatildeo mensal e (b) variaccedilatildeo anual (P1 e P2 satildeo precipitaccedilatildeo obtida nas estaccedilotildees Rio Negro (Coacutedigo 02649006) e Rio Negro (Coacutedigo 02649021) respectivamente e Q eacute vazatildeo obtida da estaccedilatildeo Rio Negro (Coacutedigo 65100000)) Assim pode-se dizer que os trecircs princiacutepios hidroloacutegicos dos recursos hiacutedricos satildeo (1) ciclo hidroloacutegico que ocorre naturalmente (2) variabilidade espacial e (3) variabilidade temporal Esses princiacutepios regem sua disponibilidade em cada regiatildeo e assim acabam por influenciar muito no gerenciamento de recursos hiacutedricos

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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5 GERENCIAMENTO DE RECURSOS HIacuteDRICOS 51 Aplicaccedilatildeo da hidrologia no gerenciamento O planejamento dos recursos hiacutedricos eacute uma atividade que visa adequar o uso controle e proteger a aacutegua agraves demandas sociais eou governamentais fornecendo subsiacutedios para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos (LANNA 2004) A funccedilatildeo da hidrologia deste processo eacute auxiliar na obtenccedilatildeo de informaccedilotildees baacutesicas e fundamentais como na coleta e anaacutelise de dados hidroloacutegicos A Figura 11 mostra essa funccedilatildeo no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Assim nota-se que a hidrologia eacute uma ciecircncia fundamental no gerenciamento dos recursos hiacutedricos

Figura 11 Hidrologia no contexto do gerenciamento dos recursos hiacutedricos

(Modificaccedilatildeo de KUIPER (1971)) O ideal eacute que os indiviacuteduos das comunidades tenham conhecimento de hidrologia aplicaacutevel ao cotidiano Este conhecimento do indiviacuteduo poderaacute fortalecer a autoconfianccedila e consequumlentemente intensificaraacute a participaccedilatildeo nas atividades comunitaacuterias Essa participaccedilatildeo fortalecida de cada indiviacuteduo aumentaraacute naturalmente a qualidade e a quantidade das accedilotildees das comunidades as quais seratildeo capazes de realizar o gerenciamento participativo dos recursos hiacutedricos (Figura 12) De acordo com HILLMAN amp BRIERLEY (2005) o gerenciamento com a base comunitaacuteria eacute essencial

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

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de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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nos recentes programas de revitalizaccedilatildeo dos rios Este tipo de gerenciamento com apoio governamental deve ser realizado para qualquer programa que trata bacias hidrograacuteficas e os recursos hiacutedricos Aqui no presente trabalho enfatiza-se o importante papel dos professores de ensino fundamental e meacutedio que tecircm possibilidade real de conscientizar seus alunos As crianccedilas por sua vez podem ser tambeacutem multiplicadores efetivos desse conhecimento

Figura 12 Relaccedilatildeo entre conscientizaccedilatildeo da comunidade e melhoria do saneamento KOBIYAMA et al (2007b e 2008c) relataram o projeto de extensatildeo universitaacuteria da UFSC ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que oficialmente iniciou no ano 2006 Esse projeto acredita que sendo uma ferramenta de prevenccedilatildeo de baixo custo e alta eficiecircncia a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre hidrologia eacute a melhor maneira de protegecirc-la dos desastres naturais De certa maneira pode-se dizer que a prevenccedilatildeo de desastres naturais estaacute diretamente associada agrave melhoria do saneamento Os mesmos autores confirmaram que eacute importante o fator humano na prevenccedilatildeo de desastres naturais e que a reduccedilatildeo dos prejuiacutezos soacute pode ser possiacutevel quando cada ser humano participa da prevenccedilatildeo A reduccedilatildeo de desastres naturais contribui diretamente para a reduccedilatildeo de danos agrave sauacutede publica Dessa maneira a realizaccedilatildeo do curso de capacitaccedilatildeo de hidrologia certamente contribui para o aumento da eficiecircncia das medidas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos A popularizaccedilatildeo da hidrologia e a conscientizaccedilatildeo da populaccedilatildeo atraveacutes da realizaccedilatildeo de cursos de capacitaccedilatildeo pode ser a melhor maneira para gerenciamento dos recursos hiacutedricos e consequumlentemente a melhoria do saneamento

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52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

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de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

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Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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17

52 Bacia-escola Ao relatar o Projeto Hidrologia Florestal (PHF) que eacute uma atividade cooperativa entre a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e a empresa local (Battistella Florestas) KOBIYAMA et al (2007c) definiram bacia-escola como uma bacia experimental que serve para pesquisas cientiacuteficas e atividades de educaccedilatildeo ambiental Neste projeto todas as bacias-escola podem ser usadas para atividades de educaccedilatildeo ambiental das comunidades locais e tambeacutem para cursos de capacitaccedilatildeo aos teacutecnicos que trabalham com os recursos hiacutedricos e florestais O PHF tem sido realizado no municiacutepio de Rio Negrinho que estaacute localizado na parte central da bacia do Alto Rio Negro Neste municiacutepio natildeo existem pesquisadores e informaccedilotildees suficientes para entender a relaccedilatildeo entre os recursos hiacutedricos e florestais Comunidades locais exigem algumas universidades a fornecer apoio teacutecnico-cientiacutefico o que justifica a importacircncia da participaccedilatildeo da UFSC no PHF Uma vez que as empresas de reflorestamento como Battistella Florestas possuem muitas bacias de cabeceira a participaccedilatildeo de tais empresas em quaisquer projetos de hidrologia florestal por meio de oferecer suas bacias de cabeceiras como aacuterea de estudo eacute de grande importacircncia Eacute extremamente difiacutecil construir uma bacia experimental sem a colaboraccedilatildeo das empresas de reflorestamento Neste contexto a cooperaccedilatildeo entre a UFSC e as Battistella Florestas converteu bacias de cabeceiras normais para as bacias experimentais Aleacutem disso a execuccedilatildeo de educaccedilatildeo ambiental com a participaccedilatildeo das

comunidades locais e da prefeitura possibilita convertecirc-las em bacias-escola ( Figura 13)

Figura 13 Transformaccedilatildeo das bacias-escola

Desta forma a bacia-escola aumenta o conhecimento do indiviacuteduo sobre a hidrologia o que reforccedila a participaccedilatildeo dele(a) na comunidade em termos de gerenciamento dos recursos hiacutedricos A Figura 14 mostra a relaccedilatildeo entre a bacia-escola e o gerenciamento participativo Este tipo de cooperaccedilatildeo entre universidades e empresas

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

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)

Bal

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ccedilo (

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Ano

Tr

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Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

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5000

Ch

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Ano

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RR

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

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Ba

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)

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Tr

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Qb

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0

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1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

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500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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Ba

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Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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WHITEHEAD PG ROBINSON M Experimental basin studies-an international and historical perspective of forest impacts Journal of Hydrology Amsterdam v145 p217-230 1993

18

de reflorestamento em conjunto com participaccedilatildeo das comunidades locais eacute indispensaacutevel em qualquer projeto que assegura o gerenciamento integrado dos recursos hiacutedricos Eacute importante ressaltar que as bacias-escola satildeo importantes natildeo soacute para as comunidades locais mas tambeacutem para as comunidades hidroloacutegicas Elas satildeo campos (objetos) fundamentais para a realizaccedilatildeo de pesquisas hidroloacutegicas Segundo UHLENBROOK (2006) nessas pesquisas puros interesses cientiacuteficos coincidem com praacuteticas do gerenciamento dos recursos hiacutedricos para apoiar o desenvolvimento sustentaacutevel KOBIYAMA et al (2007c 2008c) relataram que a conscientizaccedilatildeo da comunidade sobre a hidrologia pode ser intensificada com uso de bacias escola

Figura 14 Relaccedilatildeo entre bacia-escola e gerenciamento participativo 53 Rede de bacias-escola ndash Estudo de caso do Alto Rio Negro A bacia do rio Paranaacute (1510000 km2) eacute soacutecio e economicamente uma das mais importantes bacias hidrograacuteficas da Ameacuterica do Sul e possui a maior capacidade para produccedilatildeo de energia no Brasil Localizado na fronteira entre os estado do Paranaacute e de Santa Catarina a bacia do rio Iguaccedilu (68410 km2) eacute uma das sub-bacias do rio Paranaacute (Figura 15) Embora a vazatildeo especiacutefica meacutedia do rio Paranaacute seja apenas 139 Lskm2 o valor para o Iguaccedilu eacute 218 Lskm2 e a mais elevada da bacia do rio Paranaacute Isto implica que a bacia do rio Iguaccedilu se caracteriza por um elevado potencial para gerar a energia hidreleacutetrica (ANA 2001)

19

Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Figura 15 Bacia do rio Paranaacute e bacia do rio Iguaccedilu Existem 5 grandes barragens para usinas hidreleacutetrica ao longo do rio Iguaccedilu (a partir da parte montante a jusante Foz do Areia Segredo Salto Santiago Salto Osoacuterio e Salto Caxias) (FIGUEIREDO et al 2007) Devido aos aspectos soacutecio-ambientais o nuacutemero de pequenas centrais hidreleacutetricas aumentaraacute a partir de agora nesta bacia hidrograacutefica (ANA 2001) Como esta bacia possui as heterogeneidades geoloacutegica topograacutefica e climaacutetica os processos hidroloacutegicos satildeo muito complexos e difiacuteceis de ser compreendidos A bacia do Alto Rio Negro (3552 km2) eacute uma das bacias de cabeceira da bacia do rio Iguaccedilu (Figura 16) e eacute caracterizada com a Floresta Ombroacutefila Mista (Floresta de Araucaacuteria) Uma vez que os remanescentes desta floresta que antigamente cobria a regiatildeo planalto sul do Brasil satildeo hoje apenas 2 de sua aacuterea original este ecossistema deve ser preservado Recentemente a conversatildeo das aacutereas de reflorestamento de pinus em floresta de araucaacuteria vem sendo fortemente solicitada sem a consideraccedilatildeo de que a economia regional depende principalmente das atividades de reflorestamento As grandes barragens acima mencionadas estatildeo localizadas a jusante desta bacia Segundo ANA (2001) eacute necessaacuterio compreender como as operaccedilotildees destas barragens alteram os processos hidroloacutegicos regionais Haacute comunidades locais que tecircm pensado que as inundaccedilotildees ocorrem frequumlentemente por causa das barragens construiacutedas Portanto satildeo indispensaacuteveis as pesquisas ecoloacutegicas e hidroloacutegicas na bacia do Alto Rio Negro para reduzir os danos relacionados aos recursos hiacutedricos Nestas circunstacircncias KOBIYAMA et al (2007c) construiacuteram sete pequenas bacias-escola (01 a 10 km2) com monitoramento hidroloacutegico automaacutetico a fim de responder agrave pergunta sobre qual o tipo de uso da terra eacute melhor para o gerenciamento dos recursos hiacutedricos

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Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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31

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20

Figura 16 Localidades da bacia do Alto Rio Negro e de algumas grandes barragens na bacia do rio Iguaccedilu (Os ciacuterculos e quadros pretos indicam os locais de barragens e

cidades respectivamente) Como mencionado acima as comunidades da bacia Alto Rio Negro necessitam compreender os efeitos hidroloacutegicos dos usos da terra e das operaccedilotildees barragens sendo que para isso eacute necessaacuterio nuacutemero significativo de bacias-escola caracterizadas com diferentes usos de terra e barragens Aleacutem disso o fato de que os processos hidroloacutegicos dependem da escala das bacias (PILGRIMA et al 1982 LAUDON et al 2007) exige ter bacias-escola com diferentes escalas Por isso por meio da construccedilatildeo de um conjunto de bacias-escola com diferentes usos de terra e diferentes escalas a rede de bacias-escola foi implementada a fim de possibilitar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos da bacia Alto Rio Negro O conceito de rede de bacias natildeo eacute novo Justificando estudos de bacias e o sistema de monitoramento de longo prazo para investigar os efeitos hidroloacutegicos da floresta WHITEHEAD amp ROBINSON (1993) relataram alguns exemplos europeus de redes de bacias experimentais Aleacutem disso OCONNELL et al (2007) apresentaram um programa de pesquisa ldquoHidrologia de Bacia e Gerenciamento Sustentaacutevelrdquo que conteacutem a rede de bacias experimentais no Reino Unido e que adota um meacutetodo experimental comum em multi-escala Estas redes foram estabelecidas apenas para as pesquisas cientiacuteficas O objetivo de tais redes eacute portanto bem diferente do que o presente trabalho no qual a rede de bacia contribui natildeo apenas para as pesquisas cientiacuteficas mas tambeacutem para as atividades de educaccedilatildeo ambiental Uma vez que este tipo de rede natildeo existia na bacia do rio Iguaccedilu nem na bacia do rio Paranaacute esta rede de bacias-escola para Alto Rio Negro serviraacute como um piloto estrateacutegico para a reduccedilatildeo dos problemas associados aos recursos hiacutedricos Aleacutem disso como acima mencionado a presente rede poderaacute ser piloto para outros paiacuteses no mundo A atual rede consiste em quatro estaccedilotildees de monitoramento preacute-existentes e outras 10 estaccedilotildees construiacutedas nos uacuteltimos anos Do total de 10 sete satildeo pequenas bacias-escola acima mencionadas duas satildeo bacias de mananciais para o municiacutepio de Rio Negrinho e uma tem a presenccedila de represa (KOBIYAMA et al 2008a 2008b) Assim a rede consiste em 14 bacias escola (Tabela 3) Os exutoacuterios de todas as bacias escola satildeo mostrados na Figura 17 As pequenas bacias-escola (5 a 11) e a meacutedia (12) fazem parte da bacia do Rio Preto do Sul (3) as quais permitiratildeo as discussotildees sobre os efeitos hidroloacutegicos em bacias de pequeno porte Todas as bacias escola recebem dois tipos de atividades a pesquisa hidroloacutegica (monitoramento e modelagem computacional) e as atividades de extensatildeo (cursos de educaccedilatildeo ambiental)

21

Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Tabela 3 Estaccedilotildees de monitoramento e suas correspondentes bacias escola na bacia hidrograacutefica do alto Rio Negro

Nordm Estaccedilatildeo Aacuterea (km2)

Ano Instituiccedilatildeo Caracteriacutesticas da bacia

1 Rio Negro 3552 1930 COPEL Coacutedigo Nordm 65100000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

2 Rio Preto do Sul

2611 1951 ANA Coacutedigo Nordm 650950000 Mista (agricultura reflorestamento de pinus floresta nativa)

3 Avencal 1001 1976 ANA Coacutedigo Nordm 65094500 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa)

4 Fragosos 800 1967 COPEL Coacutedigo Nordm 65090000 Mista (agricultura

reflorestamento de pinus floresta nativa) 5 P1 016 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus

6 P2 024 2006 UFSC 20 anos de reflorestamento de pinus (apoacutes o

periacuteodo da calibraccedilatildeo o corte total seraacute feito)

7 A 020 2006 UFSC Agricultura (milho soja etc)

8 M1 269 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa)

9 M2 898 2006 UFSC Mista (agricultura reflorestamento de

pinus floresta nativa) 10 N1 015 2006 UFSC Floresta nativa 11 N2 024 2006 UFSC Floresta nativa 12 R 201 2008 UFSC Reservatoacuterio para PCH

13 W1 195 2008 UFSC Manancial atual de abastecimento da bacia

(Rio Negrinho)

14 W2 78 2008 UFSC Futuro manancial de abastecimento da

bacia (Rio dos Bugres)

Figura 17 A rede de bacias-escola

22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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22

Em cada estaccedilatildeo o niacutevel da aacutegua e o SS (sedimento em suspensatildeo) satildeo monitorados Embora estes paracircmetros tenham sido medidos manualmente na estaccedilatildeo (3) seu sistema de monitoramento seraacute automatizado em um futuro proacuteximo Entatildeo o intervalo de monitoramento nas estaccedilotildees (1 a 4) seraacute horaacuterio E o restante das estaccedilotildees teraacute o intervalo de 10 minutos Nestas estaccedilotildees o curto intervalo de tempo eacute necessaacuterio porque o tempo de concentraccedilatildeo das bacias correspondentes (5 a 14) eacute relativamente curto Se o sistema de advertecircncia precisar ser introduzido agraves bacias no futuro este intervalo mais curto seraacute muito uacutetil (KOBIYAMA amp GOERL 2007) Com o meacutetodo de Thiessen e os dados diaacuterios obtidos nas 16 estaccedilotildees pluviomeacutetricas LINO et al (2007) estimou a precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para as grandes bacias escola (Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Negro Rio) Os dados calculados de precipitaccedilatildeo meacutedia diaacuteria para cada bacia estatildeo disponiacuteveis no site do projeto Os mesmos autores verificaram que a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio eacute inversamente proporcional aacute aacuterea da bacia (Figura 18) Portanto conclui-se que a evapotranspiraccedilatildeo aumenta quando a aacuterea da bacia aumenta e a relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio diminui Sabe-se que quando o valor de Pmeacutedio aumenta o valor da relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio diminui Na Figura 18 os pontos que representam as estaccedilotildees de Fragosos e Avencal estatildeo um pouco exclusas da linha de tendecircncia Isto eacute justificado pela Figura 19 onde Pmeacutedio possui um valor maior que a linha de tendecircncia para a estaccedilatildeo de fragosos e menor para a estaccedilatildeo Avencal Portanto concluiu-se que o calculo de Pmeacutedio influenciou na relaccedilatildeo QmeacutedioPmeacutedio e consequumlentemente alterou a linha de tendecircncia e o valor de Rsup2 nas Figuras Figura 18 Figura 19

R2 = 09029

035

037

039

041

043

045

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

Q meacutedioP meacutedio

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 18 Relaccedilatildeo entre QmeacutedioPmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees

R2 = 04675

1600

1640

1680

1720

1760

1800

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

P meacutedio (mmano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro Figura 19 Relaccedilatildeo entre Pmeacutedio e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas

Atraveacutes do graacutefico a seguir foi possiacutevel verificar uma boa correlaccedilatildeo negativa

(Rsup2=082) entre QmiddotSSespeciacutefica e Aacuterea ( Figura 20) Isso demonstra que quanto maior a aacuterea da bacia menor eacute a QmiddotSSespeciacutefica como verificado por ASHIDA amp OKUMURA (1974)

23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

a

no

)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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23

y = -0001x + 14888

R2 = 08205

0

2

4

6

8

10

12

14

16

500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Aacuterea (kmsup2)

QSS especiacutefica (msup3kmsup2ano)

Fragosos

Avencal

Rio Preto do Sul

Rio Negro

Figura 20 Relaccedilatildeo entre QSSespeciacutefica e aacuterea nas quatro estaccedilotildees monitoradas KOBIYAMA et al (2008a e 2008b) aplicaram o HYCYMODEL proposto por FUKUSHIMA (1988) para os processos chuva-vazatildeo das bacias-escola (1) a (4) O HYCYMODEL eacute um modelo classificado como determiniacutestico concentrado conceitual de multi-componentes e natildeo linear (FUKUSHIMA 2006) (Figura 21) Como visto na Figura 5 a aplicaccedilatildeo deste modelo para processos chuva-vazatildeo possibilita indiretamente compreender os processos hidroloacutegicos mais detalhadamente Em outras palavras este modelo daacute maior informaccedilatildeo sobre os processos hidroloacutegicos com um monitoramento hidroloacutegico menos detalhado

Precipitaccedilatildeo R (t)

Sistema de Canais

(Taxa C) (Taxa 1 C)

Sistema de Rampas Florestadas

Chuva Grossa Rg (t)Precipitaccedilatildeo de Canais Rc (t)

Evapotrasnpiraccedilatildeo E (t)

Interceptaccedilatildeo Ei (t)

Evaporaccedilatildeo de

Chuva Liacutequida Rn (t)

I

SuII

III Sb

Sbc

Qin (t)

Transpiraccedilatildeo Et (t)

Evaporaccedilatildeo de

Canais Ec (t)

Chuva Efetiva Re (t)

ShIV

da Rampa Qh (t)

Escoamento DiretoEscoamento Direto

da Rampa Qc (t)

V Sc

Escoamento Direto Grosso Qd (t) Escoamento Direto Grosso Qd (t)

Escoamento Total (rio) Q (t)

Figura 21 Fluxograma do HYCYMODEL (Modificado de FUKUSHIMA 1988)

A Figura 22 mostra os resultados dos processos hidroloacutegicos anuais (evaporaccedilatildeo transpiraccedilatildeo escoamento direto e escoamento de base) para cada grande bacia-escola ocorridos no periacuteodo de 1982 a 2000 Os valores de vazatildeo anual meacutedia para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro nesse periacuteodo satildeo 1780 mmano 1706 mmano 1698 mm ano e 1685 mm ano respectivamente Natildeo se encontra efeito significativo da escala da bacia no balanccedilo hiacutedrico

24

(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

ma

no

)

Bal

an

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(b)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (m

m

ano

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

an

o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(c)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

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no

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Ba

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mm

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)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

(d)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

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4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

Ch

uv

a (

mm

a

no

)

Ba

lan

ccedilo (

mm

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o)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

25

A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

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nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

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Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

27

de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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(a)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

50000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

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Ch

uv

a (m

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)

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Ano

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Qs

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1000

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2500

3000

3500

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500

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lan

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mm

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Ano

Tr

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0

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1000

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2500

3000

3500

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500

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1500

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Ch

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ma

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Ba

lan

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mm

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)

Ano

Tr

Ev

Qs

Qb

RR

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500

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Ba

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RR

Figura 22 Processos hidroloacutegicos anuais de quatro bacias-escola (a) Rio Negro (b) Rio

Preto do Sul (c) Fragosos e (d) Avencal

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A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

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1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

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nd

Eva

po

tra

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ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

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nd

Eva

po

tra

nsp

ira

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n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

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nd

Eva

po

tra

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ira

tio

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ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

26

Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

28

industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

29

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

30

medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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A Figura 23 demonstra as relaccedilotildees entre o escoamento Q (= Qb + Qd) e a evapotranspiraccedilatildeo E com relaccedilatildeo agrave pluviosidade P A taxa crescente de Q sobre P eacute maior do que sobre E A pluviosidade anual em que P = E eacute definida aqui como o iacutendice criacutetico de pluviosidade Isto pode ser determinado graficamente como a interseccedilatildeo Os valores deste iacutendice para as bacias escola de Fragosos Avencal Rio Preto do Sul e Rio Negro satildeo 1964 mmano 1434 mmano 1811 mmano e 1818 mmano respectivamente O efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico de pluviosidade tambeacutem natildeo foi encontrado (Figura 24) Aparentemente este valor para a bacia de Avencal eacute diferente daqueles das outras bacias o que deve ocorrer pelo fato de que a taxa de aacuterea de armazenamento da bacia eacute relativamente elevada em relaccedilatildeo agrave aacuterea desta bacia

Q = 0740P - 4864

Rsup2 = 093

E= 0286P + 4051

Rsup2 = 097

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(a)

Q = 0819P - 5138

Rsup2 = 094

E = 0232P + 3280

Rsup2 = 095

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(b)

Q = 0871P - 7018

Rsup2 = 094

E = 0184P + 5426

Rsup2 = 091

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(c)

Q = 0742P - 4906

Rsup2 = 093

E = 0310P + 2947

Rsup2 = 096

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

500 1000 1500 2000 2500 3000

Ru

no

ff a

nd

Eva

po

tra

nsp

ira

tio

n (

mm

ye

ar)

Rainfall (mmyear)(d)

Figura 23- Relaccedilotildees entre vazatildeo total Q e evapotranspiraccedilatildeo E em relaccedilatildeo agrave precipitaccedilatildeo P para as bacias (a) Fragosos (b) Avencal (c) Rio Preto do Sul e (d) Rio Negro

0

500

1000

1500

2000

2500

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

Critical Rainfall Index (mmyear)

Area (km2)

Figura 24 Efeito da escala da bacia no iacutendice criacutetico da pluviosidade

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Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Como jaacute mencionado em 2006 a UFSC iniciou o projeto de extensatildeo ldquoAprender hidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo no qual diversos cursos de qualificaccedilatildeo em hidrologia foram ministrados para professores de escola primaacuteria e para teacutecnicos que trabalham com recursos de aacutegua e florestais Relatando algumas partes das atividades KOBIYAMA et al (2007b 2008c) concluiacuteram que a maioria dos participantes locais realmente gostaria de realizar mais cursos complementares de hidrologia relacionada agrave floresta aos recursos hiacutedricos e desastres naturais Percebe-se facilmente que as visitas agraves bacias escola permitem que se compreenda melhor a hidrologia A construccedilatildeo e a utilizaccedilatildeo de bacias escola aumentam a qualidade da compreensatildeo individual sobre hidrologia (KOBIYAMA et al 2008c) 6 ASPECTOS FILOSOacuteFICOS Os problemas relacionados aos recursos hiacutedricos e ao saneamento podem aumentar quanto agrave frequumlecircncia e magnitude Este aumento pode estar associado com o crescimento populacional concentraccedilatildeo da populaccedilatildeo nos centros urbanos e com o mau planejamento e utilizaccedilatildeo das bacias hidrograacuteficas pelo homem Aleacutem disso eacute dito que a mudanccedila climaacutetica global aumenta a frequumlecircncia e a intensidade de eventos hidroloacutegicos extremos contribuindo para o aumento desses problemas Nestas circunstacircncias eacute necessaacuterio tomar medidas para reduzir os prejuiacutezos Para isto precisa-se ter uma orientaccedilatildeo filosoacutefica adequada Neste caso a orientaccedilatildeo mais adequada pode ser encontrada no livro ldquoSmall is beautifulrdquo que o economista alematildeo Ernst Friedrich Schumacher (1911-1977) escreveu em 1973 Segundo SCHUMACHER (1983) o mundo atual que vem sendo construiacutedo com a filosofia a ciecircncia e a tecnologia moderna estaacute comeccedilando a enfrentar trecircs crises (1) a natureza do ser humano estaacute sufocada pelas tecnologias e organizaccedilotildees natildeo-humanas (2) o ambiente que sustenta a vida do ser humano estaacute danificado e jaacute evidencia o diagnoacutestico do iniacutecio do colapso (3) os recursos naturais natildeo-renovaacuteveis indispensaacuteveis no modelo atual para o crescimento econocircmico em especial o petroacuteleo estatildeo no fim As causas destas crises satildeo o materialismo e a feacute nas gigantes tecnologias os quais satildeo gerados num contexto de ambiccedilatildeo de individualismo e de concentraccedilatildeo de riqueza O cenaacuterio no qual o capitalismo e as mega-tecnologias causam um exagerado consumo de energia e consequumlentemente geram uma grande quantidade de entropia foi discutido por RIFKIN (1981) e GEORGESCU-ROEGEN (1999) Segundo os mesmos autores o mundo entra em colapso quando a quantidade da entropia ultrapassa a sua capacidade de assimilaccedilatildeo Para evitar essa crise esses autores recomendam introduzir o novo conceito de Schumacher ldquoSmall is beautifulrdquo agrave sociedade atual Em relaccedilatildeo agrave educaccedilatildeo tecnologia urbanizaccedilatildeo induacutestria agricultura economia entre outros Schumacher (1983) enfatizou que os meacutetodos e as ferramentas empregadas na tecnologia devem ser suficientemente baratos para que praticamente todas as pessoas possam adquirir e aplicar em uma pequena escala incentivando a criatividade das mesmas Assim o mesmo autor criou esse novo conceito ldquoSmall is beautifulrdquo que hoje eacute um slogan internacional Na mesma linha filosoacutefica de desenvolvimento sustentaacutevel mas com outro aspecto o antropoacutelogo japonecircs Shinichi Tsuji (1952-) escreveu o livro ldquoSlow is beautifulrdquo em 2001 Com base na descriccedilatildeo de TSUJI (2001) KOBIYAMA et al (2007a) destacaram a necessidade de aumentar a rugosidade no curso da aacutegua e retardar (armazenar) a aacutegua na drenagem urbana O aumento da rugosidade pode ser realizado

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de duas maneiras (1) aumentar o coeficiente de rugosidade devido agrave inserccedilatildeo de obstaacuteculo na superfiacutecie e criando atrito maior contra o fluxo e (2) evitar a retificaccedilatildeo do curso de aacutegua (por exemplo natildeo tornar o canal artificial retificado em meandrante) Em condiccedilotildees naturais a bacia normalmente possui o coeficiente de rugosidade mais alto e o canal mais sinuoso Tendo sua capacidade de armazenamento elevada a bacia natural deixa o fluxo mais lento Assim a dinacircmica da aacutegua torna-se lenta no ciclo hidroloacutegico Como intuito de ldquoresolverrdquo problemas causados pelo o excesso da aacutegua pluvial na aacuterea urbana a drenagem claacutessica e ordinaacuteria que faz parte da urbanizaccedilatildeo tem reduzido a rugosidade e a sinuosidade dos canais consequumlentemente aumentando a velocidade do fluxo Isto tudo eacute para tentar retirar (drenar) a aacutegua da chuva do local de interesse o mais raacutepido possiacutevel KOBIYAMA et al (2007a) sugerem uma inversatildeo desta loacutegica cunhando o termo ARMAZENAMENTO urbano em contraposiccedilatildeo agrave drenagem urbana Isto foi justamente para enfatizar a busca de velocidade mais lenta no ciclo hidroloacutegico na aacuterea urbana com uso de sistema de armazenamento Quais as medidas estruturais (obras) e natildeo estruturais de menor escala que diminuem a velocidade do fluxo de aacutegua Talvez seja preciso realizar medidas o mais simples possiacutevel A simplicidade permite obter custos mais baixos maior acessibilidade e menor consumo de energia entre outros Para conseguir executar medidas simples em pequena escala que permitam a dinacircmica da aacutegua mais lenta a sociedade precisa de uma ciecircncia mais adequada Entatildeo vale citar as palavras da quiacutemica polonesa naturalizada francesa Marie Curie (1867-1934) (descobridora da radioatividade e duas vezes ganhadora do Nobel) isto eacute ldquoNatildeo podemos esquecer que quando o (elemento) raacutedio foi descoberto ningueacutem sabia que ele seria uacutetil em hospitais (para tratar cacircncer) Era um trabalho de ciecircncia pura e isso eacute a prova de que um trabalho cientiacutefico natildeo deve ser avaliado do ponto de vista de sua utilidade direta Ele precisa ser feito por si soacute pela beleza da ciecircnciardquo Neste sentido pode-se dizer que a sociedade precisa de muito mais beleza na ciecircncia do gerenciamento de recursos hiacutedricos e na melhoria do saneamento A hidrologia eacute uma ciecircncia que trata de todos os aspectos da aacutegua como as propriedades fiacutesico-quiacutemicas ocorrecircncia circulaccedilatildeo e distribuiccedilatildeo Assim como a aacutegua eacute muito importante interessante e bela a hidrologia tambeacutem eacute de grande importacircncia interessante e bela Eacute consenso geral que a hidrologia eacute uacutetil para a sociedade (KOBIYAMA 2008) Quanto mais bonita ela for mais uacutetil se torna contribuindo ao gerenciamento de recursos hiacutedricos e melhoria das condiccedilotildees de saneamento e consequumlentemente fazendo parte do desenvolvimento sustentaacutevel Neste contexto o papel da universidade deve ser o de fazer uma hidrologia mais bonita (pesquisa) repassaacute-la para alunos (ensino) e disseminaacute-la para a comunidade (extensatildeo) Todas as pessoas tecircm o direito de conhecer o quanto essa ciecircncia eacute bonita Realizando o curso de capacitaccedilatildeo ldquoHidrologia para prevenccedilatildeo de desastres naturaisrdquo que faz parte do projeto de extensatildeo KOBIYAMA et al (2007b) descrevem a importacircncia da divulgaccedilatildeo da hidrologia na sociedade e relataram o interesse da mesma em saber mais sobre o assunto Aqui apresenta-se um exemplo de ldquoSmall Slow Simple amp Science are beautifulrdquo Este exemplo eacute sobre drenagem de aacuteguas pluviais que faz parte do saneamento baacutesico Para deixar os processos hidroloacutegicos mais lentos KOBIYAMA et al (2007a) sugeriram a transformaccedilatildeo de ldquodrenagemrdquo urbana em ldquoarmazenamentordquo urbano a fim da obtenccedilatildeo da sustentabilidade especialmente em bacias urbanas A capacidade de armazenamento de aacutegua da bacia hidrograacutefica estaacute associada ao uso e ao tipo de solo Em relaccedilatildeo ao uso do solo em uma bacia pode-se encontrar usos provenientes da accedilatildeo humana (aacutereas cultivaacuteveis destinadas ao lazer comerciais

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

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Floresta

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Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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industriais residenciais etc) e usos naturais (florestas campos de altitude etc) Como o Plano Diretor interfere diretamente sobre o uso do solo permitindo ou negando determinado tipo de uso em determinada localizaccedilatildeo da bacia ou regiatildeo precisa-se tambeacutem introduzir o conceito de ARMAZENAMENTO URBANO ao Plano Diretor de ldquoDrenagem Urbanardquo Um Plano Diretor que leve em consideraccedilatildeo o conceito de armazenamento trata da manutenccedilatildeo deste ao longo do tempo independente do crescimento urbano Tomando como exemplo uma bacia hipoteacutetica cujas capacidades de armazenamento de cada uso de solo satildeo estimadas o armazenamento total desta bacia seraacute o somatoacuterio do produto do armazenamento de cada uso pela respectiva aacuterea A Figura 25 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia rural hipoteacutetica Esta bacia hipoteacutetica possui trecircs tipos de uso de solo (1) cidade (2) floresta e (3) agricultura Respectivamente a percentagem de aacuterea da aacuterea total satildeo 10 40 e 50 e os armazenamentos de 05 20 e 5 cm Nota-se que a capacidade de armazenamento eacute o produto da porosidade efetiva e da espessura do solo A bacia possui um armazenamento total de 1055 cm

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 05

Floresta

40 20

Agricultura

50 5

Meacutedia = (01005) + (04020) + (0505) = 1055cm

Figura 25 Situaccedilatildeo de armazenamento inicial de uma bacia rural hipoteacutetica

Apoacutes um intervalo de tempo essa mesma bacia hipoteacutetica sob gerecircncia de um Plano Diretor que natildeo considera o armazenamento e suportando um crescimento urbano desordenado teria seu armazenamento total reduzido para 4625 cm (Figura 26) Isso porque com a urbanizaccedilatildeo a bacia teve suas aacutereas de agricultura e floresta reduzidas a 20 e 5 respectivamente O uso do solo de cidade teve um aumento de 65 do total da aacuterea da bacia resultando em um total de 75 O armazenamento total da bacia foi reduzido a 4625 cm Com ciecircncia de que um Plano Diretor natildeo pode ou natildeo consegue implementar alteraccedilotildees nas aacutereas jaacute ocupadas o gerenciamento do armazenamento deve ser realizado para as novas aacutereas A Figura 27 mostra a situaccedilatildeo de armazenamento da bacia com gerecircncia de um Plano Diretor que considera o armazenamento Nesse caso o gerenciamento do armazenamento eacute realizado sobre a aacuterea que passaraacute a ter uso do solo de cidade Essa aacuterea 65 da aacuterea total deveraacute ter um armazenamento A de forma que o armazenamento total da bacia permaneccedila inalterado isto eacute igual a 1055 cm Entatildeo o valor de A eacute aproximadamente 962 cm Este deve ser o armazenamento total para a aacuterea adicional para o uso de cidade Esse valor de armazenamento deve ser implementado pelo Plano Diretor em funccedilatildeo do tipo de construccedilatildeo (captaccedilatildeo da aacutegua da chuva com cisternas) eou atraveacutes da introduccedilatildeo de piscinotildees

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

05

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (07505) + (02020) + (0055) = 4625cm

Considerando APP Figura 26 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com Plano Diretor sem

consideraccedilatildeo de armazenamento

Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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Uso Aacuterea []

Armazenamento [cm]

Cidade

10 + 65 = 75

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Floresta

40 ndash 20 = 20

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Agricultura

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10 + 65 = 75

A

Floresta

40 ndash 20 = 20

20

Agricultura

50 ndash 45 = 5

5

Meacutedia = (065A) + (01005) + (02020) +

(0055) = 1055 cm there4 A = 962 cm Considerando APP Figura 27 Situaccedilatildeo de armazenamento de uma bacia hipoteacutetica com plano diretor com

armazenamento CANHOLI (2005) descreveu detalhadamente o funcionamento de reservatoacuterios (detenccedilatildeo e retenccedilatildeo) estruturas que funcionam relativamente bem Entretanto esse tipo de medida estrutural aleacutem de ter elevado custo eacute geograficamente concentrada Quanto mais distribuiacutedo o sistema de armazenamento de aacutegua melhor seraacute o controle de enchentes Se a mudanccedila climaacutetica global torna a chuva cada vez mais geograficamente concentrada a concentraccedilatildeo do armazenamento teraacute falhas no seu funcionamento Assim sendo a introduccedilatildeo de medidas estruturais distribuiacutedas de armazenamento urbano com sistema de aproveitamento de aacutegua da chuva pode colaborar para o Impacto Hidroloacutegico Zero no contexto de urbanizaccedilatildeo O Impacto Hidroloacutegico Zero tem o mesmo significado de uma accedilatildeo de emissatildeo zero para o desenvolvimento sustentaacutevel No cenaacuterio apresentado neste capiacutetulo pode-se encontrar a reflexatildeo de todos os aspectos ldquoSmall is beautifulrdquo ldquoSlow is beautifulrdquo ldquoSimple is beautifulrdquo e ldquoScience is beautifulrdquo A hidrologia contribui significativamente para um melhor desempenho dessa

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medida estrutural distribuiacuteda A fim de melhorar a qualidade da vida ainda deve-se fazer a hidrologia mais bela 7 CONCLUSOtildeES O desenvolvimento sustentaacutevel eacute o desafio da humanidade e precisa dessas quatro belezas Small Slow Simple e Science Caso falta estes aspectos filosoacuteficos as accedilotildees humanas poderatildeo prejudicar a sociedade no longo prazo Em qualquer maneira a hidrologia pode dar a base cientiacutefica nas accedilotildees humanas Cada indiviacuteduo na sociedade deve ter noccedilatildeo miacutenima da hidrologia Para aumentar o conhecimento hidroloacutegico a construccedilatildeo da bacia-escola subsidia a popularizaccedilatildeo e a conscientizaccedilatildeo desta ciecircncia Na regiatildeo do municiacutepio de Rio Negrinho vaacuterias bacias-escola vecircm sendo construiacutedas e hoje a rede de bacias-escola (Bacia do Alto Rio Negro) estaacute sendo implementada Essa rede pode ser um piloto nacional ou mundial Certamente ela contribuiraacute no gerenciamento dos recursos hiacutedricos O saneamento eacute fortemente associado com os recursos hiacutedricos O desempenho do saneamento totalmente depende do desempenho do gerenciamento dos recursos hiacutedricos Entatildeo a partir da construccedilatildeo e utilizaccedilatildeo da bacia-escola precisa-se procurar o gerenciamento dos recursos hiacutedricos melhorando o saneamento em cada regiatildeo AGRADECIMENTOS Os autores agradecem aos membros do Laboratoacuterio de Hidrologia ndash LabHidro da UFSC Sem o apoio cotidiano deles o presente trabalho natildeo existiria O primeiro autor agradece agrave Battistella Florestas pelo longo apoio agrave pesquisa e extensatildeo O presente trabalho faz parte dos projetos ldquoMonitoramento e modelagem Hidrossedimentoloacutegica da Bacia Hidrograacutefica do Alto Rio Negro ndash Regiatildeo Sul Brasileirardquo financiado pelo MCTFINEP CT-Hidro Bacias Representativas 042005 e ldquoEstudo teacutecnico-participativo de viabilidade para o abastecimento de aacutegua no municiacutepio de Rio NegrinhoSCrdquo financiado pelo MCTCNPqCT-HidroCT-Agronegoacutecio 052006 REFEREcircNCIAS

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MINISTEacuteRIO DA AGRICULTURA Programa nacional de microbacias hidrograacuteficas manual operativo Brasiacutelia Comissatildeo Nacional do PNMH 1987 60p

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