GARANTIA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DOS...
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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL CURSO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL – HABILITAÇÃO EM EDIFÍCIOS TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO GARANTIA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DOS RESERVATÓRIOS CASTANHÃO E BANABUIÚ E IMPLICAÇÕES NA OUTORGA PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA JUAZEIRO DO NORTE – CE 2016
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UNIVERSIDADE REGIONAL DO CARIRI - URCA
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE CONSTRUÇÃO CIVIL
CURSO DE TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO CIVIL – HABILITAÇÃO EM EDIFÍCIOS
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO
GARANTIA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DOS RESERVATÓRIOS CASTANHÃO E BANABUIÚ
E IMPLICAÇÕES NA OUTORGA
PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA
JUAZEIRO DO NORTE – CE
2016
1
PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA
GARANTIA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DOS RESERVATÓRIOS CASTANHÃO E BANABUIÚ E
IMPLICAÇÕES NA OUTORGA
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Comissão Examinadora do Curso de Tecnólogo da Construção Civil com habilitação em Edifícios, da Universidade Regional do Cariri – URCA, como requisito para obtenção do Grau de Tecnólogo em Construção Civil – habilitação em Edifícios, sob orientação do Prof. Me. Renato de Oliveira Fernandes.
JUAZEIRO DO NORTE – CE 2016
2
PEDRO VICTOR BATISTA DE ALMEIDA
GARANTIA DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA DOS RESERVATÓRIOS CASTANHÃO E BANABUIÚ E IMPLICAÇÕES NA OUTORGA
BANCA EXAMINADORA
__________________________________________________________ PROF. Me. RENATO DE OLIVEIRA FERNANDES, URCA.
(ORIENTADOR)
__________________________________________________________ PROF. Me. JEFFERSON LUIZ ALVES MARINHO, URCA.
(AVALIADOR) __________________________________________________________
PROF. DR. RODOLFO JOSÉ SABIÁ, URCA. (AVALIADOR)
DATA DE APROVAÇÃO:____ DE__________ DE 2016
3
Dedico este trabalho ao meu pai Raimundo Pereira de
Almeida (in memoriam), embora tenha partido cedo ele
pôde contribuir para a minha formação pessoal, e à
minha mãe Antônia Isálida Batista de Almeida que fez e
tem feito de tudo por seus filhos, tem sido mãe e pai.
4
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Deus pois ele é a base de tudo, é a fé que nos provê grande parte
da nossa força.
Aos meus pais por terem me ensinado o valor de família e por sempre terem
demonstrado encorajamento e apoio nas minhas escolhas.
Ao meu orientador, Prof. Me. Renato de Oliveira Fernandes, por me incentivar e
acreditar no meu potencial.
A todo o corpo docente do curso de Tecnologia da Construção Civil, por todo o
conhecimento e ajuda que me foram fornecidos.
5
“A atenção é a mais importante de todas as faculdades para o
desenvolvimento da inteligência humana.”
Charles Darwin
6
RESUMO
A disponibilidade de água e sua garantia de abastecimento é um pré-requisito para o
desenvolvimento e a sobrevivência das pessoas de uma região. A alta variabilidade
hidrológica da região semiárida reduz as garantias de abastecimento de água dos
reservatórios e dificulta a aplicação de instrumentos de gestão dos recursos hídricos
como a outorga. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a variação das vazões
de regularização de dois grandes reservatórios localizados no semiárido Nordestino e
suas implicações na aplicação da outorga. Para obter os resultados foram realizadas
simulações com o auxílio do Sistema de Suporte a Decisões, AcquaNet. Os resultados
mostraram um grande impacto que a variabilidade hidrológica causa nas garantias de
abastecimento dos reservatórios estudados, indicando que ao aumentar a garantia de
abastecimento de 50% para 95% a vazão regularizada poderá reduzir em até 60%
para o Castanhão e em 68% para o Banabuiú. Além disso, aumentar as garantias
representou grandes perdas de água por evaporação nos reservatórios.
PALAVRAS-CHAVE: variabilidade hidrológica; outorga; garantias de abastecimento
7
ABSTRACT
The availability of water and its supply guarantee is a prerequisite for the development
and survival of people of a region. The high hydrologic variability of the semiarid region
reduces the water supply guarantees of reservoirs and hampers the implementation of
water resources management instruments as the grant. The present work aims to
evaluate the variation of regularization flows of two large reservoirs located in the
Northeastern semiarid and their implications for the implementation of grant. To get
the results were carried out simulations with help of the Decision Support System,
AcquaNet. The results showed a great impact that hydrologic variability causes on
supply guarantees of the reservoirs studied, indicating that increasing of 50% supply
guarantee for 95% the regularized flow may reduce by up to 60% for the Castanhão
and in 68% for the Banabuiú. Also, increase guarantees represented big losses of
water by evaporation in the reservoirs.
KEYWORDS: hydrologic variability; grant; supply guarantees
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ................................................................................................................... 13
Figura 2 ................................................................................................................... 15
Figura 3 ................................................................................................................... 17
Figura 4 ................................................................................................................... 22
Figura 5 ................................................................................................................... 28
Figura 6 ................................................................................................................... 30
Figura 7 ................................................................................................................... 32
Figura 8 ................................................................................................................... 33
Figura 9 ................................................................................................................... 33
Figura 10 ................................................................................................................... 34
Figura 11 ................................................................................................................... 35
Figura 12 ................................................................................................................... 35
Figura 13 ................................................................................................................... 36
Figura 14 ................................................................................................................... 36 Figura 15 ................................................................................................................... 37 Figura 16 ................................................................................................................... 38 Figura 17 ................................................................................................................... 38
9
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 10
1.1 OBJETIVOS ..................................................................................................... 11
1.2 JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 11
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................................. 12
2.1 RECURSOS HÍDRICOS E CLIMA ................................................................... 12
2.1.1 CARACTERIZAÇÃO HIDROLÓGICA ........................................................... 16
2.2 VARIABILIDADE CLIMÁTICA .......................................................................... 19
2.3 INSTRUMENTOS DE GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS ...................... 21
2.3.1 A OUTORGA E OS OUTROS INSTRUMENTOS DA POLÍTICA NACIONAL
DE RECURSOS HÍDRICOS ..................................................................................... 21
2.3.2 OUTORGA DE DIREITO DE USO DE RECURSOS HÍDRICOS .................. 23
2.4 VAZÕES REGULARIZADAS POR RESERVATÓRIOS ................................... 24
2.5 MODELO ACQUANET ..................................................................................... 26
2.5.1 SISTEMA DE SUPORTE A DECISÕES ....................................................... 27
3 MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 28
3.1 ÁREA DE ESTUDO ......................................................................................... 29
3.2 SIMULAÇÃO DA VAZÃO REGULARIZADA PELOS RESERVATÓRIOS
CASTANHÃO E BANABUIÚ ..................................................................................... 31
3.2.1 APLICAÇÃO DO ACQUANET ...................................................................... 32
3.2.2 BASE DE DADOS PARA SIMULAÇÃO DAS VAZÕES REGULARIZADAS .................................................................................................................................. 34 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................ 37 5. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 40
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 41
10
1. INTRODUÇÃO
O semiárido brasileiro apresenta um cenário crítico no que se refere à questão
hídrica, tais como as irregularidades pluviométricas, tanto em quantidade como em
distribuição ao longo do ano criando a necessidade de vários mecanismos e
estratégias para a implantação de uma gestão centrada na racionalização dos
recursos (FONTES et al., 2003).
O conhecimento das vazões naturais afluentes aos açudes e das vazões
regularizadas por eles, por exemplo, trazem diversos benefícios. Um desses
benefícios é o planejamento da alocação da água em período de racionamento ou
escassez. No Brasil, a definição das vazões a serem alocadas por usuário depende
da outorga. Este instrumento de gestão está previsto na Lei 9.433/97 que institui a
Política Nacional de Recursos Hídricos e busca garantir o direito de acesso à água,
bem como o controle quali-quantitativo. A outorga tem como base uma vazão de
referência, que devido às diferentes condições hidrológicas do país, pode variar por
unidades da federação (ANA, 2013).
No Nordeste, a vazão de referência geralmente tem sido a vazão regularizada
com 90% de garantia (STUDART et al., 1997). No Ceará, por exemplo, é adotada 90%
da vazão regularizada com 90% de garantia como a vazão máxima outorgável por
bacia (CEARÁ, 2012). É a chamada “Q90”, que é a vazão regularizada com 90% de
garantia onde seu valor indica que em 90% do período analisado o sistema foi capaz
de atender ou superar as demandas, ou seja, a frequência de não atendimento (ou
falhas) foi de apenas 10%.
Para que a alocação da água desses reservatórios ocorra de forma eficiente é
necessária a determinação de estratégias de operação. Para determinar os valores
das vazões de abastecimento para diferentes garantias, geralmente são usados
modelos de operação de reservatórios (Tucci, 1998). Estes modelos fazem o balanço
hídrico do reservatório verificando o atendimento às demandas (ou às falhas) e o
volume armazenado para cada intervalo de tempo.
Nesse contexto, este estudo avalia a variação das vazões de regularização de
dois grandes reservatórios localizados no semiárido Nordestino e suas implicações na
aplicação da outorga. Os reservatórios estudados são o Castanhão, o maior açude do
11
estado do Ceará com capacidade para armazenar 6,7 bilhões de m³, e Banabuiú, com
capacidade máxima de 1,6 bilhões de m³ (terceiro maior açude do estado).
1.1. OBJETIVOS
A pesquisa tem como objetivo geral avaliar a variação das garantias das vazões
regularizadas pelos açudes Castanhão e Banabuiú e discutir algumas implicações na
outorga de uso dos recursos hídricos.
Os objetivos específicos são:
Analisar o impacto gerado pela variação das demandas na operação dos
reservatórios Castanhão e Banabuiú;
Determinar as vazões regularizadas para diferentes garantias;
Fazer uma estimativa das perdas de água por evaporação dos açudes;
Discutir algumas implicações para outorga.
1.2 JUSTIFICATIVA
A alta variabilidade hidrológica da região semiárida reduz as garantias de
abastecimento de água dos reservatórios e dificulta a aplicação de instrumentos de
gestão dos recursos hídricos como a outorga. A simulação das vazões regularizadas
pelos dois açudes poderá mostrar quais serão os impactos mediante as mudanças
nas restrições das garantias.
12
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. RECURSOS HÍDRICOS
Recursos hídricos são as águas superficiais ou subterrâneas disponíveis para
qualquer tipo de uso de região ou bacia. É importante salientar que aponta-se
disparidades entre as expressões água e recursos hídricos, sendo a primeira um
elemento natural e a segunda um elemento econômico (FARIAS, 2005). Em resumo,
é uma expressão que está comumente associada à toda parcela de água passível de
ser utilizada pelos seres humanos. Teoricamente, toda a água da Terra poderia ser
utilizada, mas seria preciso retirar os sais dissolvidos nas águas dos oceanos. Os
oceanos, que cobrem dois terços da superfície do planeta, correspondem a 98% das
águas, aproximadamente, os 2% que restaram correspondem às águas doce, quase
nada em termos relativos (FELDMANN, 1994).
O Brasil ocupa posição privilegiada no mundo em relação à disponibilidade de
recursos hídricos, com em torno de 12% da disponibilidade mundial, que é de 1,5
milhões de m³s-1 (SHIKLOMANOV et al., 2000). Mas, segundo Chapra (1997), a
disponibilidade hídrica não é uma questão de volume de água, e sim do fluxo. Não se
pode falar em disponibilidade em termos volumétricos, mas em termos de vazão, pois
se trata de um ciclo com a água movendo-se constantemente de um estado para outro
(figura 1).
13
Fonte: <http://omelhordabiologia.blogspot.com.br/2013/02/atividades-sobre-
agua-o-ciclo-da-agua.html>
Figura 1. Ciclo hidrológico
Logo, conclui-se que a disponibilidade hídrica é aquele aporte de água que
pode ser explorado sem que com o tempo suas características quali-quantitativas
sejam prejudicadas. Portanto, para que haja sustentabilidade no uso de água na bacia
a disponibilidade hídrica e a demanda potencial devem corresponder à capacidade de
suporte da bacia (INSA, 2012). Demanda potencial é a vazão de retirada para usos
consuntivos1, é o nível de utilização dos recursos hídricos que a bacia pode suportar.
Assim, torna-se necessária a análise dos principais reservatórios da bacia
hidrográfica através do balanço hídrico multianual, identificando, assim, sua
capacidade de suporte. O entendimento do balanço hídrico é um dos fundamentos
importantes para conhecer os efeitos antrópicos sobre o meio natural, disponibilidade
hídrica e sustentabilidade ambiental. Este pode ser realizado para uma camada de
solo, para um trecho de rio ou por uma bacia hidrográfica. A bacia hidrográfica é o
1 Usos consuntivos: referem-se aos usos que retiram a água de sua fonte natural diminuindo suas
disponibilidades, espacial e temporalmente.
14
melhor espaço de avaliação do comportamento hídrico, pois tem definido o local de
entrada, a bacia, o local de saída e a seção de rio que define a bacia hidrográfica.
Rios, aquíferos e o próprio solo são tidos como os principais reservatórios
naturais de água. A criação de reservatórios artificiais se dá a partir do momento em
que ocorre a ausência ou até mesmo insuficiência dos citados anteriormente.
Em regiões semiáridas os rios são classificados como intermitentes, e até
mesmo efêmeros, sendo assim, eles não tem muita valia como uma fonte de água
garantida quando se encontram nestas situações. Porém, estes corpos hídricos
podem se tornar perenes através da influência da construção de reservatórios
artificiais. Essa perenização ocorre através da: construção de barragens com
liberação de descargas nos cursos d’água (Aragão Araújo, 1990; Campos, 1996;
Araújo et al., 2006; van Oel et al., 2008), transposição de bacias e uso conjunto de
águas subterrâneas e superficiais (GONZÁLEZ CABRERA, 2011).
A disponibilidade de água depende, em grande parte, do clima e de suas
variações em diversas escalas de tempo. Extremos de chuva, especialmente no
verão, podem estar associados a enchentes e têm impactos diretos sobre a
população, embora em escalas de tempo características, um atraso no início da
estação chuvosa pode causar impactos graves na agricultura e na geração de energia
hidroelétrica. Assoreamento e poluição também alteram a disponibilidade hídrica.
No semiárido, a variabilidade do clima e a escassez hídrica são marcas
indeléveis. Conviver com o semiárido é adaptar a sociedade a uma forma específica
da ocorrência do clima na região. Neste sentido, a ampliação e fortalecimento da
infraestrutura hídrica, com uma gestão adequada, com o suporte da União,
principalmente através de um amparo legal como a Lei nº 9433/1997, conhecida como
Política Nacional dos Recursos Hídricos, e o gerenciamento do risco climático são
caminhos necessários para a construção de uma estratégia robusta de adaptação das
sociedades do semiárido à natureza (SOUZA FILHO, 2011).
O Nordeste brasileiro (figura 2) é composto de três grandes regiões fisiográficas
e climáticas bem distintas: Zona da Mata, formada por uma estreita faixa costeira que
se estende do norte do Rio Grande do Norte até o sul do Estado da Bahia. A Zona do
Agreste se situa imediatamente a oeste da Zona da Mata; é uma zona intermediária
15
entre a zona úmida e o Sertão. Na terceira, a Zona do Sertão Semiárido, a vegetação
original, a caatinga, é composta de espécies xerófilas e espinhosas de estrato
herbáceo gramínio raro ou ausente (CADIER, 1994).
Fonte: ANA, 2006
Figura 2. Mapa do Nordeste brasileiro com delimitação da região semiárida
A presença de rios intermitentes no semiárido Nordestino decorre em função
da alta variabilidade temporal, em que há a ocorrência de secas periódicas. Se
comparados com o restante do país, a precipitação e o escoamento superficial no
Nordeste são pequenos (VIEIRA et al., 2000). Além disso, na região semiárida, a
maioria dos cenários de mudanças climáticas (MRENGO, 2009; SILVEIRA et al.,
2014) sinaliza para redução da precipitação e o aumento da evaporação nos corpos
d’água e, consequentemente, a redução do volume escoado nos mesmos.
A alteração dos processos hidrológicos na região semiárida pode significar
diferentes tipos de prejuízos para as comunidades que vivem nessas áreas. Por
exemplo, é provável que ocorra aumento da salinização da água subterrânea e
superficial em virtude da elevação da evapotranspiração (BATES et al., 2008).
16
2.1.1. CARACTERIZAÇÃO HIDROLÓGICA
O Estado do Ceará é o terceiro maior estado, em extensão, do nordeste
brasileiro, com 75% de sua área total incluída na isoieta abaixo de 800 mm anuais
(FUNCEME, 1991), sendo 532,7 mm o valor observado da isoieta atual, um desvio de
33,5% do valor normal (FUNCEME, 2015).
O regime pluvial apresenta uma grande concentração da estação chuvosa e
uma grande irregularidade interanual. A concentração do regime pluvial, associada à
vasta extensão de solos com embasamento rochoso, conhecido como cristalino,
fazem com que a totalidade dos rios cearenses sejam intermitentes. A formação
geomorfológica do Ceará apresenta rochas cristalinas em sua maioria, seguidas de
rochas sedimentares, tornando o potencial hídrico subterrâneo baixo. Zonas
fraturadas, que ocorrem em solos rochosos, na maioria dos casos, apresentam a
única possibilidade de obtenção de água, mesmo que em pouca quantidade
(PEIXOTO, 1994).
A intermitência dos rios torna necessária a construção de reservatórios para
que possam ser cumpridas as premissas dos usos múltiplos, principalmente o
abastecimento humano e a dessedentação2 animal. Entretanto, a maioria é de
pequeno porte, assim, apenas promovem uma regularização anual, secando durante
a ocorrência de estiagens com maior tempo de duração. Para que tal problema seja
sanado, há, também, a construção de reservatórios de médio e grande porte, capazes
de realizar a regularização interanual das águas superficiais.
O território cearense é dividido em doze bacias hidrográficas (figura 3), levando
em consideração a divisão da grande bacia do rio Jaguaribe em Alto, Médio e Baixo
Jaguaribe. Tal bacia drena uma área correspondente a 48% do Estado com seus 633
km de extensão. Os três maiores reservatórios de água no Ceará são o Açude
Castanhão, o Orós e o Banabuiú com as respectivas capacidades de armazenamento
de 6,7, 2,1 e 1,7 bilhões de metros cúbicos de água, respectivamente.
2 Dessedentação: Suprir necessidades de água para contingentes animais.
17
Fonte: IPECE, 2007
Figura 3. Bacias Hidrográficas do Ceará
Banabuiú
Castanhão
Orós
18
Tabela 1. Demais Bacias Hidrográficas Cearenses
Demais Bacias Hidrográficas Cearenses
Bacias Hidrográficas Particularidades das bacias
Rio Acaraú
Possui alguns dos mais importantes açudes cearenses: Carão, Edson Queiroz, Forquilha, Jaibaras e Araras.
Rio Banabuiú
Possui 18 açudes monitorados pela COGERH com capacidade hídrica de 2,758 bilhões m³.
Rio Coreaú
Localiza-se na porção norte-ocidental do estado e é composta da área drenada pelo próprio rio.
Rio Curu
Possui uma área de drenagem de 8.534 km², corresponde a 5,76% do território cearense.
Bacia do Litoral
Engloba um conjunto de bacias independentes compreendidas entre as do Curu e Acaraú.
Região Metropolitana Constitui uma região hidrográfica formada por 16 sub-bacias.
Alto Jaguaribe
Tem uma área de drenagem de 24.636 km², corresponde a 16,56% do território Cearense.
Médio Jaguaribe
Possui uma área de 10.376 km², com um curso de aproximadamente 171 km de extensão compreendida entre a válvula do açude Orós e a ponte de Peixe Gordo, na BR - 116.
Baixo Jaguaribe
Drena uma área de 5.452 km², percorrendo cerca de 137 km, que se estende desde a ponte de Peixe Gordo na BR - 116 até a sua foz, localizada na cidade de Fortim.
19
Bacia do Salgado
Essa bacia apresenta uma capacidade de acumulação de águas superficiais de 447,41 milhões m³, num total de 14 açudes públicos gerenciados pela COGERH.
Fonte: <http://www.cbh.gov.br>.
2.2. VARIABILIDADE CLIMÁTICA
O Brasil é vulnerável às mudanças climáticas atuais e mais ainda às que se
projetam para o futuro, especialmente quanto aos extremos climáticos. As áreas
mais vulneráveis compreendem a Amazônia e o Nordeste do Brasil, como
mostrado em estudos recentes (AMBRIZZI et al., 2007; MARENGO et al., 2007).
O conhecimento sobre possíveis cenários climáticos-hidrológicos futuros e as suas
incertezas pode ajudar a estimar demandas de água no futuro e também definir
políticas ambientais de uso e gerenciamento de água para o futuro.
Algumas regiões do país já estão sendo impactadas pelas mudanças
climáticas de forma intensa. Em 2007, o Relatório de Clima (AMBRIZZI et al., 2007)
apresentou evidências sobre os efeitos na disponibilidade hídrica de muitas
regiões do Brasil. Segundo Marengo et al (2010), o Brasil é vulnerável à
variabilidade climática, o que pode ser demonstrado pelas secas e desertificação
que vem ocorrendo no Nordeste e de forma oposta às chuvas intensas que vêm
ocorrendo nos estados do Sul e do Sudeste.
Conforme afirmou Tundisi (2008), “Alterações climáticas terão papel
relevante no ciclo hidrológico e na quantidade e qualidade da água. Essas
alterações podem promover inúmeras mudanças na disponibilidade e na qualidade
da água e na saúde da população humana”. Segundo o mesmo autor, a
intensidade desta mudança varia de acordo com as especificidades locais, visto
que as bacias hidrográficas possuem características peculiares, e, portanto irão
20
responder de forma distinta às alterações climáticas. Alguns dos impactos
climáticos previstos estão contidos na tabela abaixo.
Tabela 2. Mudanças Climáticas: impactos nos Recursos Hídricos
Impactos decorrentes das Mudanças Climáticas sobre os Recursos Hídricos
Pressões Impactos
Temperaturas mais elevadas, aumento da evaporação, o aumento da precipitação e mudanças nos padrões de circulação dos ventos. Alterações na quantidade dos recursos hídricos.
A demanda por água tende a aumentar enquanto a disponibilidade hídrica tende a diminuir, principalmente nas regiões de baixas latitudes, como é o caso do semiárido brasileiro. Com vazões mais baixas e temperaturas da água mais elevadas, serão intensificados os efeitos da poluição nos corpos hídricos, reduzindo a qualidade da água com impactos sobre a agricultura, geração de energia, abastecimento público, recreação, e sobre diversos setores.
Alteração da temperatura atmosférica e oceânica
Mudança na distribuição espacial e temporal dos índices de evaporação e de umidade no ar, potencializando os eventos hidrológicos críticos, como chuvas intensas em determinadas regiões e secas prolongadas em áreas já castigadas pela escassez hídrica.
Ocorrência de chuvas mais intensas
Elevação do nível dos rios e o alagamento das várzeas, provocando enchentes. Em áreas urbanas, a elevada impermeabilização do solo dificulta a absorção de água, potencializando as situações de inundação bem como de deslizamentos de encostas.
Estiagens / secas mais prolongadas
Situações de risco de colapso no abastecimento de água em várias regiões urbanas adensadas, inclusive nas metrópoles.
Elevação do nível do mar em áreas urbanas costeiras
Intrusão de água salina nos lençóis subterrâneos que abastecem parte das cidades litorâneas do país.
Fonte: VEIGA E MAGRINI (2013)
As projeções de mudança nos regimes e distribuição de chuva, derivadas
dos modelos globais do quarto relatório de avaliação do Painel Intergovernamental
de Mudanças Climáticas (IPCC AR4), para climas mais quentes no futuro não são
conclusivas, e as incertezas ainda são grandes, pois dependem dos modelos e
das regiões consideradas. IPCC AR4 (MEEHL et al., 2007) mostra reduções de
chuva no Norte e no Nordeste do Brasil durante os meses de inverno (junho, julho
21
e agosto), o que pode comprometer a chuva na região Leste do Nordeste, que
apresenta o pico da estação chuvosa nessa época do ano (MARENGO, 2008).
2.3. INSTRUMENTOS DE GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS
Em 1997 a Lei Federal n.º 9.433, do dia 08 de janeiro, instituiu a Política
Nacional dos Recursos Hídricos e criou o Sistema Nacional de Gerenciamento de
Recursos Hídricos com o intuito de assegurar água em qualidade e disponibilidade
suficiente, através da utilização racional e integrada da prevenção e defesa dos
recursos hídricos contra eventos hidrológicos críticos (FARIA, 2016).
Tal qual a Política Nacional do Meio Ambiente, a Política Nacional dos
Recursos Hídricos (PNRH) traz alguns instrumentos a serem empregados para a
obtenção de sucesso em seus objetivos. O objetivo geral é “estabelecer um pacto
nacional para a definição de diretrizes e políticas públicas voltadas para a melhoria da
oferta de água, em quantidade e qualidade, gerenciando as demandas e considerando
ser a água um elemento estruturante para a implementação das políticas setoriais,
soba a ótica do desenvolvimento sustentável e da inclusão social”.
Como objetivos específicos temos:
a) melhoria das disponibilidades hídricas, superficiais e subterrâneas, em quantidade
e qualidade;
b) redução dos conflitos reais e potenciais do uso da água;
c) percepção da conservação da água como valor socioambiental relevante.
2.3.1. A OUTORGA E OS OUTROS INSTRUMENTOS DA POLÍTICA
NACIONAL DE RECURSOS HÍDRICOS
Além da outorga de direito de uso de recursos hídricos, a Lei Federal n.º
9.433/97 institui outros quatro instrumentos que têm relacionamento direto com a
outorga (figura 4).
22
Fonte: <http://www2.ana.gov.br/>
Figura 4. Instrumentos de gestão de recursos hídricos
O primeiro deles trata dos Planos de Recursos Hídricos, que são planos
diretores que visam fundamentar e orientar a implementação da Política Nacional de
Recursos Hídricos e seu gerenciamento. Esses Planos devem ser elaborados por
Bacia Hidrográfica, por Estado e por País e devem conter as prioridades para outorga
de direitos de uso de recursos hídricos.
Quanto ao segundo instrumento, trata-se do enquadramento dos corpos
hídricos em classes, segundo os usos preponderantes da água. Suas finalidades
principais são as de assegurar qualidade às águas compatível com a sua destinação
e reduzir custos de combate à sua poluição. Nesse sentido, torna-se o enquadramento
essencial na análise dos pedidos de outorga, especificamente para lançamento de
efluentes.
Outro instrumento é a cobrança pelo uso dos recursos hídricos, que visa o
incentivo à racionalização do seu uso, seu reconhecimento como bem econômico e
indicação ao usuário de seu valor, bem como a obtenção de recursos financeiros para
o financiamento de programas e intervenções contemplados nos planos de recursos
hídricos. Sua relação com a outorga acontece a partir do momento em que a lei
determina que os usos de recursos hídricos a serem cobrados são aqueles sujeitos à
outorga. Além disso, os valores a serem fixados para sua cobrança são diretamente
23
relacionados com os parâmetros constantes das outorgas. No caso de derivações,
extrações e captações de água, devem ser observados, para seu cálculo, o volume
retirado e o seu regime de variação. Para lançamento de efluentes, além do volume
lançado e do seu regime de variação, devem ser consideradas, ainda, as
características físico-químicas, biológicas e de toxicidade do efluente.
O último dos instrumentos instituídos pela Lei Federal n.º 9.433/97 é o Sistema
de Informações, que é um sistema de coleta, tratamento, armazenamento e
recuperação de informações sobre as águas e os fatores intervenientes em sua
gestão. Dentre os objetivos do Sistema de Informações, estão a união e consistência
de dados e informações sobre a situação quantitativa e qualitativa dos recursos
hídricos no Brasil, além da atualização permanente das informações sobre
disponibilidade e demanda. Essas informações são de suma importância e devem ser
consideradas na análise de todos os pedidos de outorga. Além disso, dentre as
informações de demanda, devem estar contidas aquelas referentes às outorgas já
emitidas no País (ANA, 2007).
2.3.2. OUTORGA DE DIREITO DE USO DE RECURSOS HÍDRICOS
A outorga é um instrumento através do qual o proprietário de um recurso natural
estipula quem pode usá-lo e as respectivas limitações. Quando a propriedade é
privada, a outorga equivale ao consentimento, do proprietário, de que outrem o utilize,
desde que esse se sujeite às condições impostas pelo proprietário. Quando a
propriedade é pública, serve como um instrumento de gestão, a partir da atribuição de
cotas entre os usuários, considerando-se a escassez do recurso e dos benefícios
sociais gerados (LANNA, 2000).
O instrumento é hoje o elemento de controle para o uso racional das águas, a
despeito de não aparecer no rol das inovações constitucionais. O código das Águas,
de 1934, já o regulava. Àquela época, era livre a todos usar quaisquer águas públicas,
com exceção dos usos dependentes de derivação3 (ALMEIDA, 2016).
3 Derivação: é a retirada de água de um manancial por conduto livre, ou seja, é a retirada de água de um rio através de um canal.
24
Conferida somente a brasileiros ou empresas organizadas no país, a outorga
era emitida por tempo fixo, nunca superior a trinta anos, tendo seu encerramento caso
não utilizados os recursos por três anos consecutivos (Decreto nº 24.634/34, arts. 43
§§ 2º e 3º; 46; 195). Ressalta-se a preocupação do Código de Águas ao explicitar, no
artigo 46, que “a concessão não importa, nunca, em alienação parcial das águas
públicas, que são inalienáveis, mas no simples direito ao uso destas águas”.4
A Lei 9.433/97 explicitou a importância da outorga dos direitos de uso dos
recursos hídricos entretanto não especificou o tipo de ato a ser emitido. Tal situação
poderia levar à suposição de que a outorga se daria em qualquer uma das formas do
Direito Administrativo (licença, autorização, permissão e concessão), caso as normas
posteriores de regulamentação já não tivessem optado pela autorização, como se
depreende da leitura do artigo 2º, XVI da IN nº 4/2000 e do artigo 4º, IV da Lei
9.980/2000.
O órgão responsável deve proceder basicamente a três análises antes de
seguir com a outorga: técnica (viabilidade do empreendimento), hidrológica (a
quantidade e a qualidade do corpo hídrico) e jurídica (o preenchimento dos requisitos
legais impostos). Parte deste ato é irrestrito, assim, faz-se necessária a clara e ampla
motivação do agente administrativo, como forma de manifestação da moralidade,
legalidade e impessoalidade (art. 37 da CF/68), e de impossibilitar arbitrariedades dos
órgãos gestores (MACHADO, 2001).
2.4. VAZÕES REGULARIZADAS POR RESERVATÓRIO
No semiárido, onde a variabilidade temporal do escoamento superficial é muito
acentuada, a presença de grandes açudes tem um papel fundamental no aumento da
disponibilidade hídrica. Esses reservatórios acumulam água no período chuvoso,
geralmente em três ou quatro meses do primeiro semestre, para uso, principalmente,
no segundo semestre que é o período com pouca ou nenhuma chuva. Desse modo,
os açudes atuam como reguladores das vazões naturais (FERNANDES e ALMEIDA,
2015).
4 Decreto nº 24.634/34, arts. 62 e 63
25
A regularização das vazões naturais é um procedimento que tem por finalidade
a melhor utilização dos recursos hídricos superficiais. Com a regularização visa-se,
ainda, atingir vários outros objetivos, destacando-se a geração de energia,
abastecimento humano, irrigação e o amortecimento de cheias, entre outros. Para
isso, torna-se necessário realizar o represamento das águas através da construção
de barragens em seções bem determinadas dos cursos naturais d’água.
A regularização se dá através da redução da variabilidade das vazões.
Acumula-se parte das águas disponíveis nos períodos chuvosos e as deficiências
hídricas dos períodos de estiagem são compensadas, exercendo um efeito
regularizador nas vazões naturais. Do ponto de vista teórico, a maior vazão que pode
ser regularizada é a vazão natural média.
Se as vazões que naturalmente ocorrem nos rios forem significativamente
maiores que a retirada, mesmo durante os períodos de estiagem, então não haverá a
necessidade da regularização das mesmas. A implantação de um reservatório de
acumulação seria justificada para esse caso, pois poderia atuar na mitigação dos
efeitos de enchentes, o controle de níveis d’água e transporte de sedimentos.
Entretanto, sendo a vazão retirada maior que a mínima natural do curso d’água, será
necessário o estoque dos excessos para que sejam beneficiados os períodos cujas
vazões naturais serão as menores.
A operação de um reservatório de acumulação, que recebe vazões muito
variáveis no tempo, quando se deseja retirar uma vazão constante, ou não muito
variável, é, de fato, uma regularização de vazões (BARBOSA JR., 2007).
A vazão regularizada corresponde à vazão constante que pode ser liberada por
uma barragem, sendo atrelada a uma garantia de fornecimento. Normalmente se
trabalha, especialmente em nível de planejamento, com as garantias de 100%, 95%,
90%, 85% e 80%. Assim, a garantia teórica de 100% indica que em qualquer momento
a vazão regularizada correspondente poderá ser obtida a partir da barragem,
independente da severidade da seca.
Tratando-se da vazão regularizada com 90%, comumente utilizada como vazão
de referência no Nordeste brasileiro, serão verificadas falhas de atendimento em 10%
26
do tempo. Assim, as falhas devem ocorrer em 1 ano a cada 10 anos ou 10 meses a
cada 100 meses, etc (LEÃO et al., 2011).
2.5. MODELO ACQUANET
Desenvolvido originalmente por John W. Labadie e conhecido primeiramente
como MODSIM, o AcquaNet surgiu para resolução de problemas de alocação de água
em bacias complexas, utilizando um algoritmo de balanço de massa para simulação
de algoritmo Out-of-kilter (FORD e FULKERSON, 1963 apud SOLIS e JANSEN, 2002)
para otimização (ALBANO e PORTO, 2003).
A disponibilidade de água em quantidade e qualidade insuficientes para
atendimento das mais variadas demandas é sem dúvida um dos mais importantes
problemas a ser enfrentado no gerenciamento dos recursos hídricos em uma bacia
hidrográfica. O uso de técnicas de Pesquisa Operacional (PO) para a análise de
sistemas de recursos hídricos tem sido consagrado há mais de quatro décadas.
O Sistema de Suporte a Decisões (SSD) AcquaNet faz uso combinado das
técnicas de simulação e de otimização para determinar a alocação da água em
sistemas de recursos hídricos complexos sujeitos a restrições operacionais e
prioridades de atendimento às demandas (PORTO et al., 2005). O software utiliza um
algoritmo de otimização de rede de fluxo eficiente (Out-of-Kilter – OOK), o que significa
que sistemas extremamente grandes e complexos podem ser tratados em
microcomputadores comuns.
Uma situação comum em problemas de alocação de água é a operação de
sistemas de recursos hídricos. Geralmente a alocação da água para atendimento às
demandas está condicionada não só a disponibilidade de água, mas também a
restrições operacionais que afetam a entrega da água no curto prazo. O algoritmo até
então utilizado pelo AcquaNet não considera o amortecimento das vazões na análise
de problemas de operação de sistemas de recursos hídricos.
O seu uso nos mais variados sistemas de recursos hídricos e nas mais
diversificadas regiões do país indicam que é uma ferramenta extremamente útil na
27
análise de alocação de água em bacias complexas (PORTO et al., 2003; PORTO et
al., 2005).
O princípio básico para utilização do AcquaNet é que o sistema são
representados na rede como nós, sendo nós de volume (reservatórios) e nós que não
são de volume, também chamados nós de passagem (confluências, pontos de desvio,
pontos de entrada e pontos de demanda) e arcos ou elos (canais, adutoras e trechos
naturais de rios). Para considerar as demandas, as vazões afluentes e regras de
operação desejadas do reservatório, diversos nós e arcos artificiais deverão ser
criados de forma a assegurar que o balanço de massa seja satisfeito em toda a rede.
Estes nós e arcos artificiais são criados automaticamente pelo módulo de alocação
restando ao usuário a criação dos nós e arcos reais do sistema.
2.5.1. SISTEMA DE SUPORTE A DECISÕES
De acordo com Porto e Azevedo (1997) e Porto et al. (2003), Sistema de
Suporte a Decisões constituem uma metodologia de auxílio à tomada de decisão
baseada na intensa utilização de bases de dados e modelos matemáticos, bem como
na facilidade com que propiciam o diálogo entre o usuário e o computador. Segundo
Sauter (1993), SSD são sistemas computacionais que objetivam auxiliar na tomada
de decisão. Para Porto e Azevedo (1997), “qualquer coisa” que ajude e/ou apoie uma
tomada de decisão pode ser considerado um SSD. Diversos problemas, em que a
questão da tomada de decisões é muito complexa, como é o caso do gerenciamento
e do planejamento de sistemas de recursos hídricos, vem sendo enfrentados com
sucesso utilizando esta metodologia.
Quando se dispõe de um SSD, o usuário conta com um instrumento potente
para auxiliá-lo a dispor de informações, identificar e formular problemas, conceber e
analisar alternativas e, finalmente, ajudá-lo na escolha do melhor curso de ação. Em
outros termos, a finalidade de um SSD não é tomar decisões, mas auxiliar a missão
de decidir.
O procedimento para se efetuar uma análise de simulação da operação de um
sistema de reservatórios pode ser resumido nas seguintes etapas: (1) identificação do
28
sistema; (2) determinação dos objetos do estudo e definição de critérios de avaliação;
(3) coleta e análise de dados do sistema; (4) formulação do modelo de simulação; (5)
calibração e validação do modelo; (6) organização e execução das simulações; e (7)
análise e avaliação dos resultados. A tomada de decisões a respeito de sistemas de
recursos hídricos deve considerar obrigatoriamente aspectos hidrológicos,
ambientais, econômicos, políticos e sociais, mutáveis no tempo e associados a
incertezas de difícil quantificação (AZEVEDO et al., 1997).
3. MATERIAIS E MÉTODOS
A finalidade dos reservatórios é realizar o acumulo das águas que se encontram
disponíveis nos períodos chuvosos havendo assim uma compensação das
deficiências nos períodos de estiagem, exercendo uma regularização das vazões
naturais. Tem sua formação através da implantação de barragens nos cursos d’água.
Geralmente as características físicas, em especial a de capacidade de
armazenamento, possuem influência direta das características do vale em que estão
inseridos. A descrição de um reservatório se dá através de seus níveis e volumes
característicos (Figura 5):
Fonte: <http://www.hidro.ce.gov.br/>
Figura 5. Representação dos níveis e volumes de um reservatório
29
Volume morto: é a parcela de volume do reservatório que não está
disponível para uso. Imediatamente acima desse nível está o mínimo
operacional.
Nível máximo operacional: corresponde à cota máxima permitida para
operações normais no reservatório. O nível máximo operacional define
o volume do reservatório.
Volume útil: caracteriza-se através da diferença entre o volume máximo
e o volume morto, ou seja, é a parcela do volume que pode ser
efetivamente utilizada para regularização de vazão (FRAGOSO JR E
NEVES, 2015).
3.1. ÁREA DE ESTUDO
Os açudes Castanhão e Banabuiú estão localizados no Rio Jaguaribe. O Rio
Jaguaribe, Ceará, Brasil, possui uma extensão de 610 km e bacia hidrográfica com
área de 74.000 km². Dentre os principais reservatórios responsáveis pela
regularização dos fluxos de água estão o Castanhão e Banabuiú (figura 6).
O Castanhão é responsável por 97% do total armazenamento da sub-bacia do
Médio Jaguaribe e é o maior açude do Estado do Ceará, possuindo um total de 4.592
reservatórios (SRH, 2011). Ao passo que, o Banabuiú com capacidade máxima de
1,6 bilhões de m³ regulariza as águas do Rio Banabuiú que é o principal afluente do
Rio Jaguaribe. Estes dois reservatórios perenizam aproximadamente 470 km do rio e
beneficiam 19 municípios (FORMIGA-JOHNSSON e KEMPER, 2005). Os principais
usos atribuídos à água são o abastecimento urbano, rural e industrial.
30
Fonte: FERNANDES e ALMEIDA, 2015
Figura 6. Mapa de localização dos açudes Castanhão e Banabuiú, rede de drenagem
principal e estações fluviométricas da Agência Nacional das Águas (ANA) usadas
nesse estudo.
As decisões tomadas para alocação da água dos açudes Castanhão e
Banabuiú baseiam-se em simulações de esvaziamento destes reservatórios (balanço
hídrico) e nas vazões de regularização para perenizar o Rio Jaguaribe. Um exemplo
31
de cálculo de balanço hídrico feito em reservatórios é a determinação da variação do
volume em relação ao tempo a partir das vazões que entram e que saem do
reservatório (equação 01).
St+∆t = St + VE − VS (01)
St é o volume armazenado no reservatório no início do intervalo de tempo;
St+∆t corresponde ao volume no reservatório no final do intervalo de tempo;
VE é o volume de entrada, que corresponde à vazão afluente ao açude
∆t é o intervalor de tempo;
VS é o volume total de saída que corresponde, principalmente, às demandas
para atender aos usos múltiplos e as perdas por evaporação.
Em longo prazo, a outorga de uso da água determina as alocações (AQUINO
et al., 2013) e tem como parâmetro a vazão de referência. No nordeste, a vazão de
referência geralmente tem sido uma fração da vazão regularizada com 90% de
garantia (STUDART et al., 1997).
3.2. SIMULAÇÃO DA VAZÃO REGULARIZADA PELOS RESERVATÓRIOS
CASTANHÃO E BANABUIÚ
Para realizar as simulações das vazões regularizadas pelos açudes Castanhão
e Banabuiú foi utilizado o Sistema de Suporte a Decisões (SSD) AcquaNet que faz
uso combinado das técnicas de simulação e de otimização para determinar a alocação
da água em sistemas de recursos hídricos complexos sujeitos a restrições
operacionais e prioridades de atendimento às demandas (PORTO et al., 2005).
Para a determinação das vazões regularizadas, foi necessária a elaboração da
rede de fluxo, que é composta por um conjunto de informações indispensáveis para a
realização do processo de simulação. Os dados que foram utilizados incluem as
características físicas (curva cota-área-volume); as vazões afluentes e taxas de
evaporação líquidas obtidas da hidroweb.com.br e inventário ambiental dos açudes
(SRH, 2011); dados operacionais (meta de volume acumulado para cada mês). Já as
demandas foram caracterizadas pelas vazões mensais necessárias ao atendimento.
32
Foram informadas, ainda, as prioridades tanto para o atendimento às demandas
quanto para o armazenamento de água nos reservatórios.
A Figura 7 apresenta a rede de fluxo elaborada no modelo AcquaNet e usada
para simular as vazões regularizadas pelos dois reservatórios em estudo. Os
elementos “Qreg_banab” e “Qreg_cast” representam as demandas de água nos
açudes Banabuiú e Castanhão, respectivamente. Os elos L1 e L2 representam
trechos do Rio Banabuiú, enquanto L3, L4 e L5 representam o Rio Jaguaribe e sua
confluência com o Rio Banabuiú no nó denominado de “JUNÇÃO”. O dreno é uma
abstração usada no modelo para representar a água que excede as demandas com
maiores prioridades.
Fonte: autoria própria, 2015
Figura 7. Rede de fluxo usada para simular as vazões regularizadas pelos
reservatórios Castanhão e Banabuiú no modelo AcquaNet.
3.2.1. APLICAÇÃO DO ACQUANET
O AcquaNet (figura 8) funciona como uma estrutura modular incorporando
modelos matemáticos desenvolvidos para analisar diferentes problemas relacionados
ao aproveitamento de recursos hídricos. Essa estrutura é constituída atualmente de
um módulo base e de módulos para cálculo de alocação de água, avaliação da
33
qualidade da água, determinação de alocação de água para irrigação, produção de
energia elétrica e análise de valores econômicos nas decisões de alocação (figura 9).
O módulo base do SSD é o responsável pela criação/edição do traçado, leitura
e gravação dos projetos em estudo, definição do módulo ativo e também pela
integração e comunicação entre os diferentes módulos.
Fonte: autoria própria, 2015
Figura 8. Interface do AcquaNet.
Fonte: autoria própria, 2015
Figura 9. Barra de botões do AcquaNet.
Os botões representados na Figura 9 são respectivamente:
Manipulação de arquivos: novo, abrir, salvar projeto;
O ícone DG aciona as definições gerais do modelo ativo;
Desenho da rede de fluxo: criar (nó de passagem, reservatório, demanda e
link), apagar elementos, mover elementos, marcar/desmarcar elementos;
Grupo seguinte diz respeito às funções de “zoom” e “pan”;
Os próximos três ícones dizem respeito à visualização de dados e resultados;
34
Os últimos ícones são utilizados para escolher o modelo de análise.
3.3.2. BASE DE DADOS PARA A SIMULAÇÃO DAS VAZÕES
REGULARIZADAS
Os dados de entrada do modelo foram as séries de vazões médias mensais
observadas para o período de 1983 a 2013 em três estações fluviométricas da
Agência Nacional das Águas (ANA) a montante dos dois reservatórios. As
características físicas dos reservatórios (figura 10) e evaporação observada (figuras
11 e 12) são os valores apresentados pelo inventário ambiental dos dois reservatórios
(SRH, 2011).
Os dados de vazões afluentes aos reservatórios são provenientes de três
estações, duas estações para as vazões afluentes ao Banabuiú (Estação 36520000 e
Estação 36470000) e uma estação para as vazões afluentes ao Castanhão (Estação
36320000). O período de séries de vazões diárias médias são para o período de 1983
a 2013 (30 anos).
A. B.
Fonte: SRH, 2011
Figura 10. Curva cota-área-volume dos açudes Castanhão (A) e Banabuiú (B)
0 100 200 300 400 500 600
0
20
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60
80
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0 1500 3000 4500 6000 7500 9000
Área (km2)
Cota
(m
)
Volume (hm3)
Castanhão
Volume (hm³)
Área (km²)
0 50 100 150 200
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120
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0 500 1000 1500 2000
Área (km2)
Cota
(m
)
Volume (hm3)
Banabuiú
Volume (hm³)
Área (km²)
35
Figura 11. Séries de evaporação observada no Açude Castanhão Fonte: SRH, 2011
Figura 12. Séries de evaporação observada no Açude Banabuiú Fonte: SRH, 2011
Ta
xa
s d
e e
va
po
raçã
o
Ta
xa
s d
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va
po
raçã
o
36
Fonte: SRH, 2011
Figura 13. Séries de vazões afluentes no açude Banabuiú
Fonte: SRH, 2011
Figura 14. Séries de vazões afluentes no açude Castanhão
Como pode ser observado nas figuras 13 e 14, as séries de vazões apresentam seus picos nos anos de 1985, 1989, 2004, 2009 e 2011 para o açude Banabuiú e 1985, 1989, 2004, 2008 e 2009 para o açude Castanhão. Ocorrendo em sua maioria nos meses de fevereiro, março, abril e maio.
Va
zã
o n
atu
ral (m
3/s
) V
azã
o n
atu
ral (m
3/s
)
37
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
A variabilidade temporal nas vazões naturais que se concentram nos meses de
março, abril e maio, se refletiu na variação das vazões regularizadas pelos açudes
Castanhão e Banabuiú (Figura 15A). Dessa forma, para garantias menos restritivas,
como as vazões Q50 e Q60, por exemplo, os valores das vazões são altos, enquanto
que para garantias mais restritivas, como Q90 e Q95, ocorre grande redução nos
valores das vazões de até 68% para o açude Banabuiú.
A. B.
Fonte: FERNANDES E ALMEIDA, 2015
Figura 15. Vazões regularizadas (A) e volume médio mensal evaporado (B) nos açudes Castanhão e Banabuiú para diferentes garantias para o período de 1983-2013.
Assim, para manter os valores de garantias altas (próximo a 100%) foi
necessário armazenar grandes volumes de água no reservatório ao longo dos meses,
uma vez que, o maior aporte de água ocorre em um curto período de tempo do ano.
Essa condição hidrológica dos reservatórios e do estabelecimento das garantias traz
algumas implicações para gestão dos recursos hídricos. Uma dessas implicações é a
redução da disponibilidade hídrica para outros usos devido à necessidade de ampliar
o estoque de água para o cumprimento das garantias das vazões outorgadas. Outra
implicação é o aumento das perdas por evaporação com o acréscimo das garantias
de abastecimento (Figura 15B). As simulações indicaram acréscimo nas perdas por
evaporação de aproximadamente 50% na mudança das vazões Q50 para Q95 nos
açudes Castanhão e Banabuiú.
Alguns setores usuários de recursos hídricos são estratégicos no âmbito do
Plano Nacional de Recursos Hídricos e devem ser objeto de ações específicas de
regularização. Dentre esses setores destacam-se o de saneamento, o de transporte
0
10
20
30
40
50
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80
90
Q50 Q55 Q60 Q65 Q70 Q75 Q80 Q85 Q90 Q95
Vazão
Reg
ula
rizad
a (
m3/s
)
Garantias de abastecimento (%)
Castanhão
Banabuiú
0
5
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20
25
30
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Q50 Q55 Q60 Q65 Q70 Q75 Q80 Q85 Q90 Q95
Vo
lum
e M
édio
Ev
apo
rad
o (
hm
3)
Garantias de abastecimento (%)
Castanhão
Banabuiú
38
hidroviário, o industrial, o energético, a agricultura irrigada e a aquicultura. Ações
específicas também devem ser definidas para a regularização dos reservatórios.
Quanto aos diversos setores de usuários de recursos hídricos, propõe-se que,
na elaboração de seus Planos Setoriais, haja a supervisão de interação com o Plano
Nacional de Recursos Hídricos, para que as ações propostas sejam compatibilizadas
com a real necessidade hídrica. (ANA, 2007)
Fonte: FERNANDES E ALMEIDA, 2015
Figura 16. Volume evaporado no açude Castanhão
Fonte: FERNANDES E ALMEIDA, 2015
Figura 17. Volume evaporado no açude Banabuiú
0
20
40
60
80
100
120
140
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-83
Se
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98
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-85
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99
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-99
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Se
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2
Jan
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Jan
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Se
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Se
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0
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-11
Se
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1
Ma
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2
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Se
t / 2
01
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)
Volume Evaporado - CastanhãoQ50
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Q85
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0
5
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30
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Jan
-83
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t / 1
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4
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98
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Jan
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-93
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Jan
-95
Se
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99
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99
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Se
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1
Ma
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01
2
Jan
-13
Se
t / 2
01
3
Vo
lum
e E
va
po
ra
do
(h
m3
)
Volume evaporado - BanabuiúQ50
Q55
Q60
Q65
Q70
Q75
Q80
Q85
Q90
Q95
39
Apesar da Lei 9.433/97 indicar os usos prioritários em situação de escassez
hídrica e reconhecendo que alguns usos necessitam de altas garantias de
abastecimento, a definição de mecanismos mais flexíveis para a outorga de uso dos
recursos hídricos, principalmente em regiões semiáridas, poderá aumentar a
disponibilidade de água e reduzir conflitos (SILVA et al., 2013).
Assim, considerando um sistema de gestão mais dinâmico, os usuários de água
com baixa restrição quanto às garantias das vazões de referência, poderiam admitir
garantias inferiores a 90%. Como verificado para os açudes Castanhão e Banabuiú
(Figura 15A e 15B), este procedimento poderá diminuir as perdas por evaporação e
evitaria o estoque de grandes volumes sem uso, ampliando dessa forma a
disponibilidade de água. Para evitar descontentamento por parte dos usuários, as
tarifas cobradas (previstas na Lei 9.433/97 e aplicadas como consequência da
outorga) poderiam variar em função das garantias. Assim, altas garantias teriam
tarifas de cobrança maiores.
A arrecadação oriunda do sistema de cobrança poderia, além dos
investimentos na bacia previstos na legislação atual, servir para o pagamento de
seguros aos usuários em períodos críticos, como em anos de secas. O rateio dos
prejuízos causados devido ao surgimento de falhas no sistema poderá trazer mais
confiança aos usuários de água, atrair novos empreendimentos e potencializar o
desenvolvimento da região.
Entretanto, para essa metodologia ser aplicada com maior eficiência, além das
prioridades de abastecimento previstas em lei, é necessário estabelecer um sistema
de prioridade intra-setorial. Dessa forma, o sistema de prioridades definiria as
garantias de cada setor usuário de água, considerando vários aspectos, como por
exemplo, o valor agregado do produto. Além disso os valores das vazões outorgadas,
das garantias associadas e das tarifas cobradas, requerem mecanismos de consenso
entre os usuários.
40
5. CONCLUSÕES
Este estudo avaliou as garantias de abastecimento de água dos açudes
Castanhão e Banabuiú e discutiu as implicações na outorga de uso dos recursos
hídricos. Os resultados mostraram que a variabilidade climática tem forte influência no
que diz respeito às garantias de abastecimento de água dos reservatórios estudados
necessitando armazenar grandes volumes para proporcionar grandes garantias.
Para alcançar os objetivos foi realizado o balanço hídrico nos reservatórios ao
longo de 30 anos de dados históricos de vazões afluentes aos reservatórios e
considerando as perdas mensais por evaporação e demandas mensais constantes
com diferentes garantias. Foi possível notar a influência da evaporação que se refletiu
nas vazões regularizadas fazendo com que as menores garantias, tal como a Q60,
tenham maiores valores e as garantias maiores, exemplo da Q90, possuam um menor
valor de vazão.
As perdas por evaporação tiveram um aumento de 50% quando houve uma
mudança nas vazões de Q50 para Q95 nos dois açudes, quão maior for a garantia
maiores serão as perdas por evaporação e quão menor for essa garantia, então maior
será a indisponibilidade dos recursos.
Para garantias menos restritivas, como as vazões Q50 e Q60, por exemplo, os
valores das vazões são altos, enquanto que para garantias mais restritivas, como Q90
e Q95, ocorre grande redução nos valores das vazões de até 68% para o açude
Banabuiú. O estudo evidencia a necessidade de fazer ajustes na outorga para evitar
perdas de água por evaporação em detrimento do aumento da garantia da vazão de
referência (Q90). Como alternativa, apesar de não se aprofundar nos detalhes, foi
proposto reduzir as garantias das outorgas de usuários que podem admitir maiores
riscos de desabastecimento como forma de disponibilizar maiores volumes de água
para outros usos.
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