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QUALIDADE E DISPONIBILIDADE DE ÁGUA EM MICROBACIA PARA IRRIGAÇÃO

Aula de 02 de setembro de 2013 - Microbacia do Córrego do Cinturão Verde
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Nesta aula prática de Irrigação e Drenagem do curso de Agronomia ministrada pelo Professor Fernando Braz Tangerino Hernandez foi realizada a visita à Microbacia do Cinturão Verde - Área Norte, desde a sua nascente em uma área urbanizada, passando por uma área de mata remanescente e por uma área degradada tomada de macrófita.

Foram explicados as condições necessárias para medições de vazão pelo método do flutuador com o desenho da seção no córrego e também na tubulação que serve como vertedor da represa. Também foi coletada água para análise de sua qualidade em dois locais distintos (represa e após o vertedor ou canal do córrego), cujos resultados das análises estão no quadro abaixo, que contém também os resultados das análises das aulas práticas anteriores, permitindo a comparação no tempo da qualidade da água do manancial.

Na nascente, a discussão foi sobre bacias hidrográficas e os conceitos e legislação envolvidos explicando as razões que tem levado dirigentes a optarem pela bacia hidrográfica como unidade de gestão, explicando a importância do comprometimento entre as pessoas que moram ou dependem da região para as suas atividades sócio-econômicas. Dessa maneira conceitos como divisor de água, talvegue, erosão, assoreamento, eutrofização, foram discutidos desde o início da aula.

Foi verificado também o "estrago" feito pela força da água na saída da tubulação sob a estrada, onde a água da galeria pluvial se encontra com a água do escoamento superficial, mesmo com a condição de mata sobre o córrego. Em comparação com os semestres anteriores a calha está cada mais mais profunda e o canal cada vez mais aberto pela erosão e uma voçoroca já é notada.

Ao final da aula, a expectativa é a de que os alunos possam consolidar os conhecimentos em gerenciamento da água, reconhecendo os limites de uma microbacia e a importância do trabalho de conservação do solo e da água de maneira coletiva, a legislação em vigor, a medição da vazão in loco e a comparação com vazão regionalizada em suas várias formas de cálculo (Q7,10, Q1,10 e Q95) e ainda a qualidade da água em seus aspectos físicos, químicos e biógicos.

Foi reforçado o conteúdo da aula teórica que apresenta a Legislação em vigor, com os órgão de regulamenteação como a ANA, o DAEE, o Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos - SNIRH, Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo, a Regionalização Hidrológica do EStado de São Paulo, sendo solicitado aos alunos, em grupo, o trabalho sobre a Outorga de uso da água no Estado de São Paulo, em um ponto de livre escolha para captação de água para irrigação e determinação da área máxima possível de ser irrigada.

O uso e ocupação do solo e a ação antrópica sobre a disponibilidade e qualidade da água foram discutidas e vivenciadas em campo. O intenso uso da água e a conseqüente degradação física, química e biológica contribuem para agravar sua escassez e qualidade de água. Por esse motivo, a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira tem defendido em diferentes eventos e textos técnicos como necessidade de importância cada vez maior, o acompanhamento das alterações da qualidade da água da região noroeste, que faz parte do monitoramento ambiental de forma a impedir que problemas decorrentes da poluição da água venham a comprometer seu aproveitamento múltiplo.

O monitoramento sistemático da qualidade da água e a vazão em diferentes microbacias é feito dentro da linha de trabalho Planejamento Integrado da Irrigação e dos Recursos Ambientais - PIIRA, no âmbito do tema Planejamento Integrado e Monitoramento Ambiental - PIMA desenvolvido com apoio financeiro da FAPESP, CNPq e FEHIDRO com o envolvimento de alunos de Graduação e Pós-Graduação com diferentes formações acadêmicas.

Os artigos "Análise dos riscos à sistemas de irrigação causados pela qualidade da água do córrego do Coqueiro - SP" e "Qualidade da água para uso em irrigação na microbacia do córrego do Cinturão Verde, município de Ilha Solteira" são boas referências sobre o tema, mas outros artigos técnicos resultantes dos diferentes projetos podem ser vistos em:
http://www.feis.unesp.br/irrigacao/papers.php

Outra microbacia hidrográfica de interesse sócio-econômica monitorada sistematicamente pela Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira é a do Córrego do Ipê - cujas campanhas de campo para amostragem pode ser acompanhada através do Blog da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira - e o encontro das águas na estação chuvosa de dois córregos com uso e ocupação diferentes deixa claro visualmente o seu efeito na qualidade da água e a Dissertação de Mestrado "Uso e Ocupação do Solo e Monitoramento dos Recursos Hídricos na Microbacia do Córrego do Ipê, Ilha Solteira, SP" é uma referência em estudos na bacia hidrográfica.

Para demostrar aos alunos os procedimentos de coleta em campo, houve uma caminhada da estrada até o manancial e a represa que foram utilizados como objeto de aula prática, permitindo a visualização de situações de campo, como produção agropecuária, Área de Preservação Ambiental, piscicultura, bombeamento, eutrofização com diferentes macrófitas, entre outras.

Houve coleta de água em dois locais (represa e vertedor), pois a informação sobre qualidade da água é necessária para que se conheça a situação dos corpos hídricos com relação aos impactos antrópicos na microbacia e os seus efeitos na escolha e operação dos sistemas de irrigação, havendo ou não a necessidade de um rigor maior em relação ao sistema de filtragem.

Degradação na forma de erosão acentuada na nascente e presença de macrófitas dos gêneros Egeria e Typha nas represas e talvegue comprovam o estado de degradação ambiental, representado pelo assoreamento e péssima qualidade da água em relação ao ferro, que é o maior problema para sistemas de irrigação localizada.

A represa visitada também corre risco de rompimento dado o elevado grau de assoreamento, não se vislumbrando a água devido à intensa proliferação das macrófitas, enquanto que a represa utilizada para a piscicultura está com elevado grau de infestação de Egeria densa. Boa parte deste manancial / microbacia está degradado, com ausência de matas ciliares, processo erosivo acentuado e toda sua extenção ocupado por espécie Taboa (Typha sp.), planta hidrófita (aquática) típica de brejos, manguezais, várzeas e outros espelhos de águas). O intenso uso do solo e a conseqüente degradação física, química e biológica contribuem para agravar sua escassez e qualidade de água.

As ações antrópicas fazem com que haja uma necessidade crescente do acompanhamento das alterações da qualidade da água, de modo a prever e planejar o uso o seu aproveitamento múltiplo. E a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha SOlteira mantem uma linha de pesquisa que envolve o monitoramento da qualidade e da disponibilidade da água em microbacias.

Uma análise visual nas fotos das aulas de semestres anteriores permite a verificação da dinâmica ou da mudança substancial do curso d´água, antes, logo após o vertedor a água se dividia em dois braços para se encontrarem novamente no tubulação sob a rodovia e agora, após as chuvas, houve aprofundamento intenso da calha e um único braço é percebido.

Nesta aula os alunos tiveram a oportunidade de conhecer o método de medição de vazão mais simples que é o do flutuador, simples e barato de realizar em campo, mas com limitações na precisão, que deve ter o conhecimento aprofundado pelos alunos em literatura específica.

No método do flutuador deve-se procurar um trecho do córrego, uniforme e que o fundo não seja muito irregular. Determina-se dois ou três pontos em um trecho preferencialmente retilíneo e homogêneo, medindo-se a distância entre eles. A distância será usada para medir a velocidade do fluxo, marcando-se o tempo necessário para o deslocamento do flutuador. As fotos a seguir ilustram a aula e as atividades desenvolvidas pelos alunos.

Nos pontos marcados constrói-se o perfil, medindo a largura e a profunididade da seção, resultando na área da seção transversal do córrego (m2). Faz-se a média das áreas das seções. Em campo, utilizou-se um papel quadriculado, definiu-se a escala e assim calculou-se a área, quando em escritório deve ser feita em softwares de CAD.

Os tempos gastos pelo flutuador para atravessar a distância entre os pontos extremos devem ser anotados, fazendo-se a média nos tempos, sempre em no mínimo três tomadas de tempo, preferencialmente, cinco repetições da velocidade de deslocamento do flutuador. O flutuador utilizado na prática foi um garrafa PET (300 ml).

Diferente do molinete hidrométrico que mede a velocidade média na seção percorrida, no método do flutuador tem-se a velocidade média da superfície da água e esta deve ser corrigida para a velocidade média do fluxo de água no córrego, que varia em finção do leito do manancial. A equação para cálculo de vazão, segue abaixo:

Q= A . D . C / T, onde,
Q - vazão (m3/s);
A - área da seção transversal do córrego (m2);
D - distância usada para medir a velocidade do fluxo d'água;
C - coeficiente de correção: usar 0,8 para córrego com fundo rochoso ou arenoso; usar 0,9 para córrego com fundo lodoso;
T - tempo (s) gasto pelo objeto flutuador para atravessar a distância D.

A aula contou com a colaboração dos estagiários do Laboratório de Hidráulica e Irrigação, o Doutor Renato Alberto Momesso Franco e a graduanda Yane de Freitas da Silva.

No semestre anterior os grupos fizeram a medição da vazão, tanto no córrego como na tubulação que serve de vertedor e obitiveram diferenças na vazão para o mesmo manancial, evidenciando a questão da precisão da leitura pelo método. As vazões avaliadas pelos diferentes grupos ficaram em 122 e 148 m3/h, enquanto que na aula de 26 de março de 2012 foram de 115,0; 129,6 e 147,1 m3/hora, e, na aula de 21 de março de 2011 a vazão variou entre os grupos entre 122,4 e 190,0 m3/hora.

Em 30 de agosto de 2010, no mesmo local, as vazões variam entre 105 e 130 m3/hora, enquanto que em 05 de outubro de 2009, a medição da vazão pelo método do flutuador foi de 90 m3/hora e 192 m3/hora, enquanto que as vazões medidas pelo método do molinete hidrométrico foram 124, 125 e 129 m3/hora, levando o Professor a explicar para os alunos quais as razões levaram ao erro cometido pelos grupos que usaram o método do flutuador. Acurácia, precisão e representatividade foram elementos exaustivamente discutidos.

Em 16 de março de 2009, no mesmo local, vazão média medida pelo flutuador foi de 194,4 m3/hora e pelo método do molinete hidrométrico em 210,7 m3/hora. Em 08 de março de 2010, os valores de vazão foram 305 m3/hora e 180 m3/hora, evidenciando além da precisão, o erro da medição.

A regionalização de vazão necessita da área de contribuição da bacia hidrográfica e para tanto, a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira estimula o uso do software ILWIS para a sua determinação e um trabalho prático de campo permitirá a comparação dos valores de vazão medida com os valores de vazão regionalizada, através do software disponível no Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo - Base Georeferencial - Regionalização Hidrológica.

Vários são os Tutoriais do ILWIS disponíveis neste Portal que permitem a realização de trabalhos ligados à processamento de imagens e mapas que envolvem bacias hidrográficas. Desde o Ilwis básico, Operações de vizinhança - Proximidade Buffer Zone, Modelo Numérico do Terreno e também a nova edição da introdução ao software ILWIS (Integrated Land Water Information System).

Um trabalho prático com medição in loco da vazão e a também com os dados mínimos necessários para o pedido de Outorga foi solicitado aos alunos do semestre. Um trabalho prático com medição in loco da vazão e a também com os dados mínimos necessários para o pedido de Outorga foi solicitado aos alunos do semestre.

A microbacia do Córrego do Cinturão Verde tem sido visitada frequentemente como base para outras aulas práticas e a amostragem da água nos diferentes pontos foi realizada para avaliação em Laboratório, que revelou os seguintes dados:


Coordenadas UTM - Zona 22:
:: Mata: 464459,68m E e 7743024,43m S
:: Vertedor (da Represa do Sr. Valentim): 463639,61m E e 7744078,17m S
:: Represa: 463619,45m E e 7744039,69m S
:: Piscicultura (saida): 463553,96m E e 7744017,98m S
:: Tubulão (sob a Rodovia): 467304,71m E e 7744191,35m S

Veja também a aula prática realizada em 08 de março de 2010, em 05 de outubro de 2009, em 16 de março de 2009 e também em 10 de março de 2008 no Córrego do Cinturão Verde e de 13 de agosto de 2007 no Córrego da Tabôa, todas no entorno de Ilha Solteira. Todas as aulas foram ilustradas em fotos permitindo a comparação da situação dos mananciais em diferentes épocas.

Outras aulas práticas podem ser visualizadas no canal GALERIA do Portal da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira. O Blog da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Soleira também é uma boa fonte de consulta como complemento das aulas.

A Legislação envolvida com a aula seria:

- Lei 9.433 de 8/01/1997 - Lei das Águas
- Lei 9.034 de 27/12/1994 - Dispõe sobre o Plano Estadual de Recursos Hídricos - SP
- Resolução CONAMA 369/2006 de 28/03/2006 - Dispõe sobre os casos excepcionais, de utilidade pública, interesse social ou baixo impacto ambiental, que possibilitam a intervenção ou supressão de vegetação em Área de Preservação Permanente -APP .
- Resolução CONAMA 357 de 17/03/2005 - Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e dá outras providências .
- Resolução CONAMA 20 de 30/07/1986 - Classificação das águas doces, salobras e salinas essencial à defesa de seus níveis de qualidade, avaliados por parâmetros e indicadores específicos, de modo a assegurar seus usos preponderantes.

Bibliografia sugerida seria:

ANA - Agência Nacional de Águas. Panorama da qualidade das águas superficiais no Brasil. Brasília: ANA - Superintendência de Planejamento dos Recursos Hídricos, 2005. 176p.
ANDERSON, M.G.; BURT, T.P. Hydrological forecasting. John Wiley & Sons, 1990. 604p.
AYERS, R.S. Calidad del agua para la agricultura. Roma: FAO, Estudio FAO Riego y Drenaje, n.29, 1984. 85p.
BARBOZA, G.C.; HERNANDEZ, F.B.T.; FRANCO, R.A.M. Análise dos riscos à sistemas de irrigação causados pela qualidade da água do córrego do Coqueiro. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, Fortaleza, V.5, n.1, p.24-36, 2011. ISSN 1982-7679 (On-line)
CARVALHO, N.O.; FILIZOLA JÚNIOR, N.P.; SANTOS, P.M.C. LIMA, J.E.F.W. Guia de avaliação de assoreamento de reservatórios. Brasília: ANEEL, 2000. 132p.
DAEE - DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA. Manual de cálculos das vazões máximas, médias e mínimas nas bacias hidrográficas do Estado de São Paulo. São Paulo, 1994, 64p.
DIAS, M.C.O. (Coordenadora). Manual de impactos ambientais: orientações básicas sobre aspectos ambientais de atividades produtivas. Fortaleza: Banco do Nordeste, 1999. 297p.
FRANCO, R.A.M.; HERNANDEZ, F.B.T. Qualidade da água para irrigação na microbacia do Coqueiro, Estado de São Paulo. Campina Grande: AGRIAMBI - Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13, n.6, p.772-780, 2009.
HERNANDEZ, F.B.T. et al. Aproveitamento Hidroagricola no Estado de São Paulo - Projeto piloto de conservação dos recursos de solo e água e irrigação coletiva nas microbacias hidrográficas dos córregos Sucuri, Bacuri e Macumã em Palmeira d´Oeste - SP. Ilha Solteira: UNESP / Governo Federal, 2000. 191p. (3 volumes)
HERNANDEZ, F.B.T. et al. Cinturão Verde - Projeto piloto de agricultura irrigada em Ilha Solteira - SP. Ilha Solteira: UNESP / FEPISA, 2000. 85p.
HERNANDEZ, F.B.T.; FRANCO, R.A.M.; BARBOZA, G.C. Monitoramento e planejamento integrado dos recursos hídricos para a irrigação nas Microbacias dos Córregos Boi, Três Barras e Coqueiro na Bacia Hidrográfica do Rio São José dos Dourados, Estado de São Paulo - 2.009. Ilha Solteira: UNESP / FEPISA. 2.010p. (Relatório Técnico FEHIDRO - Fundo Estadual de Recursos Hídricos - CBH-SJD, Contrato 161/2006 - Empreendimento SJD-133).
NAKAYAMA, F.S.; BUCKS, D.A. Trickle irrigation for crop production. St. Joseph: ASAE, 1986. 383p.
NATIONAL RESEARCH COUNCIL (U.S.). Irrigation - induced water quality problems: what can be learned from the San Joaquim Valley experience.Washington, National Academy Press, 1989, 157p.
PESCOD, M.B. Wastewater treatment and use in agriculture. Roma, FAO Irrigation and Drainage, Paper 47, 1992.
SETTI, A.A.; LIMA, J.E.F.W.; CHAVES, A.G.M.; PEREIRA, I.C. Introdução ao gerenciamento de recursos hídricos. Brasília: ANEEL - ANA, 2001. 328p.
TUCCI, C.E.M. (Organizador). Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre: ABRH - EDUSP, 1993. 943p.
TUCCI, C.E.M.; PORTO, R.L.L.; BARROS, M.T. (Organizadores). Drenagem urbana. Porto Alegre: ABRH / Editora da Universidade / UFRGS, 1995. 428p. (Coleção ABRH de Recursos Hídricos, Volume 5).
TUCCI, C.E.M.; MARQUES, D.M.L.M. (Organizadores) Avaliação e controle da drenagem urbana. Porto Alegre: Editora da Universidade / UFRGS, 2000. 558p.
VANZELA, L.S.; HERNANDEZ, F.B.T.; FRANCO, R.A.M. Influência do uso e ocupação do solo nos recursos hídricos do córrego Três Barras, Marinópolis-SP. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.14, p. 55-64, 2010.

Os sites sugeridos são:

Agência Nacional de Águas (Legislação, softwares, etc)
Artigos assinados pela Área de Hidráulica e Irrigação publicados em jornais e revistas
Coordenadoria de Assistência Técnica Integral (PEMBH)
Dados agroclimatológicos do oeste do Estado de São Paulo
Departamento de Águas e Energia Elétrica do Estado de São Paulo (Outorga e recursos hídricos)
Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo
Textos técnicos publicados pela Área de Hidráulica e Irrigação
Área de Hidráulica e Irrigação em mídias diversas
Galeria de fotos: As 10 mais da Área de Hidráulica e Irrigação
Monitoramento da qualidade da água e da vazão em microbacias do noroeste paulista
Blog da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira
Projeto HarmoniCOP - Harmonising Collaborative Planning

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