DISPONIBILIDADE HÍDRICA EM CONDIÇÕES DE REGULARIZAÇÃO DE VAZÃO

Os reservatórios de regularização de vazão apresentam-se como uma importante técnica para otimização do uso da água em uma bacia hidrográfica, uma vez que armazena água nos períodos de excedente hídrico para uso nos períodos de escassez, permitindo, desse modo, que a disponibilidade hídrica aproxime-se da potencial da bacia. No Estado de Minas Gerais, a vazão máxima outorgável em cursos d’água regularizados é expressa pela Qmld menos 50% da Q7,10, enquanto que em condições naturais o limite máximo outorgável corresponde a 50% da Q7,10. Nesse sentido, o presente trabalho objetivou analisar as variações na disponibilidade hídrica ocasionadas pela consideração da vazão permissível para outorga para condições de regularização em relação ao critério a fio d’água, sendo para isso apresentado um estudo de caso para a bacia do Paracatu. Para isso, foi estimada, para cada trecho da hidrografia, a relação Qmld/Q7,10 e a diferença percentual entre os critérios utilizados no estado para concessão de outorga com e sem a presença de estruturas de regularização. Os valores obtidos para a relação Qmld/Q7,10 variaram de 3,7 a 10,0, e o incremento de disponibilidade de 531 a 1795%, resultado que reforça a potencialidade dos reservatórios no aproveitamento do uso da água

ESTUDO DE REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES PARA A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PARANAÍBA

O conhecimento da disponibilidade hídrica é de fundamental importância e, normalmente, é obtido através das séries históricas de vazão nas estações fluviométricas. Entretanto, além das estações não cobrirem toda a hidrografia, em muitas regiões elas apresentam baixa densidade, má distribuição espacial e/ou apresentam problemas de operação. A regionalização de vazões é uma das alternativas para suprir a necessidade de informações, pois permite a obtenção de variáveis hidrológicas ao longo da hidrografia. O objetivo do trabalho foi realizar estudo de regionalização da vazão média de longa duração (Qmld) e das vazões mínimas (Q95, Q90 e Q7,10) para a bacia do rio Paranaíba. Utilizou-se a técnica de regionalização baseada em regressões regionais que requer a divisão da bacia em regiões hidrologicamente homogêneas (RHH), obtidas por análise de cluster. Foram testados os modelos de regressão linear e potencial. As variáveis dependentes utilizadas foram a Qmld e as vazões mínima de referência para outorga para os rios de dominialidades da União (Q95) e dos estados onde a bacia está inserida, Minas Gerais (Q7,10), Goiás e Mato Grosso (Q90). As variáveis independentes foram área de drenagem, precipitação convertida na vazão equivalente ao volume precipitado (Peq) e vazão equivalente ao volume precipitado menos um fator de abstração de 750 mm (Peq750). A análise de cluster juntamente com a avaliação da distribuição espacial das estações fluviométricas agrupadas resultou na divisão da bacia em quatro RHH. Observou-se que o modelo potencial apresentou melhores resultados e a variável explicativa Peq750 melhor desempenho físico e estatístico para três das regiões

Valuation criteria of water use considering the underground capture source and regulation of flows

Diante da necessidade de medidas mais eficientes para a gestão dos recursos hídricos e levando-se em conta que a maioria das legislações vigentes não contempla diferenciações de cobrança pelo uso da água no que diz respeito ao fato do manancial ser subterrâneo e às condições de regularização de vazões, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver critérios de cobrança pelo uso da água a partir da consideração desses aspectos: manancial de captação e regularização de vazões. O critério relacionado ao uso da água subterrânea baseou-se na relação entre o escoamento subterrâneo e o escoamento total (R EST) em cada mês do ano e para cada estação fluviométrica. A análise prévia dos dados permitiu a identificação e exclusão de outliers, posteriormente, foi realizada a identificação de regiões homogêneas e testes estatísticos para medida de homogeneidade. Para cada região homogênea foi calculado o seus respectivos valores médios da R EST e intervalos de confiança com 95% de probabilidade. De posse das informações obtidas foi estabelecido o critério fator manancial de captação (F MC). Já para o segundo critério, denominado fator de deplecionamento pelo uso da água em condições de regularização (F R), avaliou-se o potencial do aumento da disponibilidade hídrica que o processo de regularização permite e considerou-se o deplecionamento do custo unitário da água. Para estabelecer um valor para o F R foi utilizado um outro fator, proposto por Ramos (2016), o fator sazonalidade (F S). O F R será o menor valor de F S encontrado, ou seja, foi estabelecido que a água em condições de regularização possui o mesmo valor que a água no mês de maior disponibilidade hídrica natural conforme proposto por Ramos (2016). Além disso, foi proposta a alteração da vazão mínima residual para regularização. Com o intuito de analisar o impacto econômico da adoção dos diferentes critérios, propostos e já existentes, foram simulados oito cenários de cobrança originados da combinação de duas condições de demanda: variável e fixa, e, quatro critérios de cobrança: legislação vigente; legislação vigente e F MC; legislação vigente e F S; e, legislação vigente e F R. A partir da análise dos resultados observou-se que: após a realização de três aproximações, sendo uma delas a incorporação da frequência de ocorrência das vazões mínimas, o F MC permitiu maior valoração da água subterrânea nos períodos em que se tem maior abundância de água superficial e, menor valoração nos períodos em que o escoamento subterrâneo é a principal fonte de abastecimento. Quanto ao F R, observou-se um expressivo aumento da disponibilidade hídrica, mesmo com a consideração do aumento da vazão mínima residual. Na condição de regularização, a água foi valorada da mesma forma que o mês de maior disponibilidade hídrica natural. Os cenários de simulação mostraram o efeito desejado de valorização da água subterrânea como um recurso estratégico, assim como do deplecionamento do custo da água em condições de regularização.Given the need for more effective measures for the management of water resources and taking into account that the most of current legislation does not include differentiation of charges for water use by considering to the fact that source is underground and regularization conditions, this study aimed to develop criteria of charging for water use based on the consideration of these aspects: captation source and regulation of flows. The criterion related to groundwater use was based in the relationship between groundwater flow and total flow (R EST) in each month of the year and for each fluviometric station. The preliminary analysis of the data allowed the identification and exclusion of outliers, subsequently, it was performed the identification of homogeneous regions and statistical tests for homogeneity measure. For each homogeneous region was calculated the average values of R EST and confidence intervals, with 95% probability. Based on this information it was established a criterion captation factor source (F MC). For the second criterion, named drawdown factor for water use in regularization conditions (F R) wich evaluated the increase potential of water availability, allowed by the regularization process and by considering the depletion of the unit cost of water. To establish a value for F R was used another factor proposed by Ramos (2016), the seasonality factor (F S). F R is the lowest value found for F S , that is, it was established that the water in regularization conditions has the same value as the water on the months of greater natural water availability, as proposed by Ramos (2016). Moreover, it was proposed to change the minimal residual flow for the regularization. With the aim of analyze the economic impact of the adoption of the various criteria, proposed and existing, eight scenarios of charging were simulated, originated by combining two demand conditions: variable and fixed, and four charging criteria: existing legislation; current legislation and F MC; current legislation and F S; and current legislation and F R. From the analysis of the results, it was observed that after holding three approaches, one of which is the incorporation of the frequency of occurrence of minimum flows, the F MC has allowed greater valuation of groundwater in the periods in which those is a greater abundance of surface water and lower valuation during periods when the groundwater flow is the main source of supply. For the F R, it was observed that there was a significant increase in water availability, even with consideration of increasing residual minimum flow. In the regularization condition, the water was valued in the same way as the month of largest natural water availability. The simulation scenarios showed the desired effect of appreciation of groundwater as a strategic resource, as well as the depletion of the cost of water in regularization conditions.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Improvement of the process of estimating water availability

O aumento dos cenários de escassez hídrica, evidencia a importância de um melhor aproveitamento dos recursos hídricos. Para isso, é fundamental o conhecimento da disponibilidade hídrica ao longo da hidrografia, o qual está limitado aos locais com estações fluviométricas que nem sempre estão disponíveis para a região de interesse. Tal fato faz com que seja necessário a aplicação de técnicas para transferência dessas informações. Além disso, a consideração da variação das vazões ao longo do ano é de grande importância para o melhor aproveitamento dos recursos hídricos. Nesse contexto, o presente trabalho foi dividido em dois capítulos, os quais estão relacionados ao aprimoramento da estimativa das vazões. O primeiro capítulo tem como objetivo a busca por variáveis explicativas mais representativas do processo de formação de vazões e o segundo está relacionado à otimização da estimativa das vazões em base mensal. No capítulo 1, foi avaliada a utilização da evapotranspiração real (ETR) como fator de abstração da precipitação como variável explicativa na regionalização de vazões, sendo utilizados dois produtos de sensoriamento remoto, o MOD16 e o GLEAM, para a estimativa da evapotranspiração. Foi possível constatar que a utilização da ETR como fator de abstração da precipitação possibilitou melhoria da representatividade das vazões regionalizadas, sobretudo com a utilização do GLEAM. No capítulo 2, foram propostas duas metodologias para estimativa das vazões mensais, uma correspondente à regionalização de vazões mensais e outra à utilização da regionalização de vazões anual em conjunto com um fator multiplicativo, embasado em análises estatísticas associadas às estações fluviométricas. Foi possível observar que a regionalização de vazões mensais pode apresentar resultados inconsistentes e que a metodologia baseada no uso de um fator multiplicativo associado à regionalização de vazões anual apresenta maior representatividade e segurança para as estimativas. O presente trabalho, no âmbito dos dois capítulos, apresenta ferramentas para estimativa de vazões mais representativas ao longo da hidrografia, constituindo, um importante suporte para tomada de decisões no planejamento e gestão de recursos hídricos. Palavras-chave: Regionalização de vazões. Planejamento e gestão de recursos hídricos. Evapotranspiração real. Sazonalidade.The increase in water scarcity scenarios highlight the importance of better use of water resources. For this, knowledge of water availability along the hydrography, which is limited to places with fluviometric stations that are not always available for the region of interest, is fundamental. This fact makes it necessary to apply techniques to transfer these informations. Moreover, the consideration of the variation of streamflows throughout the year is of great importance for the best use of water resources. In this context, the present work has been divided into two chapters, which are related to the improvement of the streamflow estimation process. The first chapter aims at searching for more representative explanatory variables of the streamflow formation process and the second is related to the optimization of the streamflow estimates on a monthly basis. In chapter 1, the use of actual evapotranspiration (ETR) as a precipitation abstraction factor was evaluated as an explanatory variable in the mean and low flow regionalization, using two remote sensing products, MOD16 and GLEAM. The results showed that the use of ETR as a factor of abstraction from precipitation made it possible to improve the representativeness of the streamflow regionalization models, especially with the use of GLEAM. In Chapter 2, two methodologies for estimating monthly streamflows were proposed, one corresponding to the monthly streamflow regionalization and the other relating to the use of annual streamflow regionalization basis together with a multiplicative factor based on statistical analyses associated with fluviometric stations. In this chapter, it was observed that the regionalization of streamflows on a monthly basis may present inconsistent results and that the methodology based on the use of a multiplicative factor associated with the regionalization of streamflows on an annual basis presents greater representativeness and safety for the estimates. This work, within the two chapters, presents tools for estimating more representative streamflows along hydrography, thus constituting an important support for decision making in the field of planning and management of water resources. Keywords: Streamflow regionalization. Planning and management of water resources. Actual evapotranspiration. Seasonality.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Análise da comportamento espectral da água do Rio Doce, Brasil, mediante o rompimento da barragem de sedimentos da empresa SAMARCO

A Barragem de Fundão, localizada na Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Brasil, destinava-se ao acúmulo de sedimentos das atividades de extração de minério de ferro da empresa SAMARCO. Esta barragem rompeu-se no dia 5 de novembro de 2015, causando enorme desastre ambiental em todos os cursos d’agua à jusante, até atingir o Oceano Atlântico. A lama de rejeitos atingiu o Rio Doce e alterou a qualidade da água para captação e consumo em diversos municípios, sendo um desses o de Governador Valadares (MG). Sabe-se que, dentro das aplicações do sensoriamento remoto para a engenharia, a análise visual e do comportamento espectral dos alvos auxilia a tomada de decisão para a recuperação e o manejo de bacias hidrográficas. Desta forma, analisou-se o comportamento espectral da água e do NDWI (Normalized Difference Water Index) de seis imagens do Landsat 8 para o município de Governador Valadares, sendo duas antes, e quatro após o rompimento da barragem (datas 05/08/2014; 25/09/2015; 12/11/2015, 16/02/2016; 10/08/2016 e 10/06/2017). Em escala de 0-1, o pico de reflectância da água antes ao ocorrido (05/08/2014) era da banda do verde, de 0,048. A imagem referente ao dia 12/11/2015, logo após o rompimento, apresentou maior reflectância em todas as bandas, com maior pico na infravermelho próximo (0,48), banda esta correspontente à resposta dos alvos sólidos suspensos na água e vegetação, bem como elevação do NDWI. A reflectância foi reduzida após 8 meses do desastre, entretanto em nenhuma data analisada o comportamento espectral equivaleu-se ao observado antes do desastre ambiental. &nbsp

ANÁLISE TEMPORAL DAS VARIAÇÕES DE PARÂMETROS BIOFÍSICOS DA CANA-DE-AÇÚCAR EM JAÍBA-MG

A cana-de-açúcar possui grande expressividade na atividade agrícola do país, o que torna importante investir em pesquisas que visem ao monitoramento de suas áreas cultivadas, de forma a buscar facilidades em seu manejo. Surgem neste contexto, os produtos advindos das técnicas de sensoriamento remoto, como os índices de vegetação, que permitem a aquisição de informações de extensas áreas em curto período de tempo. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi obter albedo, IAF, NDVI e SAVI, para diferentes estádios fenológicos da cana-de-açúcar irrigada por pivô central, e analisá-los em escala temporal. Para tal, foram utilizadas imagens captadas pelo satélite LANDSAT-5/TM, órbita/ponto 218/71, correspondentes a área do município de Jaíba/MG. Primeiramente, foi feito contato com a empresa Sada-Bio-Energia, responsável pelo fornecimento de dados para a pesquisa. No processamento, as imagens adquiridas passaram por georreferenciamento, correção atmosférica, calibração radiométrica, e então foram geradas as imagens índices e albedo. Seguiu-se com a seleção dos pivôs de interesse e extração dos dados para as datas disponíveis. Os resultados mostraram que as imagens índices tenderam a decrescer os valores na fase de maturação, enquanto o albedo aumentou com o ciclo da cultura, demonstrando eficiência na caracterização do comportamento do ciclo. Palavras-chave: índices de vegetação, monitoramento da cana-de-açúcar, estádio fenológico, sensoriamento remoto.   TEMPORAL ANALYSIS OF BIOPHYSICALS PARAMETERS CHANGESOF SUGAR CANE IN JAÍBA-MG ABSTRACT The sugar cane has great expressiveness in agricultural activity in the country, which makes it important to invest in research aimed at monitoring their cultivated areas in order to seek facilities in their management. In this context, the products arising from remote sensing techniques, such as the vegetation indexes, which allow information acquisition of large areas in a short time period. Thus, the objective of this study was to obtain albedo, LAI, NDVI and SAVI, at different growth stages of sugar cane irrigated by center pivot, and analyze them in time scale. We used images captured by Landsat-5 satellite / TM, orbit / point 218/71, corresponding area in the city of Jaíba / MG. First, we contacted the Sada-Bio-Energy company, responsible for providing data. In processing, acquired images have gone through georeferencing, atmospheric correction and radiometric calibration, and then the index and albedo images were generated. Followed by the selection of the interest centers and extract the values to available data dates. The results showed that the images index values tended to decrease during the maturation phase, while the albedo increased with the growing cycle, showing efficiency characteristics of the cycle behavior.Keywords: vegetation indexes, sugar cane monitoring, phenological stage, remote sensing. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v03n03a0

PRODUTOS SRTM E RTC NA CARACTERIZAÇÃO MORFOMÉTRICA E TOPOGRÁFICA: UMA ABORDAGEM COMPARATIVA

Os modelos digitais de elevação (MDE) representam produtos comuns para extração de informações de bacias hidrográficas. Neste trabalho, comparou-se produtos provenientes do SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) e do RTC (Radiometrically Terrain-Corrected) no que se refere à obtenção de características morfométricas e topográficas da bacia do rio Paraopeba, MG. Como fonte de referência e comparação para a delimitação da hidrografia e da bacia, utilizou-se dados mapeados adquiridos da ANA (Agência Nacional de Águas). Após a aquisição e processamento das imagens, procederam-se as análises qualitativas e quantitativas dos resultados. Verificou-se que os resultados obtidos das imagens foram semelhantes para todos os parâmetros morfométricos avaliados, tendo apresentado diferenças mais expressivas apenas em relação aos valores obtidos com a base de dados mapeados. Quanto às características topográficas consideradas, também foram obtidos resultados similares entre os dois produtos, constatando-se um ganho nos aspectos área, perímetro, declividade e sombreamento devido ao refinamento dos dados RTC em relação ao SRTM. Concluiu-se que ambos os produtos são aptos a serem aplicados em estudos relacionados à hidrologia, tanto para os parâmetros morfométricos, quanto para os topográficos, visto que os resultados do RTC foram similares aos do SRTM já amplamente aplicado na literatura.Palavra-chave: geoprocessamento, modelo digital de elevação, bacia hidrográfica. SRTM AND RTC PRODUCTS IN THE TOPOLOGICAL AND MORPHOMETRIC CHARACTERIZATION: A COMPARATIVE APPROACH ABSTRACT:Digital elevation models (MDE) represent trivial products for extracting information from river basins. The objective of this work was to compare the products from SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) and RTC (Radiometrically Terrain-Corrected) with regard to obtaining morphometric and topographic characteristics of the Paraopeba river basin, MG. A mapped data acquired from ANA (National Water Agency) was used as reference and comparison source for hydrographic and basin delineation. After the acquisition and processing of the images, the qualitative and quantitative analysis of the results were carried out. It was verified that the results obtained from the images were similar for all morphometric parameters evaluated, presenting difference more expressivily only in relation to the values obtained with the mapped database. As for the topographic characteristics considered, similar results were also obtained between the two products, showing a small difference in area, perimeter, declivity and shading aspects, due to the refinement of RTC data in relation to SRTM. It was concluded that both products are apt to be applied in studies related to hydrology, both for morphometric and topographic parameters, since the results of the RTC were similar to the SRTM, that is widely applied in the literature.Keywords: geoprocessing, digital elevation model, hydrographic basin

Análise da comportamento espectral da água do Rio Doce, Brasil, mediante o rompimento da barragem de sedimentos da empresa SAMARCO

A Barragem de Fundão, localizada na Bacia Hidrográfica do Rio Doce, Brasil, destinava-se ao acúmulo de sedimentos das atividades de extração de minério de ferro da empresa SAMARCO. Esta barragem rompeu-se no dia 5 de novembro de 2015, causando enorme desastre ambiental em todos os cursos d’agua à jusante, até atingir o Oceano Atlântico. A lama de rejeitos atingiu o Rio Doce e alterou a qualidade da água para captação e consumo em diversos municípios, sendo um desses o de Governador Valadares (MG). Sabe-se que, dentro das aplicações do sensoriamento remoto para a engenharia, a análise visual e do comportamento espectral dos alvos auxilia a tomada de decisão para a recuperação e o manejo de bacias hidrográficas. Desta forma, analisou-se o comportamento espectral da água e do NDWI (Normalized Difference Water Index) de seis imagens do Landsat 8 para o município de Governador Valadares, sendo duas antes e quatro após o rompimento da barragem (datas 05/08/2014; 25/09/2015; 12/11/2015, 16/02/2016; 10/08/2016 e 10/06/2017). Em escala de 0-1, o pico de reflectância da água antes ao ocorrido (05/08/2014) era da banda do verde, de 0,048. A imagem referente ao dia 12/11/2015, logo após o rompimento, apresentou maior reflectância em todas as bandas, com maior pico na infravermelho próximo (0,48), banda esta correspontente à resposta dos alvos sólidos suspensos na água e vegetação, bem como elevação do NDWI. A reflectância foi reduzida após 8 meses do desastre, entretanto em nenhuma data analisada o comportamento espectral equivaleu-se ao observado antes do desastre ambienta