V Reunião da Rede de Pesquisa ASUB – Maceió/AL, Março de 2011. Integração dos instrumentos de outorga, enquadramento e cobrança para a gestão das águas subterrâneas V Reunião da Rede de Pesquisa ASUB – Maceió/AL, Março de 2011. MCT/FINEP/CT-HIDRO (Chamada Pública IGRH 01/2007) Universidade Federal de Campina Grande Universidade Federal de Alagoas Universidade Federal de Santa Maria

Pressuposto do Sub-projeto UFSM A criação de critérios para a gestão dos RH se dará a partir da resposta de 3 perguntas: 1 - Existe água disponível no manancial “escolhido” pelo usuário para atender o uso? 2 - A água disponível possui uma qualidade compatível com o uso pretendido? 3 - Quais serão os efeitos deste uso nos mananciais próximos (o “escolhido” e os demais)?

Respostas uso subterrâneo Efeito conjunto destes usos sobre o hidrograma, e o efeito entre eles. Procurar representar a dinâmica de circulação da água na bacia. uso subterrâneo

Respostas Escalas (Níveis): Global: bacia; Regional: SHR; ASUB-PB Escalas (Níveis): Global: bacia; Regional: SHR; Local: poço (aquífero). Poço – efeito sobre o aquífero

Respostas Pergunta Como será feito? (CRITÉRIOS) Escala (s)? Instrumento Existe água? Produtividade dos aquíferos Local (poço/aquífero) Outorga Qualidade compatível? Parâmetros de qualidade mínimos Todas (ou nenhuma específica) Enquadra- mento Efeitos quantitativos? Raio de influência e rebaixamento nos poços Local (poço/aquífero) Outorga Redução das vazões fluviais Escalas regional e global (SHRs e bacia) Efeitos qualitativos? Proteção – vulnerabilidade Escalas local (poço/aquífero) e regional (SHR) Enquadra- mento Laranja: Outorga; Azul: Enquadramento; Verde: Cobrança. Cobrança: considerando a outorga e o enquadramento para induzir o uso racional

Atividades atuais e/ou Critérios Organização segundo as Metas Físicas MFs Atividades atuais e/ou Critérios 23 Revisão Bibliográfica - 24 Interação com o SGRH Reuniões com comitê de bacia 25 Caracterização da bacia Monitoramento complementar 26 Modelos MGB-IPH e Modflow 27 Outorga: relacionada à MF 26 Produtividade dos aquíferos; Raio de influência e rebaixamento nos poços; Redução das vazões fluviais 28 Enquadramento: relacionada à MF 25 Zoneamento: qualidade e proteção (vulnerabilidade) 29 Cobrança: relacionada à MF 24 e MF 30 Arrecadatória; Econômica; Aceitabilidade 30 Integração dos instrumentos Instrumentos são integrados... 31 Interação rede de pesq. Reuniões

MF 24: Interação com o SGRH Reunião CBSM: 22/10/2010; Fotos:

MF 24: Interação com o SGRH Discussões quanto aos critérios dos instrumentos: Produtividade dos aquíferos; Raio de influência; e Proteção dos poços e Vulnerabilidade. Necessidade de estabelecer um cadastro municipal de poços eficiente: Obrigação legal: Código Estadual do Meio Ambiente; Regulamentar o uso de águas subterrâneas dentro dos limites dos municípios; BHSM: Santana do Livramento com legislação. Há um desorganização atualmente nas ações do comitê. Falta de objetivos. Retrocesso.

MF 24: Interação com o SGRH Há um desorganização atualmente nas ações do comitê; Falta de objetivos; Resumindo: Grande Retrocesso! Há um desorganização atualmente nas ações do comitê. Falta de objetivos. Retrocesso.

MF 25: Caracterização da bacia Monitoramento complementar Duas áreas em bacias representativas: Diferentes usos do solo Município Rosário do Sul Fazenda São Carlos – 24 ha, pecuária/campo P1= 20 m, início 17/04/2009 2) Fazenda Tarumã – 84 ha, florestamento/eucaliptos P2= 18 m P3= 12 m P4= 10 m P5= 18 m Período avaliado = 22 meses 2 vertedores de 90°, 30 interceptômetros, 1 Pluviômetro

MF 25: Caracterização da bacia Monitoramento complementar Área de Campo (P1) Área florestada (eucaliptus) (P2, P3, P4 e P5)

Monitoramento complementar provável sentido do fluxo e linhas equipotenciais em área florestada Simulado com uso do SURFER 8 a partir de 4 poços de monitoramento.

P5 Cota = 135 m Sp = 130 WTF: Sy Valores SAG Sy=0,10 Período t=49 dias P5 min = 0,18 mm/dia P5 max = 0,24 mm/dia (uso do solo = eucalipto) Menor variação do N.A. P4 Cota = 130 m Sp = 128 WTF: Sy Valores SAG Sy=0,13 P4 min = 0,35 mm/dia P4 max = 0,45 mm/dia (uso do solo = gramíneas) Planície Aluvial

INTERAÇÃO RIO-AQUÍFERO Município de CACEQUI Poços de abastecimento – CORSAN Interferência entre poços de abastecimento CAC 01 – Prof. 40 m; NA = 5,26 m Dista = 250 m do curso de água CAC 02 – Prof. 50 m; NA = 4,62 m Dista = 400 m do curso de água

Dissertação - Guilherme Viana Martelli INTERAÇÃO RIO-AQUÍFERO, Instalação – 31/01/2011

Poços da CORSAN Monitorados Interferência entre Poços Abastecimento X Poço de Monitoramento com levelogger - CAC 03 Instalação 31/01/2011 Profundidade: 70m NE: 11m Registros horários Poços Profundidade (m) NE (m) ND (m) Vazão (m3/h) Distância CAC 03 (m) IQ 267 222 33,5 75 65 110 IQ 270 92  36  60 25 350 IQ 271 105  28  50 35 160 IQ 272 104  35  45,5 33 420 IQ 273 89  21  30 16 60 Poços da CORSAN Monitorados

INTERFERÊNCIA ENTRE POÇOS DE ABASTECIMENTO

MF 26: Modelos MGB-IPH Global: SHR e bacia Modflow Local: poço (aquífero) Curva de outorga integrada

MF 26: Modelos MGB-IPH: Trabalho do Ferdnando. Retiradas superficiais Retiradas subterrâneas Trabalho do Ferdnando. Processos que o modelo representa: Evapotranspiração Interceptação Armazenamento de água no solo Escoamento nas células Escoamento em rios e reservatórios Não vou entrar em detalhes pois foi debatido na última reunião.

MF 26: Modelos MGB-IPH: etapas de aplicação (concluídas) Definição da bacia; Preparação da base de dados SIG; Preparação de dados hidroclimatológicos; Preparação dos arquivos de entrada; Interpolação das chuvas; Calibração e verificação do modelo.

MF 26: Modelos MGB-IPH

MF 26: Modelos MGB-IPH: calibração R2 = 0,85 R2log = 0,86 Erro volume: -4,49

MF 26: Modelos MGB-IPH: verificação R2 = 0,82 R2log = 0,84 Erro volume: -5,79

MF 26 MODELOS Método WTF (Water Table Fluctuation) Bacias Representativas Avaliação da recarga subterrânea (gestão, outorga e proteção) R= Sy*h/ t = mm/dia MEINZER, (1923); MEINZER e STEARNS, (1929); SCANLON et al. (2002); HEALY e COOK, (2002) Premissas método: Baseia-se na premissa de que os aumentos nos níveis de águas subterrâneas, em aqüíferos livres, sejam devido à água de recarga que atinge o lençol freático Aquífero livre Necessita do rendimento específico Sy (valores da literatura Healy e Cook, 2002) Aspectos (+) facilidade de aplicação Aspectos (-) incerteza, faixas de variação Sy; Camadas penetradas com variação do Sy em função dos materiais geológicos. Não sensível aos mecanismos de movimento da água na zona não saturada.

Dissertação de mestrado – Cristiane Dambrós

Rendimento específico (Healy and Cook, 2002) Sy 0,02 0,08 0,21 Valor médio Sy= 0,16 R= Sy*h/ t h = 120 mm t = 360 dias R5= 0,16*120/360 R5= 0,05 mm/dia

R4= 0,06 mm/dia Sy Valor médio 0,05 Sy= 0,20 0,27 0,26 0,21 R= Sy*h/ t h = 110 mm t = 360 dias R4= 0,20*110/360 R4= 0,06 mm/dia

R3 = 0,05 mm/dia Sy Valor médio 0,02 Sy= 0,14 0,21 0,26 0,05 R= Sy*h/ t h = 120 mm t = 360 dias R3= 0,14*120/360 R3 = 0,05 mm/dia

R2 = 5,4 mm/dia R=0,12*996/22 Sy Valor médio 0,05 Sy= 0,12 0,26 0,21 R= Sy*h/ t h = 996 mm t = 22 dias Mês julho 2010 R=0,12*996/22 R2 = 5,4 mm/dia

Gráfico P2 período 21 dias mês de julho 2009

MF 26: Modelos Modflow - Modelagem de um setor da SHR – 11, a que possui maior número de poços.

MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos; Efeitos quantitativos? Raio de influência e rebaixamento nos poços; Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais.

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Utilizadas as vazões após a estabilização nos ensaios de bombeamento dos poços existentes; Espacialização na bacia: análise dos dados utilizados; Interpolação pelo método Vizinho Natural; 408 poços, dentro e fora da bacia: agregar informação e, com isso, gerar mapa mais representativo. Interpolação pelo método Vizinho Natural: diferente das demais técnicas de interpolação (krigagem, interpolação ponderada pela distância), esta não extrapola valores, resolvendo a interpolação somente para o interior do domínio dos dados. Esta técnica utiliza polígonos Thiessen para avaliação de pesos para os pontos. Este método faz a interpolação através da média ponderada dos pontos vizinhos, onde os pesos são proporcionais às áreas proporcionais. Interpolação das vazões de estabilização pelo método vizinho natural (assegura que o valor interpolado seja um dos valores originais, ou seja, não gera novos valores). Outros métodos de interpolação produziram valores irreais, sem qualquer significado físico. Por exemplo, o método de Krigagem gerou valores de vazão negativos ou muito superiores aos valores observados (até 5 vezes superior).

Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004) MF 27: Outorga Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004) Resultados foram separados de acordo com os Sistemas Aquíferos existentes na bacia. 4 Domínios Hidrogeológicos 7 Sistemas Aquíferos 16 Formações Geológicas

Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004) MF 27: Outorga Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004) Domínio (4) Sistema aquífero (7) Formações (16) Domínio 1 – Formações Cenozóicas Aqüíferos Porosos Cenozóicos Aluvionares Depósitos aluviais (3 formações) Domínio 2 – Bacias Sedimentares Aqüíferos Porosos Permianos Rio Bonito Aquitardos Permianos Rio do Rasto Estrada Nova Irati Aquíferos Porosos Eo-Cretáceos Botucatu Guará Aquíferos Porosos Triássicos Rosário do Sul ou Pirambóia Sanga do Cabral Domínio 5 – Vulcânicas Aquíferos Fissurais Serra Geral Serra Geral Domínio 6 – Cristalino Aquíferos Fissurais do Escudo Cristalino Escudo Cristalino (4 formações) Em negrito formações que possuem maior produtividade. Resultados foram separados de acordo com os Sistemas Aquíferos existentes na bacia.

Domínio 1 – Depósitos Cenozóicos Aluviais MF 27: Outorga Domínio 1 – Depósitos Cenozóicos Aluviais

Domínio 2 – Bacias Sedimentares MF 27: Outorga Domínio 2 – Bacias Sedimentares

Domínio 5 – Rochas vulcânicas MF 27: Outorga Domínio 5 – Rochas vulcânicas

MF 27: Outorga Domínio 6 – Cristalino

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aqüífero Poroso Cenozóico Aluvionar (Depósitos aluviais - Domínio 1).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Fissural Serra Geral (Domínio 5).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Fissural do Escudo Cristalino (Domínio 6).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Poroso Eo-Cretáceo (Domínio 2 – Formações Botucatu e Guará).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Poroso Triássico (Domínio 2 – Formações Pirambóia e Sanga do Cabral).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Aquitardo Permiano (Domínio 2 – Formações Irati, Rio do Rasto e Subgrupo Estrada Nova).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Sistema Aquífero Poroso Permiano (Domínio 2 – Formação Rio Bonito).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Heterogeneidades quantitativas: grandes variações na quantidade de seus compartimentos aquíferos – característica do SAG no RS (Machado, 2008).

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos

Existe água? Produtividade dos aquíferos MF 27: Outorga Existe água? Produtividade dos aquíferos Produtividade dos aquíferos na bacia é em sua maioria baixa (< 10 m³/h); Verificação: rios secam em épocas de estiagem pois não são “abastecidos” pelos aquíferos; Efeito da redução das áreas de banhados. Classes Área (Km²) Área (%) <10 8.570 59,14% 10-20 5.394 37,22% 20-40 499 3,45% 40-80 22 0,15% 80-120 6 0,04% Total 14.491 100,00%

Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de Influência MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de Influência

Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência Sendo: R = raio de influência, em metros; T = transmissividade, em m²/s; t = tempo de bombeamento, em segundos; S = coeficiente de armazenamento, adimensional. Transmissividade: capacidade de um meio para transmitir água Coeficiente de armazenamento: corresponde ao volume de água libertado por uma coluna de aquífero de altura igual à sua espessura e secção unitária.

Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência Tendência: onde há interferência, poços que solicitaram outorga há mais tempo têm preferência; Exemplo em Santana do Livramento: Formação Litologia S (adm) - literatura T (m²/h) – processos t (h) Raio (m) Semi-conf./Confinado Botucatu Arenito Médio 0.0001 8 4 848.53 1,200.00 12 1,469.69

Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Raio (ou zona) de influência Exemplo em Santana do Livramento – R ≈ 850 m.

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos: Retiradas subterrâneas Retiradas superficiais

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos: Retiradas superficiais Q90 0% 30% 50% 70% 80% 90% 100%

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos: 0% 10% 20% 30% 40% Retiradas subterrâneas esvaziamento do reservatório subterrâneo

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos: Proporção do escoamento do rio proveniente da descarga subterrânea.

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais MF 27: Outorga Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos: