4.3.1 Dados de produção de sedimentos
Os dados secundários de produção de sedimento foram obtidos a partir de artigos científicos, teses e dissertações (SANTOS, 2012; MEDEIROS, 2009; FARIAS, 2008; CAVALCANTE, 2001 e 2012; DE ARAÚJO, 2003) e órgãos do governo (COGERH e Departamento Nacional de Obras Contra as Secas - DNOCS). A Tabela 1 mostra os reservatórios com batimetrias fornecidos pela COGERH e volumes de projeto fornecido pelo DNOCS.
Tabela 1 – Localização e fonte das batimetrias de alguns reservatórios utilizados por esta pesquisa
Reservatório Município Coordenadas (UTM) Fonte
X Y
Poço da Pedra Campos Sales 350442 9227663 COGERH
Altarmiro Jaguaribe 542087 9296245 COGERH
Berilópoles Milhã 488391 9387313 COGERH
Cedro Quixadá 350442 9227663 COGERH
Ingarana L. Norte 587726 9327824 COGERH
Junco Granjeiro 476304 9238242 COGERH
Nova Floresta Jaguaribe 510272 9342553 COGERH
Quincoê Acopiara 449839 9327420 COGERH
A produção específica de sedimento a partir das batimetrias foi obtida pelas equações (3a e b):
Ys A Δs T 3aΔM ΔM ρ ΔV 10 3b
em que: Ys produção específica de sedimento (t km-2 ano-1), ∆M massa assoreada (t), ∆S tempo de operação do reservatório (ano), TE é a eficiência de retenção do reservatório obtida da relação de Brune (BRUNE, 1953; GARCÍA, 2008), ρ massa específica do sedimento
assoreado (t m-3), ∆V variação da capacidade de armazenamento do reservatório (hm³), A é a área da bacia hidrográfica do reservatório (km²).
O valor de TE é adquirido da relação de Brune (1953), obtida empiricamente para 41 Barragens dos EEUU (CARVALHO, 1994). Segundo Brune, a fração média de retenção é função direta do tempo de residência médio do reservatório, calculado pela razão entre a capacidade do reservatório e a vazão afluente média anual. Para de Araújo (2003), esta formulação (particularmente a curva inferior) apresenta bons resultados também para regiões semiáridas. Para reservatórios com tempo de residência acima de 0,3 anos o valor de TE se aproxima de uma constante. Sabe-se que o tempo de residência dos reservatórios do semiárido é bem superior a 0,3 anos, desse modo, as condições típicas da região semiárida (alternância de anos secos com anos de elevadas pluviosidade), gera uma imprecisão na determinação do valor desta constante representativa de TE pela relação de Brune. Morris e Fan (1997) destacam a dificuldade de se estimar a TE precisamente para os pequenos reservatórios, sendo frequentemente uma das fontes de erro das medições de Ys por meio das batimetrias. Portanto, se considerou razoável neste trabalho, utilizar uma aproximação média de 0,95, ao invés de se tentar encontrar um valor e este não ser representativo. De Araújo (2003) estimou uma média de 0,97 para o índice de retenção de Brune para reservatórios do semiárido.
Tentou-se ainda encontrar uma relação para o valor de massa específica (ρ) com o tempo de operação de vários reservatórios do semiárido, porém, não foi observada nenhuma tendência com a dimensão dos reservatórios ou com seu tempo de operação. Os valores de ρ variaram de 1,16 a 1,41 t m-3. Verstraeten e Poesen (2001), ao avaliarem os valores de ρ para 13 reservatórios, observaram medidas da ordem de 0,78 – 1,35 t m-3. A Figura 17 mostra os valores da medição de ρ para diferentes reservatórios, nota-se que a média converge para um valor próximo de 1,30. Desse modo, para aqueles reservatórios em que não foi possível medir o valor de ρ, foi utilizado o valor médio de 1,29 encontrado por este trabalho para diferentes reservatórios do semiárido.
Figura 17 - Distribuição dos valores de massa específica em função do tempo de operação de alguns reservatórios do semiárido
Fonte: Autor.
4.3.2 Atributos
A Bacia do Rio Jaguaribe (BRJ), com uma área de 74.000 km², ocupa aproximadamente 48% do território do Estado do Ceará. A BRJ possui diferentes distribuições pluviométricas em seus domínios e uma estrutura geológica composta pelas formações sedimentar e cristalina, além disso, os dados de produção de sedimento analisados nesta pesquisa advieram de diferentes métodos (CSS e batimetrias). Desse modo, na tentativa de se encontrar alguma relação entre produção específica de sedimento e área de drenagem, os dados foram organizados graficamente em função dos atributos geologia, erosividade média da bacia e estado de conservação.
4.3.2.1 Geologia das sub-bacias
A geologia das sub-bacias do Rio Jaguaribe foi obtida a partir do mapa geológico do Estado do Ceará, fornecido pela Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos hídricos (FUNCEME). A partir do mapa se pôde identificar qual extrato geológico predominava na bacia (Cristalino ou Sedimentar), o critério de classificação se baseou na predominância do embasamento, ou seja, se a bacia possuía mais de 50% de sua área composta pela estrutura cristalina, esta era a classificação da bacia quanto à geologia, mesmo critério usado para os domínios sedimentares. 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20 1,25 1,30 1,35 1,40 1,45 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ρ (t /m ³)
Tempo de operação do reservatório (anos) Rho
4.3.2.2 Erosividade média das sub-bacias
A produção específica de sedimento foi normalizada pela erosividade média (R) de cada sub-bacia, essa foi obtida a partir dos dados de precipitação disponíveis na web site da FUNCEME. O fator R foi estimado usando a equação (4a, b). Essa equação foi proposta por Bertoni e Lombardi Neto (1990) para a região Sul do Brasil, mas foi validada para o semiárido por de Araújo et al. (2003).
R 67,355 !PP $# %,&' 4a R ) R
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4b em que: Rm e R são respectivamente, os fatores de erosividade mensal e anual (MJ. mm. ha-1.
h-1), e Pm e P são respectivamente, o total precipitado mensal e a média anual (mm).
4.3.2.3 Estado de conservação das sub-bacias
As sub-bacias foram agrupadas em classes de acordo com o estado de conservação, sendo que o critério utilizado usou os seguintes porcentuais de cobertura vegetal: menor do que 40%; entre 40 – 80% e maior do que 80%. O porcentual de cobertura vegetal foi adquirido de alguns estudos do próprio autor, assim como dos trabalhos de Wiegand (2009); Leão (2010); Santos (2012) e Cavalcante (2012).