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X SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA FÍSICA APLICADA


 

CONSIDERAÇÕES SOBRE A VARIABILIDADE HIDROLÓGICA DO ALTO RIO PARANÁ



PAULO CESAR ROCHA
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – CEUL/DCH, GEMA/UEM. pcrocha@ceul.ufms.br
ÉDER COMUNELLO
Embrapa Agropecuária Oeste, Caixa Postal 661 - 79804-970
eder@cpao.embrapa.br
EDVARD ELIAS DE SOUZA FILHO
Universidade Estadual de Maringá – DGE/GEMA. Maringá-PR
 eesfilho@uem.br




Palavras-chave: regime hidrológico; barragens; rio Paraná.

Eixo 3: Aplicações da Geografia Física à Pesquisa.

Sub-eixo 3.4: Aplicações temáticas em estudos de casos.

 








Introdução

Em muitos rios, cada vez mais o fluxo é regulado diretamente por barramentos, seja para prover água para abastecimento doméstico, industrial ou irrigação, assim como para controle de enchentes ou estiagens, além da energia hidroelétrica. Geralmente, a forma de controle é refletida na diminuição da variabilidade do fluxo para jusante, elevando-se as vazões mínimas e diminuindo as vazões máximas. As mudanças na hidrologia dos rios são mais percebidas nos trechos médios e baixos dos rios, onde se encontram as planícies de inundação, e uma série de interações laterais se processam entre o canal e a planície adjacente.
Características do fluxo oferecem algumas das mais usados e apropriados indicadores para se avaliar a integridade do ecossistema fluvial ao longo do tempo devido à certas circunstâncias. 1-) muitas outras características abióticas de ecossistemas fluviais variam com as condições do fluxo, incluindo os níveis de oxigênio dissolvido, temperatura da água, distribuição dos tamanhos dos sedimentos suspensos e de fundo, e estabilidade do leito do rio; 2-) em grande escala, a morfologia do canal e da planície de inundação é formada por processos fluviais dirigidos pelo fluxo do rio, particularmente pelas condições de altos fluxos; 3-) em contraste com a relativa falta de novidades e a grosseira resolução de séries temporais de dados biológicos, a disponibilidade de longas séries temporais de dados fluviométricos diários de muitos grandes rios (4ª a 10ª ordem) pode prover uma alta percepção a respeito da variabilidade natural e a história recente das perturbações antrópicas nos rios (Richter et al., 1997).
Assim, este trabalho visa identificar os padrões do regime natural e do regime controlado do rio Paraná no seu trecho superior, a partir do estudo da variabilidade do fluxo, utilizando-se os parâmetros magnitude, freqüência, duração, periodicidade e taxa de alteração (Poff et al., 1997; Richter et al., 1997). Para tanto foram utilizados os dados diários em série histórica das estações fluviométricas de Guaíra (desde 1921), Porto São José (desde 1964) (figura 1).

Procedimentos Metodológicos

O fluxo natural de um rio varia conforme a escala de tempo avaliada, na ordem de horas, dias, estações do ano, anos e adiante. No entanto, muitos anos de observação em uma estação fluviométrica geralmente são necessários para se descrever as características do padrão de fluxo de um rio, em termos de quantidade, periodicidade e variabilidade, que é o seu regime de fluxo natural. Em bacias hidrográficas que carecem de dados hidrológicos de longa série, as análises podem ser estendidas estatisticamente a partir de outra estação localizada na mesma área geográfica (Poff et al., 1997).
Neste trabalho, foram utilizados os dados fluviométricos diários (descargas) da estação de Porto São José (ANEEL/BRASIL), com série histórica completa a partir de 1964. Como esta estação fica próxima à estação de Guaíra (ANEEL/BRASIL), a qual mantém informações diárias do fluxo desde meados de 1920, e ambas estão dentro da mesma área geográfica, foi feita a correlação entre as descargas de ambas, e a similaridade do regime de fluxo entre as duas estações (R2: 0,9316) garantiu a possibilidade de se estender a série de Porto São José até o ano de 1921. Tal escolha se deveu à posição estratégica desta estação, como a principal entrada a montante do sistema de inundação do Alto Rio Paraná, que se constitui num importante ecossistema regional.
A partir da obtenção dos dados diários da séria, foram estudados 5 componentes do regime de fluxo relacionados aos processos ecológicos em ecossistemas fluviais (Richter et al., 1997; Poff et al., 1997), a magnitude do fluxo, a duração, a periodicidade, a freqüência e a taxa de alteração do fluxo (tabela 1), sendo utilizados ao todo 32 índices hidrológicos como Indicadores de Alterações Hidrológicas (IAH). Posteriormente, foram calculados os valores médios para os períodos pré e pós-barramentos para os indicadores, o desvio padrão, o mínimo valor e o máximo valor, com o objetivo de se comparar e calcular a magnitude das alterações observadas, através da aplicação da Taxa de Aproximação da Variabilidade Natural (TAV) (RVA targets de Richter et al., 1997), com base nos resultados do regime natural (pré-barramentos) (tabela 1). A meta da TAV deve ser obtida a partir da média menos/mais o desvio padrão do período natural, e os resultados do período controlado são então comparados aos do período natural. Um percentual de não-alcance da meta (TAV) é obtido, considerando a série temporal de dados do regime regulado e a variabilidade do período natural.
As variações nos níveis da água em sistemas rio-planície de inundação podem ser vistas como um regime de pulsos, consistindo de duas distintas fases: inundação e águas baixas (Esteves, 1998). As principais relações entre tal regime pulsátil e a dinâmica destes ecossistemas são discutidos por Junk et al. (1989), Neiff (1990), entre outros, e com relação aos pulsos hidrológicos e aos impactos de barramentos sobre as relações hidrodinâmicas nestes sistemas, por Petts (1990), Ward & Stanford (1993; 1995).
Trabalhos prévios sobre as alterações hidrológicas do rio Paraná e do efeito de grandes barragens na bacia hidrográfica do rio subsidiaram as informações relativas aos períodos natural e controlado, como os de Rocha et al. (1994; 1998; 2001) e Comunello (2001).

Área de Estudos

A área de estudo está situada no trecho Superior do rio Paraná (Alto rio Paraná), que compreende o trecho entre as suas nascentes nos rios Grande e Paranaíba nas Serras do Mar e da Mantiqueira respectivamente, até o limite superior do reservatório de Itaipu, em Guaíra-PR (figura 1).


Tabela 1. Sumário dos parâmetros hidrológicos usados como indicadores de alterações hidrológicas (IAH) e taxa de aproximação da variabilidade natural (TAV).
 

IAH - grupos de índices

Características do regime

Parâmetro hidrológico

TAV - metas      (%)

X-dp

X+dp

TAV

Mín.

Máx.

  %

1- Magnitude das condições mensais:

Magnitude mensal

Valor médio para cada mês do calendário

 

2- Duração e magnitude dos extremos anuais:

Duração e Magnitude

Mín. Máx. anual 1 dia

      "                  3 dias

      "                  7 dias

      "                30 dias

      "                90 dias

 

 

 

 

3- Periodicidade de eventos extremos anuais:

Periodicidade

Data juliana de cada valor mínimo e máximo de cada ano

 

 

 

 

4- Freqüência e duração de altos e baixos pulsos:

Freqüência  e duração

1-N0 altos pulsos/ano

2-N0 baixos pulsos/ano

Duração média/ano 1

Duração média/ano 2

 

 

 

 

5- Taxa/Freqüência das condições de alteração do fluxo

Taxa de mudança  e freqüência

Média das diferenças positivas entre dias consecutivos

Média das diferenças negativas entre dias consecutivos

N0 de subidas

N0 de quedas

 

 

 


 

Com direção geral Norte - Sul/Sudoeste, o Alto rio Paraná corre por regiões de clima Tropical - Subtropical, com temperaturas médias mensais superiores a 15 0C e precipitações superiores a 1.500 mm/ano (IBGE, 1990), com maior concentração nos meses de verão.
Entre Três Lagoas-MS e Guaíra-PR o rio Paraná desenvolveu uma extensa planície fluvial ao longo do tempo, com aproximadamente 600 km de extensão e entre 4 e 15 km de largura, considerando as diferentes unidades geomorfológicas fluviais. A Planície Fluvial ou Unidade Rio Paraná (Souza Filho & Stevaux, 1997; Stevaux et al., 1997) constitui uma superfície plana, onde a cobertura vegetal é a principal forma de realce das formas de relevo, uma vez que as áreas altas possuem vegetação arbórea, as médias são cobertas por arbustos, as baixas por campos, e os baixios por formas higrófilas.
 

A (modificado de ANEEL/BRASIL) B

Figura 1. Localização da área de estudos. A: a bacia do Alto Rio Paraná e as principais U.H.Es. B: localização da estação Porto São José e a Planície Fluvial marginal ao rio Paraná. Em detalhe (em B) os principais subsistemas estudados nesta região; ao alto à direita as barragens de Porto Primavera (rio Paraná) e Rosana (rio Paranapanema).


As partes mais rebaixadas constituem corpos d’água, na forma de canais ativos (perenes ou intermitentes) e lagos (conectados aos canais ou não). Parte dos paleocanais existentes são drenados perenemente pelo regime hidrológico atual, onde se mantém um sistema fluvial anastomosado. Fora os canais e as lagoas perenes, os demais elementos da paisagem representam as áreas secas, passíveis de alagamento somente em períodos de transbordamento, podendo ser interpretadas como zonas de transição aquática-terrestre (Junk et al., 1989). Independentemente da interpretação geomórfica desses depósitos, os mesmos constituem importantes ambientes do ecossistema local, que mantém a sua integridade pelas inundações e alagamentos periódicos, que acontecem a partir de pulsos hidrológicos de médias amplitudes pelo rio Paraná e pelo rio Ivinheima. A figura 2 mostra a média dos níveis e os intervalos de recorrência das cheias do rio Paraná.
 

A B

Figura 2. Cotas médias mensais históricas no Alto Rio Paraná: A) cheias no verão tropical. B) Intervalo de retorno (log) das vazões de enchente em Porto São José-PR.


Resultados e Discussão

Os Barramentos Como Agente Principal na Regulação do Fluxo nos Rios

Variações sazonais e irregularidades climáticas no fluxo impedem a maior eficiência no uso do escoamento fluvial, com inundações e secas causando problemas de proporções catastróficas no mundo. A mais de 5.000 anos as barragens tem servido para retenção de um adequado suprimento de água nos períodos de chuva, disponibilizando o seu uso nos períodos de escassez, como também prevendo ou mitigando inundações. Entretanto, em resposta ao enorme aumento da demanda, mais da metade das 39.000 grandes barragens registradas no ICOLD (International Comition on Large Dams) foram feitas nos últimos 35 anos.
Sem dúvida, uma das vias mais eficientes de manejar (ou apropriar) os recursos hídricos para as necessidades humanas é através da construção de barragens, criando reservatórios para o estoque e futura distribuição. A despeito dos dados com registro, correntemente, existem aproximadamente 45.000 barragens maiores que 15 metros de altura distribuídas pelo mundo (figura 3-A). Enquanto algumas tem mais de 2.000 anos de existência, aproximadamente 73 % delas foram construídas nos últimos 50 anos, assim como no Brasil (figura 3-B). Os reservatórios formados por estas barragens estocam em torno de 3.600 km3 de água utilizável, seja para a irrigação, controle de inundações, hidroenergia, navegação ou recreação (Lecornu, 1998; ICOLD, 1999).
 

A B

Figura 3. Crescimento do número de barragens implantadas ao longo do século XX. A: totais mundiais; B: totais no Brasil. * estimados/em implantação.


Estudos Prévios do Regime Hidrológico do Rio Paraná e o Efeito das Grandes Barragens

Os fenômenos observados mais evidentes de alterações no regime hidrológico do rio Paraná no seu trecho superior, foram a inversão na freqüência anual das classes de débito Vazante VZ e Descarga Média DM . A comparação da distribuição temporal das descargas com os valores de volumes represados indicaram uma diminuição do tempo de ocorrência dos débitos inferiores à média e aumento do tempo de débitos entre os valores da média e de margens plenas a partir da década de 70, à medida em que se acumularam os fechamentos de grandes reservatórios, tornando o rio Paraná um rio regulado, no que se refere aos débitos mínimos e médios, conforme discutidos por (Rocha et al., 1994; 1998; 2001).
Outra importante alteração, foi o aumento do valor da descarga média anual, que parece se relacionar mais com possíveis alterações parciais do ciclo hidrológico na bacia, como resultado de maior precipitação ou pelo efeito de outras ações humanas, como o desmatamento e substituição da vegetação nativa, que como conseqüência, geralmente promove diminuição potencial na taxa de infiltração da água no solo, causando aumento mais rápido na hidrógrafa. Entretanto não se pode deixar de considerar o potencial de controle de débitos dos barramentos, que passa de 100 dias à descarga média na seção de Guaíra, considerando os efeitos das 27 grandes barragens em operação (figura 4).

 

A B

Figura 4. Volume total e útil dos 27 grandes reservatórios na bacia do Alto Rio Paraná (A) e níveis médios a jusante das Barragens (B). Fonte: Rocha et al. (2001).


Com base nestas observações, o período 1921-1971 foi considerado para o desenvolvimento deste trabalho, como representativo do regime natural do rio Paraná. É possível ainda um novo período de regulação, pelo mais próximo barramento a montante da seção estudada (UHE Porto Primavera), em operação desde 1999, mas cujos efeitos ainda não foram detalhados pelo pouco tempo de operação.

Precipitação na Bacia do Alto Rio Paraná/Brasil

A pluviosidade e a vazão média anuais de longo período (dados de 1985) são de 1.437 mm e 402 mm, respectivamente, com produção hídrica média anual de 12.540 m3/s, envolvendo as sub-bacias do Paraguai e do Paraná em território brasileiro (DCRH/DNAEE, 1985; em Zavatini, 1998).
Sant'anna Neto (2000) constatou tendência de aumento das chuvas no Estado de São Paulo, ao comparar os períodos 1941/1970 e 1971/1993, de aproximadamente 10 % no segundo período, concentrados nos limites da bacia do Paraná. A figura 5 ilustra o comportamento médio de duas séries históricas para 4 estações localizadas nos limites da bacia do Paraná em território brasileiro.
Alguns autores procuram entender as oscilações do regime hidrológico do rio Paraná, associando-as com as anomalias climáticas provocadas pelo ENOS (El Niño Oscilação Sul), principalmente quanto aos altos fluxos, e os baixos fluxos à La Niña. Entretanto, tais abordagens não incorporam valores indicativos de ações antrópicas impactantes no regime fluvial do rio Paraná.

 

A B

Figura 5. Pluviosidade média mensal em séries históricas de 4 estações pluviométricas representativas para a bacia do Alto Rio Paraná. A) série 1931-1960; B) série 1961-1990. Fonte: INMET/Brasil (2001).


Contudo, é possível que haja um aumento médio da pluviosidade na bacia do Paraná, mas tal fato, por si só, não explica o conjunto de modificações ocorridas no regime hidrológico do rio Paraná ao longo do último século. Porém, se tal possibilidade for verdadeira, é possível que as alterações relativas à magnitude dos índices fluviométricos estejam parcialmente acompanhando tal tendência.

Caracterização do Regime Hidrológico do Rio Paraná na Estação Fluviométrica de Porto São José-PR

A completa variabilidade do regime hidrológico intra e inter-anual, e associada característica de magnitude, periodicidade, duração, freqüência e taxa de mudança, são críticas na sustentação da biodiversidade total nativa e integridade do ecossistema aquático (Richter et al., 1997). Neste trabalho, procurou-se avaliar este conjunto de índices, que podem evidenciar com maior precisão qualitativa e quantitativa, os detalhes do regime natural e da fase controlada do Alto Rio Paraná (tabela 2).
Tais índices por vezes são avaliados em pares ou individualmente, como segue, no sentido de se obter a taxa de aproximação da variabilidade natural (TAV). Foram considerados como fora do limite aceitável de variabilidade, os índices superiores a 35% de taxa de alteração, devido ao fato de que este percentual é esperado para a variabilidade dos índices IAH no período pré-barramentos no rio Paraná, corroborando com o índice de 32 % indicado por Richter, et al. (1997).
A interpretação da TAV requer alguns cuidados, relativos aos intervalos de variabilidade assumidos no regime natural, e sua relação com os resultados de variabilidade do período regulado. Assim, o fato de um determinado índice se apresentar dentro do intervalo-meta não significa que não houve alteração do regime do rio, sendo necessário uma observação mais completa dos valores de variabilidade obtidos para os dois períodos. Uma maior variabilidade no período natural pode elevar o intervalo-meta, e os resultados no regime regulado, geralmente provocando diminuição na variabilidade dos fluxos, podem ficar dentro de tal intervalo, significando que, do ponto de vista qualitativo, houve alteração, porém, não evidenciada apenas na comparação com os valores do intervalo-meta. A maneira gráfica pode auxiliar nesta interpretação de forma mais precisa.

Magnitude Mensal

Os resultados de variabilidade da magnitude mensal (grupo 1) apresentaram altos valores de alteração do regime natural do rio no período pós-barramentos, principalmente para os meses de inverno (estação de vazante) (tabela 2). A figura 6 mostra como os débitos aumentaram acima do intervalo de variabilidade natural no mês de setembro durante o período pós-barramentos. Os valores para os meses entre maio a novembro ficaram fora do limite aceitável, e os débitos se elevaram até ao dobro no período pós-barramentos. Além disso, os débitos médios nestes meses no período natural jamais voltaram a ocorrer, mesmo como valores mínimos observados. Isso indica que para este grupo de indicadores hidrológicos, os resultados apontam para uma maior alteração nos períodos de águas baixas do que no período de águas altas. Por outro lado, a aumento dos valores médios ao longo deste período, indicam que a regulação do fluxo teve influência maior na elevação dos níveis mínimos de que sobre a diminuição dos níveis máximos.
 

Tabela 2. Resultados dos indicadores de alterações hidrológicas para o Alto Rio Paraná, em Porto São José-PR, a jusante dos barramentos.

 

PRE-BARRAMENTOS

1920-1971

 

 

POS-BARRAMENTOS

 (1983-2001)

 

TAV METAS

intervalo

Taxa de Alteraç

 

média

DP

menor

maior

n

 

média

DP

menor

maior

n

 

menor

maior

%  da meta

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JAN

10687

3390

4727

16396

51

 

11891

4273

6713

21793

19

 

7297

14076

32

 

FEV

12401

3978

4662

23816

51

 

13377

4813

8160

28673

19

 

8423

16379

16

 

MAR

12463

4255

5619

23588

51

 

11343

3173

7777

21153

19

 

8208

16718

16

 

ABR

9501

2984

4910

18980

51

 

10548

3082

7116

17631

19

 

6517

12485

21

 

MAI

6948

1903

3657

11634

51

 

9294

1942

7427

15233

19

 

5045

8851

53

*

JUN

6100

1723

3473

11254

51

 

9172

3603

6868

23558

19

 

4377

7823

79

*

JUL

4968

1392

2831

9020

51

 

8373

1434

7374

13205

19

 

3576

6361

100

*

AGO

4178

1311

2225

8471

51

 

7889

874

7075

10938

19

 

2867

5488

100

*

SET

4106

1654

2117

10611

51

 

8189

1447

7061

13896

19

 

2452

5761

100

*

OUT

4815

1802

2051

12293

51

 

8540

1792

7200

15204

19

 

3014

6617

100

*

NOV

5692

1702

2173

10946

51

 

8785

1972

7352

14864

19

 

3990

7394

89

*

DEZ

7386

2052

3687

12767

51

 

9348

2971

6968

17608

19

 

5334

9438

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MÍN 1 DIA

3112

793

1840

4706

51

 

6166

821

4960

8300

19

 

2319

3904

100

*

MÍN 3 DIAS

3132

794

1868

4727

51

 

6420

824

5113

8408

19

 

2338

3926

100

*

MÍN 7 DIAS

3177

812

1882

4858

51

 

6795

884

5227

9317

19

 

2364

3989

100

*

MÍN 30 DIAS

3442

900

1952

5350

51

 

7365

786

6517

10217

19

 

2542

4341

100

*

MÍN 90 DIAS

3719

898

2086

5497

51

 

7726

972

6849

11519

19

 

2821

4617

100

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MÁX 1 DIA

17014

4138

9124

30328

51

 

18700

5484

9625

33740

19

 

12876

21152

37

*

MÁX 3 DIAS

16892

4148

9073

30152

51

 

18485

5520

9555

33570

19

 

12744

21040

37

*

MÁX 7 DIAS

16517

4208

9013

30013

51

 

18010

5623

9324

33218

19

 

12308

20725

42

*

MÁX 30 DIAS

14627

3867

7052

26293

51

 

15669

4825

9047

28511

19

 

10760

18494

42

*

MÁX 90 DIAS

12955

3586

5845

23362

51

 

13481

3732

8691

25042

19

 

9369

16541

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JULIAN MIN

258

49

1

340

51

 

215

93

3

334

19

 

209

308

58

*

JULIAN MAX

89

88

9

365

51

 

63

36

10

143

19

 

9

177

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N0BAIXOS PULSOS

3

2

0

8

51

 

0

0

0

0

19

 

1

5

100

*

BAIXOS PULSOS DUR.

32

27

0

126

51

 

0

0

0

0

19

 

5

59

100

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N0 ALTOS PULSOS

3

2

0

9

51

 

7

3

1

15

19

 

1

4

79

*

ALTOS PULSOS DUR

42

32

0

143

51

 

21

31

3

147

19

 

10

75

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TAXA DE QUEDA

-214

44

-321

-130

51

 

-375

91

-560

-170

19

 

-259

-170

95

*

N0 DE QUEDAS

41

7

22

54

51

 

62

14

31

84

19

 

33

48

95

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TAXA DE SUBIDA

289

62

174

418

51

 

356

88

211

555

19

 

227

351

58

*

N0 DE SUBIDAS

30

8

18

50

51

 

62

14

34

82

19

 

22

38

95

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Obs. Os dados básicos usados na análise foram média diária, em metros cúbicos por segundo.
A T.A.V. é baseada na média +/- Desvio Padrão do regime natural do rio. A taxa de alteração se refere a porcentagem do período avaliado que fica fora deste intervalo.
* valores fora do limite aceitável de variabilidade hidrológica, aqui considerado como 35 % além do intervalo utilizado (média +/- 1 dp).


Do ponto de vista ecológico, períodos de baixos fluxos podem representar oportunidades para recrutamento de espécies de plantas riparianas, em regiões onde ocorrem as inundação anuais (Poff et al., 1997). Aquelas espécies que ocupam as partes mais baixas, da calha fluvial, que periodicamente se mantinham secas, podem ter sido eliminadas.
Outro aspecto importante nessa alteração, diz respeito à utilização por algumas espécies, de ambientes que se mantinham em ressecamento neste período dentro da várzea, principalmente como fontes de alimento (predação) ou abrigo.

 

A

B

Figura 6. Magnitude mensal das condições de fluxo e TAV para os meses de fevereiro (águas altas) e setembro (águas baixas).


Duração de Condições Extremas

Com relação à duração das condições extremas anuais (grupo 2), os resultados também mostraram maior alteração nos eventos extremos mínimos do que para os extremos máximos no período pós-barramentos (tabela 2). Os valores mínimos anuais, tanto de duração de 1 dia, quanto de 30 dias consecutivos, sofreram grande aumento nos valores. Os valores máximos anuais, ao contrário, se mantiveram dentro da variabilidade aceitável. Novamente, os débitos de valores mínimos (média) da série pré-barramentos, jamais ocorreram no período pós-barramentos, mesmo como débitos mínimos absolutos. Mais uma vez, ficou evidente que as maiores alterações hidrológicas se fizeram sobre os valores mínimos, do ponto de vista da magnitude e da duração (p.ex. média de 1, 3, 7 ou 30 dias consecutivos).
A duração de uma específica condição de fluxo, muitas vezes têm uma significância ecológica. Diferenças na tolerância a prolongada inundação em plantas riparianas, e a prolongados baixos fluxos em invertebrados aquáticos e peixes, permitem a essas espécies a persistir em locais de onde eles poderiam, de outra forma, ser desalojados por espécies dominantes, mas menos tolerantes (Poff et al., 1997).

Periodicidade de Condições Extremas

A periodicidade de eventos extremos (grupo 3) mostrou-se alterada apenas para os eventos de extremo mínimo. No entanto foi observado que, aparentemente, os eventos de máxima e mínima passaram a ocorrer mais cedo (foram antecipados). Outro fato a ser considerado, é que houve um nítido aumento da variabilidade temporal dos eventos de fluxo mínimo, contra uma diminuição da variabilidade dos eventos de fluxo máximo (tabela 2). Isso permite a interpretação de que, os eventos de mínimo fluxo aumentaram a sua variabilidade (menos previsíveis), e os eventos de máximo, passaram agora a ser menos variáveis (mais previsíveis), ao contrário do período de regime natural do rio.

Freqüência e Duração de Pulsos

A freqüência de pulsos mínimos e máximos (grupo 4) teve características distintas de alteração no regime pós-barramentos (tabela 2). Os pulsos de mínimos fluxos simplesmente deixaram de ocorrer; os pulsos de máximo fluxo excederam o limite de variabilidade aceitável. Assim, os dois índices foram considerados fora da meta no período considerado.
Com relação à duração (n.0 de dias/ano) dos pulsos mínimos e máximos (grupo 4), apenas os pulsos de mínimo fluxo foram considerados fora da meta, pois os mesmos deixaram de ocorrer na amplitude considerada como natural. Os pulsos de enchente tiveram valores de duração dentro do intervalo da meta considerada (tabela 2). No entanto, houve uma nítida diminuição na sua variabilidade.
Tais características se enquadram perfeitamente naquelas relacionadas ao controle de descargas efetuado por barramentos, onde as magnitudes de máxima e mínima descarga, e a variabilidade média anual são achatadas.
A freqüência com que ocorrem os pulsos é importante nos processos de conectividade e desconectividade entre os diversos habitats e os canais fluviais. Sua ocorrência desencadeia uma série de processos geomórficos (sedimentação) e ecológicos (acessibilidade de espécies diferentes) entre os corpos aquáticos.


Taxa de Alteração e Freqüência com que as Condições de Fluxo Mudam

Tais índices estão relacionados às variações diárias dos débitos do rio (grupo 5), e revelam aspectos diferentes daqueles relacionados às características médias (médias mensais, anuais, etc.) (tabela 2). No aspecto da freqüência com que o fluxo diminui ou aumenta, ambos os valores no período pós-barramentos ficaram acima do intervalo aceitável de variabilidade. Isso mostra que, ao contrário do achatamento dos fluxos rio pelos barramentos, quando se avalia os padrões médios, estes indicadores diários tornam se mais variáveis, ou até mesmo imprevisíveis. As variações hidrológicas diárias (dia a dia) no rio Paraná tiveram padrão lento no período natural (pré-barramentos). Atualmente, podem acontecer súbitas quedas ou subidas do nível do rio (ou dos débitos) repentinamente.
Quanto à magnitude de tais alterações no fluxo, houveram alterações nos dois índices. No entanto, a taxa de queda do fluxo sofreu maior alteração de que a taxa de aumento no período controlado do rio. Isso significa que o fluxo no rio Paraná atualmente diminui a uma taxa diária de magnitude maior que a taxa com que se eleva. Estes índices são importantes no entendimento da ocupação e adaptabilidade de espécies nos corpos aquáticos da planície fluvial.

Considerações Finais

A utilização dos Indicadores de Alterações Hidrológicas permitiu a verificação de uma ampla modificação na hidrologia do Alto Rio Paraná. Os resultados mostraram que as principais alterações, estão relacionadas à regulação das vazões estabelecida pela operação dos grandes reservatórios, implantados ao longo do tempo na bacia do rio.
As modificações apresentadas pelos índices do grupo 1 (magnitude mensal), e pelo grupo 2 (magnitude e duração de condições extremas) podem representar tanto os efeitos de regulação imposta pelos reservatórios (elevação dos débitos mínimos e diminuição dos máximos), quanto aos efeitos da elevação dos débitos médios do rio ao longo do período regulado. Este aumento, por sua vez, pode estar relacionado com aumento da precipitação na bacia, e/ou alterações nas etapas do ciclo hidrológico desencadeadas pela ocupação e utilização dos recursos naturais na bacia (p/ex. desmatamento, urbanização, etc), os quais podem estar implementando os valores de runoff. Esta ainda é uma questão em aberto, que merece atenção especial dos pesquisadores e administradores, tendo em vista o manejo e exploração adequados nesta área.
Os índices do grupo 3 (periodicidade), apresentaram alteração significativa na sua variabilidade. O aumento da variabilidade temporal dos eventos mínimos anuais no período regulado do rio, em conjunto com as elevações nos débitos mínimos (grupo 1 e 2) resultam em uma grande diminuição da preditibilidade quantitativa e qualitativa de tais eventos. Este índice reflete o controle de débitos pelos reservatórios. A diminuição da variabilidade temporal dos eventos de máximo fluxo também tem a mesma causa. Porém, ao contrário dos primeiros, passaram agora a ser mais previsíveis.
O grupo 4 (freqüência e duração de pulsos) apresentou dois dos índices mais alterados dentre os avaliados. Os pulsos de baixo fluxo deixaram de ocorrer no período regulado, e com isso o índice "duração" desta classe de fluxo deixou de ser identificado. A inexistência de pulsos baixos mostra o grau de regulação imposta pelos barramentos a montante, quanto a esta classe de fluxo. Já os pulsos de altos fluxos tiveram aumento na freqüência de ocorrência, acompanhados de diminuição da duração média. Esta situação pode estar mostrando que a intensidade da regulação efetuada pelos reservatórios, não teve a mesma proporção para os altos fluxos no período regulado do rio. A despeito da importância ecológica e geomórfica dos baixos fluxos deste rio, ficou evidente que as maiores alterações hidrológicas estão associadas a esta classe de fluxo.
Quanto aos índices do grupo 5 (taxa de mudança diária no fluxo), o aumento substancial na variabilidade dos índices taxa de queda e taxa de subida do fluxo (magnitude), acompanhado de um aumento generalizado na ocorrência de quedas e subidas do fluxo no rio, indicam como é refletida a operação diária do sistema de reservatórios em cascata a montante da estação avaliada.
Nesta análise, ficou evidenciado que as maiores alterações estiveram relacionadas aos baixos fluxos, principalmente. Estes índices avaliados indicam importantes alterações do regime hidrológico do rio Paraná, e que exercem alto grau de impacto no estado de equilíbrio do rio, pela alteração nos padrões dos processos geomórficos e ecológicos, principalmente nos ambientes do sistema rio-planície fluvial, e deverão oportunamente serem avaliados em maior detalhe.
Por fim, com base nas metas de variabilidade natural aqui estabelecidas, pode-se buscar um manejo e gerenciamento adequado na operação das grandes barragens, com o intuito da preservação ambiental e viabilizando efetivamente a exploração turística de uma área que abrange um parque nacional (Ilha Grande) e um parque estadual (das Várzeas do Rio Ivinheima - MS).

Agradecimentos

Os autores agradecem à CAPES/CNPq pelo apoio financeiro; à UFMS e UEM pelo apoio logístico, em especial ao GEMA/DGE/UEM e seus funcionários pelo apoio técnico laboratorial; ao NUPELIA/UEM pelo apoio na aquisição dos dados de campo.

Referências

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