Geografía física

 

Mudanças climáticas e o escoamento superficial na baciahidrográfica do rio Goiana – Pernambuco – Brasil

 

Cambio climático y el flujo en la cuenca del río Goiana – Pernambuco – Brasil

 

Antonio Marcos dos Santos* Josicléda Domiciano Galvincio* Magna Soelma Bezerra de Moura**

 

 

* Universidad de Pernambuco, Brasil. E–mail: geo_fisic@yahoo.com.br; josicledar@hotmail.com

** Empresa Brasileña de Investigación Agropecuaria, Embrapa, Brasil. E–mail: magna_upaa@hotmail.com

 

Recibido: 16 de marzo de 2012.
Aceptado en versión final: 9 de mayo de 2012.

 

Resumo

O objetivo deste estudo é projetar e analisar o comportamento do escoamento superficial na bacia hidrográficado rio Goiana frente aos cenários de mudanças climáticas B2 e A2. As simulações foram desenvolvidas através do modelohidrológico semi–distribuído simples de dois parâmetros e a temperatura média mensal do ar, representando os cenários de mudanças climáticas, foi projetada pelo modelo climático regional Providing Regional Climates for Impacts Studies (PRECIS). Os resultados apontam que as maiores reduções no escoamento superficial ocorrerão nos meses do segundo semestre, para ambos os canários de mudanças climáticas, podendo proporcionar problemas, os quais refletirão diretamente sobre a organização espacial dos municípios inseridos na bacia, requerendo, assim, medidas de enfretamentos dos impactos das mudanças climáticas no âmbito regional no intuito de minimizar prejuízos no futuro.

Palavras chave: Clima, recursos hídricos, projeção e impactos socioespaciais.

 

Resumen

El objetivo de este estudio es diseñar y analizar el comportamiento del flujo en la cuenca del río Goiana frente a los escenarios del cambio climático B2 y A2. Las simulaciones se realizaron por medio del modelo hidrológico semi–distribuido simple con dos parámetros y la temperatura media mensual del aire, con la representación de los escenarios del cambio climático, fue diseñada por el modelo climático regional Providing Regional Climates for Impacts Studies (PRECIS). Los resultados muestran que las mayores reducciones del flujo se producen en la segunda mitad del año, para ambos escenarios del cambio climático,y puede presentar problemas que se reflejan directamente en la organización espacial de los municipios incluidos en la cuenca, por tanto se requieren medidas de mitigación de los impactos del cambio climático en el plano regional con el fin de minimizar daños a futuro.

Palabras clave: Clima, recursos hídricos, proyección e impacto socio–espacial.

 

INTRODUÇÃO

Os reflexos das mudanças climáticas são visíveisem várias partes do planeta a exemplo do que vemacontecendo com os recursos hídricos. Alteraçõesna dinâmica global da temperatura média do ar edas precipitações pluviométricas afetam a quantidadee, consequentemente, na qualidade desserecurso vital para sobrevivência humana (Ma et al.,2008). Cunha et al. (2002) e Santos et al. (2010)acrescentam que os impactos das mudanças climáticassobre os recursos hídricos são sentidos tantona oferta quanto na demanda. De acordo com ospesquisadores, alterações na dinâmica da precipitaçãopluviométrica vêm provocando variações nadistribuição temporal dos recursos hídricos, proporcionandoaumento na procura por este recursoem algumas áreas (conflitos) e disponibilidade alémda demanda em outras.

Em vários países, principalmente nos subdesenvolvidose nos considerados em desenvolvimento,a relação mudanças climáticas e recursos hídricosafetam seus dinamismos socioespaciais. No continenteafricano e asiático, as reduções nas vazões devárias bacias hidrográficas desde a década de 1980trazem consigo reduções na produtividade agrícoladas grandes, médias e pequenas propriedades ruraise conturbações nas áreas urbanas de países como oMalavi, Tanzânia, Camarões, República Democráticado Congo, Congo, China, índia entre outros.As consequências assentamse no agravamentoda falta de alimentos, desempregos e migrações.Acrescentam–se disseminações de doenças deveiculação hídrica como a cólera, Leishmanioseentre outras (Madulu, 2003; Tingem et al., 2008; Yongjian, 2003).

Bates et al. (2008) e Santos et al. (2010) apontamque parte dos estudos divulgados no âmbitomundial sobre a relação mudanças climáticas erecursos hídricos apresentam três resultados. Emvárias bacias vem sendo evidenciados incrementosno escoamento superficial, a exemplo das localizadasnas altas latitudes e boa parte dos EstadosUnidos. Em regiões inseridas na áfrica ocidental, sul da Europa e parte da América do Sul registramse reduções no escoamento superficial. Hátambém regiões em que não são identificadas tendênciasnegativas e nem positivas no escoamentosuperficial.

No Brasil, Marengo (2006) aponta que baciashidrográficas de grande porte apresentam reduçõesno escoamento superficial e em outras, tendênciade aumento. Problemática que aliada aos cenáriosde mudanças climáticas, sejam os mais otimistase/ou pessimistas, poderá acarretar mudanças naorganização socioespacial urbana e agrária inseridasno território brasileiro.

Os reflexos dos impactos das mudanças climáticassobre a disponibilidade dos recursos hídricos,a exemplo do que foram apresentados nos estudoslistados anteriormente, despertam nas comunidadescientíficas a necessidade de desenvolveremnovos instrumentos técnicos–metodológicos e basesteóricas capazes de subsidiarem estudos destinadosao conhecimento cada vez mais apurados sobreas relações entre mudanças climáticas e recursoshídricos.

No seio das novas investidas científicas, destacaseo desenvolvimento do modelo hidrológico semidistribuídosimples, o qual é capaz de simular vazõesnas mais variadas escalas temporais e espaciaisde análise. Este modelo foi apresentado por Xiong eGuo (1999). Cinco anos depois, Guo et al. (2002) utilizaram o referido modelo para simular e projetaros efeitos das mudanças climáticas sobre os recursoshídricos das bacias hidrográficas dos rios Gangjiange Hanjiang, ambas inseridas no território nacionalda República Popular da China. Os resultados,segundos os autores, foram considerados ótimos.

Outro relevante estudo foi realizado por Jiang et al. (2007), objetivando avaliar os impactos potenciasdas mudanças climáticas sobre a disponibilidadede água na bacia hidrográfica do rio Dongjiang, também na China. Para alcançar o objetivo doestudo foram testados seis modelos hidrológicos ede balanço hídrico entre eles o modelo hidrológicomensal semi–distribuido simples de dois parâmetrosde Guo, sendo que este apresentou resultados satisfatóriosnos testes, principalmente, ao compararos dados de vazão simulados com os observados.

Aos poucos o modelo hidrológico mensal semidistribuídosimples vem sendo utilizado em váriosestudos desenvolvidos em diferentes regiões domundo e com novas adaptações. Vale destacar os trabalhos desenvolvidos por Mauelhi et al. (2006), Duarte (2009), Silva e Galvíncio (2010) entreoutros. Exames que apontaram resultados satisfatóriosobtido pelo modelo, colocando–o comouma ferramenta de fundamental importância naspolíticas de planejamento dos recursos hídricosatrelada a gestão do território.

Diante dos reflexos envolvendo mudançasclimáticas e os recursos hídricos superficiais, problemáticaque refletem na organização socioespacialde diferentes regiões no planeta e, da eficiênciado modelo hidrológico desenvolvido por Xiong e Guo (1999) o presente artigo tem como objetivoprojetar e analisar o comportamento do escoamentosuperficial da bacia hidrográfica do rio Goianatendo como agente modificante os cenários demudanças climáticas B2 e A2.

Tratase de um estudo que busca contribuircom as políticas de planejamento dos recursoshídricos na referida bacia hidrográfica auxiliandona gestão dos territórios municipais inseridos nestaunidade ambiental. Almeja–se, também, contribuircom novos estudos no seio da ciência geográfica eáreas afins utilizando a proposta metodológica deXiong e Guo (1999) nos diagnósticos das relaçõesentre mudanças climáticas e os recursos hídricossuperficiais.

 

ÁREA DE ESTUDO

A bacia hidrográfica do rio Goiana está localizadaentre as coordenadas de 07º 22' 20" e 07º 54' 47" latitude sul e 34º 49' 06" e 35º 41' 43" longitudeoeste no Estado de Pernambuco, Brasil (Figura 1). Possui uma área de 2.847,53 km² abrangendo 26 municípios da Região da Zona da Mata Norte pernambucana.Abastece com suas águas o consumodoméstico, industrial e agrícola da maioria destesterritórios municipais.

Os meses com maiores índices pluvio métricossobre a bacia são: março, abril, maio, junho, julho, agosto e setembro (Figura 2), os quais, também, são considerados os mais frios na escala anual deacordo com Santos e Galvíncio (2009).

 

PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

Obtenção dos dados

O modelo hidrológico mensal semi–distribuídosimples montado para simular o escoamento superficialna bacia hidrográfica do rio Goiana combase na proposta de Xiong e Guo (1999) tem comovariáveis de entrada a precipitação pluviométrica e aevapotranspiração potencial e como elementos dos parâmetros a porosidade e profundidade dos solose a interceptação da chuva pela cobertura vegetal,este último elemento inserido especificamente parao presente estudo.

Os dados de precipitação pluviométrica mensalutilizados para calibração do modelo foram coletadosdo banco de informação da Superintendênciado Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE), registradosem cinco postos pluviométricos distribuídosao longo da bacia hidrográfica (Figura 3). A sériehistórica utilizada abrange os anos de 1963 a 1992.

Os dados de evapotranspiração potencialmensal, os quais abrangem o mesmo período dasérie histórica pluviométrica, foram gerados pelomodelo de Balanço Hídrico Climatológico deThornthwaite e Mather (1995) para cada um dospostos pluviométricos (equação 1).

Em que, ETP é a evapotranspiração potencialmensal; Tm é a temperatura média mensal adquiridado banco de dados do Laboratório de Meteorologiade Pernambuco (LAMEPE) correspondentesaos anos dos dados pluviométricos, é a média de horas por dia com insolação, Nd é o número dedias no mês, e I e a foram obtidos pelas equações 2 e 3, respectivamente.

Quanto aos dados referentes à estrutura pedológica(porosidade e profundidade) da bacia hidrográficaem estudo, estes foram obtidos do banco deinformações do Zoneamento Agroecológico do Estadode Pernambuco (ZAPE) e correlacionados comos estudos de Brasil (1981) e Galvíncio (2005).

Para obtenção do quantitativo de água interceptadapela cobertura vegetal foi analisada a estruturado uso do solo da bacia hidrográfica com base noestudo de Santos et al. (2008) e no Projeto Nacionalde Ações Integradas Público Privadas para aBiodiversidade (PROBIO), somadas às verificaçõesem campo.

Para calibração do modelo hidrológico foramutilizados dados de vazão coletados nas estaçõesfluviométricas do Engenho Retiro (anos de 1978a 1986) e do Engenho Itapissirica (ano de 1974 a1983), localizadas no interior da bacia (Figura 3).Informações obtidas do banco de dados da AgênciaNacional das águas (ANA).

A validação do modelo, para ambas as estaçõesfluviométricas, ocorreu com dados que abrange osanos de 1987 a 1989 para Estação do Engenho Retiroe de 1985 a 1989 para Estação do EngenhoItapissirica, coletados do banco de dados da ANA.

Desenvolvimento, calibraçãoe validação do modelo hidrológico

De posse dos dados climatológicos e físicos dabacia, o próximo passo foi o desenvolvimento,calibração e validação do modelo hidrológicosemi–distribuído simples. A equação 4 apresenta aestrutura de funcionamento do referido modelo.

Em que, Qt é o escoamento superficial médiomensal; S(t) representa o armazenamento de águano solo; tanh é a tangente hiperbólica e SC é acapacidade de campo dos solos da bacia.

Para obtenção do armazenamento de água nossolos utilizou–se a equação 5.

Em que, St é o armazenamento de água no solo; S(t – 1) é o armazenamento de água no solo nomês anterior, P(t) é a precipitação pluvio métrica média mensal e E(t) representa a evapotranspiraçãopotencial mensal.

Para obtenção da capacidade de retenção daágua nos solos da bacia utilizou–se a equação 6.

A porosidade é um valor adimensional apresentadoem porcentagem, enquanto que a profundidadefoi obtida em metros.

Montado o modelo hidrológico, efetuou–sesua calibração e validação. Para isto, foram utilizadosos critérios de eficiência de Nash e Suctlife(1970) e o erro relativo. Critérios apontados pelosestudos de Ajami et al. (2004), Galvíncio (2005),Mouelhi et al. (2006) e Webb et al. (2008) comoeficazes para calibrações e validações de modeloshidrológicos.

A equação 7 apresenta a base do coeficiente deeficiência de Nash e Suctlife (1970).

Em que, R² é o critério de eficiência de Nashe Suctlife; F₀ é a soma do quadrado da diferençaentre o escoamento observado e sua média, F é asoma do quadrado da diferença entre o escoamentoobservado com o estimado. Quanto mais próximofor o R² de 100% maior é a eficiência e a simulação.

A equação 8 apresenta a base de calculo doerro relativo.

Em que, RE é o erro relativo; Q_ié o escoamentosuperficial estimado e Q_i representa o escoamento observado. Quanto mais próximo de zerofor o valor do RE, melhor será a simulação.

Espacialização da temperatura médiado ar e simulação do escoamento superficial

Após montagem, calibração e validação do modelohidrológico semi–distribuído simples, partiu–se parasimulação do escoamento superficial frente aos cenáriosde mudanças climáticas, B2 (otimista) e A2(pessimista). Para isto, foram selecionados dados detemperatura média mensal do ar gerado pelo modeloclimático regional Providing Regional Climatesfor Impacts Studies (PRECIS), desenvolvido peloCentro de Estudos Meteorológicos Hadley e reprojetadopara o território brasileiro em uma grade regularde 0,5º x 0,5º pelo Instituto Nacional de PesquisasEspaciais (INPE). Os anos selecionados foram2030 e 2060 para ambos os cenários de mudançasclimáticas. Os dados de temperatura média mensaldo ar foram espacializados sobre a bacia hidrográficaatravés do método de interpolação da Krigagemordinária com o auxílio do software Arcgis 9.3e, consequentemente, transformados em mapas.

A partir dos dados de temperatura provenientesdo PRECIS foi simulada a evapotranspiraçãopotencial mensal gerada por meio do modelo deBalanço Hídrico Climatológico de Thornthwaite eMather (1995), através da equação 1, apresentadaanteriormente.

A variável evapotranspiração potencial mensal,obtida no processo descrito no parágrafo anterior,alimentou o modelo hidrológico, sendo que, avariável precipitação pluviométrica utilizada paracada ano projetado foi a média histórica mensalobtida através dos dados observados para cada umadas cinco estações pluviométricas supracitadas.O não uso dos dados de precipitação pluviométricaprojetado pelo PRECIS ocorreu devido aosdiscrepantes valores no quantitativo de chuvagerado pelas simulações nos diferentes modelosclimatológicos.

O escoamento superficial simulado, para ambosos cenários, foi comparado com a média históricado escoamento observado e através desta confrontaçãoobteve–se o desvio percentual mensal geradopela Equação 9. Os resultados foram representadosem gráficos.

Em que, δp% é o desvio percentual mensal doescoamento superficial, Q_t é o escoamento superficialmensal simulado e Qmo é a média históricado escoamento superficial observado.

 

RESULTADOS E DISCUSSãO

Calibração, validação e funcionamentodo modelo hidrológico A Tabela 1 apresenta os resultados finais dosparâmetros empregados na calibração do modelohidrológico mensal semi–distribuído simples.Resultados que atingiram o critério de eficiênciade Nash e Sutcliffe no valor de 96.09% na estaçãofluviométrica do Engenho Retiro e de 96.48%na estação do Engenho Itapissirica. Já o ErroRelativo foi de 0.10 na estação fluviométrica do Engenho Retiro e de 0,14 na estação do EngenhoItapissirica.

A calibração do modelo hidrológico ocorreuatravés de modificações realizadas nos parâmetros.Os primeiros ajustes foram feitos nos componentesreferentes às características dos solos da baciahidrográfica. Como há predomínio do ArgissoloVermelho e do Argissolo Vermelho–Amarelo, soloscom grandes concentrações de argila no horizonteBt, foram utilizados valores de porosidade sugeridospor Galvíncio (2005), que variam entre 40 a 65%para esses tipos de solos. Quanto ao fator profundidadeBrasil (1981) destaca que os solos citadosapresentam em média uma profundidade superior a4m em vários pontos da bacia hidrográfica. A partirdaí, os valores de profundidade utilizados durante oprocesso de calibração variaram entre 1.5 a 5.5 m.

Em relação ao componente de interceptação dapluviosidade pela cobertura vegetal, Santos et al. (2008) apontam que mais da metade da coberturavegetal da bacia é representada pelo cultivo dacana–de–açúcar. Prática agrícola que de acordo comSanches et al. (2008) atua como boa interceptadoradas águas provenientes das chuvas a, depender, desua fase de desenvolvimento. A partir daí, optou–seem utilizar na calibração que 30 a 50% da precipitaçãopluviométrica, a qual chega até a bacia, éinterceptada pela cobertura vegetal.

Quanto à validação do modelo hidrológico,este atingiu pelo critério de eficiência de Nash eSutcliffe um valor de 94% na estação fluviométricado Engenho Retiro e de 93.14% na estaçãofluviométrica do Engenho Itapissirica. Já o ErroRelativo foi de 0.11 na estação fluviométrica doEngenho Retiro e de 0.14 na estação do EngenhoItapissirica. Resultados semelhantes aos atingidospela calibração, apontando, assim, para o bomfuncionamento do modelo.

Cenários de mudanças climáticase a temperatura média mensal do ar

Cenário B2

De acordo com o Painel Intergovernamental deMudanças Climáticas (IPCC, 2007) o cenário demudanças climáticas B2 é considerado otimista.Cenário, que foi projetado tendo como base umaorganização socioespacial com médio crescimentopopulacional e ênfases locais e regionais para asustentabilidade socioambiental e econômica.

Para os meses de março, abril, maio, junho, julhoe agosto, ambos considerados como os seis mesesmais frios na escala anual sobre a bacia hidrográfica,o modelo climático regional PRECIS projeta parao cenário B2 acréscimos médios de 1º C por mêsentre os anos de 2030 a 2060 (Figura 3).

A projeção para março de 2030 indica umatemperatura média do ar no valor de 26º C emtoda área da bacia, chegando a 27º C em 80%da mesma no ano de 2060. Para o mês de abril,em 2030, as projeções apontam uma temperaturamédia do ar no valor de 26º C em 80% da bacia,valor que expandirá por toda área da bacia no anode 2060 (Figura 3).

Para o mês de maio, ano de 2030, a projeçãodo PRECIS aponta que 70% da área da bacia hidrográficaapresentará uma temperatura média de25º C, valor que permanecerá em 50% da área em2060. Também, projeta–se para a outra metade dabacia, no ano de 2060, uma temperatura média de26º C (Figura 3).

A projeção para o mês de junho não sofreráalterações bruscas no intervalo entre 2030 a 2060e, sim, pequenos recuos e avanços entre as classesde temperatura de 24, 25 e 26º C. Para o mêsde julho, ano de 2030, projeta–se duas classes detemperatura, uma com 24º C e outra com 25º C.Trinta anos depois, cada uma das classes receberáincremento de 1º C, atingindo assim 25 e 26º C,respectivamente (Figura 3).

Para o mês de agosto, último do período frio,projeta–se para o ano de 2030 duas classes detemperatura, uma com 24º C e outra com 25º C.Classes que permaneceram em 2060, porém, comum tímido surgimento da classe com valor de 26º C(Figura 3).

As projeções da temperatura média do ar geradapelo modelo PRECIS para os meses do período seco(setembro, outubro, novembro, dezembro, janeiroe fevereiro) entre os anos de 2030 a 2060 apontamem média aumento de 1º C. Dinâmica semelhanteà apresentada nos meses do período frio (Figura 3).

Para o mês de setembro as projeções indicamduas classes de temperatura, uma com 25º C e outra com 26º C, sendo que, a primeira ocupa 70% daárea da bacia em 2030 e expande para 80%da mesma no ano de 2060 (Figura 3).

Para o mês de outubro, ano de 2030, projeta–sea divisão da bacia em duas classes de temperatura,uma com 25º C e outra com 26º C. Classes queterão incremento de 1º C no intervalo de 2030a 2060, alcançando 26 e 27º C, respectivamente(Figura 3).

Em relação ao mês de novembro, projeta–se parao ano de 2030 temperaturas médias de 25 e 26º C eno intervalo de 2030 a 2060 simula para cada classede temperatura aumento de 1º C. Para o mês dedezembro de 2030 as projeções indicam que 80%da bacia apresentará temperatura média de 26º Ce uma pequena área com 27º C. O incrementode 1º C no intervalo 2030–2060 amplia a área detemperatura de 27º C e, consequentemente, reduzpara 40% a área com 26º C (Figura 3).

Para o mês de janeiro, ano de 2030, projeta–seuma temperatura média no valor de 26º C em 70%da bacia e 25º C no restante. Com aumento de 1º Cno intervalo 2030–2060 projeta para o referido mêstemperatura de 27º C em 90% da bacia e 26º Cna área restante. Para o mês de fevereiro grandeparte da bacia terá temperatura projetada em 27º Ccom uma pequena área apresentando 28º C. Oincremento de 1º C expandirá em 2060 a áreacom temperatura de 28º C e reduzirá a área com27º C (Figura 3).

Cenário A2

O cenário de mudanças climáticas A2, de acordocom o IPCC (2007) é considerado pessimista emodela uma organização socioespacial com altocrescimento da população aliado ao alto consumode energia e fraco desenvolvimento tecnológico.

Para os meses considerados frios na bacia hidrográficaem estudo projetam–se acréscimos que variamentre de 1 a 2º C na temperatura média mensaldo ar no intervalo de 2030 a 2060 (Figura 4).

No mês de março, a projeção para o ano de2030 aponta praticamente para toda bacia hidrográficatemperatura média do ar no valor de 27º C.Trinta anos depois, projeta–se um incremento de1 a 2º C, proporcionando para a área da baciatemperaturas de 27 e 28º C (Figura 4).

Para o mês de abril, ano de 2030, projeta–se para80% da bacia temperatura média de 27º C comuma pequena área no sudoeste e leste apresentando25 e 28º C, respectivamente. No intervalo de2030–2060 as projeções indicam aumento de 1 a2º C conduzindo a bacia a apresentar em 30% desua área temperatura de 27º C e no restante 28º C (Figura 4).

No mês de maio o acréscimo de 2º C no intervalode 2030–2060 levará a temperatura na maiorparte da bacia de 25º C em 2030 a 27º C no anode 2060 (Figura 4).

Para o mês de junho, ano de 2030, projeta–sea divisão da bacia em duas faixas de temperaturas,uma com 24º C e outra com 25º C. O incrementode 1º C elevará à temperatura para 25 e 26º C noano de 2060, no referido mês, respectivamente (Figura 4).

A projeção para o mês de julho, ano de 2030,divide a bacia em duas classes de temperatura médiado ar, uma com de 23º C e outra com 24º C. Parao ano de 2060, o aumento de 1 e 2º C ao longoda bacia proporcionará o surgimento de três classesde temperatura, uma com 24º C, outra com 25º Ce uma pequena área com 26º C no exutório dabacia (Figura 4).

No mês de agosto, ano de 2030, o PRECISestima duas faixas de temperatura média do ar,24 e 25º C. No intervalo de 30 anos as projeçõesindicam aumento de 2º C em 90% e de 1º C em10% da bacia, configurado a espacialização datemperatura média nos valores de 24, 25 e 26º Cno ano de 2060 (Figura 4).

Para os meses do período seco, projetam–seacréscimos que variam entre 1 a 3º C no intervalode 2030 a 2060 (Figura 4). As projeções para setembro,ano de 2030, subdivide a bacia em duasfaixas de temperatura, uma com 25 e outra com26º C. No intervalo entre 2030 a 2060 as projeçõesapontam um incremento de 1º C em 70% da baciae 2º C em 30%. Acréscimos que proporcionarátemperatura média de 26º C na maior parte dabacia e 27º C na região do exutório e no setorleste (Figura 4).

As projeções para o mês de outubro fragmentaa bacia em duas faixas de temperatura, 25 e 26º C.No intervalo de trinta anos projeta–se um aumento de 2º C em toda a área da bacia, indicando queno ano de 2060 a temperatura média do ar poderáchegar a 27º C em 80% da bacia e a 28% na porçãorestante (Figura 4).

Para o mês de novembro, ano de 2030, as duasclasses de temperatura projetada para o mês deoutubro permanecem, porém, incrementos de 2 e3º C no intervalo de 2030 a 2060 modulam trêsclasses de temperatura no fim do intervalo, as quaiscorrespondem a 27, 28 e 29º C (Figura 4).

No mês de dezembro, ano de 2030, projeta–seduas classes de temperatura, uma com 26 e outracom 27º C. Com o incremento de 2ºC a baciaapresentará no ano de 2060 temperaturas de 28 e29º C (Figura 4).

O PRECIS apresenta para o mês de janeiro de2030 temperatura média do ar no valor de 27º Cpara toda área da bacia. No intervalo entre os anosde 2030 a 2060 projetam–se acréscimos de 1 a 2º C,configurando, assim, duas faixas de temperaturano ano de 2060, uma com 28 e outra com 29º C.Dinâmica semelhante ao mês de janeiro é projetadapara o mês de fevereiro, porém, a classe de29º C abrange uma área superior a ocupada nomês anterior.

Projeção do escoamento superficialnos cenários de mudanças climáticas B2 e A2

Os reflexos das projeções da temperatura médiamensal do ar, nos cenários B2 e A2, sobre o escoamentosuperficial da bacia hidrográfica do rioGoiana são apresentados nas Figura 5 e 6. Nelas,além de conter a simulação do escoamento emm²/s comparado com a média histórica observada,apresentamse, também, os desvios percentuaisdo escoamento simulado sobre a média históricaobservada.

 

Estação fluviométrica do Engenho Retiro

Na estação fluviométrica do Engenho Retiro (Figura 5), as maiores reduções no escoamentosuperficial projetado em comparação com a médiahistórica observada, ocorrem no segundo semestrede cada ano, em ambos os cenários. Para os mesesque compõem o primeiro semestre as vazõesprojetadas não apresentam grandes distâncias emrelação às observadas.

O que justifica a diferenciação entre o comportamentodo escoamento no segundo semestre emrelação ao primeiro é à disponibilidade de água. Nosemestre inicial, apesar do aumento da temperaturamédia do ar e, consequentemente, da evapotranspiraçãopotencial, a quantidade de água provenientesdas chuvas será suficiente para não causar grandesreduções no escoamento superficial, ao contráriodo segundo semestre composto pela maioria dosmeses do período seco.

Julho é o mês que apresenta à maior reduçãono escoamento superficial. Em 2030 projeta–seum desvio percentual de 63% e 64% abaixo damédia histórica observada nos cenários B2 e A2, respectivamente. Enquanto que, em 2060, nestemesmo mês, o escoamento apresenta um desviopercentual de 67% e 71% abaixo da médiahistórica observada para os cenários B2 e A2,respectivamente.

Os valores elevados de redução do escoamentosuperficial projetados para o mês citado anteriormentedecorrem da fragilidade do modelo hidrológicona simulação de vazões em períodos comaltos volumes pluviométricos. Em meses bastantechuvosos, a exemplo de junho e julho para a baciahidrográfica do rio Goiana, o modelo tende asubestimar os escoamentos superficiais decorrentesdestes índices pluviométricos. Problema semelhantefoi encontrado por Lucas et al. (2009) ao utilizaro referido modelo no estudo realizado na regiãohidrográfica do Xingú no Brasil.

Outro ponto importante a ser destacado é quecom o passar dos anos projeta–se um distanciamentoentre os valores do escoamento estimadono cenário B2 com o estimado para os mesmosperíodos no A2. Os maiores distanciamentos entreos cenários são projetados para maio, setembro eoutubro (Figura 5).

Para o mês de maio, ano de 2030, o distanciamentoentre os cenários é de 0.3% do desviopercentual, atingindo 10.4% no ano de 2060. Parao mês de setembro, no primeiro ano projetado, odistanciamento é de 5.9%, chagando a 13.2% noano de 2060. As projeções para o mês de outubroindicam 3% do desvio percentual no ano de 2030e 10% trinta anos depois.

Os distanciamentos entre os valores do escoamentosuperficial estimado nos meses citados anteriormentesão decorrentes do distanciamento entre osvalores da temperatura media do ar entre os doiscenários de mudanças climáticas nestes períodos.

Estação fluviométrica do Engenho Itapissirica

Para estação fluviométrica do Engenho Itapissirica (Figura 6) é possível notar que a projeção para omês de julho, em ambos os cenários de mudançasclimáticas, apresenta as maiores reduções no escoamentosuperficial. Problema semelhante foiencontrado para o referido mês na estação fluviométricado Engenho Retiro devido a problemas nomodelo hidrológico, o qual subestima o escoamentoem períodos de picos pluviométricos.

Em relação aos demais meses, nota–se uma nítidadiferença entre o comportamento do escoamentono primeiro semestre em comparação com osegundo. No primeiro semestre, a disponibilidadede água oriunda das chuvas permite um distanciamentomenor em relação à média histórica observada,ou seja, assim como pontuado para a estaçãofluviométrica do Engenho Retiro, o impacto nesseperíodo será menor em comparação com o segundosemestre. Este último com maior penalidade devidoà menor disponibilidade de água.

Quanto às diferenças entre os valores do escoamentoprojetado no cenário B2 com o A2,destaca–se o mês de maio, o qual apresenta omaior distanciamento entre os cenários. Para oano de 2030, a diferença entre os dois cenários demudanças climáticas representa 4.2%, atingindo 17% no ano de 2060 (Figura 7).

O distanciamento entre o valor do escoamentosimulado no mês de maio possui a mesma causado distanciamento apontado para a estação fluviométricado Engenho Retiro, ou seja, o fatortemperatura.

Possíveis impactos das mudanças do escoamentosuperficial na dinâmica espacial da bacia hidrográficado rio Goiana

Diante do exposto anteriormente é possíveltraçar possíveis reflexos das mudanças climáticas nadinâmica socioespacial da bacia hidrográfica do rioGoiana com a redução do escoamento superficial.

Um dos reflexos será na disponibilidade de águapara abastecimento doméstico, principalmentenos meses do segundo semestre, período seco.Problemática embasada nas reduções drásticas doescoamento superficial apontada nas simulaçõespara os meses deste período. Isto poderá implicar em políticas de racionamento de água a partir de2030, visto que, dos 26 municípios que tem seus limitesterritoriais inseridos na bacia hidrográfica, 22são abastecidos por suas águas. Consequentementepoderá haver aumento no preço dos serviços decaptação, tratamento e distribuição deste recurso.

Doenças de veiculação hídrica poderão voltara se configurar como uma das principais causas deinternações e mortes nos municípios inseridos nabacia hidrográfica. Entre elas a diarréia infantil,esquistossomose e leptospirose. Problema que teráligação na redução de água potável para o consumodoméstico da população de baixo poder aquisitivo,proporcionando com que esta população consumaágua sem tratamento captada dos cursos hídricos ede outras fontes que estejam contaminadas, principalmentenos meses mais atingido pela reduçãodo escoamento superficial.

O setor agropecuário também poderá ser afetado.Isto, por que, durante boa parte do ano, mesmoa bacia hidrográfica estando inserida na zona climáticaúmida e subúmida, há necessidade de irrigaçãopara algumas culturas, entre elas a cana–de–açúcar.Com a redução do escoamento, principalmente noperíodo seco, poderá acarretar, também, a reduçãodo cultivo deste vegetal, que segundo Brasileiro eMarciel (2009) é a principal base econômica daZona da Mata Pernambucana, região que estáinserida a bacia hidrográfica em estudo.

Com possíveis problemas no cultivo da canade–açúcar, poderá desencadear um velho processode mobilidade populacional, a migração. Nestecontexto, trabalhadores desempregados poderãomigrar do espaço rural para cidades e, de algumascidades de menor porte econômico para centrosregionais inseridos na bacia hidrográfica, exemploda cidade de Timbaúba e Goiana. Há também,possibilidades de migrarem para a região metropolitanade Recife, de João Pessoa e para o póloagroindustrial de Juazeiro–Petrolina. Fenômenossemelhantes foram diagnosticados por Madalu(2003) na Tanzânia.

Outro impacto a ser configurado refere–seà entrada das águas do Oceano Atlântico peloexutório da bacia hidrográfica. Com redução doescoamento superficial as águas fluviais não terãoforça para limitar a entrada das águas salgadas domar. Consequentemente poderá haver modificaçõesno dinamismo zoogeográfico aquático, comdesaparecimento de espécies de peixes e crustáceosque só sobrevivem sobre águas doces, assim como,espécies que necessitam da mistura da água docee salgada para sobrevivência. Isto implicará emmudanças nos modos de vida das comunidadesde pescadores(as) e marisqueiros(as) que habitamo entorno da foz do rio Goiana.

Outro impacto a ser destacado refere–se ao acumulode sedimentos nos leitos dos principais rios dabacia hidrográfica. Com a diminuição consideráveldo escoamento superficial, estes não terão maisforças, que tem atualmente, para carregarem atéo oceano os sedimentos gerados na bacia. Comoconsequência poderá haver mudanças na dinâmicada geomorfologia fluvial da bacia, transformandoos principais canais fluviais em anastomosados,ou seja, canais com formação de bancos de areiasao longo do curso segundo Christofoletti (2006).

Acrescentam–se ainda as intensificações dosconflitos pelos usos múltiplos da água. Conflitosque poderão ser travados pelos usuários do setoragropecuário, destacando, em sua maioria, osgrandes e médios latifundiários; pequenos agricultores;habitantes do espaço urbano; pescadores ecarcinicultores, estes últimos concentrados na fozdo principal rio da bacia hidrográfica.

 

CONSIDERAÇÕES FINAIS

O modelo hidrológico mensal semi–distribuídosimples apresentou resultados satisfatórios apontadospelos coeficientes de calibração utilizados.Porém, houve leves subestimações nos picos deprecipitação, principalmente no mês de julho.

Quanto à temperatura média mensal do ar,obtida pelo modelo PRECIS e espacializada sobrea bacia hidrográfica do rio Goiana no intervaloentre 2030 a 2060, projetam–se incrementos queatinge 1º C em vários meses no cenário B2 e até2º C no cenário A2.

Os reflexos da projeção da temperatura médiamensal do ar sobre o escoamento superficial da baciahidrográfica em estudo terá impacto maior nosmeses do segundo semestre, para ambos os cenários de mudanças climáticas. Consequentemente, aredução no escoamento superficial poderá acarretarmodificações no modo de vida das populações dosmunicípios locais com o passar dos anos. Problemas,principalmente, ligados a disponibilidadede água para o abastecimento doméstico e no setorde empregabilidade de mão–de–obra no setoragrário.

Essas possíveis implicações requerem medidasde enfrentamento dos impactos das mudanças climáticassobre os recursos hídricos para que possamminimizar prejuízos futuros. Para atingir tal meta,além da sociedade civil, os poderes públicos municipais,estaduais e federais devem atuar de formaarticulada, levando em consideração o dinamismosistêmico dos elementos climáticos que atuam sobrea bacia hidrográfica, assim como, a dinâmica doselementos físicos–naturais e sociais presentes naunidade ambiental em estudo.

Apesar da contribuição que este trabalho poderáfornecer para o planejamento integrado dos recursoshídricos da bacia hidrográfica do rio Goiana,novos diagnósticos devem ser realizados com ointuito de complementar este estudo. Trabalhosfuturos poderão: analisar com mais detalhes adinâmica das precipitações pluviométricas e seurelacionamento com o escoamento superficial nabacia; desenvolver novos modelos hidrológicos comintuito de diagnosticar a relação entre as mudançasclimáticas e o escoamento superficial local; análisescom aprofundamentos maiores entre a relaçãomudanças climáticas, escoamento superficial e odinamismo socioespacial dos territórios construídossobre a área da bacia hidrográfica; entre outros.

 

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