Apresentação
Elaboração e Análise de Projetos
1 - Plano de Contingência para Controle de Cheias no Vale do Jaguaribe – PCVJ
Em uma experiência pioneira de integração institucional a Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH, a Secretaria de Recursos Hídricos do Estado do Ceará – SRH, o Departamento Nacional de Obras Contra as Secas – DNOCS, a Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos – FUNCEME, o Serviço Geológico do Brasil – CPRM e a Defesa Civil do Ceará estão desenvolvendo atividades para imprimir uma intervenção planejada e sistematizada das ações de controle de cheias, por intermédio das Barragens Castanhão e Banabuiú. A atividade mãe é a construção do Plano de Contingência para Controle de Cheias no Vale do Jaguaribe – PCVJ , com vistas à modernização e obtenção de ganhos de eficiência operacional e a maximização dos efeitos de mitigação dos impactos das cheias.
O plano busca estudar e propor diretrizes e procedimentos operacionais para as fases de pré-estação e estação chuvosa, e trabalha na formulação de um sistema de alerta para as áreas à jusante dos reservatórios de controle, no caso Açude Castanhão e Açude Banabuiú, únicos com esta finalidade no Ceará. O Plano resulta de uma necessidade imposta pelas características peculiares ao clima semiárido, que alterna sequência de anos com baixas pluviosidades e a ocorrência de quadras chuvosas com severas precipitações, conforme ilustra na figura 1.
Figura 1 - Variabilidade Anual de Volume Afluente na Seção Jaguaribe (Fonte: CPRM)
Apesar do caráter aparentemente antagônico a cheia no semiárido é um desafio permanente, tal qual o da convivência com a seca. O alicerce do plano está fundamentado em oito pilares, figura 2, a saber: sistema de reservatórios; análise de demanda e uso múltiplo das águas; medidas de segurança em barragens; monitoramento e informação do nível de armazenamento dos reservatórios; previsão do clima; previsão do tempo; avaliação da capacidade de transporte dos rios; por fim, comunicação e articulação entre os vários órgãos públicos envolvidos no problema e a população.
Figura 2- Fundamentos do Plano de Contingência para Controle de Cheias no Semiárido
É primordial a compreensão do sistema de reservatórios em cascata, ou seja, a operação dos reservatórios é sistêmica. A política de açudagem no semiárido nos últimos anos atenua a necessidade hídrica humana, assim a inclusão do controle de cheia tem que garantir as demandas futuras e uso múltiplo das águas. As medidas de segurança nas estruturas geotécnicas, hidráulicas e eletromecânico dos reservatórios têm por finalidade garantir a operação das mesmas sobre esforços extras, logo é necessária vistorias periódicas e avaliação por meio de check-list antes e durante o período chuvoso. O monitoramento e a informação do nível dos reservatórios é um fundamento que garante o planejamento e o apreço pela informação dos vários órgãos envolvidos na operação do controle de cheia. A previsão do clima é um balizador da antecipação na operação e garantia de atendimento das demandas, as ferramentas são provenientes de modelagem numérica, estatísticas, supercomputadores, e observação do passado. A previsão do tempo é um instrumento essencial, sendo integrada com a coleta de dados – precipitação, ventos, umidade relativa do ar, pressão, temperatura, vazão, etc – com auxílio de supercomputadores faz-se simulações de tempo – 24, 48 e 72 horas à frente – em conjunto com imagens de satélite e radar.
A elaboração do PCVJ teve início em Novembro de 2009 quando foram realizadas pesquisas na literatura técnica para selecionar material bibliográfico que abordasse o assunto. Seguindo-se à revisão bibliográfica, fez-se levantamento dos dados relativos às quadras chuvosas anteriores para permitir a análise do perfil das cheias, sua distribuição temporal e espacial e as características das condições climáticas correspondentes. Tais estudos apontaram que a cidades do vale suscetíveis a inundações, por causa de intervenção diretamente ou indiretamente no rio Jaguaribe, são Itaiçaba; Jaguaruana; Limoeiro do Norte; Morada Nova; Quixeré; Russas; São João do Jaguaribe e Tabuleiro do Norte. A figura 3 apresenta a hidrografia principal do rio Jaguaribe e as sedes dos municipais com problemas de cheias.
Figura 3 - Hidrografia e sedes municipais no Vale do Rio Jaguaribe
Feitas as referidas análises, buscou-se dar os primeiros passos na definição de uma lógica de organização dos processos de decisão relacionados às intervenções de controle de cheia. Assim ficaram estabelecidos dois grandes momentos das ações de controle: o plano inicial de quadra e o plano operativo em tempo real.
O plano inicial de quadra define as condições iniciais de contorno que serão observadas para o enfrentamento da quadra na fase de operações em tempo real. Essas condições de contorno são resultantes:
a) das informações que expressam os prognósticos de previsão climática;
b) das condições de Temperatura da Superfície do Mar – TSM, do Atlântico e Pacífico;
c) das condições de armazenamento do sistema e das previsões de recarga, resultado dos modelos regionais RSM e RAMS (precipitação) em conjunto com o modelo SMAP (vazão afluente aos reservatórios);
d) e das simulações das operações de controle com as séries de afluências dos anos climatologicamente semelhantes;
Dessa forma são definidos os volumes de espera inicial, a faixa de vazões presumidamente liberáveis, os níveis mínimo e máximo operacional do nível d'água do lago.
A implementação se deu a partir do mês de janeiro de 2010, quando foi regulamentada a estrutura organizacional por meio de Resolução do Conselho Estadual de Recursos Hídricos, figura 4. Uma vez oficializado o esquema institucional, as suas várias instâncias passaram a operar na definição das regras operacionais, que foram aplicadas na pré-estação e durante a ocorrência da quadra chuvosa propriamente dita.
Figura 4 - Resolução da CONERH para integração das instituições no controle de cheia
Nos mês de janeiro a junho o Núcleo Técnico Operacional – NTO reúne-se semanalmente para sugestão e/ou manutenção das regras operacionais para a Comissão de Supervisão e Controle, no qual são adotadas as decisões operacionais.
A atividade de avaliação da capacidade do rio foi inicializada pela COGERH com levantamento topo-batimétrico de 98 seções transversais da calha do rio Jaguaribe, o que permitiu uma intepolação de mais de 500 seções que foram utilizadas nas modelagens hidrodinâmicas. No levantamento das seções foram percorridos aproximadamente 240 km de rios, sendo o espaçamento médio das seções na ordem dos 3 km em áreas não habitadas e com menor intervalo em áreas de adensamento populacional e/ou críticas para a modelagem dos dados.
Em seguida, de posse de plantas planialtimétricas dos municípios de Limoeiro do Norte, Russas e Jaguaruana procedeu-se a geração de um Modelo Digital de Terreno – MDT que contemplou toda área coberta pelo levantamento topobatimétricos e de cobertura das referidas plantas. Para possibilitar um modelo que contemplasse a área não levantada, foi utilizado o produto de sensoriamento remoto Shuttle Radar Topography Mission – SRTM/NASA, que resultou num Modelo Digital de Elevação – MDE.
A COGERH adquiriu ainda, imagens orbitais do satélite RapidEye que contemplam a área do estudo. Essas imagens estão subsidiando: a identificação de áreas críticas ao PCVJ; o planejamento dos levantamentos topobatimétricos e o mapeamento das modelagens de manchas de inundação. Estes trabalhos são realizados em ambiente de Sistema de Informação Geográfica – SIG, por meio do software ArcGis com extensão 3D Analyst (ESRI) e GeoHecRas (HRC) e também em software de modelagem hidráulica Centers River Analysis System – HecRas produzido pelo Hydrologic Engineering Center – HEC do U.S. Army Corps of Engineers – USACE. Ainda em fase de confecção estão sendo determinadas as áreas de inundação das zonas urbanas, nesta fase é necessário o detalhamento da planta semi-altimetrica cadastral em cada cidade. A figura 5 mostra um esboço da delimitação de risco na cidade de Limoeiro do Norte.
Figura 5- Delimitação das Zonas de Risco da Cidade de Limoeiro do Norte
Apesar do fato de que os anos de 2010 (ano de baixa pluviosidade) e 2011 (pluviosidade um pouco acima da média) terem apresentado quadras chuvosas não agressivas do ponto de vista dos picos de vazões nas seções de controle mais importantes, podemos afirmar que a experiência inovadora gerada pelo Plano de Contingência foi muito importante para o avanço da gestão de eventos críticos, pois:
· Permitiu a oportunidade do debate junto à sociedade e, portanto, ampliou a capacidade de análise e os conhecimentos de todas as esferas envolvidas nas ações de controle;
· Avançou no arranjo institucional de formulação das decisões e,
· Ampliou o conhecimento técnico sobre as características das cheias, suas peculiaridades, e suas implicações no plano operacional de controle através dos açudes mencionados.
2 - Del Monte Fresh Produce Ltda
A equipe técnica da GEPRO analisou, recentemente, os estudos do projeto de ampliação do sistema de poços tubulares de captação de água para abastecimento do projeto de fruticultura de interesse da Del Monte Fresh Produce Ltda.
3 - A importância de Estudos e projetos e histórico de atividades
A Companhia de Gestão dos Recursos Hídricos – COGERH, cuja missão é gerenciar os recursos hídricos de domínio do Estado do Ceará e da União, por delegação, de forma integrada, descentralizada e participativa, incentivando o uso racional, social e sustentado, vem interagindo com as demais gerências da COGERH, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida da população.
Sendo a COGERH responsável pela gestão das águas acumuladas no Estado, administrando diretamente 132 dos mais importantes açudes públicos estaduais e federais, é de suma importância a realização de estudos e pesquisas que simulem diversos cenários, considerando a quantidade e a qualidade da água, a ocorrência de eventos extremos, cheias ou secas, para possibilitar a tomada de decisão em tempo hábil.
A Gerência de Estudos e Projetos – GEPRO, criada em 1995, possui como atribuição básica o desenvolvimento de estudos e projetos nas diversas Bacias Hidrográficas do Estado, englobando águas superficiais e subterrâneas e estudos ambientais, preconizando a conservação e a racionalização dos usos da água, possibilitando o bem-estar da população cearense e a certeza de uma melhor qualidade de vida. É subordinada à Diretoria de Planejamento – DIPLAN, da COGERH.
As atividades foram desenvolvidas a partir da realização de pesquisas no âmbito da associação da hidrologia à gestão ambiental, palestras e cursos de capacitação e extensão para as gerências regionais, comitês gestores e comunidades em geral, assim como para a execução de trabalhos solicitados pela diretoria da COGERH.
Ressalte-se que, dentre os trabalhos de destaque realizados pela GEPRO encontra-se a elaboração das sínteses dos Planos de Gerenciamento das Bacias do Jaguaribe ( Alto, Médio e Baixo Vale, Salgado e Banabuiu), Metropolitanas e Curu.
Para subsidiar o estudo de otimização multi-objetivo desenvolvido pela FUNCEME para a Região Metropolitana de Fortaleza – RMF, foram realizados pela GEPRO os estudos para os levantamentos das curvas custo x vazão das estações de bombeamento do Sistema Eixo de Integração.
A Gerência de Estudos e Projetos da COGERH vem realizando treinamentos que visam o aprimoramento de pesquisas e trabalhos que estão sendo realizados em parceria com diversas entidades, com ênfase: UFC, FUNCEME e Agência Nacional de Águas - ANA.
Por iniciativa da Presidência e da Diretoria de Planejamento da COGERH, e coordenado pela Gerência de Estudos e Projetos – GEPRO, com o apoio da Universidade Federal do Ceará – UFC e da Agência Nacional de Águas – ANA, foi realizado no Campus do Pici, no Laboratório de Informática do bloco 708, da Engenharia Civil, o Curso “Simulação de Sistemas de Recursos Hídricos usando Modelo de Rede de Fluxo”. O programa utilizado foi o AcquaNet, desenvolvido para dar suporte a programas de estudos e pesquisas em Sistemas de Suporte a Decisões Aplicados à Engenharia Ambiental e de Recursos Hídricos, pelo Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisões em Engenharia Ambiental e de Recursos Hídricos - LabSid, do Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo - USP. O apoio da UFC, nas pessoas da Profa Dra Ticiana Marinho de Carvalho Studart, e do Prof. PhD Marco Aurélio Holanda de Castro, foi essencial para a realização do evento. O instrutor foi o Engenheiro Civil Marcos Airton de Sousa Freitas, Especialista em Recursos Hídricos, da ANA.
Foram realizados estudos e pesquisas in loco sobre os impactos hidrológicos e ambientais da pequena açudagem, através do programa REDERES, para auxiliar a COGERH nas decisões quanto à outorga, licença e construção de novos açudes.
A GEPRO vem realizando o acompanhamento do desenvolvimento do Sistema de Informações para Gerenciamento da Alocação de Água – SIGA, em desenvolvimento pela FUNCEME. É uma ferramenta computacional com componentes específicos para aplicação no gerenciamento de sistemas hídricos, com ênfase no suporte às atividades de gestão e alocação de água. É composto de oito módulos, como: desenho de rede, hidrologia, previsão de afluências, calibração, qualidade, reservatórios, cobrança e demanda e apresentação de resultados.
Foram realizados estudos hidráulicos e hidrológicos utilizando os programas: Hydrologic Modeling System – HEC-HMS, o qual foi desenvolvido para simular o processo de chuva-vazão em bacias hidrográficas naturais ou urbanas e, River Analysis System – HEC- RAS, o qual permite a modelagem do fluxo uni-dimensional em regime permanente e não permanente, transporte de sedimentos, temperatura da água etc.
Tiveram início os estudos com o objetivo de construir modelo de operação de controle de cheias para os açudes Castanhão e Banabuiú. A implementação se deu a partir do mês de janeiro de 2010, quando foi regulamentada a estrutura organizacional por meio de Resolução do Conselho Estadual de Recursos Hídricos. Uma vez oficializado o esquema institucional, as suas várias instâncias passaram a operar para a definição das regras, que foram aplicadas no início e etapa seguinte da quadra.
Foi realizada a construção de uma curva-chave para a passagem molhada de Itaiçaba, com as informações adquiridas através da integração de órgãos públicos como CPRM, FUNCEME e DNOCS, coordenados pela Gerência de Estudos e Projetos - GEPRO, com a participação da Gerência da Tecnologia da Informação - GETIN , ação essa que permitiu conclusões de uma situação problema que tem certo grau de complexidade, pois trata-se de uma seção de estudo sem definições geométricas em todos os níveis de lâminas d'água ocorridas na citada passagem molhada.
Com o avanço da fruticultura exportadora e o desenvolvimento das comunidades locais, houve a necessidade da Secretaria dos Recursos Hídricos – SRH e de sua vinculada, a COGERH, desenvolverem o “Plano de Gestão Participativa dos Aquíferos da Bacia Potiguar, Estado do Ceará”, este teve o intuito de identificar os grandes usuários de água subterrânea, assim como, diagnosticá-las quanto aos aspectos qualitativos e quantitativos.
Com o objetivo de implantar um sistema de monitoramento de poços tubulares profundos na Bacia Sedimentar do Araripe e fazer um diagnóstico qualitativo voltado para o aquífero médio, visando à sustentação do uso da água subterrânea, foi implementado o Plano de Gestão Participativa dos Aquíferos da Bacia Araripe.
Todavia, uma das grandes inovações incorporadas pela COGERH e que vem sendo desenvolvida na atual gestão, principalmente a partir do ano 2007, foi a inserção em todas as atividades e projetos a visão ambiental. A partir daquele ano a equipe da GEPRO tem interagido interna e externamente com várias instituições nos âmbitos Federal, Estadual e Municipal, e com a sociedade civil. Por meio da Gerência de Estudos e Projetos – GEPRO a COGERH tem impulsionado, inclusive nas gerências regionais, palestras e cursos de capacitação em educação ambiental formando e alertando as comunidades quanto à visão holística e sistêmica, possibilitando a sensibilização e conscientização ambiental.
