O estudo realizado procurou estimar as séries das vazões de retirada, de retorno e de consumo para as cinco principais atividades de uso consuntivo da água (irrigação, abastecimento urbano, abastecimento rural, abastecimento industrial e criação animal), para cada município das noventa bacias que compõem a área do projeto. Essa estimativa abrange a evolução histórica das séries no período de 1931 a 2001 e, por meio de estabelecimento de cenários evolutivos setoriais, o comportamento dessas séries até 2010. As vazões de retirada, de retorno e de consumo foram definidas como:
Vazões de retirada – vazões captadas nos municípios e agregadas às bacias de cada aproveitamento (incluindo, também, as captações nos próprios reservatórios), para atividades de uso consuntivo da água;
Vazões de retorno – vazões lançadas nos municípios e agregadas às bacias de cada aproveitamento, decorrentes de despejo de parcela remanescente das vazões de retirada para atividades de uso consuntivo da água (parcela não consumida das vazões de retirada) e
Vazões de consumo – diferenças entre as vazões de retirada e de retorno, nas bacias de cada aproveitamento, para atividades de uso consuntivo da água (parcela consumida das vazões de retirada).
O estudo adotou, como referência preferencial, os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE e os dados, informações e documentos técnicos, da ANA. Além dessas instituições, foram obtidas, quando necessárias, informações do Ministério da Integração Nacional – MI, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento – MAPA, do Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão – MPOG, do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, das Secretarias Estaduais de Planejamento e de Recursos Hídricos, da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo – SABESP, além de outras instituições nos estados abrangidos nos estudos.
Em relação aos dados do IBGE, foram utilizados dados censitários dos levantamentos realizados em:
Censos demográficos: 1940, 1950, 1960, 1970, 1980, 1991 e 2000;
Censos agropecuários: 1940, 1950, 1960, 1970, 1975, 1980, 1985 e 1996;
Censos industriais: 1940, 1950, 1960, 1970, 1975, 1980 e 1985 e
Pesquisa industrial anual: 1990, 1995 e 2001.
A coleta de informações necessárias à elaboração da base de dados utilizada para a estimativa das vazões de usos consuntivos incluiu: dados demográficos municipais, dados socioeconômicos municipais, dados da geografia dos municípios, dados da produção industrial dos municípios, dados climatológicos exigidos para o cálculo da evapotranspiração, superfícies irrigadas em cada município, principais projetos de irrigação, nível tecnológico dos produtores das áreas irrigadas, dados estatísticos sobre os rebanhos municipais e localização das principais tomadas para irrigação, consumo urbano e industrial.
Mais detalhes sobre os dados e informações utilizados nos estudos, bem como o detalhamento das metodologias empregadas para as estimativas das vazões ligadas às cinco maiores atividades de usos consuntivos podem ser consultados em FAHMA/DREER (2003).
As vazões de uso consuntivo, para cada bacia considerada nos estudos, foram determinadas a partir do uso da equação 5:
Q Ucons = Q Irr + Q Urb + Q Rur + Q Ind + Q Ani (5)
Na qual:
Q Ucons é a vazão relativa aos usos consuntivos da bacia considerada (m3/s);
Q Irr é a vazão consumida pela irrigação nos municípios existentes na bacia considerada (m3/s);
Q Urb é a vazão consumida pelo abastecimento urbano nos municípios existentes na bacia considerada (m3/s);
Q Rur é a vazão consumida pelo abastecimento rural nos municípios existentes na bacia considerada (m3/s);
Q Ind é a vazão consumida pelo abastecimento industrial nos municípios existentes na bacia considerada (m3/s) e
Q Ani é a vazão consumida pela criação animal nos municípios existentes na bacia considerada (m3/s).
Estimativa das vazões de irrigação
As vazões mensais de consumo para irrigação foram estimadas, para cada município pertencente à bacia considerada, a partir da equação 6:
Q Irri,m = Aii,m . |
 |
(EToi,m . Kci,m . Ksi,m) - Peƒi,m |
 |
. k . (1 - Kri) |
(6) |
Eai,m |
Na qual:
Q Irri,m é a vazão consumida pela irrigação no município i e no mês m (m3/s);
Aii,m é a área irrigada total no município i e no mês m (ha);
EToi,m é a evapotranspiração de referência no município i e no mês m (mm/mês);
Kci,m é o coeficiente da cultura para a cultura média no município i e no mês m (adimensional);
Ksi,m é o coeficiente de umidade da cultura média no município i e no mês m (adimensional);
Peƒi,m é a precipitação efetiva no município i e no mês m (mm/mês);
Eai,m é a eficiência de aplicação do sistema de irrigação para a cultura média no município i e no mês m (adimensional);
k é o coeficiente de transformação para obtenção de resultados em m3/s e
Kri é o coeficiente de retorno da vazão de retirada para irrigação (adimensional).
A determinação das áreas irrigadas exigiu uma metodologia específica. O único cadastro de irrigantes, realizado nos tempos do Programa Nacional de Irrigação – PRONI, não foi completamente processado e ressente-se da idade. A utilização de sensoriamento remoto nesse caso permitiria a obtenção da área atualmente irrigada, mas não seria útil nas estimativas dessa variável para todo o período, uma vez que nem sempre existem imagens de qualidade de toda a área estudada e, quando existem, alcançam, no máximo, os últimos dez anos. Além disso, essa técnica, não raro, requer acompanhamento de campo, inviável a curto/médio prazo, tendo em vista a extensão da área estudada. Utilizaram-se, então, como fonte principal de informação, os Censos Agropecuários do IBGE, que disponibilizam a área total irrigada por município a partir de 1960, período que coincide com o início da expansão da prática da irrigação no Brasil.
Os dados a respeito de outorgas da ANA e das instituições estaduais de recursos hídricos, ainda não completos, serviram apenas como informação complementar. Eles foram utilizados basicamente para análise dos valores de área irrigada dos municípios sede dos grandes perímetros públicos de irrigação e, posteriormente, já na fase de cálculo das vazões, para comparação dos resultados obtidos com as vazões outorgadas. É importante destacar que os cadastros de outorga têm um enfoque diferente do utilizado no projeto. Em geral, buscam retratar a demanda máxima ou demanda de projeto de cada usuário e não o seu regime real de utilização de água.
A evapotranspiração de referência foi estimada a partir da aplicação do método de Penman-Monteith-FAO, método adotado e recomendado pela FAO. Os parâmetros meteorológicos necessários para uso do método foram estimados com base nas Normais Climatológicas do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, com dados de aproximadamente 150 estações.
O coeficiente da cultura Kc, o coeficiente de umidade Ks, a eficiência de aplicação Ea e o coeficiente de retorno Kri dependem do tipo de cultura, do sistema de irrigação utilizado e do calendário agrícola. O detalhamento da obtenção dessas variáveis pode ser consultado em FAHMA/DREER (2003).
A precipitação efetiva foi estabelecida com base nas séries de chuvas mensais observadas em centenas de estações pluviométricas existentes na área de estudo, cujos registros estavam disponíveis em junho/2003, na base de dados da ANA. As precipitações observadas (brutas) foram transformadas em precipitações efetivas, em função da evapotranspiração potencial da cultura, de acordo com os procedimentos estabelecidos pela FAO.
Estimativa das vazões de abastecimento urbano
As vazões mensais de consumo para abastecimento urbano foram estimadas, para cada município pertencente à bacia considerada, a partir da equação 7:
Q Urbi,m = Popui,m . CPUi,m . k . (1 - Kru) (7)
Na qual:
Q Urbi,m é a vazão consumida pelo abastecimento urbano no município i e no mês m (m3/s);
Popui,m é a população municipal abastecida por rede geral no município i e no mês m (habitantes);
CPUi,m é a taxa de vazão de retirada per capita da população urbana, na faixa na qual se enquadra o município i, no mês m (l/hab/dia);
k é o coeficiente de transformação para obtenção de resultados em m3/s e
Kru é o coeficiente de retorno da vazão de retirada para abastecimento urbano (adimensional).
O detalhamento da obtenção dessas variáveis pode ser consultado em FAHMA/DREER (2003). Excepcionalmente, para a região metropolitana de São Paulo, as vazões de abastecimento urbano foram estimadas a partir dos dados observados de vazões captadas nas estações de tratamento da SABESP.
Estimativa das vazões de abastecimento rural
As vazões mensais de consumo para abastecimento rural foram estimadas, para cada município pertencente à bacia considerada, a partir da equação 8:
Q Ruri,m = ((Poprnai,m + Popunai,m) . CPRi,m + Poprai,m . CPUi,m) . k . (1-Krr) (8)
Na qual:
Q Ruri,m é a vazão consumida pelo abastecimento rural no município i e no mês m (m3/s);
Poprnai,m é a população rural não atendida por rede geral, no município i e no mês m (habitantes);
Popunai,m é a população urbana não atendida por rede geral, no município i e no mês m (habitantes);
CPRi,m é a taxa de vazão de retirada per capita da população rural, na faixa na qual se enquadra o município i, no mês m (l/hab/dia);
Poprai,m é a população rural atendida por rede geral, no município i e no mês m (habitantes);
CPUi,m é a taxa de vazão de retirada per capita da população urbana, na faixa na qual se enquadra o município i, no mês m (l/hab/dia);
k é o coeficiente de transformação para obtenção de resultados em m3/s e
Krr é o coeficiente de retorno da vazão de retirada para abastecimento rural (adimensional).
O detalhamento da obtenção dessas variáveis pode ser consultado em FAHMA/DREER (2003).
Estimativa das vazões de abastecimento industrial
As vazões mensais de consumo para abastecimento industrial foram estimadas, para cada município pertencente à bacia considerada, a partir da equação 9:
Q Indi,m = ∑ [VP(Pr odutoY)i,m . Vretirada(Pr odutoY)i,m] . k . (1 - Krd) (9)
Na qual:
Q Indi,m é a vazão consumida pelo abastecimento industrial no município i e no mês m (m3/s);
VP(Pr odutoY)i,m é o valor da produção do produto Y, produzido no município i e no mês m (US$);
Vretirada(Pr odutoY)i,m é o volume de água captada por unidade monetária produzida do produto Y, no município i e no mês m (m3/US$);
k é o coeficiente de transformação para obtenção de resultados em m3/s e
Krd é o coeficiente de retorno da vazão de retirada para abastecimento industrial (adimensional).
O detalhamento da obtenção dessas variáveis pode ser consultado em FAHMA/DREER (2003).
Estimativa das vazões de criação animal
As vazões mensais de consumo para criação animal foram estimadas, para cada município pertencente à bacia considerada, a partir da equação 10:
Q Anii,m = ∑ [REBesp i,m . CPAi,m] . k . (1-Kra) (10)
Na qual:
Q Anii,m é a vazão consumida pela criação animal no município i e no mês m (m3/s);
REBesp i,m é o rebanho de cada espécie animal criada no município i e no mês m (unidade);
CPAi,m é a taxa de vazão de retirada per capita de cada espécie animal criado no município i e no mês m (l/animal/dia);
k é o coeficiente de transformação para obtenção de resultados em m3/s e
Kra é o coeficiente de retorno da vazão de retirada para criação animal (adimensional).
O detalhamento da obtenção dessas variáveis pode ser consultado em FAHMA/DREER (2003).