Categorização e duração dos períodos hidrológicos do rio Guaporé
Categorización y duración de los períodos hidrológicos del rio guaporé. Categorization
And definition of hydrological periods for the guaporé river
p. 27-38
Résumés
A variação periódica do nivel das águas é considerada o principal fator que orienta a distribuição das espécies de organismos aquáticos nos ríos de planicie alagável. A literatura científica, freqüentemente, utiliza períodos hidrológicos para definir temporalmente os eventos de coleta ou agrupar amostras para analisar e relacionar dados de diversos grupos biológicos. Nesse sentido, o presente trabalho teve o objetivo de apresentar urna proposta para a definição de categorías representativas dos períodos hidrológicos do rio Guaporé*. A definição foi obtida a partir de um histórico de 20 anos de coletas de dados diariamente na estação hidrológica brasileira da Agencia Nacional de Aguas (ANA), localizada no Forte Príncipe da Beira, municipio de Costa Marques, Rondónia, Brasil. O estabelecimento de cotas representativas para determinar os períodos de enchente, cheia, vazante e seca do rio permitiu estimar, também, o número de dias que compõem cada período, caracterizando-os em períodos hidrológicos típicos, longos ou curtos para cada ano. Os períodos de enchente e vazante apresentaram um número de dias semelhante ao longo do período analisado. Entretanto, cinco secas foram consideradas mais longas do que o normal e quatro cheias puderam ser consideradas mais curtas, e o número de dias de cheia diminuiu gradativamente entre 1983 e 2005. A variação do número de dias de cheia observada entre 1983 e 2009 sugere a existencia de um ciclo plurianual no rio Guaporé. A classificação ora proposta permite interpretar as modifições na duração dos períodos hidrológicos daquele trecho do rio Guaporé e parece ser eficiente para detectar variações na duração dos períodos hidrológicos em escalas temporais plurianuais.
* Iténez e denominado rio Guaporé no Brasil.
La variación periódica en el nivel de las aguas es considerada como el factor principal que influye en la distribución de las especies acuáticas en las planicies de inundación. En la literatura científica, frecuentemente se utilizan los períodos hidrológicos para definir temporalmente los eventos de colecta o agrupar muestras para analizar y relacionar datos de diversos grupos biológicos. En este sentido, el presente trabajo tiene como objetivo presentar una propuesta de definición de las categorías representativas de los períodos hidrológicos en el rio Guaporé. La definición fue obtenida a partir de una historia de 20 años de colecta de datos diarios en la Estación Hidrológica Brasileira de la Agencia Nacional de Aguas (ANA), localizada en Forte Príncipe da Beira, en el municipio de Costa Marques, Rondónia, Brasil. El establecimiento de cotas representativas para determinar los períodos de creciente, llena, bajante y estiaje del río permitió estimar también el número de días que compone cada período, caracterizándolos en períodos hidrológicos típicos, largos o cortos para cada año. Los períodos de creciente y bajante presentaron un número semejante de días a lo largo del período analizado. Entretanto, cinco estiajes fueron considerados más largos que lo y cuatro llenas podían ser consideradas más cortas, además el número de días de llena disminuyó gradualmente entre 1983 y 2005. La variación del número observado de días de llena entre 1983 y 2009 sugiere la existencia de un ciclo plurianual en el rio Guaporé. La clasificación propuesta permite interpretar las modificaciones en la duración de los períodos hidrológicos del tramo estudiado del rio Guaporé y parece ser eficiente para detectar variaciones en la duración de los períodos hidrológicos a escalas temporales plurianuales.
Seasonal variations of the water level represent the most important factors to explain the distribution of aquatic species in floodplain areas. In the scientific literature hydrological periods are frequently used to define collecting methods or to group biological samples. This work presents a definition of the hydrological seasons for the Guaporé River, considering 20 years of daily water level data in Forte Príncipe da Beira station, near the city of Costa Marques, Rondónia, Brazil. Water level thresholds intervals are proposed in order to define four main hydrological seasons: rising, flood, falling and low water. Daily water level analysis allowed estimating the duration of these four seasons for each year of the 20 years series. This analysis allowed interpreting the long-term changes occurring in the duration of the hydrological seasons in the Guaporé River and allowed determining whether any of the seasons were typical, longer or shorter than the average. Rising and falling water seasons presented similar durations along the 20 years series. However, five dry seasons were considered longer, and four floods were considered shorter than average, Also, duration of the flood season gradually decreased between 1983 and 2005. The proposal assists in understanding hydrological variations in the Guaporé River.
The Iténez river is known as Guaporé river in Brasil.
Texte intégral
INTRODUÇÃO
1Conhecer o comportamiento hidrológico de um rio e a dinámica da sua sazonalidade exige um trabalho permanente de coleta e interpretaçáo de dados sobre cotas hidrométricas ou regime de vazao, cuja confiabilidade torna-se maior á medida que as séries históricas ficam mais extensas, envolvendo eventos de cheias e secas em urna ampia escala espago-temporal (Ibiapina et al., 1999). A variação sazonal do nivel hidrológico promove a ocorrência de pulsos anuais de inundação, considerados como a maior forga controladora da biota aquática na Amazonia (Junk, 1989). O pulso de inundação reflete modificações nos padrees de distribuição e uso de áreas alagáveis pelas espécies de peixes para reprodução (Goulding, 1980; Lowe-McConnel, 1999; Sanchéz-Botero & Araújo-Lima, 2001), alimentação, crescimento de larvas ou refugio contra predadores (Lowe-McConnel, 1999; Bayley, 1987; Weaver et al., 1997; Petry et al., 2003). O pulso de inundação é um conceito amplamente aceito pela comunidade científica e seus efeitos previsíveis tém sido descritos em relação ao padrao de distribuição das espécies de diferentes grupos de organismos aquáticos em sistemas trapicais (Welcomme, 1985; Junk & Piedade, 1993; Devol et al., 1995; Furch & Junk, 1997; Lowe-McConnell, 1999; Sousa & Freitas, 2008).
2Na Amazonia, o pulso de inundação decorre de variagoes na precipitação das chuvas na bacía de drenagem associada ao degelo andino. Diferengas na amplitude de variação entre seca e cheia podem ser observadas ao longo de um mesmo rio (Goulding et al., 2003). Porém, a variagáo mais evidente é quanto à origem, volume e periodicidade no incremento de águas nos diferentes rios da Amazonia, promovendo diferenças espaciais e temporais no regime de enchente entre as margens direita e esquerda da calha Solimões-Amazonas (Marengo, 2004; 2005), e intensificadas pelos efeitos do “El Niño” e “La Niña”.
3“El Niño” e “La Niña” sao termos populares para a alternancia das fases quentes e frías nas temperaturas da região leste e central do Oceano Pacífico na costa sul americana (Welcomme, 1985; Richey et al., 1989; Glantz, 2000). Estes fenômenos, associados à variação na precipitação, podem provocar ciclos com vazante e seca acentuadas (denominadas por “El Niño”) ou eventos de cheias intensas (associados à “La Niña”) (Pielke Jr. & Landsea, 1998). Nesse sentido, o “El Niño” ou “La Niña”, podem produzir variações no número de dias que o rio permanece em cada fase do pulso de inundação em um dado ciclo anual.
4As fases do pulso de inundação sao denominadas de enchente, cheia, vazante, seca. A ausencia de urna padronizaão (início-fim) dessas etapas, seja em fungao de um intervalo de cotas ou número de dias que representa cada período hidrológico, dificulta identificar variagoes temporais interanuais de cada fase do ciclo e diminui a efetividade de comparações relacionadas a respostas bioecológicas dos organismos sob influencia do pulso de inundação. Como podemos determinar, por exemplo, quando termina a vazante e se inicia a seca de um rio ou quando detectar a ocorrência de um longo período de seca?
5Para responder a essas perguntas, este trabalho utilizou a metodologia desenvolvida por Bittencourt & Amadio (2007) para dctcrminação de categorías correspondentes aos quatro períodos do ciclo hidrológico e definir a duração dos períodos hidrológicos do rio Guaporé. O intervalo de cotas representativas para cada período do ciclo permitiu estimar também a duração, em número de dias, classificando-os em períodos típicos, longos ou curtos.
MATERIAL E MÉTODOS
6Para determinar categorías referentes aos quatro períodos hidrológicos foram obtidos dados oficiais das cotas hidrométricas diárias, fomecidas pela Agencia Nacional de Águas (ANA, 2009). O histórico existente é referente à Estação de Forte Príncipe da Beira (denominada EFPB), área inserida próximo ao centro urbano do municipio de Costa Marques, às margens do rio Guaporé, rio que limita o territorio do Brasil na fronteira com a Bolívia (Fig. 1).
7As séries históricas de cotas diárias registradas para o período compreendido entre 1983 e 2004 foram analisadas segundo a metodologia descrita por Bittencourt & Amadio (2007). Urna análise prévia demonstrou claramente que o ciclo da estação é monomodal, fato que permitiu proceder às análises (Fig. 2). A estatística descritiva foi obtida com base em 7530 dados, referentes ao período de 22 de abril de 1983 a 31 de dezembro de 2004, e os valores diários foram transformados em médias mensais com os respectivos desvios-padrão (d.p.). O valor dos desvios-padrão foi utilizado para estabelecer o valor mínimo e máximo e os intervalos de cotas a partir da média. A partir do intervalo de cotas que definiu cada período foi possível quantificar a duração em dias de cada um dos períodos hidrológicos. Urna segunda estatística descritiva analisou o número de dias para cada período e definiu um valor médio que, associado ao desvio padrao classificou-os em típicos, longos ou curtos. Nao houve dados disponíveis para o ano de 1990.
8O resultado obtido para o histórico foi aplicado a partir de 01 de janeiro de 2005 e vem sendo acompanhado desde então para quantificar, em número de dias, a duração dos períodos hidrológicos ao longo dos anos. Urna inspeção gráfica permitiu observar o comportamento dos dados ao longo dos últimos 27 anos.
RESULTADOS
9O valor médio da cota fluviométrica obtido a partir de 7530 registros foi 778cm (± 324 cm d.p.) acima do nivel do mar. Ao subtrair o valor do desvio padrao (324 cm) do valor de cota médio, foi delimitada a cota para o período de seca (454 cm). De forma semelhante foi delimitado o período de cheia (1102 cm), com acréscimo do desvio padrao à cota média de 778 cm (Fig. 3).
10Desta forma, os períodos hidrológicos para o rio Guaporé foram definidos em:
Enchente (E): nivel do rio ascendente, entre as cotas 454 e 1102 cm;
Cheia (C): cota igual ou superior a 1102 cm;
Vazante (V): nivel do rio descendente, entre as cotas 1102 e 454 cm;
Seca (S): cota igual ou inferior a 454 cm
11A definição das cotas-limite para os períodos hidrológicos (Fig. 1) permitiu quantificar a duragao em dias de cada período a cada ano (Tab. 1). Urna segunda estatística descritiva permitiu quantificar a duragao média de cada período hidrológico e seus desvios-padrao. O número médio de dias obtido foi: 102 ±21 d.p. para a enchente, 88 ±46 d.p. dias para a cheia, 77 ±23 d.p. para a vazante e 96 ±31 d.p. para a seca. Esses valores médios e seus respectivos desvios-padrao foram utilizados para classificar o intervalo do período típico. Valores superiores ou inferiores ao intervalo determinado foram considerados períodos longos ou curtos, respectivamente (Tab. 2). Os valores foram arredondados para propor os intervalos que determinam os períodos hidrológicos.
12A soma do número de dias dos 4 períodos hidrológicos resultou no número total de dias de cada ano. Urna terceira estatística descritiva foi aplicada ao número de dias de cada ano e demonstrou que o ano hidrológico foi composto, em média, por 365 dias (± 19 dias d.p.). Urna inspeção gráfica dos dados sugere que o número de dias para os períodos de enchente permaneceu semelhante ao longo dos anos (Fig. 4A) e o mesmo ocorreu para o período de vazante, com exceção para o ano de 1998 (Fig. 4C). Houve urna tendencia de redução da duração da cheia entre 1983 e 2005, seguida de urna recuperação após esse ano (Fig. 4B). Aparentemente, o menor número de dias de cheia correspondeu a um maior número de dias de seca, observado ao menos para os anos de 1993, 1994,2002 e 2003 (Fig. 4D). Entretanto, nao foi possível confirmar a tendencia de aumento no número de dias de seca ao longo dos anos em função dessa modificação no comportamento dos dados, sugerindo urna relação nao linear para o conjunto de 27 anos analisados.
DISCUSSÃO
13A despeito da equivalencia entre os períodos hidrológicos, algumas comparaçães podem ser feitas, considerando que a cota zero da régua está a urna altitude de-6,8m acima do nivel do mar na Amazonia central (Brasil, 2003) e-9,9 na estação EFPB (dado obtido na estação pela primeira autora, em maio de 2010).
14Os dados avahados revelam urna amplitude de variação máxima (menor e maior valor de cota do nivel hidrológico) de 1042 cm (10,4 m) para o rio Guaporé com média de amplitude em tomo de 6,5metros. A enchente no rio Guaporé é rápida, seguida por urna cheia curta quando comparada com períodos hidrológicos similares definidos para a Amazonia central (Bittencourt & Amadio, 2007). A enchente típica dura entre 90 a 160 dias na Amazonia central enquanto que no rio Guaporé ela dura, no máximo, 120 dias. Nessa mesma estação, a cheia compreende no máximo 130 dias enquanto que na Amazonia central ela pode durar 1 mês a mais (entre 60 e 160 dias) em relação ao rio Guaporé. O mesmo nao ocorre com a vazante seca: esses períodos sao mais prolongados no rio Guaporé quando comparados a Amazonia central. A vazante tem no máximo 70 dias na Amazonia central (30 a 70 dias) e pode chegar a 100 dias no rio Guaporé. Pode-se dizer que o período de seca na Amazonia central dura, de maneira geral, apenas metade do período (30 a 120 dias) que compreende a seca no rio Guaporé, onde ela tem, minimamente, 60 dias.
15A amplitude de variagao média semelhante entre o trecho médio do rio Guaporé (6,5 metros) e a Amazonia central (6 metros) pode nao representar, necessariamente, período de tempo ou área de alagamento semelhante da floresta inundável. Os valores de profundidade dos afluentes do rio Guaporé em territorio brasileiro, entre 2 e 8 metros na regiáo da foz dos afluentes e entre 8-20 metros no canal principal do rio Guaporé (observações pessoais) sao baixos quando comparados aos valores registrados para a Amazonia central. A baixa profundidade do rio e das suas margens permite que a floresta seja alagada rapidamente, logo no inicio da enchente-cheia. Essa, entre outras características, justifica a denomina§ao de urna paisagem conhecida como pantanal do Guaporé naquela planicie, mais semelhante á paisagem do bioma Pantanal Matogrossense do que à do bioma Amazónico típico. No entanto, a marcante varia9áo observada no número de dias de cheia no rio Guaporé pode interferir no tamanho da área alágavel de trechos altos da bada, modificar a fenología e a abundancia de espécies de plantas, como observado para a formaçõo de igapó da bacia do rio Negro (Ferreira, 2000; Ferreira & Almeida, 2005).
16Diferengas no comportamento hidrológico anual dos rios sao esperadas em fungao das grandes dimensoes da bacia Amazónica (Marengo, 2004; 2005) e, em parte, a variabilidade espacial da precipitaçõo no continuo fluvial poderia justificar variaçõs climáticas distintas (ENSO-El Niño Southern Oscillation) ao longo de urna mesma bacia (Ronchad & Gallaire, 2006). Além disso, há possíveis limitações metodológicas do presente trabalho. Urna délas refere-se ao fato dos limites definidos para as fases do ciclo terem sido gerados a partir dos próprios dados obtidos na EFPB, o que pode produzir urna dose de circularidade nos argumentos. Entretanto, como mencionado anteriormente, esses limites foram estabelecidos para dados obtidos entre 1983 e 2004, anteriores ao período mais recente onde se detectou a forte variação no número de dias de cheia (entre 2005 e 2009). Assim, a despeito de um possível efeito estatístico sobre os resultados, acreditamos que essa interferencia nao seja forte o suficiente para anular as evidencias de um ciclo plurianual de variação no nivel do rio Guaporé. Urna segunda limitação envolve o possível efeito de remanso que o rio Mamoré poderia exercer sobre o rio Guaporé (ao menos sobre os valores obtidos na EFPB). Neste caso, o remanso poderia atenuar a amplitude de variação sazonal do pulso de inundação no rio Guaporé mas a distancia de cerca de 400 km da EFPB em relação á foz do rio Mamoré torna pouco provável que tal influencia seja grande o suficiente para alterar o padráo geral observado no presente estudo. De fato, informaçães obtidas na estação Pedras Negras, adjacente a cerca de 400km a montante da EFPB (dados nao apresentados aqui) confirmam a mesma tendencia observada para a estação do presente estudo para o mesmo período (1983-2009). Além disso, mesmo que haja um efeito de remanso do rio Mamoré sobre os registros obtidos na EFPB, parece pouco provável que tal interferencia atenue de forma heterogénea da série temporal analisada (1983-2009). De qualquer forma, o padráo hidrológico temporal observado neste trabalho nao foi descrito anteriormente na literatura.
17Nao há como comprovar a existencia de um ciclo plurianual com menor número de dias de cheia por longos períodos. Porém, se ele existe poderia favorecer o surgimento de urna fitofisionomia distinta em algumas áreas do Guaporé como resultado de cheias mais curtas ou menos pronunciadas, modificando a paisagem em urna escala temporal maior. De fato, muitos modelos predizem sobre o aumento da seca na Amazonia como conseqüéncia de menor precipitação anual ou períodos mais longos de menor precipitação, promovendo secas mais longas e severas (Malhi et al., 2008; Peres et al., 2010).
18A freqüência de anomalias representadas por períodos longos ou curtos em relação ao total de períodos analisados nesse trabalho aponta 9 dentre 24 enchentes (4 curtas e 5 longas; 36%) atípicas; 8 dentre 25 atípicas para cheia (4 curtas e 4 longas; 32%); 6 dentre 25 períodos atípicos para vazante (2 curtas e 4 longas; 36%) e 8 ciclos atípicos dentre 24 analisados para seca (3 curtas e 5 longas; 33%). A diminuçãn da variabilidade no número de dias da vazante (efeito “cometa”) pode contribuir para interpretar esse padrao na diminuição no número de dias de cheia ao longo dos anos. A diminuição na variabilidade no número de dias da vazante também pode ser observada nos dados da Amazonia central, a partir de 1993 (observações pessoais; Bittencourt & Amadio, 2007)
19Do ponto de vista faunístico, modificações na dinámica do ciclo hidrológico podem afetar a fauna e gerar modificares na distribuição e abundancia de espécies, tanto aquáticas quanto terrestres. Espécies animais podem apresentar períodos distintos de uso das planicies de inunda9ao nos seus ciclos de vida (Janzen, 1967; Goulding, 1980; Junk et al., 1989). A duração e previsibilidade do pulso de inundação em florestas trapicáis alagáveis tém impacto importante e diferenciado para comunidades e populações, afetando a fenologia reprodutiva de espécies vegetais (Scarano, 1998). No ambiente aquático, os períodos hidrológicos determinam tanto a ocorréncia de migrações laterais para alimen tação e reprodução da ictiofauna (Goulding, 1980; Femandes, 1997) quanto migraçães longitudinais, que incluem a deriva do ictioplâncton e dispersão das larvas e peixes jovens nas planicies alagáveis (Lima & Araújo-Lima, 2004). Urna cheia mais curta pode representar menor tempo para as larvas nas planicies e maior exposção á predação natural, com possível efeito no recrutamento da pesca nos anos subseqüentes (Vieira et al., 2008). Além disso, a cheia curta pode representar um estresse fisiológico dos peixes adultos pelo esforçõ maior para escapar da predação, favorecendo piscívoros residentes e modificando a estrutura das comunidades locais (Weaver et al., 1997, Sousa & Freitas, 2008).
20A classificação ora proposta é conservadora e pode auxiliar na interpretação de respostas biológicas á variação na duração dos períodos hidrológicos do rio Guaporé, tanto em função das alterações climáticas naturais quanto antrópicas. A padronização da nomenclatura permitirá, também, agrupar dados para eventuais comparações de resultados oriundos de trabalhos de natureza diversa, obtidos em diferentes momentos do ciclo hidrológico. Além disso, será possível inferir sobre efeitos causados pela duração dos períodos hidrológicos na distribução, ecologia e biologia das espécies naquele trecho do rio Guaporé.
AGRADECIMENTOS
21Ao J.Kunzler da CPRM de Porto Velho; W. Terllizzie da ANA, ambos pela disponibilização das informações sobre dados hidrológicos; J.Zuanon, L.J. Queiroz e revisores pelos comentários e sugestoes ao manuscrito.
Bibliographie
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Auteurs
Departamento de Biologia-ICB, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, AM, Brazil; gtvilara@gmail.com
Laboratorio de Ictiología e Pesca-Universidade Federal de Rondónia (LIP/UNIR). Porto Velho, RO
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Partir y cultivar
Auge de la quinua, movilidad y recomposiciones rurales en Bolivia
Anaïs Vassas Toral
2016
Aguas del Iténez o Guaporé
Recursos hidrobiológicos de un patrimonio binacional (Bolivia y Brasil)
Paul A. Van Damme, Mabel Maldonado, Marc Pouilly et al. (dir.)
2013