Variabilidade espacial e temporal das chuvas e de eventos de secas na bacia hidrográfica do rio Tietê

Abstract

A variabilidade espacial e temporal das chuvas pode gerar desequilíbrios hídricos, aumentando ou diminuindo a disponibilidade de água em diferentes partes do globo terrestre, o que pode causar impactos de caráter social e econômico. Por conta disto, o estudo da variabilidade das precipitações é de extrema importância para diversas áreas do conhecimento, principalmente em bacias hidrográficas, como a bacia do rio Tietê, que, ao longo de seu percurso, se destaca por possuir em sua área de drenagem um grande potencial hidroenergético instalado, bem como elevado potencial agrícola, industrial e de abastecimento humano. Um dos fatores que podem influenciar a variabilidade espacial e temporal das chuvas é a ocorrência de eventos El Niño – Oscilação Sul (ENOS), que alteram a temperatura do Oceano Pacífico. Devido ao recente histórico de secas na bacia hidrográfica do rio Tietê (BHRT), o objetivo do presente estudo foi avaliar a variabilidade espacial e temporal das chuvas (entre 1988 e 2017), bem como analisar as características das secas com base no Índice de Porcentagem Normal (IPN) de modo a contribuir com a gestão de água na bacia. A partir dos bancos de dados hidrológicos do Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) e do HidroWeb, foram obtidos dados pluviométricos de 560 postos de monitoramento dentro da área de interesse, os quais passaram pela análise descritiva e geoestatística. Posteriormente, foram gerados mapas a partir da técnica de krigagem e, por meio de operações de álgebra de mapas, foi aplicado o IPN, o que possibilitou a geração de mapas de secas. Os resultados obtidos possibilitaram identificar que a bacia em questão tem maiores precipitações na parcela sudeste (próximo do litoral paulista) e menores precipitações na parcela oeste, além do fato das sub-bacias não apresentarem necessariamente comportamento hidrológico análogo. Os mapas de secas tornaram claro que as classificações com maiores porcentagens foram a Normal -, Normal +, Seca Inicial e Umidade Inicial, com 967,9%, 727,4%, 629,5% e 586,3% de área inserida, respectivamente. Os anos que apresentaram mais de 50% da área em IPNs de umidade foram 1991, 1995, 2009 e 2015, enquanto os que apresentaram mais de 50% da área em IPNs de seca foram 1994, 2002 e 2014. Para os 30 anos estudados, a sub-bacia que apresentou a maior porcentagem de área seca acumulada foi a Tietê-Batalha com 746,3%, seguida pela Baixo Tietê (709,1%), Sorocaba/Médio Tietê (668,6%), Tietê-Jacaré (634,9%), Alto Tietê (621,7%) e Piracicaba/Capivari/Jundiaí (620,7%). Em relação a influência dos eventos ENOS com as secas da bacia, os dados não indicam interação entre estes parâmetros, tanto na bacia como um todo quanto nas suas sub-bacias. Por fim, foi proposta uma metodologia para classificação das sub-bacias quanto ao risco de escassez hídrica baseada na distribuição das secas e outros fatores socioeconômicos e ambientais, o qual indicou que a bacia com maior risco é a Baixo Tietê (UGRHI-19), enquanto a com menor risco é a Alto Tietê (UGRHI-06).

The spatial and temporal variability of rainfall can create water imbalances, increasing or decreasing water availability in distinct parts of the Earth, leading to social and economic impacts. Therefore, studying precipitation variability is of utmost importance for various fields, especially in hydrographic basins like the Tietê River basin. This basin stands out for its significant hydroenergy potential, as well as high agricultural, industrial, and human supply potential along its course. One factor influencing spatial and temporal rainfall variability is the occurrence of El Niño-Southern Oscillation (ENSO) events, which affect the Pacific Ocean's temperature. Due to the recent history of droughts in the Tietê River basin (TRB), this study aimed to assess the spatial and temporal variability of rainfall (between 1988 and 2017) and analyze drought characteristics based on the Percent of Normal Index (PNI) to contribute to water management in the basin. Using hydrological databases from Department of Water and Electric Energy (DAEE) and HidroWeb, rainfall data from 560 monitoring stations within the area of interest were obtained, undergoing descriptive and geostatistical analysis. Subsequently, maps were generated using kriging, and the PNI was applied through map algebra, producing drought maps. Results revealed higher precipitation in the southeastern portion (near the São Paulo coast) and lower precipitation in the western portion of the basin. Sub-basins did not necessarily exhibit analogous hydrological behavior. Drought maps indicated that classifications with the highest percentages were Normal -, Normal +, Initial Drought, and Initial Moisture, covering 967.9%, 727.4%, 629.5%, and 586.3% of the area, respectively. Years with over 50% of the area in PNI moisture categories were 1991, 1995, 2009, and 2015, while those with over 50% in PNI drought categories were 1994, 2002, and 2014. Over the 30 years studied, the Tietê-Batalha sub-basin had the highest cumulative dry area percentage (746.3%), followed by Lower Tietê (709.1%), Sorocaba/Middle Tietê (668.6%), Tietê-Jacaré (634.9%), Upper Tietê (621.7%), and Piracicaba/Capivari/Jundiaí (620.7%). Regarding the influence of ENSO events on basin droughts, data did not indicate significant interaction between these parameters, both in the entire basin and its sub-basins. Finally, a methodology for classifying sub-basins based on the risk of water scarcity was proposed, considering drought distribution and other socioeconomic and environmental factors. Results indicated that the basin with the highest risk is Lower Tietê (UGRHI-19), while the one with the lowest risk is Upper Tietê (UGRHI-06).