Vazões de referência Q7,10 e Q95: o que são, como se calculam e quem usa cada uma

Quase todo cálculo de qualidade da água em rio brasileiro passa por uma vazão de referência. A CONAMA 357/2005 manda que os valores máximos de cada classe sejam obedecidos nas condições de vazão de referência (art. 10), a CONAMA 430/2011 proíbe que o lançamento ultrapasse os padrões da classe nessa mesma condição (art. 12) e a vazão de diluição da Resolução CNRH 140/2012 é comparada com ela. A CONAMA 357 define a vazão de referência como a vazão do corpo hídrico usada como base para o processo de gestão (art. 2º, XXXVI); a CNRH 140 acrescenta que ela representa a disponibilidade hídrica associada a uma probabilidade de ocorrência (art. 3º, V).

Nenhuma das duas resoluções diz qual vazão usar. Essa escolha é de cada autoridade outorgante, e no Brasil duas dominam: a Q7,10 e a Q95.

Q95: a vazão de permanência

A Q95 é a vazão igualada ou superada em 95% do tempo. A Resolução CERHi 70/2024, de Goiás, a define como a vazão com garantia de permanência em 95% do tempo, considerando a bacia de contribuição no ponto de interferência (art. 4º, XII). Ela sai da curva de permanência:

1. Reúna a série de vazões médias diárias da estação, com o maior número de anos possível e sem falhas mal preenchidas.
2. Ordene as vazões da maior para a menor e calcule, para cada valor, a frequência com que ele é igualado ou superado.
3. Leia a vazão correspondente a 95% de frequência.

Duas variantes aparecem nas normas: a Q95 anual, calculada com a série inteira, e a Q95 mensal, calculada só com os dias de cada mês. A Resolução ANA 236/2024 usa a Q95% anual no balanço hídrico qualitativo (art. 23, § 1º), embora sua base de vazões de referência tenha sazonalidade mensal (art. 20, § 3º).

Q7,10: a mínima de sete dias com dez anos de recorrência

A Q7,10 é a vazão mínima de sete dias de duração e dez anos de recorrência, nas palavras da Portaria IGAM nº 48/2019 (art. 2º). O cálculo tem quatro etapas:

1. Calcule a média móvel de 7 dias consecutivos da série diária.
2. Em cada ano (de preferência o ano hidrológico), guarde o menor valor dessa média móvel. Você terá uma série de mínimas anuais.
3. Ajuste a essa série uma distribuição de probabilidade adequada a mínimos e verifique a qualidade do ajuste.
4. Leia o valor com 10% de probabilidade anual de não ser superado, que corresponde ao tempo de retorno de 10 anos.

Um erro comum está na etapa 4: para mínimos, o valor de 10 anos fica na cauda inferior da distribuição, e não na superior, como nas cheias.

Exemplo numérico com Gumbel para mínimos

Suponha que as mínimas anuais de 7 dias de uma estação tenham média de 2,0 m³/s e desvio-padrão de 0,5 m³/s. Usando a distribuição de Gumbel para mínimos, ajustada pelo método dos momentos:

F(x) = 1 - exp[-exp((x - u) / alfa)]
alfa = raiz(6) x sigma / pi = 0,7797 x 0,5 = 0,390
u    = media + 0,5772 x alfa = 2,0 + 0,225 = 2,225
Para F = 0,10:  x = u + alfa x ln(-ln 0,9) = 2,225 - 2,2504 x 0,390
Q7,10 = 1,35 m³/s   (equivale a media - 1,3046 x sigma)

A Gumbel é só uma das opções. Em estudos reais é comum testar mais de uma distribuição e justificar a escolhida; o resultado pode mudar bastante na cauda, sobretudo com séries curtas. Também não há relação fixa entre Q7,10 e Q95: ela depende do regime do rio. Se a norma do seu caso usa uma e o estudo de referência traz outra, calcule as duas com a mesma série.

De onde tirar os dados

As séries históricas de vazão das estações fluviométricas da rede nacional estão no portal HidroWeb, da ANA. Antes de calcular, confira se há barramentos, transposições ou captações grandes a montante da estação; a vazão de referência de trechos regularizados segue critérios próprios (por exemplo, o Anexo I da Resolução ANA 236/2024 usa, a jusante de reservatórios de regularização, a vazão mínima defluente somada à Q95 incremental).

Quem usa cada uma

Os percentuais da tabela foram lidos nos textos das próprias normas. Para outros estados, consulte a norma do órgão gestor estadual: os critérios variam e mudam com frequência, e um valor de um estado não vale para outro. Em Minas Gerais, a regra de 30% e 70% nas circunscrições listadas tem a redação dada pela Portaria IGAM nº 23/2023.

Como a vazão de referência entra na modelagem

Num modelo de qualidade da água em regime permanente, como o QUAL2K, a vazão de referência vira a vazão de cabeceira do cenário crítico. Três cuidados fazem diferença:

• Coerência espacial. A Q7,10 ou a Q95 calculada numa estação vale para a área de drenagem dela. Para cada tributário e para a cabeceira do trecho modelado, transfira a vazão de forma coerente (por exemplo, por regionalização ou proporção de área), e não use o mesmo valor em todos os pontos.
• Cenário completo. Num cenário de vazão de referência, os lançamentos entram com a vazão e a concentração de projeto. A IN 05 do IMA, por exemplo, pede a Q7,10 para o rio e a vazão máxima de lançamento do efluente tratado.
• Temperatura e meteorologia. Uma vazão mínima de estiagem combinada com temperatura de outra estação do ano produz um cenário que não existe. Use dados da mesma época.

Para o cálculo simples de outorga, a calculadora de vazão de diluição recebe a vazão de referência e a parcela que pode ser comprometida como dados seus, sem fixar o percentual de nenhum estado.

Fontes consultadas

• Resolução CONAMA nº 357/2005, arts. 2º e 10; Resolução CONAMA nº 430/2011, art. 12.
• Resolução CNRH nº 140/2012, art. 3º, V.
• Resolução ANA nº 236/2024, arts. 2º, 20, 23 e Anexo I.
• Portaria IGAM nº 48/2019, arts. 2º a 4º (com a redação da Portaria IGAM nº 23/2023).
• Resolução CERHi nº 70/2024 (Goiás), arts. 4º, 9º e 10.
• IMA (SC), Instrução Normativa nº 05, Anexo 3, item 5.1, e Anexo 4, item 3.1.
• ANA, portal HidroWeb.