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AVALIAÇÃO DO PROCESSO HIDROSSEDIMENTOLÓGICO NA
MICROBACIA DO CÓRREGO REVELLIEU, CAMPO GRANDE - MS
Marjuli Morishigue 1* & Yago de Oliveira Martins 1* & Osmair Jorge de Freitas Simões 1 &
Guilherme Henrique Cavazzana 2
Resumo – Para manter as funções da bacia hidrográfica por um longo período de uso, é necessário o
conhecimento sobre vazão e transporte de sedimentos em corpos hídricos. Com isso, os dados
provenientes dos levantamentos de campo tornam-se importantes para a gestão destes recursos, por
fornecer informações que permitam avaliar a descarga sólida levando ao entendimento dos
processos hidrossedimentológicos. Objetivou-se, assim, determinar a descarga sólida, após um
período chuvoso, da Microbacia Hidrográfica do córrego Revellieu, que possui um importante
reservatório em seu exutório, inserido no Parque das Nações Indígenas. A metodologia adotada para
mensurar a vazão foi pelo método da meia seção, utilizando o molinete universal de Newton, para
coleta das amostras com sedimentos em suspensão, utilizou-se de um amostrador USDH-48 e para
determinação da descarga sólida, calculou-se pelo método de Colby (1957).
Palavras-Chave – Método de Colby, hidrossedimentologia, córrego Revellieu.
EVALUATION OF PROCESS IN THE WATERSHED
HYDROSEDIMENTOLOGICAL STREAM REVELLIEU, CAMPO GRANDE
– MS
Abstract – To keep the functions of the basin for a long period of use, knowledge of flow and
transport sediment is needed in hydric bodies. Thus, the informations from field surveys become
important for the management of those resources, for provide informations to evaluate the solid
discharge leading to the understanding of hydro sedimentological processes. The objective was to
thus determine the solid discharge, after a rainy period, in the micro basin of stream Revellieu,
which has a major reservoir in your outflow, inserted in the Indigenous Nations Park. The
methodology used to measure the flow was at the middle section method using the universal vane
Newton, for collecting samples with suspended sediments, we used a USDH-48 sampler and
determining the solid discharge is calculated by method of Colby (1957).
Keywords – Colby’s method, hydrosedimentology, Revellieu stream.
1
Alunos do Curso de Graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CCET) da Universidade
Católica Dom Bosco (UCDB), [email protected], [email protected], [email protected].
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Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CCET) da Universidade Católica
Dom Bosco (UCDB), [email protected].
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INTRODUÇÃO
Desde que o homem começou a conviver em comunidade, buscou-se a constante evolução de
tudo ao seu entorno conforme suas necessidades, ansiando sempre o menor custo e o maior
benefício, sem se preocupar com a preservação do meio ambiente.
Segundo Coiado (1980) apud Paiva (2003) e Carvalho (2008), a degradação das bacias
hidrográficas pela ação antrópica, como os desmatamentos desordenados, o uso irracional do solo
pela agricultura, pastoreio, obras civis, entre outras atividades, associados aos fenômenos naturais
como erosão, deslocamento das partículas por enxurradas, transporte do sedimento nos cursos
d’água, deposição do sedimento na calha dos rios, lagos e reservatórios e sua compactação,
resultam, no curto espaço de tempo, na movimentação de quantidades de solo, sedimentos estes que
podem ser aportados em rios e reservatórios, muito maiores que aquelas produzidas em centenas de
anos em condições de equilíbrio natural.
Dentre os prejuízos causados, Elliot et al. (1995) afirma que a erosão pode reduzir a
produtividade de alguns tipos de solo, pois remove a matéria orgânica, degrada a estrutura do solo e
reduz a sua fertilidade. A jusante de zonas degradadas os sedimentos e fertilizantes arrastados
provocam problemas de colmatação e poluição na rede hidrográfica e áreas inundáveis, diminuem a
seção de vazão dos leitos dos rios, o que aumenta os riscos de cheias ou acumulam-se em
reservatórios, o que reduz a sua vida útil. Além disso, quando se atinge a insuficiência dos corpos
receptores em transportar sedimentos, estes se depositam ocasionando o aumento de enchentes,
elevação dos custos de tratamento de água, redução das práticas de navegação e da vida útil e
capacidade hidráulica em canais de irrigação, rios, estuários, reservatórios e portos (SCAPIN et al.,
2007; PEREIRA, J., 2010; SANTOS et al., 2013).
De acordo com Tomas e Coutinho (1993), Anache et al. (2014), para manter as funções da
bacia hidrográfica por um longo período de uso, existem ferramentas que permitem detectar e
diagnosticar sinais precoces e implementar medidas que reduzam a taxa de erosão. Portanto, é
necessário dispor de estudos e tecnologias que permitam avaliar as situações existentes e determinar
as melhores alternativas para a gestão e uso do solo e da água.
De tal forma, a quantificação e monitoramento da produção de sedimentos podem ser
realizados através de coletas de dados de campo, cálculo de valores paramétricos, informações de
imagens de satélites, fotos aéreas, mapas, entre outros. Tendo como objetivo traçar diretrizes de
soluções de problemas que minimizem os agentes impactantes o estudo hidrossedimentológico de
uma bacia faz-se de suma importância para o conhecimento das condições do seu uso e ocupação do
solo, sua produção e transporte de sedimentos (PEREIRA, M., 2010).
Assim, com base na importância do reservatório do Parque das Nações Indígenas, que
contribui com o amortecimento e controle de cheias, é apresentada a seguir uma metodologia para
avaliação da descarga de sedimentos, no período chuvoso e de seca.
ÁREA DE ESTUDO
A Microbacia Hidrográfica do córrego Revellieu localiza-se a nordeste do município de
Campo Grande – MS (Figura 1). Está inserida na Bacia Hidrográfica do Prosa que é uma das
regiões urbanas dentro do perímetro urbano de Campo Grande, definida no Plano Diretor, que foi
instituído pela Lei Complementar n. 5, de 22 de novembro de 1995 e possui um importante
reservatório em seu exutório, inserido no Parque das Nações Indígenas.
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Figura 1. Mapa de localização da Microbacia Hidrográfica do córrego Revellieu.
O reservatório artificial do Parque das Nações Indígenas é uma importante infraestrutura
executada com a finalidade de amortecer os picos de cheias em eventos pluviais, evitando prejuízos
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físicos, econômicos e até de vidas. Como também, representa aspectos estéticos e paisagísticos ao
parque, que é considerado um dos maiores parques urbanos do mundo, além de possuir grande
quantidade de espécies nativas da fauna e flora típicas do Cerrado.
MATERIAIS E MÉTODOS
Método direto de estimativa da descarga sólida total
Para obter a descarga sólida total da Microbacia do córrego Revellieu em toneladas por dia,
utilizou-se a Equação 1:
Qst  Qsm  Qnm
(1)
Sendo Qst a descarga sólida total, Qsm a descarga sólida medida e Qnm a descarga não
medida, ambas em t.d-1. Para tal era necessário o conhecimento da descarga líquida e concentração
dos sedimentos em suspensão.
Para mensurar a descarga líquida foi realizada uma medição no mês de abril posteriormente a
um período de chuva com molinete universal Newton. Calculou-se utilizando o método da meiaseção, obtendo-se a velocidade (m/s) de acordo com Gomes e Santos (2003) e a seguinte fórmula,
respectivamente (Equação 2), válida para até 33 rotações:
V  0,02311229  0,22460218.n
(2)
Para determinar a concentração de sedimentos em suspensão, adquiriu-se uma amostra de
material com o amostrador USDH-48, bico 1 / 8 usando o método de Igual Incremento de Largura
(IIL), conforme descrito por Carvalho (2008), posterior, realizou-se a análise da concentração no
laboratório pelo método de evaporação em ppm (mg/ℓ).
Por fim, a partir dos dados obtidos em campo e no laboratório, calculou-se a descarga sólida
total pelo método simplificado de Colby (1957), onde se usam três ábacos, para estimar a descarga
não medida (descarga de arrasto), somando-a a descarga sólida medida, determinadas pelas
equações a seguir (Equações 3 e 4), para se obter a descarga sólida total.
Qsm  0,0864.Q.C ' s
(3)
Qnm  q' nm .K .L
(4)
Nas quais Qsm a descarga sólida medida, determinada pela vazão ( Q ), em m³/s e pela
concentração medida ( C' s ), em ppm e Qnm a descarga não medida, onde L largura do rio, em m,
q'nm corresponde à descarga sólida não medida aproximada por metro de largura e K ao fator de
correção, ambos encontrados com auxílio de ábacos.
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RESULTADOS E DISCUSSÕES
O resultado referente à descarga líquida (vazão), com dados da medição realizada em abril, é
mostrado na Tabela 1, a seguir. Onde: Cota: elevação (m); L: largura da seção transversal (m); H:
profundidade média (m); A: área da seção (m²); V: velocidade média (m/s²); Q: vazão (m³/s).
Tabela 1. Descarga líquida e dados da medição realizada na Microbacia do córrego Revellieu.
A determinação da descarga sólida total, que foi calculada através do método de Colby, a
partir das amostras analisadas no laboratório, é mostrada na Tabela 2.
Tabela 2. Descarga sólida total da medição realizada na Microbacia do córrego Revellieu.
Medição
Qst
20-04-2015
10,1811 t/d
Qsm
0,5193 t/d
Qnm
Q
C' s
L
K
9,6617 t/d
0,1534 m³/s
39,1958 ppm
5,42
1,78
CONCLUSÃO
Os resultados da avaliação de sedimentos na Microbacia Hidrográfica do córrego Revellieu, a
partir de dados medidos de descargas líquidas e sólidas, mostram que a descarga sólida total, obtida
após um período chuvoso, é de 10,1811 t/dia.
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REFERÊNCIAS
ANACHE, J.A.A.; SOBRINHO, T.A.; SONE, J.S.; ALMEIDA, I.K.; SOUZA, J.S.; CARVALHO,
G.A.; GODOY, M.T.R.; POMPEU, R.M.; COUTO, C.B. (2013). Avaliação de métodos para a
estimativa da descarga sólida total em rios. In: XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2013,
Bento Gonçalves. Anais. Bento Gonçalves: ABRH.
CARVALHO, N. O. Hidrossedimentologia prática. 2ª edição; revisada; atual e ampliada. Rio de
Janeiro: Interciência, 2008. 599p.
COIADO, E. M. Processos Erosivos (Capítulo 10): In: PAIVA, J .B. D.de/ PAIVA, E. M. C. D.de
(Organizadores). Hidrologia aplicada à gestão de pequenas bacias hidrográficas. Porto Alegre:
ABRH, 2003. 628p.
COLBY,B.R. Relationship of unmeasured sediment discharge to mean velocity. Transactions,
Amer. Geophy. Union. Vol . 38, n. 5, oct, pp.708-719. 1957.
ELLIOT, W. J.; WARD, A. D. Environmental Hydrology Boca Raton : Lewis Publishers , 1995. p.
462.
GOMES, J.; SANTOS, I. Análise comparativa de campanhas de medição de descarga líquida pelos
métodos convencional e acústico. In: XIII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2003. p.32-36.
PEREIRA, J. C. Aplicação do modelo hidrossedimentológico AVSWAT na Bacia Hidrográfica do
Ribeirão da Cachoeirinha – MG. 2010. 134 f. Dissertação (Mestrado em Meio Ambiente e Recursos
Hídricos) Universidade Federal de Itajubá, UNIFEI, Minas Gerais. 2010.
PEREIRA, M. A. F. Processos hidrossedimentológicos em diferentes escalas espaço temporais no
bioma Mata Atlântica. 2010. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Universidade
Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul. 2010.
SANTOS, R. O.; SCUDELARI, A. C.; CUNHA, C. L. N.; RIGHETTO, A. M. Avaliação da
Produção e Aporte de Sedimentos para o Rio Potengi, RN. Revista Brasileira de Recursos Hídricos,
vol. 18, núm. 3, 2013, p. 149-163.
SCAPIN, J.; PAIVA, J. B. D.; BELING, F. A. Avaliação de Métodos de Cálculo do Transporte de
Sedimentos em um Pequeno Rio Urbano. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, vol. 12, núm. 4,
2007, p. 05-21.
TOMÁS, P. P.; COUTINHO, M. A. (1993) - Estudo do parâmetro de erosividade da Equação
Universal de Degradação de Solos. Publicação nº 2/93, CEHIDRO - Instituto Superior Técnico,
Lisboa, 17 p.
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