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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]. 2 Professor do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental do Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas (CCET) da Universidade Católica Dom Bosco (UCDB), [email protected]. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1 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. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2 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 XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3 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. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4 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. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5 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. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6