VAZÃO SANITÁRIA DURANTE A FASE DE ENCHIMENTO: AVALIAÇÃO DOS EFEITOS SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA A JUSANTE DO APM MANSO (MT).

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1 GIA/ a 26 de Outubro de 2001 Campinas - São Paulo - Brasil GRUPO XI IMPACTOS AMBIENTAIS VAZÃO SANITÁRIA DURANTE A FASE DE ENCHIMENTO: AVALIAÇÃO DOS EFEITOS SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA A JUSANTE DO APM MANSO (MT). Cássio Botelho Pereira Soares* Rodrigo De Filippo Daniela M. Figueiredo FURNAS Centrais Elétricas S.A. FURNAS Centrais Elétricas S.A HABTEC Ltda. RESUMO Durante o enchimento do reservatório do APM Manso (MT), foi liberada uma descarga defluente para manter uma vazão mínima no rio Cuiabá, nos arredores da capital. O dispositivo utilizado foi um túnel escavado diretamente na rocha, chamado de Túnel Verde, provido de comporta reguladora de vazão. A aeração induzida nas galerias da estrutura do Túnel Verde e incorporada ao fluxo de água defluente, mostrou-se muito eficaz na recuperação da qualidade da água de montante, durante os meses de enchimento. O programa de monitoramento da água de jusante registrou as variações da qualidade da água do APM Manso e seus dados confirmaram uma influência positiva na recuperação da qualidade da água defluente. PALAVRAS CHAVE Vazão Sanitária Aeração Monitoramento Oxigênio Dissolvido - DBO INTRODUÇÃO O reservatório do Aproveitamento Múltiplo (APM) Manso, localizado nos municípios de Chapada dos Guimarães e Nova Brasilândia (MT), formado com o barramento dos rios Manso e Casca, apresenta as seguintes características morfométricas: - nível normal de operação: cota m - área inundada: 387 km 2 ; - volume total: 7.4 bilhões de m 3 ; - profundidade média: 19 metros; e - tempo de residência: 490 dias. O rio Cuiabá tem início a partir do ponto em que o rio Manso recebe as águas do rio Cuiabazinho, cerca de 82 km a jusante do APM Manso. A distância total entre a barragem e a cidade de Cuiabá, é cerca de 290 km. O tempo de propagação das vazões entre esses dois locais situa-se em torno de dois dias. A área de drenagem controlada pelo APM Manso é de km², representando cerca de 40% da área de drenagem monitorada pela estação fluviométrica do Rio Cuiabá na capital do estado de Mato Grosso ( km²), ou seja, cerca de 60% da área referente a essa estação situa-se abaixo da barragem. Historicamente observou-se que na estação chuvosa, os dois rios e a bacia de drenagem de jusante do empreendimento tinham pesos semelhantes na formação das grandes vazões do rio Cuiabá registradas nas proximidades da Capital. Entretanto, os estudos hidrológicos anteriores ao enchimento deste reservatório demonstraram que a vazão observada no período de estiagem, na cidade de Cuiabá, era sustentada principalmente pela vazão do rio Casca. Por isso, o fato do eixo da barragem do APM Manso estar localizado a jusante da confluência do rio Casca com o rio Manso causou, e não haveria de ser diferente, alguma apreensão tanto na sociedade local, quanto no órgão ambiental a Fundação Estadual do Meio Ambiente (FEMA), * FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A. Rua Real Grandeza 219 Bloco C Sala 1205 Botafogo Rio de Janeiro RJ

2 sobre quais seriam as conseqüências do enchimento deste reservatório nas vazões do rio Cuiabá junto à capital do estado, sobretudo na época da seca. Temia-se que as demais contribuições de vazão formadoras do rio Cuiabá a jusante da barragem não fossem suficientes para garantir os usos da água praticados pelas populações localizadas às margens dos rios Manso e Cuiabá, sendo as principais os habitantes de Várzea Grande e da cidade de Cuiabá. Os prognósticos eram de que, na estiagem, não haveria vazão suficiente para diluir os efluentes destas duas cidades, o que degradaria a qualidade da água do rio Cuiabá, impactando o ambiente e comprometendo os usos da água ali praticados. Para o fechamento do túnel de desvio e o conseqüente início do enchimento do reservatório de Manso, previsto para 30 de novembro de 1999, a FEMA determinou a construção de um mecanismo de manutenção de vazão abaixo da barragem. A alternativa adotada foi a construção do "Túnel Verde, para garantir a vazão mínima de 90 m³/s, na cidade de Cuiabá, durante o enchimento do reservatório, sendo respeitadas as condições de afluência natural ao mesmo. A eficiência e os benefícios da liberação de vazão sanitária para jusante pelo Túnel Verde, durante o enchimento do reservatório do APM Manso foram avaliados a partir dos dados registrados detalhadamente no Programa de Limnologia e da Qualidade da Água implantado nesta fase do empreendimento. A implantação deste Programa e o respectivo monitoramento foi executado por FURNAS/HABTEC. 2.0 CARACTERÍSTICAS DO PROJETO DO TÚNEL VERDE Essa estrutura de restituição de vazões consiste em um túnel escavado diretamente na rocha, situado na margem direita do canal/túnel de desvio, com cerca de 260 m de extensão. Sua seção transversal é do tipo ferradura, com 4.20 m tanto de largura, quanto na altura, Figura 1. FIGURA 1. CORTE LONGITUDINAL DO TÚNEL VERDE Algumas dimensões de projeto estão listadas a seguir: Comprimento: m Largura: 4.20 m Altura: 4.20 m Cota de fundo emboque: EL m Cota de fundo desemboque: EL 228.,00 m Vazão máxima: m³/s (NA=El m) Vazão mínima: m³/s (NA=El m) O enchimento do reservatório estendeu-se por cerca de 13 meses, durante o qual foi liberada uma descarga defluente entre 20 e 70 m 3 /s, controlada por equipamentos de controle da vazão situados em uma câmara subterrânea. O acesso a esse local é efetuado a partir da galeria de drenagem. Nessa câmara foram instaladas uma comporta de emergência, tipo vagão, e uma de controle, tipo segmento, ambas operadas por sistemas hidráulicos. Esta galeria de acesso estabelece uma ligação entre a câmara da comporta e o ambiente atmosférico exterior, e desta forma, existe uma conexão entre o túnel e o exterior, situada na metade de seu percurso, aproximadamente. O fluxo intenso dentro do túnel estabelece uma região de baixa pressão neste ponto da ligação e provoca desta forma um fluxo incessante de ar, proporcional à vazão a cada instante, e que se incorpora no fluxo de água defluente, Figura 2. A fase de enchimento de um reservatório tem como característica principal o dinamismo intenso das feições limnológicas e da qualidade da água de montante, causado pelos processos de mineralização e decomposição da biomassa inundada e também pela transformação de ambiente aquático com

3 características lóticas para outro de comportamento predominantemente lêntico. utilizados os mesmos equipamentos e coletas de amostras somente de subsuperfície. As coletas neste dois pontos foram executadas com intervalos médios de cerca de 30 minutos, entre uma e outra, para que fossem representativas da mesma situação. Foram selecionados para esta avaliação os parâmetros oxigênio dissolvido, DBO, carbono orgânico dissolvido, nitrato, nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl. As análises laboratoriais seguiram os procedimentos estabelecidos pelas referências (3) e (4). 4.0 RESULTADOS FIGURA 2. AERAÇÃO NO TÚNEL VERDE Portanto, a qualidade da água de montante, sobretudo na captação do Túnel Verde, apresentou padrões que variaram desde o extremamente degradado - com anoxia completa e valores muito elevados de amônia, fósforo total e DBO - até o plenamente aceitável com muitos valores dentro dos limites estabelecidos para Classe 2 da Resolução CONAMA 20/86. A Figura 3 apresenta as variações verificadas entre as concentrações de oxigênio dissolvido a montante e a jusante do Túnel Verde, durante o execução do monitoramento da Fase de Enchimento. O turbilhonamento e a oxigenação pelo fluxo atmosférico incorporado agiram sobre as espécies iônicas reduzidas, modificando a qualidade da água ainda dentro do percurso do Túnel Verde. 3.0 MATERIAL E MÉTODOS Os dados utilizados neste trabalho referem-se às campanhas de campo realizadas em dezembro/1999, janeiro/2000, fevereiro/2000, março/2000, abril/2000, maio/2000, junho/2000, agosto/2000 e outubro/2000. As vazões do Túnel Verde no momento dessas coletas são conhecidas. Os pontos de coleta, denominados de MAN40 e MAN50, situam-se a montante e a jusante do Túnel Verde, respectivamente. No ponto MAN40, ponto de reservatório, para todas estas campanhas, foram feitos perfis de temperatura, turbidez, condutividade e ph com sonda multiparâmetro YSI 6600, e também coletas de água na subsuperfície, meio e fundo da coluna d água. No ponto de rio a jusante do túnel, MAN50, foram FIGURA 3. OXIGÊNIO DISSOLVIDO ANTES E DEPOIS DO TÚNEL VERDE Os resultados contidos na Figura 3 revelam a eficiência do Túnel Verde na recuperação da qualidade da água de montante, adicionando cargas de ar suficientes para elevar as concentrações a patamares de saturação. A Figura 4 apresenta as variações verificadas entre as concentrações de DBO 5 a montante e a jusante do Túnel Verde, durante a execução do monitoramento da Fase de Enchimento. Os resultados contidos nessa Figura 4 demonstram a efetividade da aeração no interior do Túnel Verde na redução das cargas de DBO de montante, melhorando a qualidade da água de jusante.

4 nos pontos de coleta denominados MAN50, MAN52, MAN54, MAN56, MAN58 e MAN60. As Figuras 6 e 7 apresentam os resultados do monitoramento da qualidade da água do APM Manso em sua Fase Rio, confrontados com os da Fase de Enchimento, nos seis pontos de jusante, para oxigênio dissolvido e DBO 5, respectivamente. FIGURA 4. DBO 5 ANTES E DEPOIS DO TÚNEL VERDE Os dados monitorados para oxigênio dissolvido e DBO 5 apresentaram um padrão de comportamento regular. O gráfico da Figura 3 indica que as concentrações de oxigênio dissolvido de jusante são consideravelmente maiores que as de montante, em todas as coletas. Um padrão também pode ser verificado na Figura 4, onde a DBO 5 reduz-se de montante para jusante, em sete das oito amostragens. Os outros constituintes analisados, carbono orgânico dissolvido, nitrato, nitrogênio amoniacal e nitrogênio Kjeldahl, não apresentaram comportamentos tão sistemáticos quanto os do oxigênio dissolvido e da DBO 5. Porém, a avaliação das médias das suas concentrações de montante e de jusante, para todas as coletas realizadas, revelou igualmente a influência da ação do Túnel Verde sobre as concentrações destes parâmetros, Figura 5. Estas figuras evidenciam a ação benéfica da aeração induzida no Túnel Verde, na manutenção das concentrações destes dois parâmetros em patamares dentro dos limites estabelecidos para Classe 2 da Resolução CONAMA 20/86, durante a maior parte da Fase de Enchimento. 5.0 CONCLUSÃO Este trabalho, portanto, avaliou a grande efetividade do dispositivo chamado de Túnel Verde, implantado no APM Manso, na recuperação da qualidade da água liberada para jusante durante toda a Fase de Enchimento. Os dados do monitoramento realizado nesta fase por FURNAS/HABTEC evidenciaram que a aeração provocada na água de montante durante sua passagem pelo túnel foi altamente eficaz na recuperação dos teores de oxigênio dissolvido, cujas concentrações foram elevadas para a faixa de saturação da região e, também, na redução das cargas de DBO 5 provenientes da decomposição da biomassa alagada a montante. Os resultados verificados para DBO 5 revelaram ainda que a aeração promovida no interior do Túnel Verde garantiu concentrações de DBO 5 a jusante abaixo do limite máximo estabelecido na Resolução CONAMA 20/86 para Classe 2. A influência da aeração sobre os demais constituintes não apresentou padrões tão claros como os verificados para oxigênio dissolvido e DBO 5, porém, em termos médios percebem-se modificações nos teores deste compostos no sentido da melhoria de qualidade da água. FIGURA 5. MÉDIAS DE OUTROS CONSTITUINTES ANTES E DEPOIS DO TÚNEL VERDE O dinamismo na qualidade da água de montante de um reservatório, na Fase de Enchimento, junto à entrada do Túnel Verde, frente à espectativa quanto a sua capacidade de aeração, motivaram o monitoramento quinzenal de diversos parâmetros ao longo dos 82 km do trecho de jusante do rio Manso, Vale ressaltar que as melhorias verificadas nos teores de oxigênio dissolvido e DBO 5 são bem mais significativas que as dos demais parâmetros avaliados, do ponto de vista de qualidade da água e, são as que requerem as maiores cargas de oxigênio provenientes do ar atmosférico. A experiência da liberação de vazão sanitária realizada durante a Fase de Enchimento do APM

5 Manso, registrada em detalhe pelo monitoramento conduzido nesta fase por FURNAS /HABTEC, foi de grande valor. Ficou demonstrado que uma aeração induzida no interior de um dispositivo tipo túnel, que drena para jusante água com baixas concentrações de oxigênio dissolvido e altas cargas de DBO 5,provenientes das camadas de fundo de um reservatório em formação, pode ser muito eficiente na recuperação da qualidade da água. 6.0 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (1)HABTEC, APM Manso Monitoramento da Balneabilidade da Água de Jusante Fase de Enchimento do Reservatório - Relatório Conclusivo. Rio de Janeiro. Furnas Centrais Elétricas, (2)HABTEC, APM Manso Monitoramento da Qualidade da Água Fase de Enchimento do Reservatório - Relatório Final. Rio de Janeiro. Furnas Centrais Elétricas, (3)GOLTERMAN,H.L.;CLYMO,R.S.&OHNSTAD, M.A.M. Methods for physical and chemical analysis of fresh waters. Oxford. Blackwell Scientific Publ. Ltd (4)APHA. Standart Methods for examination of water and wastewater, 25th edition. APHA, Washington, DC., 1980

6 OXIGÊNIO DISSOLVIDO - Trecho jusante do APM Manso Fase Rio Fase Enchimento Concentrações de OD (mg/l) Pontos de Coleta Datas de Coleta FIGURA 6. OXIGÊNIO DISSOLVIDO NO TRECHO DE JUSANTE DO RIO MANSO DBO - Trecho jusante do APM Manso Fase Rio Fase Enchimento Concentrações de DBO (mg/l) Pontos de Coleta Datas de Coleta FIGURA 7. DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO NO TRECHO DE JUSANTE DO RIO MANSO

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