Determinação da Curva-Chave da Vazão do Rio Manoel Alves Grande, Goiatins-To.

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Determinação da Curva-Chave da Vazão do Rio Manoel Alves Grande, Goiatins-To."

Leonardo Viveiros Morais
6 Há anos
Visualizações:

1 Determinação da Curva-Chave da Vazão do Rio Manoel Alves Grande, Goiatins-To. BARBOSA 1, Guilherme Silva; IOST 2, Caroline; SCHIESSL 3, Maikon Adão; FEITOSA 4, Thaiana Brunes. RESUMO No planejamento e gerenciamento do uso dos recursos hídricos, o conhecimento das vazões é necessário para se fazer um balanço de disponibilidades e demandas ao longo do tempo. Este trabalho teve como objetivo determinar a curva-chave da descarga líquida do Rio Manoel Alves Grande, localizada no Município de Goiatins-TO, através da medição da vazão do rio em diferentes níveis d água. Utilizou-se dados coletados em campanhas realizadas entre maio de 2008 e dezembro de 2009, totalizando 14 medições, utilizou-se o método do Molinete Hidrométrico para determinação da vazão e na seqüência determinou-se a curva-chave. As medições apresentam resultados coerentes, com boa relação cota x vazão, com elevado 2 coeficiente de determinação ( R = 0,9849), possibilitando a obtenção de curva chave satisfatória. Palavras chave: Curva-Chave, Vazão, Bacia Hidrográfica. 1. Introdução A água é um bem de consumo final ou intermediário na quase totalidade das atividades humanas. Devido ao crescimento destas atividades e falta de planejamento e gestão dos recursos hídricos a água está se tornando um elemento cada vez mais escasso. O monitoramento ambiental em bacias hidrográficas caracteriza aspectos relevantes que permitem diagnosticar as mudanças que ocorrem no uso e ocupação do solo, tornando possível avaliar os efeitos das práticas ambientais exercidas nas bacias hidrográficas. No planejamento e gerenciamento do uso dos recursos hídricos, o conhecimento das vazões é fundamental para se fazer um balanço de disponibilidades e demandas ao longo do tempo. Existem diversos métodos para medir a vazão de um curso d água. Porém em alguns casos específicos, não é possível, na prática, conhecer diretamente a descarga em um dado instante, sendo os monitoramentos demorados e caros o que impede frequentes medições de vazão de uma seção. Para conhecer a vazão ao longo do tempo estabelece-se uma relação ligando a altura do nível da água (cota) com a descarga liquida (vazão) em uma seção transversal do rio. O conhecimento desta relação (curva chave) permite substituir a medição contínua das descargas por uma medição contínua das cotas, sendo estas simples e barata. Para determinar curvas-chaves é necessário certo número de pares cota-vazão medidas em condições reais. Sendo assim para determinar a curva chave são feitas várias medidas de campo realizadas em diferentes cotas do nível d água. A vazão numa seção de um rio é, por definição, o volume de água que atravessa esta seção durante a unidade de tempo. Chow et al (1998) lembra que estas curvas precisam ser checadas periodicamente, devido as diferenças que podem ocorrer, como a deposição de sedimentos, que para uma mesma cota pode fornecer vazões diferentes. Tendo-se em vista a necessidade e importância 1 Bolsista Pibic-UNITINS/CNPQ-Graduando de Engenharia Ambiental-UFT; guilherme1188@uft.edu.br 2 Profª./Pesquisadora Doutoranda em Engenharia Agrícola - UNITINS; carolineiost@unitins.br 3 Graduando de Engenharia Ambiental-UFT; maikonsch@uft.edu.br 4 Bolsista Pibic-UNITINS/CNPQ-Graduando de Engenharia Ambiental-UFT; thaianabrunes@gmail.com

2 do conhecimento da vazão dos cursos d água, definiu-se como objetivo deste estudo a construção da curva-chave da descarga líquida para o Rio Manoel Alves Grande, afluente da margem direita do Rio Tocantins, o que possibilitará a verificação da descarga líquida do rio apenas com a observação do nível da água do mesmo. 2. Material e Métodos Os dados utilizados para determinar a expressão da curva-chave (nível x vazão), são de um programa de monitoramento realizado pelo Núcleo Estadual de Meteorologia e Recursos Hídricos do Tocantins. Mediu-se a vazão do curso d água para diferentes níveis d água, conforme metodologia preconizada pela Agência Nacional de Águas ANA, através do uso de molinete hidrométrico MLN-07 (Figura 1). A velocidade do fluxo da água foi determinada em quatro pontos nas verticais, a 0,2; 0,4; 0,6 e 0,8p, sendo a velocidade média em cada vertical determinada pela equação: Vm = ( Vm0,2 + 2Vm0,4 + 2Vm0,6 + Vm0, 8 ) A área da seção foi calculada pelo método da meia seção, e com os valores das velocidades médias das verticais e das áreas das subseções foi determinada a vazão a partir da equação: Q Q = A. v i = i i Em que Q é vazão do rio (m 3 s -1 ), Qi é vazão entre duas verticais (m 3 s -1 ), Ai é área entre duas verticais (m 2 v ) e i : velocidade média entre duas verticais (m s -1 ). O nível da água do rio foi observado em réguas linimétricas dispostas no local. A Gráfico 1 representa a batimetria, onde primeiramente dividiu-se a seção do rio em séries de verticais igualmente espaçadas e mediu-se a profundidade em cada vertical definida, o que possibilitou então o cálculo da área da seção. Gráfico 1 - Batimetria do Manoel Alves Grande, 2009

3 Figura 1 - Molinete de eixo horizontal marca MLN-07. Em seguida obteve-se a curva-chave pelo ajuste da relação cota-vazão através da expressão exponencial indicada por Tucci (2008): Q = a( H ) H o b 3. Resultados Onde a, b e H o são parâmetros de ajuste, H o nível do rio(m) e Q é vazão(m 3 s -1 ). Para o cálculo da vazão fez-se uso dos dados disposto na Tabela 1 obtidos em cada uma das campanhas, onde ME e MD representam a margem esquerda e direita do rio, respectivamente. Tabela 1 Dados utilizados para o cálculo da vazão no mês de setembro de Vertical Largura Profundidade Velocidade (m) (m) Média (m/s) Área(m²) ME 0 0,00 0,000 0, ,5 0,80 0,107 2, ,5 1,27 0,080 4, ,5 1,56 0,317 5, ,5 1,98 0,616 6, ,3 2,23 0,676 7, ,3 2,19 0,808 7, ,5 2,06 0,840 7, ,5 1,85 0,854 6, ,5 1,80 0,872 6, ,5 1,75 0,896 6, ,5 1,82 0,885 6, ,5 1,76 0,938 6, ,5 1,71 0,899 5, ,5 1,66 0,924 5, ,5 1,69 0,998 5, ,5 1,69 0,946 5, ,5 1,68 0,937 5, ,5 1,69 0,561 5, ,0 1,37 0,147 4,110 MD 0,00 0,000

4 Os valores dos níveis da água do rio, observados durante as campanhas e as respectivas vazões determinadas estão apresentadas na Tabela 2. Tabela 2 - Data, nível e vazão em cada uma das campanhas. Medição Cota (m) Vazão (m³/s) Datas de medição 1 1,55 157,12 maio/ ,01 jul/08 3 1,09 105,76 set/08 4 1,70 153,66 nov/08 5 1,69 162,86 dez/08 6 1,78 159,65 jan/09 7 1,84 171,88 fev/09 8 2,71 293,43 mar/09 9 3,20 343,49 abr/ ,10 352,75 mai/ ,35 111,94 jul/ ,10 82,96 set/ ,31 108,35 nov/ ,98 180,498 dez/09 Com as 14 medições de vazão consideradas neste trabalho, foi traçada a curva chave da vazão (Gráfico 2), que apesar do pequeno número de medições, apresentou boa precisão, nota-se tal resultado no coeficiente de determinação obtido, que é R²= 0, As medições apresentaram resultados coerentes, com boa relação cota x vazão, possibilitando a obtenção de curva chave satisfatória. Gráfico 2 - Curva-chave da descarga líquida do Rio Manoel Alves Grande. A partir da determinação da curva chave será possível transformar medições de cota em medições de vazão. O fato das medições terem abrangido períodos de chuva e estiagem contribuiu na boa correlação obtida para curva-chave, pois para gerar uma curva-chave representativa é necessário medir a vazão do rio em diversas variáveis de vazões, abrangendo todos os períodos considerados relevantes do ano, que foi possível no presente estudo. Apesar do resultado satisfatório, deve-se ter noção que o fato da curva chave estar intimamente ligada as características hidráulicas da seção de controle implica variação da expressão matemática quando há uma variação nestas constantes. De acordo com Porto, Silva

5 e Zahed (2001), alterações na geometria da seção ou na declividade do rio geradas por erosões ou assoreamento ao longo do tempo causam mudanças na velocidade do escoamento e nas relações entre área, raio hidráulico e profundidade, afetando a relação cota-descarga. 4. Conclusão A curva-chave determinada para o Rio Manoel Alves Grande apresentou resultado satisfatório, uma vez que foi possível observar uma boa correlação entre cota e a vazão. No entanto é necessário realizar regulares medições de vazão, mesmo após a definição da curva, pois com o passar do tempo podem ocorrer modificações no leito do rio que alterariam a área da secção estudada para coleta de dados e divergindo os valores medidos da descarga líquida com o valor relacionado entre cota e a vazão. 5. Referências Bibliográficas CHOW, VEN TE; MAIDMENT, D.R; MAYS, L. M. Applied Hydrology, 1998, McGraww- Hill, 565p. TUCCI, C. E. M. Hidrologia: ciência e aplicação. 2ª ed. Porto Alegre: Editora da Universidade: ABRH, 2008, 40p. PORTO, L.L.R.; SILVA, M.R.; ZAHED, F. K. Medição de Vazão e Curva-chave. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Eng. Hidráulica e Sanitária. São Paulo, p.

Documentos relacionados

3 - Bacias Hidrográficas

3 - Bacias Hidrográficas A bacia hidrográfica é uma região definida topograficamente, drenada por um curso d água ou um sistema interconectado por cursos d água tal qual toda vazão efluente seja descarregada