21º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

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1 I-5 MANANCIAL DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA INFLUENCIADO PELA ÁGUA DO MAR POR EFEITO DA OSCILAÇÃO DA MARÉ ESTUDO DE CASO DO RIO ACARAÍ EM SÃO FRANCISCO DO SUL - SC Rafael Phillippi Gama Salles () Graduado em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Santa Catarina. Engenheiro da Engevix Engenharia S/C Ltda., desenvolve projetos na área de saneamento e meio ambiente. Maria Angelica Foes Graduada em Engenharia Sanitária pela Universidade Federal de Santa Catarina. Engenheira da Engevix Engenharia S/C Ltda., desenvolve projetos na área de saneamento e meio ambiente. Renê P. Bitencourt Graduado em Engenharia Sanitária pela Universidade Federal de Santa Catarina. Engenheiro da Engevix Engenharia S/C Ltda., desenvolve projetos na área de saneamento e meio ambiente. Endereço () : Rua Tenente Silveira, 94 º, 4º, 6º e 7º andares - Florianópolis - SC - CEP: Brasil Tel.: +55 (48) webmaster@engevix-sc.com.br RESUMO O presente trabalho teve como objetivo a identificação, quantificação, qualificação e desenvolvimento de metodologia de trabalho para a tomada de decisão quanto a utilização do Rio Acaraí na ilha de São Francisco do Sul/SC como manancial superficial para abastecimento nas diversas atividades antrópicas desenvolvidas no município. A identificação do Rio Acaraí como objeto do estudo está fundamentada devido à pequena disponibilidade de recursos hídricos na Ilha de São Francisco do Sul, sejam eles subterrâneos ou superficiais. Esse problema é agravado pela distância dos mananciais na região continental do município, além da necessidade de travessia subaquática na Baia de Babitonga. A quantificação dos volumes de água do manancial foi baseada nos índices pluviométricos em períodos de estiagem, registrados pelas Estações Meteorológicas próximas à área de influência do estudo, bem como em bibliografias e em medições realizadas in loco. Na avaliação da qualidade da água foram observados aspectos físicos, químicos e regionais da Bacia. A análise destes fatores determinou os locais ao longo do curso do rio, com expectativa de aproveitamento como manancial e confirmou a necessidade de se complementar os estudos referentes ao grau de salinidade, influenciado pela água do mar por efeito da oscilação da maré Assim, foi desenvolvida uma metodologia de trabalho para a avaliação dos teores de salinidade e sua abrangência ao longo do curso do manancial. PALAVRAS-CHAVE: manancial, teor de salinidade, recursos hídricos, qualidade da água. INTRODUÇÃO O município de São Francisco do Sul, localizado no extremo norte do Estado de Santa Catarina, tem a maior parte territorial na denominada Ilha de São Francisco do Sul. A ilha tem pequena disponibilidade de recursos hídricos, tanto superficiais como subterrâneos. Os recursos hídricos subterrâneos apresentam baixos volumes de exploração e baixa qualidade de água com teores de ferro elevados, sendo estas características influenciadas por sua formação geológica proveniente de sedimentos marinhos e sua localização regional. Por sua vez, com exceção do Rio Acaraí, os recursos hídricos superficiais da ilha, entre eles, o Rio Jacutinga, Rio Olaria (ou da Palha), Rio Laranjeiras e Rio Miranda, ou são explorados para abastecimento público pelo SAMAE (Serviços Autônomo Municipal de Água e Esgoto), ou apresentam deficiência na qualidade de água e volumes disponíveis. ABES Trabalhos Técnicos

2 Conforme já mencionado, a utilização de manancial na região continental necessita de altos investimentos, decorrentes da sua distância ao ponto de consumo (D > Km), do elevado desnível topográfico para transposição da bacia (H > m) e da necessidade de travessia subaquática. O Rio Acaraí, localizado no lado leste da ilha, tem sua foz no Oceano Atlântico e características bem distintas, apresentando calhas largas e estreitas com profundidades variáveis, correntes baixas e lagoas formadas por efeito da maré. Com o intuito de estudar o real comportamento do manancial foram planejadas duas campanhas de monitoramento em épocas distintas, procurando coincidir períodos com registro de baixa intensidade pluviométrica e máximas elevações dos níveis de maré. Estas campanhas compreenderam levantamentos planialtimétricos e cadastramento do rio e seus afluentes, determinação do perfil de profundidade, teores de cloreto, grau de salinidade, temperatura do ar e da água condutividade (CTD), indicadores bacteriológicos (colimetria), acompanhamento da oscilação da maré através de réguas limnimétricas, além de medição de vazão com molinetes e identificação das ocupações antrópicas dentro da bacia. Assim, com os dados disponíveis, pode-se caracterizar as condições de exploração do manancial e definir seu potencial de aproveitamento, atendendo a qualidade e vazões requeridas. ASPECTOS FÍSICOS-NATURAIS DE SÃO FRANCISCO DO SUL O Município, possui uma morfologia bastante acidentada. A ocupação inicial deu-se sobre uma colina, voltada para o interior da Baía da Babitonga, e até o início do século () não se desenvolveu além da área circunscrita pelo centro histórico. Essa localização era também estratégica, para permitir o acostamento de embarcações em águas abrigadas. A região onde está inserido São Francisco do Sul, enquadra-se como sendo de clima constantemente úmido, conforme o sistema de classificação de Köppen Grupo C (Mesotérmico), pois não há estação seca definida, já que não apresenta índices pluviométricos inferiores a 6 mm mensais. Outros fatores que condicionam os elementos climáticos estarão sendo apresentados através dos gráficos: GRÁFICOS DOS ELEMENTOS CLIMÁTICOS Figuara : Temperaturas médias, mínimas médias, máximas médias - mensais do município de São Francisco do Sul 35 3 Temperatura (ºC) 5 5 Tmax 8,6 8,6 7,9 5,9 3,9,8,9,3,8 3, 5, 7, Tmed 4,4 4,4 3,7,5 9,4 7,5 6,5 7, 9,5, 3 Tmin,5,9,8 6,7 4,6 3,8 4,6,5 7,,6, Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH ABES Trabalhos Técnicos

3 Figura : Umidade relativa do ar 88 87,5 87 Umidade Relativa (%) 86, , , ,5 U r (%) 86, 86, 86, ,7 87,9 87,9 87,9 87, 86,7 85,5 85, Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina CLIMERH Figura 3: Insolação e nebulosidade Nebulosidade (décimos) 8,5 8, 7,5 7, 6,5 6, Neb (/) 7,4 7,6 7, 6,7 6,7 6,6 6,6 7,5 8 8,3 7,9 7,6 Insol (hr.) Insolação (hr.) Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH ABES Trabalhos Técnicos 3

4 Figura 4: Direção predominante e velocidade média mensal do vento 5 SW SW SW SW SW 3,5 Direção (Graus) 5 NE NE SE NE NE NE NE 3,5,5,5 Velocidade média (m/s) Dir (a) v(m/s) 3,,8,8,7,7,5,6,7,8,9,9 3 Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH Figura 5: Pressão atmosférica média e a evaporação média mensal Pressão (mbar) Pr (mbar) Evap (mm) Evaporação (mm) Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 Figura 6: Precipitação média mensal Precipitação (mm) Pm (mm) N. Dias N. de dias (chuvas) Fonte: Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina - CLIMERH Figura 7: Variação da maré em São Francisco do Sul - SC (período de 4 a de agosto/,5 OSCILAÇÃO MARÉ (m),5 -,5 :54 4 7:56 4 4:34 4 9:36 4 3:34 8:34 :8 : 4:9 6 9:8 6 :5 6 H (m),6 -,,6,4,5 -,,7,,4 -,,6,,3 -,,6,9, -,,5 :4 6 4:5 7 AGOSTO (dias - horário/) 9:39 7 6:3 7 :58 7 : :4 5:8 :4 7: :3 FONTE: Tábuas das marés para o porto de são francisco do sul - / diretoria de hidrografia e navegação RESULTADOS DO ESTUDO: De forma objetiva e direta apresenta-se os resultados em forma de gráficos dos diversos dados obtidos pelas campanhas desenvolvidas. ABES Trabalhos Técnicos 5

6 GRÁFICOS DOS RESULTADOS Figura 8: Teores de salinidade (%) por ponto de coleta 35, Mar 3, Salinidade Média Salinidade Máxima 5, P7 salinidade (%),,, Salinidade Mínima P6 P5 a 5, P4, P3 PA P PA P -5, Extensão (m) Os pontos P, PA, P3, P4, e P5 apresentam umagrandeamplitude de valores devido à variação na profundidade da amostra, onde se comprovou aexistência de estratificação da cunha salina. Figura 9: Cota do nível d água x pontos de coleta,, Cota do Nível D Água (m), -, -, -3, Mar Cota N.A. Minima Cota de Fundo Cota N.A Máximo Cota Super. da Extratificação Salina P6 P3 P5 P4 P PA P PA P7-4, Extensão (m) Neste gráfico apresentam-se as variações do nível deágua máximo e mínimo para cada ponto estudado em relação à foz. 6 ABES Trabalhos Técnicos

7 Figura : Teores de salinidade (%) no período - ª campanha Salinidade (%) 5-5 4/8/ : AM /8/ : AM 6/8/ : AM 7/8/ : AM /8/ : AM P Salinidade P Salinidade P3 Salinidade P4 Salinidade Data/Hora P5 Salinidade P6 Salinidade P7 Salinidade Mar Salinidade Observa-se neste gráfico um aumento de salinidade nos pontos de montante para jusante, com exceção do ponto P4. Isto ocorreu devido ao fato de que no ponto P4 foram coletadas amostras na superfície onde os teores de salinidade são menores. Figura : Teores de salinidade (%) no período - ª campanha Salinidade (%) 5-5 7/8/ : PM 8/8/ : PM 9/8/ : PM PA Salinidade P Salinidade PA Salinidade Data/HoraP3 Salinidade P4 Salinidade P5 Salinidade P7 Salinidade Mar Salinidade ABES Trabalhos Técnicos 7

8 Observa-se neste gráfico um aumento nos pontos de montante para jusante, onde alterou-se a profundidade de coleta do ponto P4. Figura : Perfis de salinidade por profundidade - extratificação,8 Profundidade (m),6,4 Limite Água Potável PA(T) PB, PD PA(T) PA(T3) P5 após período de chuva PC PA,5,5,5 Salinidade (% O) P T PA T PA T PA T3 PA T4 PA T5 PA T6 P3 T P3 T P3 T3 P3 T4 P3 T5 P4 T P4 T P4 T3 P4 T4 P5 T P5 T Lim. Àgua Potável PA PB PC PD P5 CHUVA Neste gráfico observa-se que mesmo em período crítico de estiagem, existe uma camada de água com teores de salinidade inferiores a,5%, e portanto, passível de exploração para abastecimento de água. Figura 3:Teores de salinidade (%)/cotas de na (m) e profundidade (m) por período ponto P - ª campanha,8 8,7 7,6 6 Cota / Profundidade (m),5,4, ,, 4/8/ 9: AM 4/8/ 8: PM /8/ 7:5 AM /8/ 6:5 PM 6/8/ 6: AM 6/8/ 5: PM 7/8/ 5: AM Dia/Hora C NA Profundidade Salinidade 8 ABES Trabalhos Técnicos

9 Nos gráficos das figuras 3, 4 e, observa-se o aumento de salinidade com a profundidade, que é acentuada com sua distância a foz. Figura 4: teores de salinidade (%)/cotas de na (m) e profundidade (m) por período ponto Pa - ª campanha 6,8 4,6,4 Cota / Profundidade(m),,8 6 4,6 8,4 6 4, 7/8/ : PM8/8/ 3:5 AM8/8/ 3:5 PM9/8/ :5 AM9/8/ 9:5 AM 9/8/ :5 AM 9/8/ :7 AM 9/8/ :7 AM 9/8/ : PM 9/8/ 4:5 PM Dia/Hora C NA Profundidade Salinidade Figura : Teores de salinidade (%)/cotas de na (m) e profundidade (m) por período ponto P3 - ª campanha,5 3,5 9 7 Cota / Profundidade (m),75, ,5 3 7/8/ : PM 8/8/ 3:5 AM 8/8/ :5 PM 9/8/ : AM 9/8/ : AM 9/8/ : AM 9/8/ : PM Dia/Hora C NA Profundidade Salinidade - ABES Trabalhos Técnicos 9

10 CONCLUSÃO DO ESTUDOS As medições de descarga do monitoramento das águas do Rio Acaraí foram realizadas em períodos de estiagem, confirmadas através de dados de precipitação pluviométrica das estações meteorológicas da região, mais precisamente em Joinville e Araquari. Assim sendo, os resultados obtidos no monitoramento do Rio Acaraí podem ser configurados como condição crítica para utilização deste como manancial. Esta interpretação estende-se tanto para as medições de descarga como para os resultados do estudo de salinidade. Verifica-se que, diante dos resultados apresentados, fica a caracterização para períodos de estiagem, a existência de uma estratificação entre águas com menor densidade (água doce) e águas com maior densidade (água salobra). Tal evidência é encontrada nos resultados da campanha, na qual pode-se considerar uma camada superficial de água doce (Teor de Salinidade <,5%o) de aproximadamente 5 cm entre os pontos PD, P e PA. A distância entre estes pontos (PD PA) é de aproximadamente 5 metros com largura média de metros entre as margens. Considerando tais dimensões, estimou-se um volume de 3. m³ de armazenamento natural, neste trecho. O estudo permitiu observar ainda que o tempo transcorrido de oscilação da máxima maré entre os Pontos P7 (foz) e P (à km da foz), é de até 5 (cinco) horas, conforme as leituras observadas nas respectivas réguas limnimétricas. Evidentemente que este tempo transcorrido é variável em função da entrada de água doce proveniente das contribuições das cabeceiras da bacia, variando, portanto, em períodos de estiagem e de chuvas intensas. É importante ressaltar que, tanto a estratificação como os teores de salinidade encontrados entre os pontos PA, P ao P5, podem diminuir ou até inexistirem em períodos de alta precipitação pluviométrica, em função do aumento do volume de água doce proveniente da precipitação na área de influência. O Quadro abaixo ilustra e sintetiza as explanações feitas anteriormente, podendo-se concluir que na bacia contribuinte do Rio Acaraí, o afluente identificado e cadastrado através de GPS nas cabeceiras deste rio apresenta características com qualidades suficientes para ser utilizado como manancial de abastecimento. Dependendo da demanda necessária de água, evidenciada através da coluna de vazão apresentada no Quadro nº 5. e observando-se ainda a vazão ecológica, o manancial poderá deixar de ser alternativa para captação. Portanto, os pontos viáveis para captação d'água apontados no presente estudo, são os encontrados no afluente do Rio Acaraí, quais sejam: "Formiga" (pontilhão de acesso a casa do Sr. Boca Rica) - vide foto 7.; Ponto P (vertedouros/casan-joinville) - vide fotos 7. e 7.3; e Foz do próprio afluente, (margem esquerda do Rio Acaraí - 3 m a jusante do PA) - vide foto 7.6. ABES Trabalhos Técnicos

11 Segue abaixo a planta de localização da área estudada. ABES Trabalhos Técnicos