MONITORIZAÇÃO BATIMÉTRICA DE ALBUFEIRAS - ALBUFEIRA DE CAMPILHAS -

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2 MONITORIZAÇÃO BATIMÉTRICA DE ALBUFEIRAS - ALBUFEIRA DE CAMPILHAS - DIRECÇÃO DE SERVIÇOS DE RECURSOS HÍDRICOS Ana Catarina Mariano Maria Raquel Veríssimo Maria Teresa Álvares Maria Teresa Pimenta Sónia Fernandes Outubro de 2002 Portugal em Acção Ministério das Cidades, Ordenamento do Território e Ambiente

3 AGRADECIMENTOS Agradece-se a colaboração dos funcionários Brito Calrão e Abel Gonzaga, respectivamente no trabalho do levantamento hidrográfico e na digitalização de perfis antigos.

4 ÍNDICE RESUMO INTRODUÇÃO OBJECTIVOS CARACTERÍSTICAS GERAIS DA BARRAGEM, ALBUFEIRA E BACIA HIDROGRÁFICA RESULTADOS PREPARAÇÃO E EXECUÇÃO DO LEVANTAMENTO BATIMÉTRICO Processamento dos dados MODELO NUMÉRICO DE BATIMETRIA CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS BIBLIOGRAFIA ANEXOS... 38

5 ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS - VISTAS DE JUSANTE, DO COROAMENTO E DE MONTANTE FIGURA DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS (NICOLAU, 2002) FIGURA MODELO NUMÉRICO DO TERRENO DA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS FIGURA OCUPAÇÃO DO SOLO NA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS (IGP, EX-CNIG) FIGURA TIPOS DE SOLO (IHERA) E FONTES DE POLUIÇÃO (INAG/DRA) FIGURA DECLIVES DA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS FIGURA 3.7 HISTOGRAMA DOS DECLIVES DA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS FIGURA GEOLOGIA DA BACIA HIDROGRÁFICA DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS (IGM) FIGURA REPRESENTAÇÃO DOS MARCOS GEODÉSICOS DISTRIBUÍDOS EM REDOR DA ALBUFEIRA, EVIDENCIANDO AQUELES SELECCIONADOS PARA O CÁLCULO DOS PARÂMETROS DE TRANSFORMAÇÃO LOCAIS FIGURA ESTUDO DE VISIBILIDADE PARA A ALBUFEIRA DE CAMPILHAS A PARTIR DA: BASE 1, JUNTO AO COROAMENTO (A); BASE 2 (B); E BASE 3 (C) FIGURA LOCALIZAÇÃO DAS FIADAS PLANEADAS E DE ALGUNS ECOGRAMAS FIGURA 4.4 (1) TOTAL DE PONTOS LEVANTADOS; (2) IDENTIFICAÇÃO DE ERROS; (3) SELECÇÃO FINAL DE PONTOS; (4) MODELO NÚMERICO DE BATIMETRIA FINAL FIGURA MODELO NUMÉRICO DE BATIMETRIA ACTUAL (2001) DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS VISTA A 3D FIGURA LEVANTAMENTO TOPOGRÁFICO DE 1935, ANTERIOR À CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM DE CAMPILHAS FIGURA PONTOS DE REFERÊNCIA UTILIZADOS PARA A TRANSFORMAÇÃO DE COORDENADAS FIGURA MODELO NUMÉRICO DE BATIMETRIA DE 1935 DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS VISTA A 3D FIGURA CURVAS DE CAPACIDADE DA ALBUFEIRA DE CAMPILHAS PARA DIFERENTES ANOS: ANTERIOR À CONSTRUÇÃO DA BARRAGEM; 1954 CURVA DE PROJECTO; 1965 LEVANTAMENTO DA DGSH; E 2001 LEVANTAMENTO DA DSRH FIGURA 4.10 DIFERENÇA DE COTAS ENTRE AS SUPERFÍCIES DE 2001 E DE FIGURA SUPERFÍCIE DAS ALTERAÇÕES MORFOLÓFGICAS ENTRE 1935 E 2001 COM INDICAÇÃO DA LOCALIZAÇÃO DE ALGUNS PERFIS FIGURA 4.12 EXEMPLOS DE ALGUNS PERFIS PARA DIFERENTES DATAS

6 ÍNDICE DE QUADROS QUADRO PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DA BARRAGEM E ALBUFEIRA DE CAMPILHAS QUADRO CARACTERIZAÇÃO BIOFÍSICA DA BACIA HIDROGRÁFICA DEFINIDA PELA BARRAGEM DE CAMPILHAS QUADRO MARCOS GEODÉSICOS UTILIZADOS NO CÁLCULO DOS PARÂMETROS LOCAIS QUADRO PARÂMETROS DE TRANSFORMAÇÃO LOCAIS DE DATUM WGS84 (SISTEMA A) PARA DATUM LISBOA CAMPILHAS (SISTEMA B) QUADRO RESÍDUOS ENTRE O SISTEMA A E O SISTEMA B QUADRO NÍVEIS DE ARMAZENAMENTO DA ALBUFEIRA NOS DIAS DO LEVANTAMENTO BATIMÉTRICO QUADRO 4.5 ERROS DA TRANSFORMAÇÃO AFIM

7 Monitorização Batimétrica de Albufeiras Albufeira de Campilhas Instituto da Água - Direcção de Serviços de Recursos Hídricos Maria Teresa Álvares, Sónia Fernandes, Ana Catarina Mariano, Maria Teresa Pimenta e Maria Raquel Veríssimo RESUMO Desde 1998 que estão a ser implementadas, pelo Instituto da Água, as alterações às redes de monitorização definidas no processo de reestruturação. Para a rede sedimentológica a monitorização passa, nomeadamente, pela realização de levantamentos batimétricos em albufeiras, cursos de água e lagoas costeiras para posterior determinação das alterações morfológicas, como erosão e sedimentação. Especificamente para as albufeiras, é possível assim o cálculo de volumes de armazenamento e a actualização das curvas de capacidade, necessárias à modelação e gestão de recursos hídricos. Com base na Metodologia para Monitorização Batimétrica de Albufeiras (Mariano et al., 2002) e da elaboração do "Plano de Trabalhos para Execução de Levantamentos Batimétricos nas Albufeiras da Rede Sedimentológica (Álvares et al., 2001), são elaborados relatórios técnicos para cada albufeira, troço de rio ou lagoa costeira. Neste relatório apresentam-se os resultados do trabalho de campo efectuado em 2001 na albufeira de Campilhas, nomeadamente alguns perfis obtidos pela sonda hidrográfica, o modelo numérico do fundo da albufeira e as novas curvas de capacidade da albufeira. Com base em levantamentos batimétricos anteriores calcula-se também a superfície de alterações topográficas/morfológicas do fundo da albufeira. De referir que grande parte do processamento dos dados geográficos foi efectuado com recurso a Sistemas de Informação Geográfica (SIG). PALAVRAS-CHAVE: Albufeira de Campilhas, batimetria, GPS, sedimentação, Sistemas de Informação Geográfica, Sonda hidrográfica.

8 1. INTRODUÇÃO Um dos principais objectivos de monitorização da rede sedimentológica é a realização periódica de levantamentos batimétricos em albufeiras, cursos de água e lagoas costeiras. Estes trabalhos, necessários à modelação e gestão de recursos hídricos, para além de permitirem estimar o modelo numérico de batimetria, calcular volumes de armazenamento e actualizar as curvas de capacidade das albufeiras, permitem também, quando existem levantamentos batimétricos de data anterior, verificar as modificações do fundo da albufeira, identificando as zonas de erosão e deposição preferenciais. Esta informação é apresentada neste relatório, para a albufeira de Campilhas, uma vez que existem dados topográficos para diferentes anos. Os resultados obtidos neste trabalho são disponibilizados no SNIRH (Sistema Nacional de Informação de Recursos Hídricos) do MCOTA (Ministério das Cidades, Ordenamento do Território e Ambiente), com acesso através da página da Internet do INAG (em onde poderão ser consultados o relatório produzido e toda a informação batimétrica recolhida bem como as superfícies batimétricas sob a forma de mapas temáticos. É também disponibilizada toda a informação cartográfica existente, anterior e posterior à construção da barragem, de modo a possibilitar uma análise da evolução do fundo da albufeira monitorizada. 2. OBJECTIVOS Este relatório teve como objectivo principal a apresentação dos resultados finais do trabalho de campo efectuado na albufeira de Campilhas e de toda a informação pertinente para a caracterização geomorfológica da mesma, que incluem: - uma caracterização geral da barragem, albufeira e bacia hidrográfica; - a informação batimétrica recolhida de Julho a Setembro de 2001; - a superfície batimétrica de 2001 calculada a partir desta informação; - a superfície batimétrica calculada a partir das cartas 1:2 500, editadas em 1935 pela Junta Autónoma das Obras de Hidráulica Agrícola (JAOHA); - a superfície de alterações morfológicas do fundo da albufeira calculada a partir de duas superfícies batimétricas de datas diferentes; - a actualização das curvas de capacidade da albufeira; - uma análise comparativa de alguns perfis (Ferreira, 1966), para os anos de 1935, 1954, 1965 e 2001.

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10 3. CARACTERÍSTICAS GERAIS DA BARRAGEM, ALBUFEIRA E BACIA HIDROGRÁFICA A albufeira de Campilhas situa-se na ribeira de Campilhas, afluente do rio Sado, na bacia hidrográfica principal do rio Sado (Figura 3.1). Figura Albufeira de Campilhas: vistas de jusante, do coroamento e de montante. No Quadro 3.1 apresentam-se algumas características da barragem e da albufeira de Campilhas. Foram também calculados alguns parâmetros biofísicos relevantes para a caracterização da bacia hidrográfica que se apresentam no Quadro 3.2.

11 Quadro Principais características da barragem e albufeira de Campilhas. Nome Campilhas Coordenadas M e P (m) e Cartas 1: e 536 Freguesia/Concelho/Distrito Linha de Água Bacia Hidrográfica Principal Tipo de Aproveitamento/Usos Entidade Exploradora Tipo de Barragem Cercal e Vale de Água/Santiago do Cacém/Setúbal Ribeira de Campilhas Rio Sado Agrícola/Rega Associação de Beneficiários de Campilhas e Alto Sado Terra Altura da Barragem (m) 35 Comprimento do Coroamento (m) 711 Ano de Entrada em Funcionamento 1954 Superfície Inundável ao NPA (ha) 333 Perímetro (km) 39,45 Comprimento Máximo (m) 4000 Coeficiente de Regularização = Escoamento Anual Médio/Capacidade Total 0,61 Capacidade Total (dam3) Capacidade Útil (dam3) Volume Morto (dam3) Capacidade do Descarregador (m3/s) 124 Nível de Máxima Cheia (m) 109,15 Nível de Pleno Armazenamento (m) 108 Nível de Capacidade Morta (m) 92,53 Volume de Armazenamento Médio (%) 46 Volume de Armazenamento Médio em Março (%) 61 Volume de Armazenam. Médio Setembro (%) 25 Nível de Armazenamento Médio (m) 103 Nível de Armazenamento Médio em Março (m) 105 Nível de Armazenamento Médio em Setembro (m) 100 Estado Trófico (Ferreira, 2002) Eutrófico

12 Quadro Caracterização biofísica da bacia hidrográfica definida pela barragem de Campilhas. Nome da barragem Bacia Hidrográfica Principal Campilhas Rio Sado Área da Bacia Hidrográfica (km2) - 1: ,5 Área da Bacia Hidrográfica Própria (km2) - 1: ,5 Precipitação Anual Média (mm) 789,3 Altitude Máxima (m) 382,9 Altitude Média (m) 158,8 Altitude Mínima (m) 87,8 Declive Médio (%) 8,1 Comprimento Máximo da Linha de Água Principal (m) ,5 Escoamento Médio Anual (dam3) ,5 Escoamento em Regime Natural Q=50% (dam3) - Escoamento em Regime Natural Q=20% (dam3) - Caudal Máximo de Cheia (m3/s) - Precipitação Anual Média Ver Figura 3.2 Modelo Numérico do Terreno Ver Figura 3.3 Ocupação do Solo (Carta de Ocupação do Solo COS'90) Ver Figura 3.4 Tipos de solo e Fontes de Poluição Ver Figura 3.5 Declives Ver Figura 3.6 e Figura 3.7 Geologia Ver Figura 3.8

13 Figura Distribuição espacial da precipitação na bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas (Nicolau, 2002). A precipitação anual média da bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas varia entre os 728 e os 931 mm, verificando-se os maiores valores nas cabeceiras a sul da bacia (a sul do Cercal) (Figura 3.2) que correspondem, obviamente, aos valores de maior altitude de cerca de 380 metros.

14 Figura Modelo Numérico do Terreno da bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas. As cotas do fundo da albufeira variam entre os 88 e os 108, sendo que a altura máxima de água não ultrapassa os 20 metros (Figura 3.3).

15 Figura Ocupação do Solo na bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas (IGP, ex-cnig). Na bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas os tipos de ocupação do solo predominantes são as Terras aráveis com Culturas anuais (48,5%) e a Floresta de Folhosas (30,8%). Numa percentagem menor são as Áreas agrícolas heterogéneas, os Territórios agro-florestais e a Ocupação arbustiva e herbácea (Figura 3.4). Em alguns locais este tipo de coberto vegetal, conjuntamente com o relevo, favorece o escoamento da água e a erosão hídrica em condições de regime torrencial.

16 Figura Tipos de Solo (IHERA) e Fontes de Poluição (INAG/DRA). Na bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas predominam os Litossolos eutricos, que são solos pouco evoluídos com um horizonte superficial fértil. Também com alguma representatividade aparecem os Luvissolos plínticos que são solos caracterizados pela acumulação de argila que endurecem irreversivelmente quando expostos (Figura 3.5).

17 Figura Declives da bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas Figura 3.7 Histograma dos declives da bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas. Esta bacia apresenta um relevo pouco acentuado com um declive médio de 8% (Figura 3.6) sendo a classe predominante de declives entre 5% e 10%.

18 Figura Geologia da bacia hidrográfica da albufeira de Campilhas (IGM). Observando a carta geológica à escala 1: , da bacia hidrográfica desta albufeira, notase que as rochas silicatadas são predominantes, seguindo-se depois as areias e os arenitos, tendo estes especial interesse na medida em que interceptam a área inundada pela albufeira. Durante os levantamentos hidrográficos, efectuou-se um reconhecimento geológico in situ mais detalhado, em torno da albufeira, onde em geral se observa que as margens mais abruptas são constituídas essencialmente por xistos argilosos bastante alterados e as margens mais suaves por materiais argilo-arenosos.

19 4. RESULTADOS De acordo com a metodologia descrita em Mariano et al. (2002), foi efectuado o levantamento batimétrico da albufeira de Campilhas com início a 9 de Julho e terminado a 14 de Setembro de Este trabalho foi realizado durante 16 dias em cerca de 8 horas diárias, e incluiu 1 dia de levantamento para colmatação de lacunas Preparação e execução do levantamento batimétrico A preparação do levantamento batimétrico começou pela selecção dos marcos geodésicos circundantes à albufeira e pela análise das distâncias entre estes, da qual resultou a selecção daqueles que serviram de base para o cálculo dos parâmetros de transformação locais (Figura 4.1). Figura Representação dos marcos geodésicos distribuídos em redor da albufeira, evidenciando aqueles seleccionados para o cálculo dos parâmetros de transformação locais. Para a determinação das coordenadas WGS84 dos marcos geodésicos seleccionados (de coordenadas conhecidas com rigor em datum Lisboa), foi realizada uma missão GPS, durante a qual também se coordenaram três pontos (base 1, 2 e 3) que serviram de unidade de referência para o levantamento batimétrico. A localização destes últimos pontos foi escolhida com base num estudo de visibilidades em SIG (Figura 4.2), de modo a garantir a comunicação via rádio com qualquer ponto dentro da área da albufeira.

20 Monitorização Batimétrica de Albufeiras 1 2 Figura Estudo de Visibilidade para a Albufeira de Campilhas a partir da: Base 1, junto ao coroamento (A); Base 2 (B); e Base 3 (C).

21 Com base na missão GPS foram calculados em gabinete, utilizando a aplicação SkiPro da Leica, os parâmetros de transformação locais que foram utilizados durante o levantamento. Foram também definidas, na aplicação Hypack, as linhas de navegação que cobrem toda a superfície inundada da albufeira e que servem de linhas guia no levantamento batimétrico. Os parâmetros de transformação locais para a albufeira de Campilhas apresentam-se no Quadro 4.2 e os valores dos resíduos entre os dois sistemas de coordenadas no Quadro 4.3: o sistema A é o sistema definido pelas coordenadas obtidas a partir das medições GPS efectuadas (WGS84) e o sistema B é o sistema de coordenadas conhecidas (datum Lisboa), fornecidas pelo Instituto Geográfico Português (ex-instituto Português de Cartografia e Cadastro). Os marcos geodésicos utilizados para o cálculo dos parâmetros locais para Campilhas foram os apresentados no Quadro 4.1. Quadro Marcos geodésicos utilizados no cálculo dos parâmetros locais. Marco Carta Latitude Longitude Geodésico 1: M P Arrunhada º N 8º W Casa Velha º N 8º W Garrocheira º N 8º W Quereiras I º N 8º W Quadro Parâmetros de transformação locais de datum WGS84 (sistema A) para datum Lisboa Campilhas (sistema B). Parâmetro Valor Erro Quadrático Médio Unidades Deslocamento em X 91, ,3912 m Deslocamento em Y -241, ,3364 m Deslocamento em Z -48, ,8536 m Rotação em X 3, ,67750 m Rotação em Y -5, ,84947 m Rotação em Z -10, ,86575 m Factor de escala 11,6380 6,6828 ppm

22 Quadro Resíduos entre o sistema A e o sistema B. Sistema A Sistema B dx (m) dy (m) dz (m) Arrunhada Arrunhada 0,0144 0,0958 0,0055 Casa Velha Casa Velha -0,0610-0,0532 0,0615 Garrocheira Garrocheira 0,0336-0,0150-0,0336 Quereiras I Quereiras I 0,0130-0,0276-0,0335 Estes parâmetros foram introduzidos nas unidades GPS (referência e móvel) e foi efectuado o levantamento batimétrico, com uma distância entre fiadas de 20 metros e frequência de emissão de sinal ping de 0,1 segundo. Nesta albufeira o levantamento do corpo principal, entre a barragem e os dois braços principais, foi efectuado exclusivamente de manhã, pois à data do levantamento a intensidade do vento aumentava consideravelmente durante a tarde, o que introduz erros muito grandes devido à forte ondulação que provoca. Apresenta-se na Figura 4.3 três extractos da albufeira de Campilhas com as fiadas planeadas e alguns ecogramas identificados Processamento dos dados Conforme definido na metodologia, o processamento dos dados iniciou-se com a visualização, no Hypack, dos 434 perfis efectuados eliminando automaticamente os dados que não apresentavam um correcto posicionamento ou com valores anómalos de profundidade. Desta primeira edição resultaram pontos. Estes ficheiros depois foram processados com o programa desenvolvido em Visual Basic (VB), resultando pontos após a extracção das "sondas batidas" (pontos com igual posição e diferentes profundidades). Para reduzir o erro na construção do modelo batimétrico, provocado pela distância entre fiadas (20 metros) e pela distância dos pontos sobre a fiada (inferior a 1 metro), foi realizada uma nova selecção de pontos na aplicação Hypack, de onde resultaram pontos. Estes pontos foram então convertidos em cotas e exportados para o SIG, onde foi estimada a primeira superfície batimétrica para detecção de lacunas. A conversão dos dados de profundidade em cotas é feita, considerando o nível de armazenamento da albufeira (Quadro 4.4) em cada dia do levantamento, utilizando também um programa em VB. Só deste modo, é possível comparar levantamentos feitos com diferentes níveis de armazenamento da albufeira.

23 Figura 4.3- Localização das fiadas planeadas e de alguns ecogramas. Monitorização Batimétrica de Albufeiras

24 Quadro Níveis de armazenamento da albufeira nos dias do levantamento batimétrico. DATA COTA (dd-mmm-aa) (Dia Juliano) (m) 09-Jul ,40 10-Jul ,38 19-Jul ,00 20-Jul ,98 30-Jul ,70 01-Ago ,66 02-Ago ,63 03-Ago ,60 13-Ago ,29 14-Ago ,25 23-Ago ,94 24-Ago ,93 30-Ago ,74 31-Ago ,73 13-Set ,35 14-Set ,33 Identificadas as lacunas foi efectuado mais um dia de levantamento e integrados estes novos dados nos já existentes. Esta informação foi depois novamente visualizada no SIG, tendo sido alvo de uma análise qualitativa detalhada e de uma nova edição para eliminar os pontos com qualidade duvidosa ou deficiente. Aqui foi também efectuada uma nova selecção de pontos (de 15 em 15 metros) e assim o número final de pontos utilizado para a construção do modelo de batimetria foi de Na Figura 4.4 mostra-se a selecção de pontos anterior à edição em SIG e o respectivo modelo gerado, nas imagens (1) e (2), sendo bem visíveis quatro fiadas com qualidade duvidosa. Na imagem (3) está representada a selecção final de pontos e na (4) o respectivo modelo numérico de batimetria. O levantamento topográfico da zona envolvente à área inundada, até ao nível de pleno armazenamento da albufeira, com vista a colmatar a informação relativa à área não identificada pela sonda, não foi efectuado. Para uma albufeira de grandes dimensões com 30 km de perímetro e com margens de difícil acesso de como é o caso de Campilhas, o levantamento topográfico clássico é demasiado moroso sendo mais aconselhável utilizar um modelo numérico do terreno de alta resolução actualizado. Uma vez que tal informação não se encontrava disponível foi utilizada a informação topográfica da carta militar do IGeoE à escala 1:

25 (1) (3) (2) (4) Figura 4.4 (1) Total de pontos levantados; (2) Identificação de erros; (3) Selecção final de pontos; (4) Modelo Numérico de Batimetria final Modelo numérico de batimetria A superfície batimétrica foi calculada, com base nas medições efectuadas com a sonda hidrográfica após a edição dos pontos, recorrendo ao comando TOPOGRID que se testou ser o mais adequado para modelação do terreno e gerando menores erros (Mariano et al., 2002). Calculado o modelo numérico de batimetria foi possível, utilizando ferramentas próprias do SIG, calcular a área e o volume de armazenamento para diferentes cotas ou níveis de albufeira, ou seja, uma nova curva de capacidades da albufeira. Na Figura 4.5 apresenta-se uma vista a 3D do modelo numérico de batimetria, a partir do qual se calcularam as curvas de capacidade da albufeira. A construção de modelos batimétricos, com base nos levantamentos efectuados

26 em anos anteriores (Figura 4.6), permite determinar perdas de capacidade de armazenamento e taxas de sedimentação. Para a construção do modelo batimétrico anterior à construção da barragem foi utilizada a cartografia da JAOHA de 1935, tendo sido digitalizadas as 13 cartas à escala 1: (Figura 4.6). Uma vez que só a partir de 1941 é que se verificou em Portugal uma normalização para o uso de um datum (Lisboa) e de uma projecção (Gauss no Ponto Central) e não havendo qualquer indicação sobre o sistema de referência utilizado na produção da cartografia de 1935, foi necessário efectuar uma transformação de coordenadas desta informação depois de digitalizada. O método escolhido foi uma transformação Afim ([Equação 4.1 e [Equação 4.2), usando os cinco pontos representados na Figura 4.7, resultando os erros apresentados no Quadro 4.5 e um Erro Quadrático Médio de 3 metros. Com base na informação resultante da transformação foi calculado o modelo batimétrico de 1935, representado em 3D na Figura 4.8, e finalmente, foi elaborada a curva de capacidade para esta data (Figura 4.9). Na Figura 4.9 apresentam-se as curvas de capacidade da albufeira de Campilhas para diferentes anos, podendo ver-se a diferença que existe entre as curvas de 2001 e as curvas de 1935 e dos primeiros anos de funcionamento. Verifica-se um afastamento, bastante mais evidente entre as curvas de área, para os extremos do intervalo de variação das cotas. Nas cotas mais altas este facto poderá ser atribuído à pouca variação de armazenamento ao longo dos diferentes anos, o que resulta na deposição preferencial de sedimentos (grosseiros). Para as cotas mais baixas há também uma deposição de sedimentos (finos), explicada pela construção da barragem que provocou a colmatação do leito original dos rios (Figura 4.10). Pela diferença entre os dados de 2001 e 1954 (ano de entrada em funcionamento - Quadro 3.1), verificou-se que a perda de capacidade de armazenamento da albufeira, neste período de tempo, foi cerca de 1 642,42 dam3, o que corresponde a 6% da Capacidade Total da albufeira. Considerando que o Nível de Capacidade Morta é de 92,53 metros (correspondente ao Volume Morto de dam3, conforme o Quadro 3.1), calculou-se a perda de capacidade para esta cota (conforme os valores do Anexo I) e chegou-se a um valor de 41,4% do volume morto que foi colmatado pelos sedimentos, durante um período de 47 anos. Este resultado confirma que a deposição foi preferencialmente nas cotas mais elevadas, não correspondendo à totalidade do Volume Morto. Pela análise dos dados do Anexo I, salienta-se o facto do volume de armazenamento ter aumentado de 1935 (cartografia de base) para 1954 (dados de projecto), fenómeno este que não terá sido devido a condições naturais de erosão deste local, mas sim à movimentação de terra para a construção da barragem. Pode-se referir ainda que existiu uma maior afluência de sedimentos, correspondente a uma diminuição de volume de armazenamento, nos primeiros anos de funcionamento da albufeira, tendendo a atingir as condições de equilíbrio com o passar dos anos.

27 Figura Modelo numérico de batimetria actual (2001) da albufeira de Campilhas vista a 3D. Monitorização Batimétrica de Albufeiras

28 Figura Levantamento topográfico de 1935, anterior à construção da barragem de Campilhas.

29 Figura Pontos de referência utilizados para a transformação de coordenadas. Quadro 4.5 Erros da transformação Afim. Pontos Erro em X Erro em Y Transformação Afim X = 0,999 x + 0,001 y - 71,024 [Equação 4.1] Y = - 0,003 x + 0,999 y + 641,758 [Equação 4.2]

30 Figura Modelo numérico de batimetria de 1935 da albufeira de Campilhas vista a 3D. Monitorização Batimétrica de Albufeiras

31 Área (ha) Volume 1935 (dam3) Volume 2001 (dam3) Volume 1965 (dam3) Área 2001 (ha) 100 Cota (m) Volume 1954 (dam3) Área 1935 (ha) Volume (dam3) Figura Curvas de capacidade da albufeira de Campilhas para diferentes anos: anterior à construção da barragem; 1954 curva de projecto; 1965 levantamento da DGSH; e 2001 levantamento da DSRH. Nesta figura não se apresentam as curvas de área para os anos de 1954 e 1965, por não estarem disponíveis nos trabalhos publicados para esta albufeira.

32 Figura 4.10 Diferença de cotas entre as superfícies de 2001 e de Para uma análise das alterações morfológicas do fundo da albufeira e usando as capacidades dos SIG, foi calculada uma superfície de diferença de cotas entre as superfícies de 2001 e 1935 (Figura 4.11). Nesta figura os valores negativos indicam erosão e os positivos indicam deposição.

33 Figura Superfície das alterações morfológicas entre 1935 e 2001 com indicação da localização de alguns perfis. Observando a localização dos perfis na Figura 4.11 e os gráficos da Figura 4.12, verifica-se que houve uma deposição de sedimentos mais acentuada nas linhas de água originais, principalmente na zona junto ao descarregador (Perfil 1) e nas margens mais abruptas (Perfil 5), enquanto que nas zonas esta deposição é mais extensa e menos possante nas mais planas, confirmando assim a relação entre a morfologia da albufeira e o seu assoreamento.

34 ME - "0" Perfil 1 ME - "3" Perfil 5 MC - "2" Perfil Cotas (m) Cotas (m) Cotas (m) Distâncias (m) Distâncias (m) Distâncias (m) ME - "SH - 11" Perfil 32 ME - "SH - 14" Perfil 35 ME - "SH - 6" Perfil Cotas (m) Cotas (m) Cotas (m) Distâncias (m) Distâncias (m) Distâncias (m) Figura 4.12 Exemplos de alguns perfis para diferentes datas.

35 5. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS Nos 16 dias de levantamento batimétrico da albufeira de Campilhas foram efectuados 434 perfis trabalhando cerca de 8 horas diárias. Após a eliminação dos pontos com zeros e profundidades erradas resultaram pontos, dos quais ficaram pontos após a extracção das sondas batidas. Da selecção de pontos efectuada na aplicação Hypack, resultaram pontos com os quais foi construído o modelo numérico de batimetria. Após a análise qualitativa no SIG, resultaram pontos com os quais foi construída a superfície final. A partir das cartas topográficas de 1935, à escala 1:2 500, editadas pela Junta Autónoma das Obras de Hidráulica Agrícola (JAOHA) foi calculado o respectivo modelo batimétrico. Determinados os modelos das duas superfícies (1935 e 2001), foram calculadas as curvas de capacidade da albufeira e as alterações na área e volume de armazenamento. Uma vez que não existe cartografia à data da entrada em funcionamento da barragem, não foi possível estimar o respectivo modelo batimétrico, recorrendo-se então à informação da curva de capacidade do projecto (1954), para cálculo da perda de capacidade da albufeira. Por comparação das superfícies batimétricas de 1935 e 2001 verifica-se uma maior deposição nas cotas mais altas da albufeira, relacionada com a pequena variação nos níveis de armazenamento, e um preenchimento sedimentar do leito original dos rios confirmado também nos perfis apresentados. Pela análise dos dados para os diferentes anos, conclui-se que houve uma perda de capacidade de 6% desde 1954 a O volume correspondente a este valor é superior ao volume morto, mas analisando detalhadamente a perda de capacidade para o Nível de Capacidade Morta, conclui-se que apenas 41,4% do volume morto já foi preenchido com sedimentos durante um período de 47 anos. A curto prazo, está prevista uma campanha de amostragem do substrato de fundo, utilizando amostradores integrais, que contribuirá para aprofundar os conhecimentos sobre os sedimentos acumulados na albufeira e relacioná-los com as formações geológicas da bacia. A análise laboratorial destas amostras permitirá caracterizar a granulometria e espessura das várias camadas, permitindo estudar os vários ciclos de sedimentação e dar indicações sobre a da evolução da erosão da respectiva bacia hidrográfica. Estão também a ser aplicados dois modelos de erosão hídrica, EUPS (Equação Universal de Perda de Solo) e AnnAGNPS (ANnualized AGricultural Non Point Source Pollution Model) à bacia da albufeira de Campilhas para modelação dos processos de erosão hídrica, do escoamento superficial, da produção/transporte de sedimentos e da poluição difusa. Estes modelos serão

36 posteriormente calibrados com os modelos numéricos de batimetria, nomeadamente o levantamento de 2001 elaborado pelo INAG.

37 6. BIBLIOGRAFIA Álvares, M.T.; Fernandes, S.; Mariano, A.C.; Veríssimo, M.R., Plano de Trabalhos para Execução de Levantamentos Batimétricos nas Albufeiras da Rede Sedimentológica. Relatório Interno, Instituto da Água Direcção de Serviços de Recursos Hídricos, Lisboa. Ferreira, M.T., Estado Trófico de Albufeiras in Ecossistemas Aquáticos e Ribeirinhos, Ecologia, Gestão e Conservação. Instituto da Água Direcção de Serviços de Recursos Hídricos, Lisboa, Cap. 11. Ferreira, J.F.F. (Repartição de Projectos), Estudo do Assoreamento da Albufeira de Campilhas. Relatório Técnico, Direcção Geral dos Serviços Hidráulicos - Direcção de Serviços de Aproveitamentos Hidráulicos, Lisboa. Mariano, A.C., Álvares, M.T., Pimenta, M.T., Fernandes, S., Veríssimo, M.R., Metodologia para Monitorização Batimétrica de Albufeiras. Relatório Interno, Instituto da Água Direcção de Serviços de Recursos Hídricos, Lisboa. Nicolau, R., 2002 Modelação e Mapeamento da Distribuição Espacial de Precipitação: Uma Aplicação a Portugal Continental. Tese de Doutoramento, Faculdade de Ciências e Tecnologia de Lisboa, Monte da Caparica.

38 ANEXOS ANEXO I Valores dos volumes e áreas para as diferentes cotas de armazenamento na albufeira de Campilhas. COTAS VOLUMES (dam 3 ) ÁREAS (ha)

39 EQUIPA DE HIDROGRAFIA (Ana Catarina Mariano) (Maria Teresa Álvares) (Maria Teresa Pimenta) (Sónia Fernandes)

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