P ROCEDIMENTOS PARA A ESTIMATIVA DA VAZÃO

A medição da vazão pode ser realizada por diferentes métodos: volumétrico, químico, estruturas hidráulicas (calhas e vertedores),

convencional, flutuadores e acústico. A escolha do método depende das condições disponíveis em cada caso.

Nesta pesquisa se fez o uso do método por flutuadores para as seções dos postos fluviométricos das sub-bacias estudadas: sub-bacia hidrográfica do Monjolo - SBHM, sub-bacia hidrográfica do Barro Preto - SBHBP, sub-bacia hidrográfica do Carro Quebrado - SBHCQ e sub-bacia hidrográfica do Engenho - SBHE.

O método de medição de vazão em seção fluvial por flutuadores é recomendado em casos cujos rios apresentam certas características, tais como: são pequenos (largura inferior a 10 metros), e/ou pedregosos, e/ou rasos (trechos com menos de 10 cm de altura da lamina d’água) (COLLISCHONN; TASSI, 2008).

Rios et al. (2011) realizaram um estudo comparativo de medição de vazão no Rio Dourados localizado no estado de Goiás, utilizando de diferentes métodos e técnicas: molinete hidrométrico, ADCP, Acoustic Doppler Velocimeters (ADV) e flutuadores. Neste trabalho concluíram que houve uma diferença de 3% entre o menor valor de vazão obtido (com molinete) e o maior (flutuador), e consideraram que este valor não é significante para se escolher uma técnica em detrimento de outra.

Os arroios Monjolo, Barro Preto, Carro Quebrado e Engenho da BHC apresentam características descritas anteriormente (pequenos, pedregosos e rasos). Os arroios em suas seções de estudo, variam de dois (Barro Preto) a sete (Engenho) metros em média de largura; a profundidade média pode variar entre 0,10 (Engenho) a 0,24 (Monjolo) metros em período de estiagem, e seus leitos são rochosos.

Portanto, levando em consideração tais características, e estudos comparativos entre métodos de medição de vazão, nas seções dos postos fluviométricos nos arroios da SBHM, SBHBP, SBHCQ e SBHE as medições de vazão foram realizadas utilizando-se do método de flutuadores, o qual é descrito a seguir.

Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT, por meio da NBR 13403, de junho de 1995, que fixa as condições exigíveis

para a identificação do método mais adequado para a medição de vazão em efluentes líquidos e corpos receptores, o método dos flutuadores consiste em um “método para determinação da velocidade, que consiste em observar-se o tempo necessário para um objeto flutuante deslocar-se em um trecho de comprimento conhecido.” (ABNT, 1995, p.2)

A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – Embrapa, em seu Comunicado Técnico 455 (2007), descreve o procedimento para medição da vazão de um rio utilizando o método do flutuador.

Seguindo os procedimentos indicados pela Embrapa, em campo, escolheu-se um trecho do rio que seja reto, e que não seja de águas paradas. Mediu-se a largura do rio e esticou-se uma corda, fixando-a às margens com estacas e deixando próxima da superfície da água, determinando uma seção transversal (BRASIL, 2007).

Utiliza-se um objeto flutuador (bola de borracha) para cronometrar o tempo que este leva para percorrer a distância de 15 (Monjolo) a 20 metros (Barro Preto, Carro Quebrado e Engenho) até passar pela seção do posto fluviométrico instalado em cada um dos rios. A medição de tempo foi repetida por pelo menos cinco vezes (o indicado é pelo menos três vezes), procurando soltar o flutuador em vários trechos do rio (pelo meio e próximo às duas margens).

Na seção procedeu-se com a medição da profundidade em vários pontos marcando-se em intervalos de 0,5 metros ao longo da corda ou fita métrica (Figura 3.4). Medindo a distância da margem esquerda a margem direita se se obtém a largura em metros para a seção. Calcula-se a área para cada intervalo de verticais (A1; A2; A3, A4, A5) da seção pela multiplicação de sua largura média pela profundidade (h1; h2; h3; h4; h5) (GRISON e KOBIYAMA, 2011) (Figura 3.5).

Figura 3.4 – Medição de profundidades em seção do posto fluviométrico da SBHCQ Fonte: autor, 2013.

Figura 3.5 – Exemplo hipotético de obtenção da área de verticais em seção de rio

A velocidade média é obtida a partir da soma dos tempos registrados para o flutuador percorrer a distância de 15 a 20 metros e dividida pelo total de marcações, e multiplicada pelo fator ou coeficiente de correção, 0,8 para rios com fundo rochosos. Este coeficiente permite a correção pelo fato de a água se deslocar mais rápido na superfície do que na porção do fundo do rio.

Este método é o descrito também por Pinto (1976), onde a vazão (Q em m3/s) de uma seção pode ser definida pelo volume de água que passa nessa seção na unidade de tempo. A vazão pode ser medida pelo

produto da área da seção (S em m2) pela velocidade média de escoamento da água que passa pela seção (V em m/s), assim:

Q = V.S (3.3)

Para medir a vazão nas seções dos postos fluviométricos das sub-bacias estudadas deu-se o seguinte procedimento: calculou-se a área de cada vertical (h) multiplicando pela velocidade média obtida (já com o coeficiente de correção considerado), o que resultou em uma vazão para cada subseção, e somou-se para se obter a vazão total da seção em cada medição.

As medições de vazão, nas seções dos quatro postos fluviométricos, ocorreu de agosto de 2012 a setembro de 2013 (Figura 3.6). Foram realizadas dezesseis medições. Ressalta-se que para o posto fluviométrico do Carro Quebrado, teve-se acesso a medições já realizadas pelo LabHidro da UNICENTRO (OLIVEIRA, 2011), o que possibilitou uma maior quantidade de dados para a determinação da curva-chave neste posto.

Figura 3.6 – Medição de vazão em seção no posto fluviométrico Monjolo – 20/09/2013

Para a caracterização do comportamento hidrológico de um curso d’água ou de uma bacia hidrográfica necessita-se de uma série de medições, que preferencialmente sejam feitas ao longo de alguns anos, e que esta permita acompanhar os vários processos que ocorrem na bacia, como as cheias e as estiagens (COLLISCHONN; TASSI, 2008).

Essas medições são, na sua maioria, procedimentos que requerem muito trabalho e podem ter custos elevados. Devido a isso, opta-se por realizar o registro dos níveis d’água, através de sensores ou réguas de nível (linimétricas) em uma determinada seção transversal do rio. Com o monitoramento e uma série de medições obtidas, determina-se uma relação entre os níveis d’água e suas vazões correspondentes. Essa relação é denominada de curva-chave ou curva de descarga (Figura 3.7) (GRISON; KOBIYAMA, 2011).

Figura 3.7 – Desenho esquemático de uma curva-chave hipotética Fonte: TUCCI; SILVEIRA, 2001.