ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA E MEIO AMBIENTE ENGENHARIA DE RECURSOS HÍDRICOS E DO MEIO AMBIENTE
EDUARDO COCHRANE NOVO
ANALISE DA VAZÃO MÁXIMA OUTORGÁVEL DA SUB-BACIA GUAPI-MACACU,RJ A PARTIR DAS VAZÕES MÍNIMAS Q7,10 E Q95 E GERAÇÃO DAS
CURVAS-CHAVE E SÉRIES DE VAZÕES DE SEUS POSTOS FLUVIOMÉTRICOS
NITERÓI, RJ 2019
EDUARDO COCHRANE NOVO
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Curso de Engenharia de Recursos Hídricos e do Meio Ambiente, da Universidade Federal Fluminense, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Recursos Hídricos e do Meio Ambiente.
Orientador (a):
Mônica de Aquino Galeano Massera da Hora, D. Sc.
NITERÓI, RJ 2019
RESUMO
A crescente demanda dos usos da água, o aumento populacional e a ocorrência de eventos climáticos extremos, coloca a disponibilidade hídrica em foco. Em diferentes lugares ao longo do mundo, a água já não se encontra de forma tão abundante quanto à décadas atrás. O abastecimento humano continua sendo a maior preocupação e a prioridade em politicas voltadas aos usos dos recursos hídricos, no entanto setores como indústria, agricultura e energia demandam grandes quantidades de água, além da manutenção de sistemas ambientas dependentes desse recurso natural. Todas essas questões evidenciam o conflito vivido atualmente quanto ao uso e aproveitamento hídrico, uma gestão integrada e sustentável são alicerces fundamentais para a manutenção qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos. A outorga hoje é um instrumento legal para a garantia dos diferentes usos da água a qual concede ao usuário solicitante o uso da água por tempo e volume determinado, seja para fins de captação ou lançamento de efluentes nos corpos d’águas. Foram geradas as curvas-chave e as séries de vazões diárias das estações fluviométricas no interior da Sub Bacia Hidrografica Guapi-Macacu. O estudo propõe uma nova Vazão Máxima Outorgável no valor de 30% de Q95 para asub bacia, localizada no estado do Rio de Janeiro. Resultado obtido través dos cálculos e analises das vazões mínimas Q7,10 e Q95, visando um cenário de escassez hídrica que garanta o uso integrado e sustentável da água na bacia.
PALAVRAS – CHAVE: Vazões mínimas, outorga, curva-chave, gestão dos recursos hídricos e curva de permanência.
ABSTRACT
The water uses increasing demand, population increase and increasing rates of extreme events, places water availability in focus. In different places across the globe, water is no longer as abundant as it was decades ago, human supply remains the biggest concern and priority in water resource policies. However sectors like industry, agriculture and energy demand large amounts of water, besides the maintenance of environmental systems dependent on this natural resource. All these issues highlight the current conflict regarding the use and exploitation of water, an integrated and sustainable management is a fundamental foundation for the qualitative and quantitative maintenance of water resources. The grant is now a legal instrument for guaranteeing the different uses of water in a river basin, which grants the user the use of water for the time and volume determined, either for capturing or launching effluents in the water bodies. For this study, key curves and station’s daily flows series were generated in the interior of the study basin. A new Maximum Flow Rate of 30% of Q95 is proposed for the Guapi-Macacu Subbasin, located in the state of Rio de Janeiro. Result obtained through calculations and analyzes of minimum flows Q7,10 and Q95, aiming at a scenario of water scarcity that guarantees the integrated and sustainable use of the water in the basin
KEY WORDS: Low Flow, grants, key curve, management of water resources and permanence curve.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Sub Bacia Guapi-Macacu rede de drenagem principal e rede de
monitoramento hídrico. ... 20 Figura 2: Diagrama rede de drenagem SBHGM com sua rede de monitoramento. ... 22
LISTA DE EQUAÇÕES Equação 1: ;...16 Equação 2: ;. ... ... ...17 Equação 3: ;...18 Equação 4: ; com R²=0,9998 ...18 Equação 5: ; com R²=0,9972...18 Equação 6: ;...18 Equação 7: ; ... ... ...18
LISTA DE TABELAS
Tabela 1:Relações auxiliares para a estimativa dos parâmetros da distribuição de Weibull (Adaptado de VON SPERLING, 2007).
Tabela 2: Estações presentes na SBHGM e porcentagem de falhas nas séries.
Tabela 3: Tabela de referência para o uso do solver.
Tabela 4: Período de dados e falhas diárias.Tabela 5: Equações das Curvas-Chave. Tabela 5: Equações das Curvas-Chave.
Tabela 6: Vazões mínimas Q7,10 e Q95.
Tabela 7: Diferença Percentual 70% de Q7,10 (Weibull) e Q95(diário e mensal). Tabela 8: Diferença Percentual 70% de Q7,10(Ponto de Plotagem) e Q95(diário e mensal).
Tabela 9: Resultados de 50% de Q7,10 pela distribuição estatística Weibull e ponto de plotagem e 35% e 30% de Q95 (diário e mensal).
Tabela 10: Diferença 50% de Q7,10(Weibull e pp) e 35% de Q95 (diário e mensal). Tabela 11: Diferença 50% de Q7,10(Weibull e pp) e 30% de Q95 (diário e mensal).
Sumário
1. Introdução ... 11
2. Objetivo ... 13
3. Fundamentação Teórica... 13
3.1. Concessão de outorgas no Brasil ... 13
3.2. Vazões de referência ... 14
3.2.1. Estimativa das Vazões de Referência... 15
3.2.2. Curva-Chave ... 15
3.2.3. Séries Históricas de Vazões ... 16
3.3. Distribuição de Probabilidade ... 17 3.3.1. Curva de Permanência (Q95) ... 17 3.3.2. Distribuição de Weibull (Q7,10) ... 17 4. Materiais e Métodos ... 19 4.1. Área de estudo ... 19 4.2. Levantamento de dados ... 20 4.2.1. Estações Fluviométricas ... 20 4.2.2. Séries Históricas ... 22 4.2.3. Medições de vazão ... 23
4.3. Traçado das Curvas-chave ... 23
4.4. Geração das Séries Históricas de Vazão ... 24
4.5. Cálculo das mínimas Q7,10 e Q95 ... 25
5. Resultados e discussão ... 25
5.1. Curvas-Chave ... 25
5.2. Vazões mínimas Q7,10 e Q95 ... 26
5.3. Calculo das Vazões de referências ... 27
6. Conclusões e recomendações ... 31
1. Introdução
O crescimento populacional, mudanças climáticas e o aumento dos usos dos recursos hídricos acarretaram na vulnerabilidade da segurança hídrica em bacias a nível mundial. É necessário adotar medidas apropriadas para minimizar a escassez de água, melhorar a qualidade e promover a partilha equitativa de recursos hídricos entre sociedade e natureza (KATTEL, 2019).
A Agência Europeia Ambiental estima que cerca de um terço do território da UE esteja exposto a condições de stress hídrico, permanente ou temporariamente. Países como Grécia, Portugal e Espanha já registram secas graves durante os meses de verão, mas a escassez de água também começa a ser um problema nas regiões setentrionais, incluindo partes do Reino Unido e Alemanha (EUROPEAN ENVIRONMENT AGENCY, 2018).
Para uma gestão eficaz da água e atendimento das demandas atuais e futuras de água doce, os recursos hídricos devem ser adequadamente gerenciados. É ideal que sejam considerados os aspectos sociais, como a aceitação pública, cultura e história regional, assim como aspectos econômicos, investimentos em infraestrutura e tecnologia de água, para o planejamento da proteção sustentável de ecossistemas naturais (SHEN e VARIS, 2000).
Na Europa, o esforço para controlar a qualidade das águas resultou na publicação da Directiva Quadro da Água, principal instrumento da política da União Europeia relativa à água, do Parlamento Europeu em 2000, com a apresentação de procedimento para proteção das águas superficiais continentais, das águas de transição, das águas costeiras e das águas subterrâneas, visando alcançar um bom estado para os mananciais no prazo de quinze anos, a partir de estabelecimento de metas progressivas (UNIÃO EUROPEIA, 2000).
Nos Estados Unidos, o Clean Water Act (CWA) estabelece a estrutura básica que regula os padrões de qualidade das águas superficiais. O CWA incorpora critérios de controle de qualidade para proteger ecossistemas aquáticos dos efeitos nocivos da alteração hidrológica. Um de seus programas, Water Quality Qtandards (WQS), em particular, inclui critérios de
qualidade da água para proteger usos designados que influenciem na vida aquática, e na saúde humana, a partir de critérios de concentrações máximas definidas de acordo com vazões mínimas específicas (EPA, 2017).
A gestão dos recursos hídricos no Brasil é embasada nos marcos nos marcos legais básicos do Código das Águas estabelecido pelo Decreto Federal 24.4643 de 1934, a Constituição Federal de 1988 e a Lei Federal 9.433, de 1997 intitulada Lei das Águas.
Como um instrumento da Política de Recursos Hídricos (Lei das águas) a outorga foi implantada para assegurar o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água pela sociedade brasileira. Garante ao usuário outorgado o direito de acesso à água, uma vez que regulariza o seu uso em uma bacia hidrográfica. A outorga trata-se de um ato administrativo facultado pelo poder público outorgante (União, estado ou Distrito Federal) o qual outorga ao requerente o direito de uso dos recursos hídricos pré-determinando o volume d’água a ser utilizado por um determinado tempo (BRASIL, 1997).
Dada a necessidade do conhecimento, e consequentemente, da formulação matemática para a definição desse volume de água e do intervalo de tempo associado, foram derivados do conceito de outorga, os termos vazão máxima outorgável (VMO), vazão ecológica e disponibilidade hídrica (HORA, 2012).
A partir da fundamentação dessas três variáveis, será
abordado nesse trabalho o estudo de caso da Sub Bacia Hidrográfica Guapi-Macacu (SBHGM) situada no estado do Rio de Janeiro, que como demostrado por UFF/FEC (2010) vive uma situação de estresse hídrico, onde se demanda mais água do que se tem disponível na bacia. O conflito hídrico na SBHGM se traduz por estar diretamente ligado ao abastecimento de 2,5 milhões de pessoas, possuir importância econômica na área de agricultura e estar localizado em seu interior o Polo Petroquímico do Estado do Rio de Janeiro (COMPERJ).
2. Objetivo
O presente trabalho propõe a adoção de um novo valor para a Vazão Máxima Outorgável, que auxilie em uma gestão mais equitativa entre os diferentes usos dos recursos hídricos e os ecossistemas aquáticos naturais. Além disso, busca demostrar a dificuldade vivida no Brasil e principalmente no estado do Rio de Janeiro quanto à gestão e monitoramento hídrico.
3. Fundamentação Teórica
3.1. Concessão de outorgas no Brasil
A primeira legislação elaborada para tratar da apropriação e uso das águas no Brasil foi o Código de Águas, Decreto Federal nº 24.643 de 1934 (BRASIL, 1934). Hoje a gestão de recursos hídricos do Brasil está baseada na Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), definida na Lei nº 9.433 de 1997, intitulada “Lei das Águas”. A PNRH implementou no Brasil princípios para a gestão integrada, cobrança pelos usos, reconhecendo os recursos hídricos como um bem dotado de valor econômico com o intuito de incentivar o uso consciente para a manutenção e preservação da disponibilidade hídrica (BRASIL, 1997). De acordo com ANA (2017) os usos da água no Brasil são principalmente para irrigação, abastecimento humano e animal, industrial, geração de energia, mineração, aquacultura, navegação, turismo e lazer.
A competência para a concessão da outorga ocorre de acordo com a dominialidade do corpo hídrico onde será realizada a captação ou o lançamento dos efluentes. Assim, para corpos hídricos de domínio federal, a emissão dos atos de outorga é atribuída a Agência Nacional das Águas (ANA ) e para águas de domínio dos estados ou do Distrito Federal, as solicitações deverão ser direcionadas aos órgãos estaduais de gestão de recursos hídricos (ANA, 2013). Segundo Santos e Cunha (2013), essa política descentralizada proposta é constituída por prerrogativas que visam um melhor aproveitamento da água.
A vazão máxima outorgável (VMO) é aquela disponível para o uso em um curso d’água, definida com base em análise de séries históricas de vazões
médias diárias ou mensais complementadas por estudos estatísticos, análise de frequência e, quando necessário, por regionalização de dados (UFF/FEC, 2010).
A VMO ou o volume a ser outorgado é determinado de acordo com as vazões de referência adotadas pelos órgãos gestores, respeitando a dominialidade dos corpos hídricos (SILVA et al., 2006).
No presente estudo serão utilizados como referência critérios para a concessão de outorgas do INEA, atual órgão estadual gestor dos recursos hídricos do Rio de Janeiro. Vale ressaltar que qualquer lei estatual deve ser de igual ou maior restrição que Leis Federais.
3.2. Vazões de referência
De acordo com Brandt et. al (2008), os indicadores de uso consuntivo são determinados com base em análises estatísticas de longas séries fluviométricas capazes de descrever a magnitude e a variação temporal das vazões e do regime hidrológico. Compreender a frequência e duração de eventos hidrológicos extremos é fundamental para a gestão eficiente dos recursos hídricos, sejam eles inundações ou secas (Kroll et al. ,2004).
O uso das vazões mínimas diárias ou mensais como vazão de referência para a definição de critérios para a concessão de outorga, em substituição às calculadas em base anual, pode representar um expressivo aumento da quantidade de água permissível para outorga, sem que isto signifique um aumento no risco de ocorrência de vazões que possam causar um comprometimento ambiental (Oliveira et al,2013).
Para Tasker (1987) as vazões mínimas são fundamentais no planejamento e projetos de abastecimento de água. A análise dos impactos ambientais, impactos econômicos, e a modelagem da qualidade da água do córrego contribuem para melhora do nível da compreensão dos sistemas hídricos de fluxo naturais e regulados.
O uso das vazões mínimas como referencial tende a assegurar a subsistência do ecossistema local, o que para Richter et al. (2003) é alcançada quando a integridade ecológica é protegida, ou seja, quando a diversidade
estrutural e a composição e o funcionamento natural dos ecossistemas afetados são mantidos. Essa vazão é denominada vazão ecológica, e não é fundamentada na legislação brasileira.
3.2.1. Estimativa das Vazões de Referência
Com base na RESOLUÇÃO CONAMA nº 357/2005 ,vazão de referência consiste na vazão atribuída à vazão máxima outorgável (BRASIL, 2005). Cardoso da Silva e Monteiro (2004) concluem que as vazões de referência mais utilizadas correspondem às vazões mínimas, que são responsáveis por indicar uma condição de escassez hídrica em um curso d’água.
Duas abordagens têm sido mais usadas nacionalmente como critério para definição de vazões de referência a Q7,10 e a Q95. A Q7,10 representa a estimativa da vazão média mais baixa durante um período de 7 dias consecutivos, com um intervalo médio de recorrência de 10 anos, obtida por meio do ajuste de uma distribuição estatística (Gumbel, Weibull ou outra) (Bof et al. ,2013). Q95 é a vazão mínima que é superada em 95% do tempo, sendo calculada de forma estatística a partir da curva de permanência de sua série histórica (Young et al. , 2000).
3.2.2. Curva-Chave
Existem diversos métodos para medir a descarga líquida de um curso de água. Salvo em alguns casos específicos não é possível, na prática, conhecer diretamente a vazão em um dado instante, sendo as medições demoras e caras. Para conhecer a vazão ao longo do tempo é estabelecida uma relação ligando a altura do nível d’água com a vazão, já que é muito mais fácil medir a referida altura. O conhecimento dessa relação (curva-chave) permite substituir a medição contínua das descargas por uma medição contínua do nível da água (cotas) (Tucci, 2009).
Para determinar as curvas-chaves (relação entre o nível da água de um rio e sua descarga líquida) é necessário conhecer um certo número de pares cota-vazão medidas em condições reais (Tucci, 2009).
A relação cota-descarga de uma seção permite calcular a descarga que corresponde a uma dada altura de água. Esta relação é determinada por uma representação aproximada do traçado da curva de calibragem, feita a partir dos resultados das medições na seção do rio e apoiada na análise dos parâmetros de escoamento. A relação cota-descarga é apresentada sob três formas, geralmente associada que são: a representação gráfica, a fórmula matemática e a tabela de calibragem (JACCON e CUDO,1989).
Na representação gráfica a relação h/Q é representada pela curva traçada em um sistema de eixos retangulares geralmente sob a forma h=f(Q). Toda relação h/Q pode ser representada, na sua totalidade ou trechos sucessivos, por expressões matemáticas. Sendo a mais comum, e utilizada no presente estudo a forma exponencial, que é descrita na Equação 1, onde é o nível da régua correspondente à vazão , é o nível para o qual a vazão é nula e e
são constantes determinadas para um local (JACCON e CUDO,1989).
O traçado da curva-chave é a parte mais importante e mais complexa da preparação das curvas de calibragem. O problema básico está em traçar uma curva que melhor se ajuste aos pontos plotados. É indispensável que ao serem plotadas as medições de vazão estejam identificadas por datas em uma tabela auxiliar ou no próprio gráfico (DNAEE, 1982).
Equação 1: ;
Em geral o número de medições é insuficiente e/ou a distribuição é inadequada e a curva de calibragem incompleta, ela deve então ser extrapolada em suas extremidades. A extrapolação logarítmica utilizada no presente estudo, é basicamente aplicar na parte superior e inferior da curva um ajuste de uma expressão matemática exponencial (como a da Equação 1) determinando graficamente o valor que retifica a parte superior da curva e extrapola a reta (JACCON e CUDO,1989).
3.2.3. Séries Históricas de Vazões
Para Alves (2013) a análise de tendências em séries históricas de vazão é extremamente importante para a gestão dos recursos hídricos. O conhecimento do regime hídrico em uma bacia hidrográfica é fundamental nos
estudos hidrológicos que servem como base para projetos de diferentes usos de água, sendo indispensável à gestão sustentável dos recursos hídricos (SANTOS et al., 2009).
É possível estimar as séries históricas de vazões das estações que apresentam apenas series históricas de nível de água a partir da sua respectiva equação da curva-chave, transformando-as de séries históricas de nível d’água, para séries históricas de vazão.
3.3. Distribuição de Probabilidade 3.3.1. Curva de Permanência (Q95)
A curva de permanência descreve a relação entre a vazão de um curso de água e a sua frequência de ocorrência ao longo do tempo. O procedimento para obter a curva para cada estação fluviométrica é baseado na análise da frequência associada a cada vazão, que é determinada organizando as séries temporais de vazão, em ordem decrescente e a determinação da frequência acumulada ( ) associado a cada valor da vazão, com base na Equação 2, em que é o número da ordem da vazão e é o número total de dados de vazão, que é igual ao número de dias ou meses nas séries históricas (Bof et. al, 2013).
Equação 2: ;
3.3.2. Distribuição de Weibull (Q7,10)
A distribuição Weibull é bastante adequada para o caso de vazões mínimas, por ser limitada inferiormente. No caso utiliza-se a distribuição Weibull com dois parâmetros, na qual a função de probabilidade acumuladas é dada pela Equação 3.
Seu resultado é obtido a partir da Q7 de cada ano que é feita a partir de uma série de vazões médias diárias, calculando-se a menor média móvel de sete dias consecutivos para cada ano da série (ANA, 2011).
Sejam e os parâmetros de forma e escala respectivamente e a vazão. A estimativa de e são feitas tendo por base o coeficiente, (CV =
desvio padrão/ média), da série de vazões mínimas Q7 e utilizando-se uma tabela auxiliar demonstrado de forma parcial na Tabela 1 (VON SPERLING, 2007).
De forma a facilitar os cálculos sem a necessidade da tabela auxiliar, utilizou-se as Equação 4 e Equação 5. Para suas formulações efetuou-se uma análise de regressão de e em função de . A qualidade dos ajustes se mostram válidas pelo coeficiente de determinação R². Com os valores de e
, calcula-se o valor de pela
Equação 6. Então uma vez estimados os parâmetros da distribuição de Weibull ( e ), pode-se calcular a vazão ( ) correspondente a um período de retorno , por meio da
Equação 7 (VON SPERLING, 2007).
Equação 3: ; Equação 4: ; com R²=0,9998 Equação 5: ; com R²=0,9972 Equação 6: ; Equação 7: ; 1/a A(a) CV 0,000 1,0000 0,0000 0,005 0,9971 0,0063 0,010 0,9943 0,0127 0,015 0,9915 0,0190 0,020 0,9888 0,0252 0,025 0,9861 0,0315 0,030 0,9835 0,0376 0,035 0,9809 0,0438 0,040 0,9784 0,0499 0,045 0,9759 0,0559 0,050 0,9711 0,0619 0,055 0,9687 0,0679 0,060 0,9664 0,0739 0,065 0,9641 0,0798 0,070 0,9619 0,0857 0,075 0,9597 0,0915 0,080 0,9575 0,0973 0,085 0,9554 0,1031 0,090 0,9433 0,1088 0,095 0,9467 0,1146
Tabela 1:Relações auxiliares para a estimativa dos parâmetros da distribuição de Weibull (Adaptado de VON SPERLING, 2007).
4. Materiais e Métodos 4.1. Área de estudo
O município de Guapimirim e parte dos municípios de Cachoeiras de Macacu, Itaboraí e São Gonçalo estão inseridos na sub bacia hidrográfica Guapi-Macacu (SBGM), que possui área de drenagem de cerca de 1257 km². A bacia é responsável pelo abastecimento dos municípios de Niterói, São Gonçalo, Paquetá e parte de Itaboraí envolvendo uma população de cerca de 2,5 milhões de habitantes (UFF/FEC, 2010).
A bacia é limitada ao norte e noroeste pela Serra dos Órgãos e seus contrafortes, ao nordeste pela Serra de Macaé de Cima, ao leste pela Serra da Botija e de Monte Azul e ao sul pela serra do Sambé e dos Garcias (MMA/IBAMA, 2001).
Do ponto de vista morfológico, encontram-se na bacia do rio Macacu, de montante à jusante, as escarpas e reversos da serra do Mar, seguidos de colinas e maciços costeiros e pequena área de tabuleiros costeiros e, finalmente, grandes áreas de planícies costeiras e modeladas de acomodação fluvial. (BENAVIDES et al., 2009).
A partir da construção do Canal de Imunana com o objetivo de drenar as áreas de baixada, frequentemente inundadas, o curso natural do rio Macacu foi desviado, unindo-se ao rio Guapimirim (UFF/FEC, 2010). O rio Macacu, maior da região, com sua nascente principal localizada à cerca de 1.700 m de altitude, desagua nos manguezais da Área de Proteção Ambiental (APA) de Guapimirim. O rio Guapimirim tem suas nascentes a 2.000 m altitude, e recebe as águas do Macacu ao final do canal de Imunana, desaguando na baía de Guanabara. O rio Guapiaçu, com nascentes a 1.200m de altitude, corre mais ou menos paralelo ao rio Macacu, até se encontrar com ele no início do canal Imunana (BENAVIDES et al., 2009).
Figura 1: Sub Bacia Guapi-Macacu rede de drenagem principal e rede de monitoramento hídrico.
4.2. Levantamento de dados 4.2.1. Estações Fluviométricas
O levantamento e analise de dados pluviométricos não foram acrescentados ao estudo, visto que as vazões de mínimas geradas para ao calculo da VMO tendem a traduzir um cenário de estiagem e seca intensa. Atualmente o monitoramento hídrico na Sub Bacia Hidrográfica Guapi-Macacu (SBHGM) é feito por uma rede de 12 estações fluviométricas segundo os inventários dos órgãos gestores de recursos hídricos na esfera nacional e estadual sendo respectivamente ANA e INEA.
No Brasil como a coleta de dados fluviométricos foi preponderantemente estabelecida pelos usuários de energia, as redes implementadas priorizaram locais com potencial de produção de energia hidroelétrica (ANA, 2013). Ainda assim a rede de monitoramento da SBHGM a coloca em um patamar de referência frente ao cenário nacional, mesmo esta não possuindo potencial para geração de energia hidroelétrica.
Essa posição de referência não evitou que a rede tivesse falhas, sucateamento e problemas de gestão ao longo dos anos. Dentre as estações
pertencentes à SBHGM, algumas apresentam períodos intermitentes de dados em suas séries históricas por conta de interrupções em suas manutenções ou retirados das mesmas. Situação que foi mitigada posteriormente com o repasse das estações para outros órgãos gestores e/ou instalação de novo equipamento na mesma secção do rio. Estão presentes na tabela 2 todas as estações fluviométricas no interior da bacia.
Nome da estação Código Rio Lat Lon Órgão
gestor
Anil 2242437 Anil -22,50 -42,85 INEA
Barragem da CEDAE 59248900 Canal de
Imunana -22,66 -42,93
INEA
Caboclo 2242440 Caboclo -22,49 -42,83 INEA
Cachoeiras de
Macacu 59235002 Macacu -22,48 -42,65
INEA
Duas Barras 59242000 Guapiaçu -22,46 -42,76 INEA
Guapimirim 2242439 Guapimiri
m -22,60 -42,96
INEA
Japuíba 59237000 Macacu -22,56 -42,69 INEA
Orindí 59245200 Iconha -22,55 -42,89 INEA
Parque Ribeira 59240000 Macacu -22,59 -42.74 ANA
Quizanga 59245002 Guapiaçu -22,56 -42,84 INEA
Soarinho 2242441 Soarinho -22,61 -42,67 INEA
Tatu 2242437 Tatu -22,62 -42,68 INEA
Tabela 2: Estações presentes na SBHGM e porcentagem de falhas nas séries históricas de vazão.
Dentre as 12 estações levantadas apenas uma é gerida pela ANA, e as outras onze pelo INEA. Essas onze são de competência desde 2014 do setor de Alerta de Cheias do órgão, onde receberam investimento e visibilidade decorrente os grandes índices de inundação no estado do Rio de Janeiro nos períodos chuvosos.
A estação Parque Ribeiro é a única do tipo convencional onde apresenta uma régua milimétrica na seção transversal do rio que é verificada diariamente por um observador contratado às sete horas e às dezessete horas. Já as outras onze estações que são geridas pelo INEA e são classificadas como estações automáticas que fazem a leitura do nível d’agua a partir de um limnígrafo automático a cada 15 minutos e enviadas via sinal telefônico (GPRS) para o banco de dados do INEA. Mesmo essas sendo estações automáticas,
apresentam réguas milimétricas nas seções do rio para calibração do equipamento e eventuais medições de vazão.
4.2.2. Séries Históricas
Para a aquisição das séries históricas das estações do INEA é necessário fazer um requerimento ao órgão, enquanto que para localizar estações é possível através do acesso ao site http://alertadecheias.inea.rj.gov.br. Em relação às estações da ANA, a localização e a aquisição dos dados é feita diretamente pelo Portal HidroWeb pertencente ao órgão.
Após a aquisição dos dados de cada estação foi verificado que somente a estação Parque Ribeira (59240000) possui uma série histórica diária de vazão. As outras onzes estações apresentam somente séries históricas de nível d’água, o que se faz necessário para a continuidade do estudo a geração das curvas-chave das mesmas para a transformação em séries históricas diárias de vazão.
Visto a proximidade da estação Barragem da CEDAE (59248900) com a baía de Guanabara e avaliação temporal da sua série histórica de nível, foi levantada a suspeita de ocorrência de remanso na seção. Consequentemente a estação foi excluída do estudo.
4.2.3. Medições de vazão
Para gerar curvas-chave das estações a quantificação das medições de vazão é peça fundamental para a plotagem do gráfico e posteriormente o traçado da curva. É necessário um número de medições que represente a variação temporal do fluxo de água na seção transversal do curso d’água, caracterizando os períodos de estiagem e cheia. E posteriormente a geração das séries históricas de nível d’água em séries de vazão a partir da equação da curva chave-encontrada para cada estação.
As estações Anil (2242437) e Caboclo (2242440) apresentam um número de medições incapazes de representar o comportamento hídrico na seção do rio, consequentemente não sendo possível o traçado de uma curva representativa para tais estações. Constatado isso as estações foram também excluídas do estudo.
4.3. Traçado das Curvas-chave
Para o traçado das curvas-chave, geração das respectivas equações exponenciais de cada estação e posteriormente adequação das séries de nível d’água para séries de vazão, foi utilizado o software Excel especificamente a ferramenta Solver.
Após a plotagem das medições em um gráfico bidimensional (x,y) é necessário a obtenção dos parâmetros e que podem ser encontrados por meio de regressão linear e o parâmetro por tentativa e erro. Etapas facilitadas pelo uso da ferramenta Solver, onde resultará um melhor traçado da curva e ajuste dos parâmetros de forma automática, que posteriormente foram refinados manualmente buscando uma melhor correlação entre a Qcalc e a Qobs. Tal processo segue as seguintes etapas:
Organização dos dados como exposto na Tabela 4; Estimar valores iniciais para os parâmetros , e ;
Cálculos na coluna “Qcalc (m³/s)” a partir da Equação
Cálculos dos desvios quadráticos entre vazões observadas e calculadas na coluna “(Qobs-Qcalc)² ” sendo a ultima célula a soma total das diferenças;
Inserir gráfico do tipo dispersão e plotar duas séries de dados, a primeira do tipo Qobs x h e a segunda do tipo Qcalc x h, sendo a segunda plotada no formato linha;
Utilizar a ferramenta Solver colocando como objetivo o valor mínimo para a soma total das diferenças quadráticas (ultima célula da coluna “(Qobs-Qcalc)²”), alterando os parâmetros , e e como restrição que h0 seja menor ou igual ao menor h medido;
Data (m) Qobs (m³/s) - Qcalc(m³/s) (Qcalc-Qobs)²
Tabela 3: Tabela de referência para o uso do solver.
4.4. Geração das Séries Históricas de Vazão
Como mencionado anteriormente às séries históricas das estações ANA estão em formato diário, resultado da média dos dois horários lidos na régua milimétrica no rio, já as estações do INEA não apresentam séries diárias já que o intervalo das medições é de 15 em 15 minutos.
Fez-se necessário para as estações do INEA a adequação de suas séries para o formato diário. A exemplo das estações ANA, o nível diário foi atribuído à média dos registros de nível as sete e às dezessete horas de cada dia.
Estação Código Falhas
Diárias Período Quantidade de meses com dados Guapimirim 2242439 40% 2016-2018 23 Orindí * 59245200 5% 1969-1978 2015-2018 139 Cachoeiras de Macacu * 59235002 2% 1931-1978 2015-2018 592 Duas Barras 59242000 6% 2014-2018 44 Japuíba * 59237000 21% 1976-1981 2014-2018 98
Quizanga * 59245002 4% 1969-1978 2016-2018 141 Soarinho 2242441 16% 2016-2018 23 Tatu 2242437 17% 2016-2018 24 Parque Ribeira 59240000 3% 1969-2018 581
Tabela 4: Período de dados e falhas diárias. *Séries com períodos intermitentes de dados
4.5. Cálculo das mínimas Q7,10 e Q95
Para o calculo das vazões mínimas foram usados apenas os postos com séries históricas de vazões a partir de dez anos de dados que são: Oríndi (59245200), Cachoeiras de Macacu (59235002), Japuíba (59237000), Quizanga (59245002) e Parque Ribeira (59240000).
Foram feitas estimativas das vazões de referências Q7,10 e Q95 segundo a distribuição probabilística de Weibull e curva de permanência, respectivamente. A Q95 pode ser estimada a partir das séries de dados diários ou mensais, no presente trabalho foram utilizadas as duas séries para analise e comparação de seus resultados. Para a Q7,10 foram analisados os resultados a partir do ajuste da distribuição de Weibull com de 10 anos denominada Q7,10 Weibull e também os valores encontrados através da leitura do gráfico de plotagem das vazões observadas para o de 10 anos denominada Q7,10 pp, esse valores foram encontrados através de interpolação linear.
5. Resultados e discussão 5.1. Curvas-Chave
Seguindo a metodologia da curva-chave e do seu traçado, descritas no item 3.2.2 e item 4.3 respectivamente as equações das curvas-chave foram geradas para as estações Guapimirim (2242439), Orindí (59245200), Cachoeiras de Macacu (59235002), Duas Barras (59242000), Japuíba (59237000), Quizanga (59245002), Soarinho (2242441), Caboclo (BE711318) e Tatu (2242437). Como explicado anteriormente as estações Anil (2242437),
Barragem da Cedae (59248900) e Parque Ribeira (59240000) não puderam, ou não se fez necessário o cálculo de suas respectivas curvas-chave.
Na Tabela 6 seguem as respectivas equações, as curvas-chave traçadas e as séries históricas de vazão geradas a partir da aplicação da equação das curvas-chave nas séries de nível d’água encontram-se no apêndice A.
Estação Código Equação da Curva R²
Guapimirim 2242439 Q = 0,786 x (h-0,000)2,96 0,986 Orindí 59245200 Q = 6,624 x (h-1,129)3,00 0,951 Cachoeiras de Macacu 59235002 Q = 17,20 x (h-0,550)3,00 0,836 Duas Barras 59242000 Q = 6,770 x (h-0,510)2,38 0,995 Japuíba 59237000 Q = 4,374 x (h-0,340)2,78 0,979 Quizanga 59245002 Q = 7,901 x (h-0,330)1,34 0,998 Soarinho 2242441 Q = 8,081 x (h-0,469)3,00 0,998 Tatu 2242437 Q = 1,496 x (h-0,254)2,02 0,999 Caboclo BE711318 Q = 4,528 x (h-0,143)1,45 0,977
Tabela 5: Equações das Curvas-Chave.
5.2. Vazões mínimas Q7,10 e Q95
Ressaltando que para o cálculo das vazões mínimas Q7,10( Weibull e ponto de plotagem) e Q95 (diário e mensal) foram usadas apenas as estações Oríndi (59245200), Cachoeiras de Macacu (59235002), Japuíba (59237000), Quizanga (59245002) e Parque Ribeira (59240000). Tendo seus resultados incluídos na Tabela 7.
As Q7 observadas, a memoria de cálculo das Q7 de acordo com seus tempos de recorrência, a distribuição de Weibull e o gráfico com as Q7 por pontos plotados e Q7,10 (Weibull) se encontram no Apêndice.
Estação Código Q7,10 Weibull (m³/s) Q7,10 Ponto de plotagem (m³/s) Q95 Diário (m³/s) Q95 Mensal (m³/s) Orindí 59245200 0,41 0,38 0,69 0,81 Cachoeiras de Macacu 59235002 0,51 1,47 2,08 2,28 Japuíba 59237000 0,35 0,13 0,51 1,01 Quizanga 59245002 1,18 1,90 2,74 3,22 Parque Ribeira 59240000 1,96 2,20 2,98 3,56
Tabela 6: Vazões mínimas Q7,10 e Q95.
5.3. Calculo das Vazões de referências
A partir das vazões mínimas calculadas, foram estimadas, a partir de variações percentuais das vazões de referência, a fim de encontrar o valor que melhor representasse a Vazão Máxima Outorgável (VMO) da Sub Bacia Hidrográfica Guapi-Macacu (SBHGM).
De acordo com a Resolução INEA Nº 171 de 27 de março de 2019 a vazão máxima outorgável no estado do Rio de Janeiro para usos de águas superficiais do curso d’água junto a seção de interesse muda sua vazão de referencia de 50% de Q7,10 prevista na portaria SERLA nº567 de 07 de maio de 2007 para a vazão de referência de 40% de Q95.
Segundo CPRM (2002) para a Sub Bacia 59 na qual a SBHGM está inserida, 70% de Q95 é uma boa aproximação para o valor de Q7,10. Visto isso foram feitas as aproximações de 70% de Q95 (diária e mensal) e realizadas as diferenças percentuais entre as Q7,10 a partir da aproximação estatística de Weibull, mostrados na Tabela 8.
O mesmo foi feito para a Q7,10 a partir do ponto de plotagem, com os resultados na Tabela 9.
Estação Código Q7,10 Weibull (m³/s) 70% de Q95 Diferença Percentual Diário (m³/s) Mensal (m³/s) Q7,10 – 70% Q95 diário Q7,10 – 70% Q95 mensal Orindí 59245200 0,41 0,49 0,57 17% 37% Cachoeiras de Macacu 59235002 0,51 1,46 1,60 187% 214% Japuíba 59237000 0,35 0,35 0,71 2% 104% Quizanga 59245002 1,18 1,92 2,25 62% 90% Parque Ribeira 59240000 1,96 2,09 2,49 6% 27%
Tabela 7: Diferença Percentual 70% de Q7,10 (Weibull) e Q95(diário e mensal).
Estação Código Q7,10 Ponto de Plotagem (m³/s) 70% de Q95 Diferença Percentual Diário (m³/s) Mensal (m³/s) Q7,10 – 70% Q95 diário Q7,10 – 70% Q95 mensal Orindí 59245200 0,38 0,49 0,57 29% 50% Cachoeiras de Macacu 59235002 1,47 1,46 1,60 1% 9% Japuíba 59237000 0,13 0,35 0,71 168% 434% Quizanga 59245002 1,90 1,92 2,25 1% 19% Parque Ribeira 59240000 2,20 2,09 2,49 5% 13%
Tabela 8: Diferença Percentual 70% de Q7,10(Ponto de Plotagem) e Q95(diário e mensal).
Referente às vazões Q7,10 da distribuição estatística Weibull, conclui-se que a menor diferença percentual encontrada foi entre Q7,10 (Weibull) e 70% de Q95(diário) da estação Japuíba (59237000) no valor de 2%, no entanto à nível mensal a estação Japuíba (59237000) obteve uma diferença de 104%, resultado que será discutido posteriormente. Para as outras estações a diferença variou entre 6% a 187 %.
Da Tabela 9 com as Q7,10 referentes ao ponto de plotagem, foi obtida uma diferença menor comparada a 70% de Q95 diária para as estação Cachoeiras de Macacu (Código) e Quizanga (Código) no valor de 1% e variou entre 5% e 168% nas outras estações.
Em busca do melhor ajuste entre Q7,10 e Q95 resultando em uma nova vazão outorgável para a SBHGM e baseada na antiga portaria SERLA que
previa a vazão de referência de 50% de Q7,10 para a VMO no estado do Rio de Janeiro foram feitas as aproximações de 50% de Q7,10 e comparadas as aproximações de 35% e 30% de Q95(diário e mensal) . A Tabela 10 cotem os resultados para as aproximações citadas.
Estação Código 50% de Q7,10 Ponto de plotagem (m³/s) 50% de Q7,10 Weibull (m³/s) 35% de Q95 30% de Q95 Diário (m³/s) Mensal (m³/s) Diário (m³/s) Mensal (m³/s) Orindí 59245200 0,19 0,21 0,24 0,21 0,21 0,81 Cachoeiras de Macacu 59235002 0,74 0,25 0,73 0,62 0,62 2,28 Japuíba 59237000 0,95 0,17 0,18 0,15 0,15 1,01 Quizanga 59245002 0,95 0,98 1,04 0,89 0,89 3,56 Parque Ribeira 59240000 1,10 0,59 0,96 0,82 0,82 3,22
Tabela 9: Resultados de 50% de Q7,10 pela distribuição estatística Weibull e ponto de plotagem e 35% e
30% de Q95 (diário e mensal).
A diferença percentual entre os valores de 50% de Q7,10 (Weibull e Ponto de Plotagem ) entre as duas aproximações de Q95 (diário e mensal) para 35% e 30% foram incluídas nas Tabelas 11 e 12.
Estação Código Diferença Percentual 50% de Q7,10 Weibul e 35% de Q95 diário 50% de Q7,10 Weibull e 35% de Q95 mensal Orindí 59245200 17% 37% Cachoeiras de Macacu 59235002 187% 214% Japuíba 59237000 2% 104% Quizanga 59245002 62% 90% Parque Ribeira 59240000 6% 27% Estação Código Diferença Percentual 50% de Q7,10 pp e 35% de Q95 diário 50% de Q7,10 pp e 35% Q95 mensal Orindí 59245200 29% 50% Cachoeiras de Macacu 59235002 1% 9% Japuíba 59237000 168% 434% Quizanga 59245002 1% 19% Parque Ribeira 59240000 5% 13%
Tabela 10: Diferença 50% de Q7,10(Weibull e pp) e 35% de Q95 (diário e mensal).
Estação Código Diferença Percentual 50% de Q7,10 Weibul e 30% de Q95 diário 50% de Q7,10 Weibull e 30% de Q95 mensal Orindí 59245200 1% 17% Cachoeiras de Macacu 59235002 146% 170% Japuíba 59237000 12% 75% Quizanga 59245002 39% 63% Parque Ribeira 59240000 9% 9% Estação Código Diferença Percentual 50% de Q7,10 pp e 30% de Q95 diário 50% de Q7,10 pp e 30% Q95 mensal Orindí 59245200 11% 29% Cachoeiras de Macacu 59235002 15% 7% Japuíba 59237000 129% 358% Quizanga 59245002 13% 2% Parque Ribeira 59240000 19% 3%
Tabela 11: Diferença 50% de Q7,10(Weibull e pp) e 30% de Q95 (diário e mensal).
A estação Orindí teve uma menor diferença entre 50%de que Q7,10 Weibull e 30% de Q95 diário com o valor de 11%. Parque Ribeira teve o melhor ajuste com diferença de 3% entre 50% de Q7,10 a partir do ponto plotado e 30% de Q95 mensal. Já Cachoeiras de Macacu e Quizanga obtiveram o melhor
ajuste entre 50% de Q7,10 a partir do ponto plotado com 35% de Q95 para valores diários.
A estação Japuíba registrou uma diferença de 2% entre a aproximação 50% de Q7,10 Weibull e 35% de Q95 diário, no entanto para todos os outros valores comparados a estão variou entre os valores de 12% a 434%. Pelas grandes variações nas diferenças realizadas, essa estação foi considerada com resultados suspeitos e inconclusivos, não sendo incluída na conclusão dos resultados do estudo.
De formar a corresponder a uma nova vazão máxima outorgável para a SBHGM, os resultados demonstram que a menor variação da diferença percentual ficou entre a vazão de referência de 50% de Q7,10 a partir do ponto de plotagem e a vazão de referência de 35% de Q95 a nível diário. Onde a diferença variou entre 1% a 29%.
6. Conclusões e recomendações
Conclui-se que a estimativa para uma nova vazão outorgável para os corpos hídricos presentes na SBHGM, baseada na diferença percentual das vazões de referência de Q7,10 e Q95, foi obtido o melhor ajusta entre 30% e 35% de Q95 com 50% de Q7,10, o que vai contra o atual valor da VMO do estado estipulada pelo órgão regulador em março de 2019 que prevê uma vazão de referencia de 40% de Q95 para a VMO. Evidenciando que hoje se outorga mais água do que se tem disponível, agravando a situação de escassez hídrica na região.
O estudo então propõe como nova Vazão Máxima Outorgável para SBHGM a vazão de referência de 30% de Q95. Pois constatou-se que as estações estudadas melhor se ajustaram entre os percentuais de 30% e 35% de Q95. Opta-se pela vazão de referência mais conservadora com valor percentual de 30% de Q95 visando uma gestão mais ecológica e que priorize os usos múltiplos das águas superficiais na bacia.
Para os resultados encontrados ressalta-se que as séries históricas das estações apresentam demasiadas falhas, e a interrupção de 30 anos em algumas séries históricas estudadas podem não representar de forma eficiente
o regime hídrico existente na bacia. No entanto a estação Parque Ribeira foi considerada modelo para o estudo, já que apresenta uma série histórica com 581 meses sem interrupções e contendo apenas com 3% de falhas diárias.
Essa estação então fundamenta o resultado encontrado no estudo que propôs a vazão de referencia de 30% de Q95 para a nova vazão máxima outorgável na SBHGM. Já que a estação obteve uma diferença percentual de apenas 3% entre 30% de Q95 mensal e 50% de Q7,10 a partir do ponto de plotagem já para diferença entre 35% de Q95 diário e 50% de Q7,10 a partir da distribuição de Weibull, obteve um valor de 5%.
O estudo se mostra relevante por equacionar curvas-chave para as estações com valores de R² próximos a 1,0, consistindo a geração das séries históricas de vazões a partir das séries de nível d’água. Além de propor a uma Vazão Máxima Outorgável menor que a prevista atualmente em lei para o uso consuntivo das águas superficiais da SBHGM, já que a Bacia hidrográfica da Baia de Guanabara, a qual a SBHGM está inserida, como mostrado em ANA (2019) está passando por períodos de insegurança hídrica, ou seja, a bacia não consegue atender a todos os usos antrópicos e ecológicos que lhe é demandada.
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Apêndice
B) Distribuição Weibull (Q7,10)
1. Cachoeiras de Macacu
Média (X) Des. Pad.(S) CV α A(α) β N Q7,10 CORR
3,08 2,623642 0,851 1,204496 0,937889 3,287251 52 0,507502 0,86388 Q TR m Q7(m3/s) Tr(Anos) Qcalc(m³/s) 1,45 10,6 1 1,11 53,00 0,12266717 1,47 10 2 1,39 26,50 0,21985392 1,51 8,83 3 1,42 17,67 0,31036335 4 1,43 13,25 0,39737274 5 1,45 10,60 0,48229996 6 1,51 8,83 0,56595447 7 1,51 7,57 0,64886572 8 1,57 6,63 0,73141299 9 1,57 5,89 0,81388691 10 1,59 5,30 0,89652237 11 1,62 4,82 0,97951784 12 1,67 4,42 1,06304737 13 1,71 4,08 1,14726863 14 1,74 3,79 1,23232852 15 1,8 3,53 1,31836728 16 1,86 3,31 1,40552165 17 1,86 3,12 1,49392744 18 1,9 2,94 1,58372172 19 1,94 2,79 1,67504476 20 1,97 2,65 1,76804187 21 2,02 2,52 1,8628652 22 2,05 2,41 1,95967558 23 2,06 2,30 2,05864446 24 2,18 2,21 2,15995603 25 2,28 2,12 2,2638096 26 2,29 2,04 2,37042225 27 2,3 1,96 2,48003196 28 2,31 1,89 2,59290125 29 2,39 1,83 2,70932143 30 2,45 1,77 2,82961781 31 2,45 1,71 2,95415596 32 2,58 1,66 3,0833493 33 2,6 1,61 3,21766861 34 2,61 1,56 3,35765387 35 2,87 1,51 3,5039292 36 2,96 1,47 3,65722212 37 3,08 1,43 3,81838848 38 3,31 1,39 3,98844534 39 3,31 1,36 4,16861518 40 3,32 1,33 4,36038623 41 3,41 1,29 4,56559681 42 3,42 1,26 4,78655606 43 3,67 1,23 5,02622179 44 4,92 1,20 5,2884714 45 5,01 1,18 5,57853147 46 5,55 1,15 5,90369277 47 5,73 1,13 6,27457462 48 6,26 1,10 6,70754037 49 6,26 1,08 7,22981351 50 6,58 1,06 7,89201195 51 7,27 1,04 8,80661495 52 18,2 1,02 10,3273484 Vazões mínimas:
Ponto de plotagem interpolado
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 Q7(m3/s) Qcalc(m³/s)
2. Quizanga
Média (X) Des. Pad.(S) CV α A(α) β N Q7,10 Correlação
Vazões mínimas: 3,02 1,515993 0,502 2,127612 0,88624 3,407655 13 1,183325 0,862431 m Q7(m3/s) Tr(Anos) Qcalc(m³/s) 1 1,76 14,00 1,00295226 2 2 7,00 1,41508145 3 2,17 4,67 1,74636225 4 2,23 3,50 2,042287 5 2,27 2,80 2,32125626 6 2,4 2,33 2,59394778 7 2,52 2,00 2,86841436 8 2,55 1,75 3,15233096 9 2,61 1,56 3,45472739 10 2,88 1,40 3,7883928 11 3,39 1,27 4,17494997 12 5,49 1,17 4,65957524 13 6,99 1,08 5,37701138 Q TR 1,76 14,00 1,90 10 2,00 7,00
Ponto de plotagem interpolado
0 1 2 3 4 5 6 7 8 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 Q7,10 Qcalc(m³/s)
3. Parque Ribeira
Média (X) Des. Pad.(S) CV α A(α) β N Q7,10Correlação
Vazões mínimas: 3,12 0,865438 0,277 4,03078 0,909149 3,430459 50 1,962852 0,992101 m Q7(m3/s) Tr(Anos) Qcalc(m³/s) 1 1,15 51,00 1,296536141 2 1,52 25,50 1,543655509 Q TR 3 1,53 17,00 1,711348775 2,20 10,20 4 2,03 12,75 1,842703432 2,20 10 5 2,2 10,20 1,952714201 2,20 8,50 6 2,2 8,50 2,048539595 7 2,2 7,29 2,134206338 8 2,34 6,38 2,21222526 9 2,36 5,67 2,28427798 10 2,37 5,10 2,351551956 11 2,43 4,64 2,414920821 12 2,46 4,25 2,475048893 13 2,49 3,92 2,532455345 14 2,56 3,642857 2,587555493 15 2,57 3,40 2,640688411 16 2,62 3,19 2,692136019 17 2,65 3,00 2,742136659 18 2,66 2,83 2,790894995 19 2,73 2,68 2,838589411 20 2,73 2,55 2,885377656 21 2,9 2,43 2,931401245 22 2,91 2,32 2,976788969 23 2,91 2,22 3,021659766 24 2,95 2,13 3,06612512 25 3 2,04 3,110291138 26 3,03 1,96 3,154260404 27 3,06 1,89 3,19813369 28 3,16 1,821429 3,242011617 29 3,19 1,76 3,285996323 30 3,22 1,70 3,330193218 31 3,39 1,65 3,374712902 32 3,43 1,59 3,419673359 33 3,53 1,55 3,465202525 34 3,56 1,50 3,511441414 35 3,68 1,46 3,558548016 36 3,68 1,42 3,606702273 37 3,73 1,38 3,656112607 38 3,83 1,34 3,707024666 39 3,84 1,31 3,75973336 40 3,85 1,28 3,814599846 41 3,89 1,24 3,872076242 42 3,93 1,214286 3,932742813 43 4 1,19 3,997366212 44 4,01 1,16 4,066995175 45 4,12 1,13 4,14312739 46 4,36 1,11 4,228023406 47 4,46 1,09 4,325359873 48 4,73 1,06 4,441796781 49 4,83 1,04 4,591662192 50 4,96 1,02 4,817988309
Ponto de plotagem interpolado
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 Q7(m3/s) Série2
4. Orindí
Média (X) Des. Pad.(S) CV α A(α) β N Q7,10 Correlação
Vazões mínimas: 0,79 0,295248 0,371 2,943216 0,894209 0,888796 13 0,413755 0,968679 m Q7(m3/s) Tr(Anos) Qcalc(m³/s) 1 0,285 14,00 0,367132159 2 0,445 7,00 0,470863321 3 0,486 4,67 0,548191971 4 0,621 3,50 0,613869816 5 0,691 2,80 0,673400374 6 0,726 2,33 0,729699537 7 0,886 2,00 0,784729981 8 0,9 1,75 0,840139335 9 0,949 1,56 0,897654445 10 0,963 1,40 0,959520938 11 0,97 1,272727 1,029337006 12 1 1,17 1,11438617 13 1,41 1,08 1,235934317 Q TR 0,29 14,00 0,376 10 0,45 7,00 Ponto de plotagem interpolado 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 Q7(m3/s) Qcalc(m³/s)
5. Japuíba
Média (X) Des. Pad.(S) CV α A(α) β N Q7,10 Correlação
Vazões mínimas: 2,54 2,330457 0,919 1,108562 0,960357 2,640269 11 0,346766 0,986511 m Q7(m3/s) Tr(Anos) Qcalc(m³/s) 1 0,101 12,00 0,291791355 2 0,195 6,00 0,568686544 3 0,648 4,00 0,858124113 4 0,932 3,00 1,169486244 5 2,2 2,40 1,51188984 6 2,45 2,00 1,896975618 7 2,7 1,71 2,341775503 8 3,23 1,5 2,874039397 9 6,27 1,33 3,544962384 10 6,63 1,20 4,468111629 11 9,8 1,09 6,00129858 Q TR 0,20 6,00 0,132 10 0,10 12,00 Ponto de plotagem interpolado 0 2 4 6 8 10 12 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Q7(m3/s) Qcalc(m³/s)
C) Curvas de Permanência 1. Orindí (Diário) 2. Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,26 99 0,46 98 0,542 97 0,64 96 0,65 95 0,694 94 0,739 93 0,782 92 0,828 91 0,86 90 0,9 89 0,929 88 0,96 87 0,996 86 1,03 85 1,05 84 1,09 83 1,11 82 1,14 81 1,17 80 1,2 79 1,24 78 1,25 77 1,3 76 1,31 75 1,32 74 1,37 73 1,4 72 1,43 71 1,44 70 1,48 69 1,51 68 1,54 67 1,57 66 1,6 65 1,61 64 1,66 63 1,67 62 1,7 61 1,73 60 1,76 59 1,77 58 1,79 57 1,82 56 1,85 55 1,89 54 1,9 53 1,94 52 1,97 51 2,01 50 2,03 49 2,07 48 2,14 47 2,14 46 2,19 45 2,26 44 2,28 43 2,34 42 2,37 41 2,44 40 2,49 39 2,52 38 2,59 37 2,6 36 2,67 35 2,7 34 2,77 33 2,83 32 2,87 31 2,93 30 2,98 29 3,04 28 3,1 27 3,18 26 3,27 25 3,32 24 3,4 23 3,44 22 3,52 21 3,62 20 3,67 19 3,77 18 3,87 17 3,98 16 4,05 15 4,21 14 4,38 13 4,54 12 4,74 11 4,87 10 5,02 9 5,18 8 5,46 7 5,72 6 6,1 5 6,48 4 7,21 3 7,99 2 9,39 1 56,5 59245200 (07/1969 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%)50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 56,5 54,5 52,5 50,5 48,5 46,5 44,5 42,5 40,5 38,5 36,5 34,5 32,5 30,5 28,5 26,5 24,5 22,5 20,5 18,5 16,5 14,5 12,5 10,5 8,5 6,5 4,5 2,5 0,5
1.1. Orindí (Mensal) Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,397 99 0,502 98 0,691 97 0,723 96 0,771 95 0,809 94 0,867 93 0,953 92 0,992 91 1,01 90 1,08 89 1,14 88 1,15 87 1,16 86 1,18 85 1,2 84 1,23 83 1,29 82 1,32 81 1,37 80 1,42 79 1,43 78 1,45 77 1,47 76 1,51 75 1,52 74 1,52 73 1,54 72 1,56 71 1,61 70 1,66 69 1,68 68 1,69 67 1,7 66 1,72 65 1,74 64 1,81 63 1,86 62 1,87 61 1,88 60 1,93 59 1,94 58 1,98 57 1,99 56 2,01 55 2,08 54 2,18 53 2,21 52 2,24 51 2,28 50 2,32 49 2,37 48 2,38 47 2,39 46 2,43 45 2,49 44 2,53 43 2,7 42 2,75 41 2,81 40 2,85 39 2,87 38 2,88 37 2,91 36 2,93 35 3,01 34 3,04 33 3,07 32 3,13 31 3,18 30 3,2 29 3,24 28 3,3 27 3,31 26 3,44 25 3,51 24 3,54 23 3,57 22 3,74 21 3,83 20 3,92 19 3,93 18 3,94 17 3,98 16 4,08 15 4,26 14 4,33 13 4,54 12 4,61 11 4,67 10 4,74 9 5,02 8 5,12 7 5,27 6 5,29 5 5,37 4 5,5 3 5,86 2 6,34 1 8,37 59245200 (07/1969 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 8,4 7,4 6,4 5,4 4,4 3,4 2,4 1,4
2. Cachoeiras de Macacu (Diário) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,70 99 1,57 98 1,73 97 1,85 96 1,96 95 2,08 94 2,15 93 2,27 92 2,34 91 2,45 90 2,56 89 2,63 88 2,75 87 2,80 86 2,93 85 3,00 84 3,10 83 3,16 82 3,25 81 3,35 80 3,40 79 3,50 78 3,55 77 3,62 76 3,70 75 3,79 74 3,86 73 3,92 72 4,00 71 4,10 70 4,19 69 4,30 68 4,36 67 4,47 66 4,55 65 4,66 64 4,75 63 4,84 62 4,94 61 5,04 60 5,14 59 5,22 58 5,28 57 5,40 56 5,50 55 5,60 54 5,70 53 5,76 52 5,88 51 6,00 50 6,10 49 6,16 48 6,26 47 6,39 46 6,50 45 6,60 44 6,70 43 6,83 42 6,94 41 7,04 40 7,20 39 7,32 38 7,48 37 7,69 36 7,80 35 7,90 34 8,05 33 8,21 32 8,34 31 8,51 30 8,69 29 8,88 28 9,05 27 9,28 26 9,45 25 9,65 24 9,90 23 10,10 22 10,50 21 10,80 20 11,10 19 11,50 18 11,80 17 12,20 16 12,60 15 13,00 14 13,60 13 14,20 12 14,70 11 15,30 10 16,00 9 17,00 8 17,90 7 18,90 6 20,00 5 21,40 4 23,70 3 26,00 2 29,90 1 89,00 59235002 (12/1931 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 89,0 84,0 79,0 74,0 69,0 64,0 59,0 54,0 49,0 44,0 39,0 34,0 29,0 24,0 19,0 14,0 9,0 4,0
2.1. Cachoeiras de Macacu (Mensal) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 1,34 99 1,79 98 1,96 97 2,15 96 2,22 95 2,28 94 2,45 93 2,55 92 2,63 91 2,83 90 2,93 89 3,06 88 3,13 87 3,23 86 3,33 85 3,41 84 3,52 83 3,63 82 3,74 81 3,85 80 3,88 79 3,98 78 4,05 77 4,15 76 4,2 75 4,29 74 4,37 73 4,46 72 4,55 71 4,59 70 4,67 69 4,7 68 4,81 67 4,9 66 4,97 65 5,06 64 5,19 63 5,23 62 5,34 61 5,48 60 5,65 59 5,75 58 5,81 57 5,88 56 6,03 55 6,2 54 6,28 53 6,4 52 6,47 51 6,54 50 6,71 49 6,79 48 6,9 47 6,98 46 7,15 45 7,27 44 7,4 43 7,52 42 7,61 41 7,75 40 7,91 39 8,01 38 8,11 37 8,21 36 8,31 35 8,4 34 8,6 33 8,71 32 8,83 31 8,91 30 9,1 29 9,34 28 9,53 27 9,6 26 9,83 25 9,94 24 10,3 23 10,5 22 11 21 11,2 20 11,4 19 11,7 18 11,9 17 12,1 16 12,3 15 12,6 14 12,8 13 13,2 12 13,5 11 14 10 14,5 9 15,3 8 15,9 7 16,4 6 17,9 5 18,8 4 19,7 3 21,9 2 23,1 1 30,2 59235002 (12/1931 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 30,2 29,2 28,2 27,2 26,2 25,2 24,2 23,2 22,2 21,2 20,2 19,2 18,2 17,2 16,2 15,2 14,2 13,2 12,2 11,2 10,2 9,2 8,2 7,2 6,2 5,2 4,2 3,2 2,2
3. Quizanga(Diário) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 1,2 99 2,19 98 2,3 97 2,47 96 2,63 95 2,74 94 2,81 93 2,9 92 2,98 91 3,1 90 3,18 89 3,32 88 3,46 87 3,56 86 3,64 85 3,75 84 3,85 83 3,93 82 4,05 81 4,1 80 4,25 79 4,36 78 4,44 77 4,6 76 4,65 75 4,8 74 4,9 73 5 72 5,18 71 5,26 70 5,37 69 5,47 68 5,6 67 5,76 66 5,8 65 5,96 64 6,06 63 6,24 62 6,35 61 6,48 60 6,67 59 6,76 58 6,96 57 7,06 56 7,1 55 7,25 54 7,31 53 7,48 52 7,66 51 7,79 50 7,92 49 8,13 48 8,33 47 8,43 46 8,6 45 8,66 44 8,76 43 8,92 42 9,09 41 9,31 40 9,54 39 9,7 38 9,86 37 9,97 36 10,2 35 10,4 34 10,7 33 10,7 32 11 31 11,3 30 11,4 29 11,7 28 12 27 12,2 26 12,5 25 12,8 24 13,1 23 13,4 22 13,7 21 14,2 20 14,4 19 14,9 18 15,2 17 15,6 16 16,1 15 16,7 14 17,1 13 18,2 12 19,2 11 20,5 10 21,7 9 22,9 8 24,2 7 25,8 6 27,6 5 30,4 4 33,6 3 38,9 2 46,5 1 126 59245000 (07/1969 - 04/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 126,0 121,0 116,0 111,0 106,0 101,0 96,0 91,0 86,0 81,0 76,0 71,0 66,0 61,0 56,0 51,0 46,0 41,0 36,0 31,0 26,0 21,0 16,0 11,0 6,0
3.1. Quizanga(Mensal) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 2,5 99 2,67 98 2,95 97 3 96 3,08 95 3,22 94 3,29 93 3,36 92 3,4 91 3,54 90 3,61 89 3,85 88 4,33 87 4,46 86 4,64 85 4,7 84 4,72 83 4,79 82 4,92 81 5,04 80 5,13 79 5,13 78 5,18 77 5,31 76 5,38 75 5,57 74 5,67 73 5,84 72 5,95 71 6,07 70 6,15 69 6,21 68 6,44 67 6,93 66 7,1 65 7,31 64 7,39 63 7,49 62 7,52 61 7,53 60 7,77 59 7,96 58 7,99 57 8,18 56 8,18 55 8,48 54 8,85 53 9,05 52 9,11 51 9,16 50 9,22 49 9,36 48 9,44 47 9,56 46 9,82 45 10 44 10,2 43 10,4 42 10,9 41 11,1 40 11,4 39 11,7 38 12 37 12 36 12,2 35 12,3 34 12,5 33 12,6 32 12,7 31 12,8 30 12,9 29 13,2 28 13,3 27 13,4 26 13,6 25 13,8 24 14 23 14,1 22 15,1 21 15,7 20 15,9 19 16,1 18 16,3 17 16,6 16 16,7 15 17,8 14 19,2 13 19,8 12 20,2 11 20,6 10 21,3 9 21,6 8 22,2 7 22,9 6 23,2 5 23,6 4 25,1 3 26,8 2 30,5 1 33 59245000 (07/1969 - 04/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 33,0 32,0 31,0 30,0 29,0 28,0 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0
4. Japuíba (Diário) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,083 99 0,219 98 0,277 97 0,343 96 0,42 95 0,506 94 0,603 93 0,674 92 0,79 91 0,945 90 1,06 89 1,21 88 1,38 87 1,5 86 1,83 85 2,02 84 2,27 83 2,44 82 2,52 81 2,61 80 2,7 79 2,75 78 2,79 77 2,88 76 2,97 75 3,07 74 3,16 73 3,21 72 3,26 71 3,37 70 3,37 69 3,47 68 3,58 67 3,63 66 3,68 65 3,79 64 3,91 63 4,02 62 4,14 61 4,25 60 4,37 59 4,5 58 4,62 57 4,75 56 4,88 55 5,14 54 5,28 53 5,42 52 5,56 51 5,7 50 5,99 49 6,14 48 6,29 47 6,45 46 6,61 45 6,61 44 6,76 43 6,93 42 6,93 41 7,09 40 7,26 39 7,43 38 7,6 37 7,6 36 7,77 35 7,95 34 8,13 33 8,31 32 8,68 31 8,87 30 9,06 29 9,26 28 9,66 27 9,86 26 10,1 25 10,3 24 10,5 23 10,7 22 10,9 21 11,1 20 11,4 19 11,8 18 12,3 17 12,5 16 12,5 15 13 14 13,2 13 13,7 12 14,2 11 15 10 15,9 9 16,7 8 17,3 7 18,5 6 19,7 5 21,2 4 23,1 3 28,1 2 34,8 1 171 59237000 (04/1976 - 04/2018, Série Completa) Permanência (%)50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 170,5 165,5 160,5 155,5 150,5 145,5 140,5 135,5 130,5 125,5 120,5 115,5 110,5 105,5 100,5 95,5 90,5 85,5 80,5 75,5 70,5 65,5 60,5 55,5 50,5 45,5 40,5 35,5 30,5 25,5 20,5 15,5 10,5 5,5 0,5
4.1. Japuíba (Mensal) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,272 99 0,272 98 0,346 97 0,389 96 0,716 95 1,01 94 1,23 93 1,46 92 1,51 91 1,71 90 1,84 89 1,84 88 2,03 87 2,08 86 2,12 85 2,4 84 2,7 83 2,81 82 2,89 81 2,94 80 3,02 79 3,1 78 3,17 77 3,29 76 3,39 75 3,46 74 3,49 73 3,55 72 3,71 71 3,85 70 4,01 69 4,16 68 4,21 67 4,22 66 4,29 65 4,38 64 4,44 63 4,51 62 4,63 61 4,68 60 4,83 59 4,92 58 4,93 57 5,02 56 5,13 55 5,23 54 5,47 53 5,88 52 6,23 51 6,46 50 6,61 49 6,86 48 6,89 47 7,06 46 7,19 45 7,39 44 7,58 43 7,62 42 7,64 41 7,68 40 7,7 39 7,7 38 7,74 37 7,83 36 8,12 35 8,31 34 8,41 33 8,54 32 8,63 31 8,81 30 9,48 29 9,62 28 10 27 10,2 26 10,6 25 11 24 11,2 23 11,4 22 11,6 21 12,1 20 13,2 19 13,2 18 13,3 17 13,5 16 13,9 15 14,5 14 15,2 13 15,8 12 16,1 11 16,2 10 16,4 9 16,4 8 16,4 7 16,7 6 18,6 5 20 4 20,8 3 21,9 2 24,8 1 31,9 59237000 (04/1976 - 04/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 31,9 30,9 29,9 28,9 27,9 26,9 25,9 24,9 23,9 22,9 21,9 20,9 19,9 18,9 17,9 16,9 15,9 14,9 13,9 12,9 11,9 10,9 9,9 8,9 7,9 6,9 5,9 4,9 3,9 2,9 1,9 0,9
5. Parque Ribeira (Diário) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 0,934 99 2,14 98 2,45 97 2,69 96 2,87 95 2,98 94 3,09 93 3,2 92 3,31 91 3,43 90 3,54 89 3,66 88 3,72 87 3,82 86 3,87 85 3,97 84 4,06 83 4,15 82 4,22 81 4,33 80 4,38 79 4,47 78 4,53 77 4,62 76 4,73 75 4,78 74 4,86 73 4,96 72 5,03 71 5,11 70 5,19 69 5,28 68 5,36 67 5,46 66 5,52 65 5,6 64 5,73 63 5,79 62 5,9 61 6,02 60 6,07 59 6,18 58 6,22 57 6,35 56 6,41 55 6,5 54 6,64 53 6,72 52 6,82 51 6,95 50 7,08 49 7,18 48 7,29 47 7,44 46 7,55 45 7,68 44 7,78 43 7,95 42 8,11 41 8,26 40 8,38 39 8,53 38 8,72 37 8,82 36 9,03 35 9,16 34 9,35 33 9,51 32 9,7 31 9,89 30 10,1 29 10,3 28 10,5 27 10,8 26 11 25 11,2 24 11,5 23 11,7 22 12 21 12,2 20 12,6 19 13 18 13,4 17 13,8 16 14,2 15 14,7 14 15,2 13 15,9 12 16,6 11 17,4 10 18,1 9 19,1 8 20,4 7 21,9 6 23,6 5 25,8 4 28,1 3 32,1 2 37,9 1 195 59240000 (07/1969 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 194,5 184,5 174,5 164,5 154,5 144,5 134,5 124,5 114,5 104,5 94,5 84,5 74,5 64,5 54,5 44,5 34,5 24,5 14,5 4,5
5.1 Parque Ribeira (Mensal) Curva ===== Série Completa Perm. (%) Vazão (m3/s) 100 1,54 99 2,63 98 3,02 97 3,26 96 3,37 95 3,56 94 3,72 93 3,91 92 3,98 91 4,05 90 4,17 89 4,26 88 4,42 87 4,52 86 4,56 85 4,7 84 4,77 83 4,85 82 5,01 81 5,07 80 5,18 79 5,23 78 5,34 77 5,47 76 5,52 75 5,6 74 5,68 73 5,79 72 5,93 71 5,99 70 6,12 69 6,22 68 6,32 67 6,4 66 6,47 65 6,65 64 6,77 63 6,91 62 7,03 61 7,11 60 7,22 59 7,27 58 7,35 57 7,41 56 7,54 55 7,6 54 7,66 53 7,78 52 7,89 51 8,11 50 8,15 49 8,24 48 8,29 47 8,36 46 8,49 45 8,83 44 9,03 43 9,25 42 9,41 41 9,53 40 9,82 39 9,96 38 10,1 37 10,2 36 10,3 35 10,5 34 10,6 33 10,8 32 11,1 31 11,2 30 11,3 29 11,5 28 11,8 27 12,1 26 12,5 25 12,8 24 13,1 23 13,2 22 13,5 21 13,8 20 14 19 14,2 18 14,4 17 14,5 16 14,8 15 15,2 14 15,3 13 15,8 12 16,3 11 16,9 10 17,7 9 18,4 8 19,2 7 19,6 6 20,5 5 21,8 4 23 3 24,8 2 28,1 1 48,1 59240000 (07/1969 - 07/2018, Série Completa) Permanência (%)50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 V az ão ( m 3/ s) 48,1 46,1 44,1 42,1 40,1 38,1 36,1 34,1 32,1 30,1 28,1 26,1 24,1 22,1 20,1 18,1 16,1 14,1 12,1 10,1 8,1 6,1 4,1 2,1
