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PLANO DE TRABALHO REFRENTE AO LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO E ESTUDO FLUVIOMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO
HIDRELÉTRICO UHE BAIXO IGUAÇU
SERRANÓPOLIS DO IGUAÇU/PR – MATELÂNDIA/PR – CÉU AZUL/PR – CAPANEMA/PR – REALEZA/PR – CAPITÃO
LEÔNIDAS MARQUES/PR
CURITIBA/PR, OUTUBRO DE 2017
PLANO DE TRABALHO REFERENTE AO LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO E ESTUDO FLUVIOMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO
HIDRELÉTRICO UHE BAIXO IGUAÇU.
SERRANÓPOLIS DO IGUAÇU/PR – MATELÂNDIA/PR – CÉU AZUL/PR - CAPANEMA/PR – REALEZA/PR – CAPITÃO
LEÔNIDAS MARQUES/PR
CONTRATANTE:
ELABORAÇÃO E RESPONSABILIDADE:
EQUIPE TÉCNICA
Coordenação Geral
André Luciano Malheiros, MSc. Eng. Civil – CREA PR-67038/D
Helder Rafael Nocko, MSc. Eng. Ambiental – CREA PR-
86285/D
Equipe de Consultores
Wallington Felipe de Almeida Eng. Ambiental – CREA PR-
158973/D
Equipe de Apoio
Paulo Roberto Minin Junior CPF: 064.816.159-50
DIVULGAÇÃO RESTRITA
APRESENTAÇÃO
Apresentamos ao Consórcio Empreendedor Baixo Iguaçu, o presente PLANO
DE TRABALHO referente ao “LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO E ESTUDO
FLUVIOMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO
APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO UHE BAIXO IGUAÇU”.
EnvEx Engenharia e Consultoria S/S LTDA EPP
PLANO DE TRABALHO REFERENTE AO LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO E ESTUDO FLUVIOMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO
HIDRELÉTRICO UHE BAIXO IGUAÇU
EnvEx Engenharia e Consultoria S /S Ltda EPP | CNPJ 08 .418.789/0001 -07
Rua Doutor Jorge Meyer F i lho, 93 – Jard im Botânico | CEP 80210 -190 | Cur i t iba – PR Tel : (41)3053 -3487 | envex@envexengenhar ia .com.br | www.envexengenhar ia .com.br
SUMÁRIO
SUMÁRIO ......................................................................................................................................................4
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................................................6
LISTA DE TABELAS .....................................................................................................................................7
1. Introdução .............................................................................................................................................8
2. Área de Estudo .....................................................................................................................................9
3. Locais de Monitoramento .................................................................................................................. 11
3.1. Monitoramento de Vazões Líquidas e Sólidas ........................................................................... 11 3.2. Levantamento Topobatimétrico .................................................................................................. 13
4. Descrição dos trabalhos em cada estação de monitoramento ......................................................... 15
4.1. Estações Fluviométricas ............................................................................................................. 15 4.1.1. Estação UHE Baixo Iguaçu Montante I .............................................................................. 15 4.1.2. Estação UHE Baixo Iguaçu Montante II ............................................................................. 15 4.1.3. Estação Barra do Sarandi .................................................................................................. 16 4.1.4. Estação Rio Monteiro ......................................................................................................... 16 4.1.5. Estação Rio Gonçalves Dias .............................................................................................. 16 4.1.6. Estação UHE Baixo Iguaçu Jusante I................................................................................. 17 4.1.7. Estação UHE Baixo Jusante II ........................................................................................... 17
4.2. Seções Batimétricas à Jusante .................................................................................................. 17 4.2.1. Seção 1 ............................................................................................................................... 17 4.2.2. Seção 2 ............................................................................................................................... 18 4.2.3. Seção 3 ............................................................................................................................... 19 4.2.4. Seção 4 ............................................................................................................................... 20 4.2.5. Seção 5 e 6 ......................................................................................................................... 21 4.2.6. Seção 7 ............................................................................................................................... 23 4.2.7. Seção 8 ............................................................................................................................... 24 4.2.8. Seção 9 ............................................................................................................................... 25 4.2.9. Seção 10 ............................................................................................................................. 26 4.2.10. Seção 11 ............................................................................................................................. 27 4.2.11. Silva Jardim 1 – S1 ............................................................................................................. 28 4.2.12. Floriano 1 – F1.................................................................................................................... 29 4.2.13. Gonçalves Dias 1 – G1 ....................................................................................................... 30
4.3. Resumo dos pontos .................................................................................................................... 30
5. Levantamento batimétrico das Seções.............................................................................................. 33
5.1. Definição ..................................................................................................................................... 33 5.2. Planejamento do levantamento batimétrico ............................................................................... 33 5.3. Equipamento e software utilizados ............................................................................................. 34 5.4. Execução do levantamento batimétrico ..................................................................................... 35 5.5. Processamento do levantamento batimétrico ............................................................................ 36
6. Determinação das Descargas Líquidas – Hidrometria ...................................................................... 37
6.1. Metodologias Aplicadas .............................................................................................................. 37 6.1.1. Método da integração da distribuição de velocidade ......................................................... 38 6.1.2. Método Acústico ................................................................................................................. 42 6.1.3. Medição do Nível d’Água .................................................................................................... 43
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6.2. Curva-chave de vazão ................................................................................................................ 44
7. Determinação das Descargas Sólidas – Sedimentometria ............................................................... 45
7.1. Metodologia aplicada .................................................................................................................. 45 7.1.1. Cálculo de descarga sólida ................................................................................................ 45 7.1.2. Métodos de amostragem .................................................................................................... 46 7.1.3. Materiais de amostragem ................................................................................................... 47 7.1.4. Cálculo de descarga sólida de leito .................................................................................... 48
7.2. Curva-chave de sedimentos ....................................................................................................... 49
8. Equipe ................................................................................................................................................ 50
9. Cronograma de atividades ................................................................................................................. 51
10. Referências Bibliográficas .............................................................................................................. 54
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de localização da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017). ............................................ 10
Figura 2: Mapa de localização das estações fluviométricas na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017). ........................................................................................................... 12
Figura 3: Mapa de localização das seções transversais à jusante do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017). ........................................................................................................... 14
Figura 4: Margem esquerda da Seção 01. Ao fundo, ensecadeira e canteiro de obras da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2016). ..................................................................................................................... 18
Figura 5: Margem esquerda da Seção 02. Fonte: Envex (2016). .............................................................. 19
Figura 6: Margem direita da Seção 03. Fonte: Envex (2016). ................................................................... 20
Figura 7: Vista à jusante da Seção 04. Fonte: Envex (2016)..................................................................... 21
Figura 8: Margem direita da Seção 05. Fonte: Envex (2016). ................................................................... 22
Figura 9: Embacação na margem esquerda da Seção 06, na ilha do Rio Iguaçu. Fonte: Envex (2016). . 23
Figura 10: Margem direita da Seção 07. Fonte: Envex (2016). ................................................................. 24
Figura 11: Margem esquerda da Seção 08. Fonte: Envex (2016). ............................................................ 25
Figura 12: Margem direita da Seção 09. Fonte: Envex (2016). ................................................................. 26
Figura 13: Margem direita da Seção 10. Fonte: Envex (2016). ................................................................. 27
Figura 14: Margem esquerda da Seção 11. Fonte: Envex (2016). ............................................................ 28
Figura 15: Visão geral da Seção S1. Fonte: Envex (2016). ....................................................................... 29
Figura 16: Visão geral da Seção F1. Fonte: Envex (2016). ....................................................................... 30
Figura 17: Ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF ....................................................................................... 34
Figura 18: Receptor GPS Javad Triumph-1 RTK e antena para a recepção do sinal RTK ....................... 34
Figura 19: Esquema demonstrativo do funcionamento de um ecobatímetro. ........................................... 35
Figura 20: Molinete Fluviométrico modelo MLN-7. .................................................................................... 39
Figura 21: Lastro Fluviométrico LAS-15. .................................................................................................... 39
Figura 22: Guincho Fluviométrico modelo GFL-25. ................................................................................... 39
Figura 23: Equipamento ADCP SonTek modelo M9. ................................................................................. 42
Figura 24: Forma esquemática de discretização da seção transversal. .................................................... 43
Figura 25: Amostrador de sedimentos em suspensão modelo D-49. ........................................................ 47
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Localização geográfica e atividades a serem desenvolvidas por estação fluviométrica. ........ 31
Tabela 2 – Localização geográfica de cada seção batimétrica. ................................................................ 31
Tabela 3 – Identificação e localização geográfica de cada marco geodésico já implantado. ................... 32
Tabela 4 – Número e posição de pontos de medição na vertical recomendados de acordo com a profundidade do rio. .................................................................................................................................... 40
Tabela 5 – Distância recomendada entre verticais, de acordo com a largura do rio. ................................ 40
Tabela 6 – Cronograma físico de atividades .............................................................................................. 52
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1. INTRODUÇÃO
O presente Plano de Trabalho tem como finalidade detalhar as atividades dos
levantamentos e estudos hidrossedimentológicos e batimétricos a serem executados
no Rio Iguaçu e afluentes, na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu.
A citada região localiza-se no estado do Paraná, compreendendo território dos
municípios de Serranópolis do Iguaçu, Matelândia, Céu Azul, Capanema, Realeza e
Capitão Leônidas Marques.
Para a realização dos serviços, seguindo as orientações do Termo de
Referência encaminhado pela contratante, adotaram-se quatorze seções de
levantamentos topobatimétricos e sete pontos para a medição de descarga líquida e
sólida.
A UHE Baixo Iguaçu é a sexta e íútima da cascata de hidrelétricas do rio Iguaçu
e por isso sofre influência direta das outras usinas, no que diz respeito às descargas
sólidas e líquidas. Consequentemente, a quantidade de sedimentos que entra na área
de influência é minimizada, sendo retida pelos reservatórios e barramentos a montante.
Assim, deve-se estudar a influência que os quatros principais rios afluentes do futuro
reservatório têm para a dinâmica de sedimentos. Assim, faz-se necessário monitorar a
descarga sólida.
No presente Plano de Trabalho também é detalhado o cronograma das
atividades a serem realizadas entre os anos de 2017 e 2018.
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2. ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo abrange o trecho do Rio Iguaçu e afluentes localizados a
jusante e a montante da UHE Baixo Iguaçu, compreendendo parte dos territórios dos
municípios de Serranópolis do Iguaçu, Matelândia, Céu Azul, Capanema, Realeza e
Capitão Leônidas Marques.
A Figura 1 mostra a localização do empreendimento, os municípios próximos e a
localização do Parque Nacional do Iguaçu. Percebe-se que o empreendimento
encontra-se próximo dessa unidade de conservação. O acesso ao empreendimento,
especificamente o canteiro de obras, é feito pelo município de Capanema, margem
esquerda do rio Iguaçu.
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Figura 1: Mapa de localização da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017).
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3. LOCAIS DE MONITORAMENTO
3.1. Monitoramento de Vazões Líquidas e Sólidas
A rede de monitoramento de vazões sólidas e líquidas será composta por sete
estações de medições: cinco delas já existem, sendo quatro operadas pela UHE Baixo
Iguaçu (UHE Baixo Iguaçu Jusante I, UHE Baixo Iguaçu Jusante II, UHE Baixo Iguaçu
Montante I e UHE Baixo Iguaçu Montante II) e uma necessita de avaliação técnica
(Barra do Sarandi), não sendo esta operada pela contratante. Por fim, duas novas
estações deveram ser instaladas (Rio Gonçalves Dias e Rio Monteiro), aumentando a
abrangência do monitoramento.
Tais pontos de monitoramento são apresentados no mapa da Figura 2.
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Figura 2: Mapa de localização das estações fluviométricas na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017).
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3.2. Levantamento Topobatimétrico
A área de estudo do levantamento topobatimétrico abrange o trecho do Rio
Iguaçu e afluentes localizados exclusivamente a jusante do barramento da UHE Baixo
Iguaçu até as proximidades da foz do Rio Santo Antônio, na Cidade de Capanema/PR.
Dentro dessa área, de acordo com o Termo de Referência, haverá
levantamentos em 14 (quatorze) seções, das quais 13 (treze) já foram monitoradas em
estudos realizados no ano de 2015. Uma delas é nova, no Rio Gonçalves Dias.
O mapa da Figura 3 apresenta a localização dessas seções.
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Figura 3: Mapa de localização das seções transversais à jusante do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017).
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4. DESCRIÇÃO DOS TRABALHOS EM CADA ESTAÇÃO DE
MONITORAMENTO
Todas as estações de monitoramento e seções de batimetria possuem
localização geográfica conhecida, exceto as que serão instaladas. Desta forma será
possível que os levantamentos sejam realizados nos mesmos pontos dos estudos
anteriores. Na sequência, serão descritas as atividades e localização de cada ponto
aqui estudado.
4.1. Estações Fluviométricas
4.1.1. Estação UHE Baixo Iguaçu Montante I
Estação já existente e operada pela UHE Baixo Iguaçu, localizada no Rio
Capanema, à montante da futura barragem, nas coordenadas 25°35’33.50”S
53°37’32.90”W. As atividades a serem desenvolvidas incluem batimetria, hidrometria
e sedimentometria. Será estabelecida uma curva-chave de sedimentos, uma vez que
já existe curva para vazão.
4.1.2. Estação UHE Baixo Iguaçu Montante II
Estação já existente e operada pela UHE Baixo Iguaçu, localizada no Rio
Andrada, à montante da futura barragem, nas coordenadas 25°30’17.30”S
53°32’39.60”W. As atividades a serem desenvolvidas incluem batimetria, hidrometria
e sedimentometria. Será estabelecida uma curva-chave de sedimentos nesse posto,
sendo a de vazão já existente.
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4.1.3. Estação Barra do Sarandi
Estação já existente, mas não operada pela contratante. Localizada no Rio
Cotegipe, à montante da futura barragem, nas coordenadas 25°35'04.99"S
53°30'02.00"W. As atividades a serem desenvolvidas incluem batimetria, hidrometria
e sedimentometria. Necessita de avaliação técnica no que diz respeito às condições
hidráulicas, aprovando ou não sua utilização. Em caso de não aprovação deverá ser
definido outro ponto de medição, sendo nesse instalado todas as estruturas
necessárias para levantamentos de descarga líquida e solidada. Será estabelecida
uma curva-chave de sedimentos e caso necessário será estabelecida uma nova curva-
chave de vazão.
4.1.4. Estação Rio Monteiro
O Rio Monteiro se localiza à montante e próximo da futura barragem, devendo
ser definido um ponto no seu curso para instalação da estação. Este ponto deverá
atender alguns critérios para validar as medições, como por exemplo: deverá ser um
trecho reto, fora da área de remanso do futuro reservatório, com margens altas e
declividade moderada, leito firme e uniforme, devendo a calha do rio conter toda a
variação de vazão, sem transbordamentos. As atividades a serem desenvolvidas
incluem batimetria, hidrometria e sedimentometria. Será necessária a instalação de
marco geodésico e demais estruturas necessárias para levantamentos de descarga
líquida e sólida. Deverão ser estabelecidas curva-chave de vazão e de sedimentos.
4.1.5. Estação Rio Gonçalves Dias
O Rio Gonçalves Dias se localiza imediatamente a jusante da futura barragem.
Deverá ser definido um ponto para instalação da estação com base nos critérios
citados acima, visando à validação das medições. As atividades a serem desenvolvidas
incluem batimetria, hidrometria e sedimentometria. Será necessária a instalação de
marco geodésico e demais estruturas necessárias para levantamentos de descarga
líquida e sólida. Deverão ser estabelecidas curva-chave de vazão e de sedimentos.
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4.1.6. Estação UHE Baixo Iguaçu Jusante I
Estação já existente e operada pela UHE Baixo Iguaçu, localizada no Rio
Iguaçu, à jusante da futura barragem, nas coordenadas 25°35’7.60”S 53°43’40.20”W.
As atividades a serem desenvolvidas incluem batimetria, hidrometria e
sedimentometria. Será estabelecida uma curva-chave de sedimentos.
4.1.7. Estação UHE Baixo Jusante II
Estação já existente e operada pela UHE Baixo Iguaçu, localizada à jusante da
futura barragem, dentro da área do Parque Nacional do Iguaçu, no Rio Floriano, nas
coordenadas 25°31'00”S 53°47’23”W. As atividades a serem desenvolvidas incluem
batimetria, hidrometria e sedimentometria. Será estabelecida uma curva-chave de
sedimentos.
4.2. Seções Batimétricas à Jusante
4.2.1. Seção 1
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem (Figura 4), nas coordenadas 25°30'10.4"S 53°40'32.603"W. Possui
marcos geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão
localizados nas seguintes coordenadas: S01_M01_ME = 25°30'27.20516"S
53°40'44.07928"W; S01_M01A_ME = 25°30'28.30432"S 53°40'44.39973"W. Serão
realizados apenas levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 4: Margem esquerda da Seção 01. Ao fundo, ensecadeira e canteiro de obras da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2016).
4.2.2. Seção 2
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem (Figura 5), nas coordenadas 25°32'2.753"S 53°41'157.142"W. Possui
marcos geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão
localizados nas seguintes coordenadas: S02_M02_ME = 25°32'15.72232"S
53°42'04.66793"W; S02_M02A_ME = 25°32'18.13566"S 53°42'03.25154"W;
S02_M02_MD = 25°31'58.08025"S 53°42'10.41851"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 5: Margem esquerda da Seção 02. Fonte: Envex (2016).
4.2.3. Seção 3
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada à montante da primeira ilha do
Rio Iguaçu, à jusante da futura barragem (Figura 6), nas coordenadas 25°33'16.402"S
53°43°0.048"W. Possui marcos geodésicos instalados, os quais são identificados
individualmente e estão localizados nas seguintes coordenadas: S03_M03_ME =
25°33'13.43932"S 53°42'47.88080"W; S03_M03A_ME = 25°33'13.88484"S
53°42'46.31177"W; S03_M03_MD = 2 25°33'22.62286"S 53°43'09.32785"W. Serão
realizados apenas levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 6: Margem direita da Seção 03. Fonte: Envex (2016).
4.2.4. Seção 4
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem (Figura 7), nas coordenadas 25°34'47.694"S 53°43'54.43"W. Possui
marcos geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão
localizados nas seguintes coordenadas: S04_M04_ME = 25°34'53.99414"S
53°44'00.70626"W; S04_M04A_ME = 25°34'53.58677"S 53°44'01.76334"W. Serão
realizados apenas levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 7: Vista à jusante da Seção 04. Fonte: Envex (2016).
4.2.5. Seção 5 e 6
Seção 5 – Ilha no Rio Iguaçu
Seção adotada em estudos anteriores. A seção 5 fica localizada no canal
esquerdo da segunda ilha do Rio Iguaçu (Figura 8), à jusante da futura barragem, nas
coordenadas 25°33'42.818"S 53°45'22.475"W. Possui marcos geodésicos instalados,
os quais são identificados individualmente e estão localizados nas seguintes
coordenadas: S05_M05_ME = 25°33'51.25978"S 53°45'21.51314"W; S05_M05A_ME =
25°33'51.07346"S 53°45'22.50873"W. Serão realizados apenas levantamentos
batimétricos nessa seção.
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Figura 8: Margem direita da Seção 05. Fonte: Envex (2016).
Seção 6 – Ilha no Rio Iguaçu
Seção adotada em estudos anteriores. A seção 6 se localiza no canal direito da
segunda ilha do Rio Iguaçu (Figura 9), à jusante da futura barragem, nas coordenadas
25°33'32.382"S 53°45'5.54"W. Possui marcos geodésicos instalados, sendo estes os
mesmos adotados para a seção 5. Serão realizados apenas levantamentos
batimétricos nessa seção.
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Figura 9: Embacação na margem esquerda da Seção 06, na ilha do Rio Iguaçu. Fonte: Envex (2016).
4.2.6. Seção 7
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem, nas coordenadas 25°35'23.838"S 53°46'44.738"W. Possui marcos
geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão localizados
nas seguintes coordenadas: S07_M07_ME = 25°35'26.56786"S 53°46'36.05572"W;
S07_M07A_ME = 25°35'27.88784"S 53°46'36.10346"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 10: Margem direita da Seção 07. Fonte: Envex (2016).
4.2.7. Seção 8
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem, nas coordenadas 25°34'31.418"S 53°48'44.593"W. Possui marcos
geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão localizados
nas seguintes coordenadas: S08_M08_ME = 25°34'32.07793"S 53°48'56.61750"W;
S08_M08A_ME = 25°34'32.57412"S 53°48'57.48015"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 11: Margem esquerda da Seção 08. Fonte: Envex (2016).
4.2.8. Seção 9
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem, nas coordenadas 25°33'23.231"S 53°50'21.466"W. Possui marcos
geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão localizados
nas seguintes coordenadas: S09_M09_ME = 25°33'31.54448"S 53°50'12.98342"W;
S09_M09A_ME = 25°33'32.44399"S 53°50'14.23775"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 12: Margem direita da Seção 09. Fonte: Envex (2016).
4.2.9. Seção 10
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem, nas coordenadas 25°34'43.403"S 53°55'13.638"W. Possui marcos
geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão localizados
nas seguintes coordenadas: S10_M10_ME = 25°34'48.55597"S 53°55'19.78157"W;
S10_M10A_ME = 25°34'47.78191"S 53°55'20.84224"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 13: Margem direita da Seção 10. Fonte: Envex (2016).
4.2.10. Seção 11
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada no Rio Iguaçu, à jusante da
futura barragem, nas coordenadas 25°30'59.364”S 53°47'24.742"W. Possui marcos
geodésicos instalados, os quais são identificados individualmente e estão localizados
nas seguintes coordenadas: S11_M11_ME = 25°35'20.92698"S 53°59'05.47049"W;
S11_M11A_ME = 25°35'20.65968"S 53°59'06.96464"W. Serão realizados apenas
levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 14: Margem esquerda da Seção 11. Fonte: Envex (2016).
4.2.11. Silva Jardim 1 – S1
Seção adotada em estudos anteriores. Localizada à jusante da futura barragem,
dentro da área do Parque Nacional do Iguaçu, no Rio Silva Jardim, nas coordenadas
25°30'59.364”S 53°47'24.742"W. Não possui marcos geodésicos instalados devido
densidade arbórea e consequentemente a grande interferência no sinal de GPS. Serão
realizados apenas levantamentos batimétricos nessa seção.
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Figura 15: Visão geral da Seção S1. Fonte: Envex (2016).
4.2.12. Floriano 1 – F1
Será a mesma seção dos estudos fluviométricos, sendo que esta foi adotada em
estudos anteriores. Localizada à jusante da futura barragem, dentro da área do Parque
Nacional do Iguaçu, no Rio Floriano, nas coordenadas 25°35’7.60”S 53°43’40.20”W.
Esta seção também não possui marcos geodésicos instalados devido densidade
arbórea. Serão realizados levantamentos batimétricos, hidrométricos e
sedimentométricos nesse posto.
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Figura 16: Visão geral da Seção F1. Fonte: Envex (2016).
4.2.13. Gonçalves Dias 1 – G1
Será a mesma seção dos estudos fluviométricos, sendo que serão instaladas as
estruturas mínimas para os levantamentos, inclusive marcos geodésicos. Sua
localização será à jusante do aproveitamento hidrelétrico, às margens do Parque
Nacional do Iguaçu, no Rio Gonçalves Dias. Serão definidos os pontos de instalação
das Referencias de Nível e da estação de monitoramento sedimentométrico. Serão
realizados levantamentos batimétricos, hidrométricos e sedimentométricos nesse
posto.
4.3. Resumo dos pontos
A Tabela 1 demonstra de forma resumida os dados apresentados referentes à
localização e atividades a serem desenvolvidas em cada estação fluviométrica.
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Tabela 1 – Localização geográfica e atividades a serem desenvolvidas por estação fluviométrica.
NOME RIO TIPO DE
SERVIÇO A SER DESENVOLVIDO
LATITUDE LONGITUDE LOCALIZAÇÃO
COM RELAÇÃO À BARRAGEM
UHE Baixo Iguaçu Jusante
Iguaçu Hidrometria e
Sedimentometria 25°35’7.60”S 53°43’40.20”W Jusante
UHE Baixo Iguaçu Montante
I Capanema
Hidrometria e Sedimentometria
25°35’33.50”S 53°37’32.90”W Montante
UHE Baixo Iguaçu Montante
II Andrada
Hidrometria e Sedimentometria
25°30’17.30”S 53°32’39.60”W Montante
UHE Baixo Iguaçu Rio
Floriano Floriano
Hidrometria, Sedimentometria
e Batimetria 25°31'00”S 53°47’23”W Jusante
Barra do Sarandi Cotegipe Hidrometria e
Sedimentometria 25°35'04.99"S 53°30'02.00"W Montante
- Monteiro Hidrometria e
Sedimentometria - - Montante
- Gonçalves
Dias
Hidrometria, Sedimentometria
e Batimetria - - Jusante
A Tabela 2 apresenta de forma resumida os dados referentes às seções de
batimetria adotadas.
Tabela 2 – Localização geográfica de cada seção batimétrica.
NOME RIO TIPO DE
SERVIÇO A SER DESENVOLVIDO
LATITUDE LONGITUDE LOCALIZAÇÃO COM RELAÇÃO À BARRAGEM
1 Iguaçu Batimetria 25°30'10.4"S 53°40'32.603"W Jusante
2 Iguaçu Batimetria 25°32'2.753"S 53°41'157.142"W Jusante
3 Iguaçu Batimetria 25°33'16.402"S 53°43°0.048"W Jusante
4 Iguaçu Batimetria 25°34'47.694"S 53°43'54.43"W Jusante
5 Iguaçu Batimetria 25°33'42.818"S 53°45'22.475"W Jusante
6 Iguaçu Batimetria 25°33'32.382"S 53°45'5.54"W Jusante
7 Iguaçu Batimetria 25°35'23.838"S 53°46'44.738"W Jusante
8 Iguaçu Batimetria 25°34'31.418"S 53°48'44.593"W Jusante
9 Iguaçu Batimetria 25°33'23.231"S 53°50'21.466"W Jusante
10 Iguaçu Batimetria 25°34'43.403"S 53°55'13.638"W Jusante
11 Iguaçu Batimetria 25°30'59.364"S 53°47'24.742"W Jusante
F1 Floriano Batimetria,
Hidrometria e sedimentometria
25°31'00”S 53°47’23”W Jusante
S1 Silva
Jardim Batimetria 25°34'40.408"S 53°53'32.226"W Jusante
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NOME RIO TIPO DE
SERVIÇO A SER DESENVOLVIDO
LATITUDE LONGITUDE LOCALIZAÇÃO COM RELAÇÃO À BARRAGEM
GD1 Gonçalves
Dias
Batimetria, Hidrometria e
sedimentometria - - Jusante
A Tabela 3 apresenta de formas resumida a localização de cada marco
geodésico implantando para as seções batimétricas.
Tabela 3 – Identificação e localização geográfica de cada marco geodésico já implantado.
NOME DO MARCO
RIO SEÇÃO LATITUDE LONGITUDE LOCALIZAÇÃO COM
RELAÇÃO À BARRAGEM
Marco_Usina - - 25°30'34.49151"S 53°40'32.46554"W -
S01_M01_ME Iguaçu 1 25°30'27.20516"S 53°40'44.07928"W Jusante
S01_M01A_ME Iguaçu 1 25°30'28.30432"S 53°40'44.39973"W Jusante
S02_M02_ME Iguaçu 2 25°32'15.72232"S 53°42'04.66793"W Jusante
S02_M02A_ME Iguaçu 2 25°32'18.13566"S 53°42'03.25154"W Jusante
S02_M02_MD Iguaçu 2 25°31'58.08025"S 53°42'10.41851"W Jusante
S03_M03_ME Iguaçu 3 25°33'13.43932"S 53°42'47.88080"W Jusante
S03_M03A_ME Iguaçu 3 25°33'13.88484"S 53°42'46.31177"W Jusante
S03_M03_MD Iguaçu 3 25°33'22.62286"S 53°43'09.32785"W Jusante
S04_M04_ME Iguaçu 4 25°34'53.99414"S 53°44'00.70626"W Jusante
S04_M04A_ME Iguaçu 4 25°34'53.58677"S 53°44'01.76334"W Jusante
S05_M05_ME Iguaçu 5 e 6 25°33'51.25978"S 53°45'21.51314"W Jusante
S05_M05A_ME Iguaçu 5 e 6 25°33'51.07346"S 53°45'22.50873"W Jusante
S07_M07_ME Iguaçu 7 25°35'26.56786"S 53°46'36.05572"W Jusante
S07_M07A_ME Iguaçu 7 25°35'27.88784"S 53°46'36.10346"W Jusante
S08_M08_ME Iguaçu 8 25°34'32.07793"S 53°48'56.61750"W Jusante
S08_M08A_ME Iguaçu 8 25°34'32.57412"S 53°48'57.48015"W Jusante
S09_M09_ME Iguaçu 9 25°33'31.54448"S 53°50'12.98342"W Jusante
S09_M09A_ME Iguaçu 9 25°33'32.44399"S 53°50'14.23775"W Jusante
S10_M10_ME Iguaçu 10 25°34'48.55597"S 53°55'19.78157"W Jusante
S10_M10A_ME Iguaçu 10 25°34'47.78191"S 53°55'20.84224"W Jusante
S11_M11_ME Iguaçu 11 25°35'20.92698"S 53°59'05.47049"W Jusante
S11_M11A_ME Iguaçu 11 25°35'20.65968"S 53°59'06.96464"W Jusante
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5. LEVANTAMENTO BATIMÉTRICO DAS SEÇÕES
5.1. Definição
A batimetria é a medição da profundidade e é expressa cartograficamente por
curvas batimétricas que unem pontos da mesma profundidade com equidistâncias
verticais, à semelhança das curvas de nível topográfico. A intenção deste projeto é
facilitar a visualização gráfica dos pontos medidos utilizando o aparelho chamado
ecobatímetro. Para que as medições sejam realizadas com sucesso o ecobatímetro
utiliza sensores de ultrassom, para assim ser capaz de medir a distancia da superfície
até o fundo do ambiente que está sendo medido.
5.2. Planejamento do levantamento batimétrico
As seções dos postos de monitoramente sedimentométrico serão analisadas
com a inteção de verificar se o uso de ecobatímetro é adequado, uma vez que em
locais de baixas profundidades poderão ser adotados outros métodos mais viáveis.
Os procedimentos para desenvolver estas atividades à jusante serão os mesmos
adotados nos estudos anteriores, sendo utilizadas as mesmas seções de batimetria.
Analisando a precisão do ecobatímetro e do RTK, será estabelecida uma escala de
levantamento, com base nesta escala, será planejado o levantamento batimétrico das
seções.
Com o software HydroMagic e uma planta topográfica dos limites do
represamento serão planejadas as linhas de sondagem regulares e de verificação.
Estas últimas serão usadas para estimar a precisão do levantamento batimétrico. As
linhas regulares de sondagem serão projetadas de forma aproximadamente
perpendiculares à margem.
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5.3. Equipamento e software utilizados
O levantamento batimétrico será realizado a partir de uma estação móvel
composta pela embarcação de sondagem, ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF (Figura
17), receptores GPS Javad Triumph-1 RTK e antena para a recepção do sinal RTK
(Figura 18), notebook com os softwares HydroMagic e Hydrobox Acquisition, uma
chapa metálica para calibração do ecobatímetro e baterias para alimentar os
equipamentos.
Figura 17: Ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF
Figura 18: Receptor GPS Javad Triumph-1 RTK e antena para a recepção do sinal RTK
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As sondagens serão determinadas pelo ecobatímetro que permite leituras
digitais de profundidade, apresentando precisões que atendem ou excedem todos os
requisitos atuais da DHN para levantamentos monofeixe.
5.4. Execução do levantamento batimétrico
Os levantamentos batimétricos serão referenciados aos marcos de concreto,
materializados na margem de cada seção. No caso da seção do rio Gonçalves Dias,
deverá ser implantado o marco geodésico para realização dos trabalhos.
A batimetria será realizada com aparelho de sonar ecobatímetro monofeixe
interligado com RTK, que corrige o posicionamento em tempo real de uma estação
móvel através das correções diferenciais geradas na estação de referência (Figura 19).
Figura 19: Esquema demonstrativo do funcionamento de um ecobatímetro.
A estação de referência consiste em um receptor GPS que será instalado sobre
o marco na margem do rio, próximo da seção de medição, com coordenadas e altitudes
pré-processadas. A transmissão dos dados para a estação móvel é de extrema
importância e realizado via link de rádio com gravação em intervalos de 1s,
procurando-se manter o deslocamento da embarcação em 1 m/s.
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Para a obtenção das profundidades com o ecobatímetro é necessário somar aos
valores das sondagens a altura de imersão do transdutor do ecobatímetro, conhecido
como “draft”. O valor do “draft” está associado à montagem da estação móvel e o peso
em seu interior.
O posicionamento planimétrico das profundidades coletadas será realizado
através do sistema RTK, a partir da correção de sinal enviada continuamente em tempo
real via sinal de rádio por uma estação de referência. O sistema de posicionamento
RTK será interligado com o ecobatímetro através do software HydroMagic, registrando
simultaneamente, em tempo real, o posicionamento planimétrico e a sondagem a uma
taxa de 10 milissegundos.
5.5. Processamento do levantamento batimétrico
O tratamento dos dados batimétricos terá inicio com processamento no software
HydroMagic. A primeira etapa consiste em verificar a ocorrência de clarões na área
sondada. Na sequência será feita a edição das linhas sondadas no módulo editing do
HydroMagic. Esse processo corresponde à visualização do ecograma digital para
retirada de profundidades espúrias (spikes) e erros de posicionamento (tops).
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6. DETERMINAÇÃO DAS DESCARGAS LÍQUIDAS –
HIDROMETRIA
Com a finalidade de caracterizar as vazões do trecho do Rio Iguaçu e afluentes,
na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu, serão realizadas medições
de descarga líquida em sete pontos predefinidos. As campanhas de medições
ocorrerão entre os meses de outubro de 2017 e novembro de 2018, sendo que nos
períodos de cheias serão feitas medições semanais e em períodos de estiagens serão
feitas medições bimestrais.
6.1. Metodologias Aplicadas
A vazão, também conhecida como descarga líquida, é a quantidade de água, em
volume, que passa em uma determinada seção transversal de um rio, em função do
tempo. Ou seja,
Onde Q é a vazão.
Existem diversas técnicas e metodologias que utilizam os mais variados
equipamentos para a determinação de vazão de um rio. Dentre as metodologias de
medição, as mais comuns são:
Método da integração da distribuição de velocidade;
Método acústico;
Método volumétrico;
Método químico; e
Método do flutuador.
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Para a determinação das vazões nos pontos de medição do presente estudo,
será utilizado o método de integração da distribuição de velocidade, para
profundidades até 5 metros, e método acústico, para profundidades superiores a 5
metros.
6.1.1. Método da integração da distribuição de velocidade
A medição de vazão por este método é realizada com molinetes, sendo que esta
é a forma mais comum de se obter a vazão de um rio. Os molinetes são instrumentos
projetados para girar em velocidades diferentes de acordo com a velocidade da água,
registrando o número de rotações em um conta-giros. Podem ser operados de duas
formas: A vau, ou seja, fixado em uma haste, para profundidades de até 1,20 metros e
com velocidades moderadas; Com guincho fluviométrico, para profundidades
superiores a 1,20 metros. Neste segundo caso é necessário adaptar o equipamento em
um barco e fixar o molinete em um lastro fluviométrico para manter o equipamento na
vertical.
Este estudo será realizado com Molinete Fluviométrico do tipo MLN-7 (Figura
20), fabricado pela empresa JCTM, com faixa de medição de 0,025 m/s a 10 m/s e
hélice de diâmetro 120/125 mm. Será utilizado Lastro Fluviométrico de 15kg LAS-15
(Figura 21), feito de chumbo e fabricado pela empresa JCTM, uma vez que o molinete
é fixado neste e operado através de Guincho Fluviométrico tipo GFL-25 (Figura 22),
com contador analógico, fabricado pela empresa JCTM. Estes equipamentos serão
adaptados em um barco de alumínio, com motor de popa para o deslocamento entre as
verticais.
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Figura 20: Molinete Fluviométrico modelo MLN-7.
Figura 21: Lastro Fluviométrico LAS-15.
Figura 22: Guincho Fluviométrico modelo GFL-25.
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Através da curva de calibração do molinete transformam-se as rotações do eixo
em velocidade da água no ponto. A velocidade da água é diferente em cada ponto e
em cada vertical da seção transversal, de forma que adotar apenas um ponto pode
resultar em erros na estimativa de velocidade média. Em função disto, para se obter
uma boa estimativa, é necessário adotar medições em várias verticais e vários pontos
em cada vertical.
A Tabela 4, adaptada de Santos et al. (2001), apresenta a quantidade de pontos
a serem efetuadas as medições, com relação à profundidade de cada vertical,
enquanto a Tabela 5, também adaptada de Santos et al. (2001), apresenta a distância
recomendada entre as verticais de acordo com a largura do rio.
Tabela 4 – Número e posição de pontos de medição na vertical recomendados de acordo com a profundidade do rio.
Profundidade (m) Número de Pontos Posição dos Pontos
0,15 a 0,60 1 0,6 p
0,60 a 1,20 2 0,2 e 0,8 p
1,20 a 2,00 3 0,2; 0,6 e 0,8 p
2,00 a 4,00 4 0,2; 0,4; 0,6 e 0,8 p
> 4,00 6 S; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8p e F
Tabela 5 – Distância recomendada entre verticais, de acordo com a largura do rio.
Largura do rio (m)
Distância entre as verticais (m)
< 3 0,3
3 a 6 0,5
6 a 15 1,0
15 a 30 2,0
30 a 50 3,0
50 a 80 4,0
80 a 150 6,0
150 a 250 8,0
> 250 12,0
Após obter os valores referentes à velocidade em cada ponto será calculada a
velocidade média da vertical pela fórmula:
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Onde Vm é velocidade média da vertical, Vf é a velocidade do fundo, Vs é a
velocidade da superfície, V1 à V4 são velocidades de cada ponto e n é o número de
pontos.
Em casos onde a profundidade for baixa e consequentemente ter poucos pontos
na vertical, será desconsiderado os efeitos de fundo e superfície, uma vez que a
velocidade média será o quociente entre a soma das velocidades e o número de
pontos.
Para calcular a área de influência em cada vertical leva-se em consideração a
profundidade do ponto e a distância com relação à margem inicial. Ambas as formas de
manuseio do molinete contam com graduação, fornecendo assim a profundidade da
vertical. A distância da margem será obtida através de um cabo de aço de 1/8” e 100
metros, plastificado e graduado a cada 2 metros, o qual será fixado nas duas margens
do rio, orientando assim a localização de cada vertical.
O cálculo da área de influência é dado pela seguinte fórmula:
Onde Ai é a área de influência da vertical, Pi é a profundidade da vertical e di é à
distância da vertical com relação à margem de início.
Desta forma, dispondo dos valores referentes à velocidade média e área de
influência, calcula-se a vazão de cada vertical e em seguida é feita a média de vazão
da seção.
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6.1.2. Método Acústico
Para este método, os registros de fluxos serão realizados com a utilização de um
perfilador acústico (Acoustic Doppler Current Profiler - ADCP) modelo M9 fabricado
pela SonTek. Esse tipo de equipamento utiliza o efeito Doppler para determinar a
velocidade das partículas em suspensão na coluna da água e, a partir desse dado,
estima-se a velocidade do fluxo.
O equipamento possui nove transdutores, sendo que quatro duplas destes
sensores operam em frequência de 3 MHz / 1 MHz (ângulo de inclinação Janus 25º) e
o último, instalado verticalmente, opera em frequência de 0,5 MHz (Figura 23). Essa
gama de frequências acústicas possibilita realizar o perfilhamento de correntes em
seções com profundidade de aproximadamente 80 m. As ondas emitidas refletem nas
partículas em suspensão e dependendo do movimento relativo das partículas em
relação à fonte do sinal, a frequência da onda emitida é modificada e com base nas
relações entre velocidade e frequência, a velocidade das partículas pode ser
determinada.
Figura 23: Equipamento ADCP SonTek modelo M9.
A Figura 24 representa de forma esquemática como uma determinada seção é
discretizada no momento da amostragem com esse tipo de equipamento. A área
monitorada é dividida em células de tamanho uniforme e a velocidade registrada
representa a média dentro de cada uma dessas células. Os perfis verticais são gerados
à medida que se desloca o equipamento ao longo da seção transversal. Ao final da
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seção, toda a área de interesse é coberta, possibilitando a determinação da velocidade
média na seção e a estimativa da vazão total que passa por essa área.
Figura 24: Forma esquemática de discretização da seção transversal.
O equipamento será fixado na lateral da embarcação por meio de cordas, o que
possibilitará o acompanhamento da coleta dos dados em tempo real através da
conexão com um Notebook.
6.1.3. Medição do Nível d’Água
O nível da água será obtido através anotando-se a altura da lâmina d’água
referente às réguas existente nas margens de cada posto. Estas réguas são compostas
de placa metálica de 1 metro, graduada a cada dois centímetro, fixadas em estruturas
de madeira ou concreto e posicionadas de forma a fornecer dados relacionados ao
nível da lâmina d’água. Em cada campanha será feita a leitura do nível, para assim
correlacionar com a vazão obtida pelas medições.
Os postos a serem implantados, nos rios Monteiro e Gonçalves Dias, deveram
ser instaladas as réguas. Nos demais deveram ser analisadas as condições de cada
uma, verificando se há dificuldades na leitura devido ao desgaste e, se for o caso,
substitui-las.
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6.2. Curva-chave de vazão
A curva-chave de vazão é a relação biunívoca cota-vazão. A elaboração desta
facilita a determinação da descarga líquida nos postos estudados, uma vez que pela
altura da lâmina d’água no posto já se obtém a vazão aproximada, diminuindo os
serviços em campo e consequentemente os custos nestes trabalhos. Para isto, é
necessário dispor de uma boa quantidade de dados, realizando medições em épocas
de cheias e estiagens.
Em quatro das sete estações fluviométricas, que serão utilizadas neste estudo,
já se tem curva-chave de vazão definida, uma necessita de avaliação e duas deverão
ser elaboradas, conforme já mencionado.
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7. DETERMINAÇÃO DAS DESCARGAS SÓLIDAS –
SEDIMENTOMETRIA
A sedimentometria é uma a parte da hidrossedimentologia que é responsável
pela medição da quantidade de sedimento transportado por corpos hídricos. Esta
quantificação, por sua vez, é realizada através de medições de concentrações de
sedimentos em suspensão, análise e quantificação do carreamento do sedimento do
leito e de dados de vazão do corpo hídrico. A quantificação de sedimento transportado
é denominada por descarga sólida.
Existem diversas técnicas e metodologias para a determinação da descarga
sólida de um corpo hídrico, cada qual com suas peculiaridades. Deve-se destacar que
o estudo do transporte de sedimentos envolve fatores complexos que abrangem não
somente medições diretas, mas também aplicação de equações estimativas e
avaliações de parâmetros e características do local em estudo.
7.1. Metodologia aplicada
O cálculo da descarga sólida total de um corpo hídrico é realizado através da
soma de duas descargas distintas: a descarga sólida em suspensão e a descarga
sólida do leito. A descarga sólida em suspensão normalmente corresponde à maior
parcela da descarga sólida total e é a parcela de mais fácil determinação. Por outro
lado, a determinação da contribuição da descarga do leito é complexa e geralmente é
determinada por equações conhecidas como “fórmulas”.
7.1.1. Cálculo de descarga sólida
O cálculo da descarga sólida total é realizado pela seguinte equação:
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Onde: é a descarga sólida total; é a descarga sólida em suspensão; e
é a descarga sólida do leito.
Por sua vez, a determinação da descarga sólida em suspensão é obtida a partir
da concentração de sedimentos em suspensão (Cs) e da vazão líquida medida (Ql) no
momento da amostragem de sedimentos em suspensão. Portanto,
7.1.2. Métodos de amostragem
A concentração de sedimentos em suspensão é obtida através de coleta de
amostras de água na seção de medição de descarga líquida. Existem dois métodos
mais comuns para a amostragem de água para a determinação da concentração de
sedimentos em suspensão: Igual Incremento de Descarga (IID); e o método de Igual
Incremento de Largura (IIL). Estes métodos são caracterizados por coletas de amostras
de água por integração na vertical, portanto, ao longo da seção de medição de
descarga líquida definem-se verticais de coleta de amostras de água nas quais é
realizada a descida/subida, com velocidade predeterminada, de um amostrador que
possui um bico para tomada de água. As amostras de água coletadas em cada vertical
de amostragem são armazenadas para posterior determinação da concentração de
sólidos em suspensão.
Para este estudo será utilizado o método do igual incremento de largura, mais
comumente utilizado. Como o próprio nome indica, no método IIL, à seção de medição
é dividida em segmentos de tamanhos iguais para a realização da coleta de
subamostras de água. Neste método, a partir das características de descarga líquida
do corpo hídrico, é determinada uma velocidade constante de descida/subida do
amostrador que será usada em todas as verticais. Pelo fato das verticais de coleta
normalmente possuírem profundidades distintas, as subamostras auferem volumes de
água diferentes entre si.
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7.1.3. Materiais de amostragem
No presente estudo será utilizado amostrador de sedimentos em suspensão
modelo D-49 fabricado pela empresa JCTM (Figura 25), operado a partir de guincho
fluviométrico instalado na embarcação. Este é fabricado em bronze fundido e tem 60
cm de comprimento, pesando cerca de 28kg. O amostrador apresenta um “cata-vento”
de cauda para orientar o bocal de admissão do amostrador na aproximação de fluxo,
quando o mesmo se encontra submerso.
Figura 25: Amostrador de sedimentos em suspensão modelo D-49.
Em cada estação, as coletas deverão ser feitas, no mínimo, em dez verticais
diferentes. Ao final da amostragem as subamostras serão misturadas e então
analisadas em laboratório, através do método do tubo de retirada pela base, para a
obtenção da granulometria e concentração de sedimentos em suspensão do material,
possibilitando, enfim, a determinação da descarga sólida em suspensão.
A descarga sólida do leito, por outro lado, tem determinação complexa e pode
ser fornecida por diversas fórmulas ou mesmo estimada a partir de correlação
percentual com a descarga sólida em suspensão. Neste caso, serão determinadas as
características granulométricas do sedimento do leito dos corpos hídricos avaliados.
Serão avaliadas também as características gerais do leito dos corpos hídricos ao longo
da área de drenagem de interesse ao estudo. Assim será possível avaliar a descarga
sólida do leito nos pontos de medição definidos.
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Devido à baixa profundidade das seções estudadas, para coleta de material do
leito será utilizado amostrador draga do Tipo Van Veen, com capacidade de 3 litros,
preso a uma corda, o qual será lançado da embarcação e ao entrar em contato com o
leito será içado, coletando assim o material.
Em cada seção será aferida a temperatura da água com um termômetro digital,
para obter a viscosidade cinemática, que é um valor utilizado em diversas fórmulas de
transporte de sedimentos. Frascos de 1l serão utilizados para pontuais de mistura
água-sedimento, para análises de turbidez.
7.1.4. Cálculo de descarga sólida de leito
Conforme apresentado em estudos anteriores, as características do Rio Iguaçu e
de seus afluentes estudados não permitiram a coleta de sedimentos do leito de forma
uniforme em uma seção transversal ao corpo d’água, devido ao fundo ser
predominantemente rochoso. Prevê-se então que não será possível a caracterização
dos sedimentos do leito de forma satisfatória para a aplicação nas diversas fórmulas de
cálculo da descarga sólida do leito. As fórmulas que utilizam as características do
material do leito como dados de entrada avaliam os sedimentos do leito como tendo
uma característica uniforme ao longo da seção transversal, o que não é observado nos
rios que serão avaliados neste estudo.
Desta forma, será adotado o método simplificado de Colby (1957) para o cálculo
do transporte de sedimento do leito nos pontos de medição. Este método é
amplamente utilizado pela comunidade científica por apresentar resultados satisfatórios
e por não depender de informações mais complexas acerca das características do
ponto de determinação da descarga sólida e do corpo hídrico avaliado.
O método simplificado de Colby, portanto, não depende da entrada de dados
referentes ao sedimento do leito. Os dados de entrada deste método são: profundidade
média da seção; velocidade média da água na seção; largura da seção; descarga
líquida e; concentração de sólidos em suspensão.
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Este método possui três ábacos distintos a partir dos quais se obtém parâmetros
em função dos dados de entrada descritos acima. Os parâmetros obtidos dos ábacos
são introduzidos em equações distintas para a determinação da descarga sólida do
leito. Ao final, é então determinada a descarga sólida total, através da soma da
descarga sólida em suspensão e a descarga sólida do leito.
7.2. Curva-chave de sedimentos
Para cada estação fluviométrica será elaborada a curva-chave de sedimentos.
Esta é a relação biunívoca entre a descarga líquida e a descarga sólida, possibilitando
estimativas de produção de sedimentos através dos dados de vazão dos postos, sem a
necessidade de novas medições sedimentométricas.
Para que a curva seja bem ajustada, deve-se dispor de uma grande quantidade
de dados, principalmente em períodos de cheias, uma vez que, geralmente, 90% da
produção de sedimentos de um corpo hídrico se dão em períodos de grandes vazões.
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8. EQUIPE
Devido ao peso dos equipamentos e necessidade de realização de diversas
atividades simultâneas nas coletas, a equipe para os trabalhos de hidrometria e
sedimentometria será composta por três profissionais: um barqueiro, que será
responsável pelo deslocamento da embarcação; um profissional responsável pela
operação dos equipamentos de coletas; e um auxiliar técnico, que prestará apoio em
todas as atividades. A equipe de topografia, responsável pela topobatimetria, será
composta por três profissionais: um Topógrafo, um auxiliar de topografia e um
barqueiro.
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9. CRONOGRAMA DE ATIVIDADES
As atividades terão doze meses de duração e mais dois meses para elaboração
do relatório final, totalizando quatorze meses, com início no ano de 2017 e fim no ano
de 2018.
Os levantamentos batimétricos serão realizados duas vezes em cada seção, de
forma que venha apresentar às condições geomorfológicas do leito do rio à jusante do
aproveitamento hidrelétrico. Cada campanha de batimetria terá duração média de cinco
dias. Previamente, serão necessários dois dias para localizar e vistoriar as estações e
marcos geodésicos. Um dia será necessário para instalação dos marcos geodésicos no
Rio Gonçalves Dias.
No que diz respeito à hidrometria e sedimentometria, as atividades serão
divididas em campanhas semanais (em meses de cheias) e bimestrais (em meses de
estiagem), sendo estas distribuídas durante o tempo de contrato, de forma que venha a
atender os critérios para melhor amostragem de sedimentos. Deverão ser coletadas
amostras durante toda a variação das condições hídrica do rio Iguaçu e seus afluentes.
Para amostragem de sedimentos em suspensão, em cada seção, a coleta levará
em média cinco horas. Como os postos analisados não apresentam grandes
profundidades e nem grandes distância entre as margens, o número de verticais
analisadas será reduzido, o que possibilitará a coleta em pelo menos dois postos por
dia. O material de fundo será coletado nas mesmas verticais das coletas de sedimento
em suspenção. Estima-se que cada campanha de hidrometria e sedimentometria
levará em média quatro dias.
As coletas semanais ocorreram em um período de três meses consecutivos,
sendo realizadas duas vezes durante o estudo, resultando em 164 amostras coletadas
nessas campanhas. As coletas bimestrais, por sua vez, serão realizadas quatro vezes
durante o estudo, resultando em mais 28 amostras coletadas. Ao final de todas as
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campanhas, tanto batimétricas quanto sedimentométricas e hidrométricas serão
elaborados relatórios das atividades que foram desenvolvidas. No total serão oito
relatórios das campanhas e dois relatórios de batimetria.
Com os resultados das campanhas batimétricas, sedimentométricas e
hidrométricas serão realizadas as modelagens numéricas do transporte de sedimentos
no rio Iguaçu. Esse processo será desenvolvido no decorrer das campanhas, sendo
alimentado pelos dados gerados nas atividades de campo. No final desta etapa será
gerado um relatório descrevendo a metodologia utilizada.
Será elaborado um relatório consolidado para solicitação da Licença de
Operação da UHE Baixo Iguaçu, apresentando todas as informações geradas pela
CEBI desde o início do empreendimento e os dados gerados pelo presente estudo. A
elaboração de um Programa de Monitoramento Hidrossedimentológico está entra as
atividades finais deste trabalho. Este apresentará os pontos e as periodicidades das
coletas. Por fim, será elaborado um relatório final com todos os dados gerados durante
o estudo.
A Tabela 6 apresenta o cronograma de trabalho do monitoramento
hidrossedimentológico a ser desenvolvido.
Tabela 6 – Cronograma físico de atividades
Ativividade / Mês de Atividade
Ano 1 Ano 2
Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov
Contratação
Plano de Trabalho e Mobilização de equipe
Avaliação e instalação de marcos topográficos.
Levantamento Topobatimétrico – Jusante.
Relatório Levantamento Topobatimétrico.
Campanhas Bimestrais.
Campanhas Semanais.
Relatório de Atividades em Campo
Realização da modelagem
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Ativividade / Mês de Atividade
Ano 1 Ano 2
Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov
Numérica
Relatório da Modelagem Numérica
Relatório Consolidado para LO. (Sujeito alteração)
Programa de Monitoramento Hidrossedimentológico para a etapa de operação. (Sujeito alteração)
Relatório Final
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10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CARVALHO, N. O. Hidrossedimentologia Prática. 2 Ed., ver., atual. e ampliada. Rio de Janeiro: Interciência, 2008.
CARVALHO, N. O.; FILIZOLA JÚNIOR, N. P.; SANTOS, P. M. C.; LIMA, J. E. F. W. Guia de Práticas Sedimentométricas. Brasília, 2000. 154p.
SANTOS, I.; FILL, H. D.; SUGAI, M. R. V. B.; BUBA, H.; KISHI, R. T.; MARONE, E.; LAUTERT, L. F. Hidrometria aplicada. Curitiba: Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento, LACTEC, 2001.