DEFLÚVIOS SÓLIDOS EM SUSPENSÃO EM … et al (2008 Sul...II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 3 sedimentos são parte de um processo impossível de ser acompanhado

II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 1

DEFLÚVIOS SÓLIDOS EM SUSPENSÃO EM ESTAÇÕES

FLUVIOMÉTRICAS DA BACIA DO RIO ITAJAÍ-AÇÚ

Péricles Alves Medeiros1; Masato Kobiyama

2; Ademar Cordero

3

Resumo--- O artigo apresenta inicialmente as estações fluviométricas com medições de sedimentos

em suspensão existentes na vertente do Atlântico em Santa Catarina. Além do mapa de localização,

são mostrados os períodos de observação. Os dados são os disponíveis na Agência Nacional de

Águas-A.N.A. e não incluem medições realizadas por empresas privadas. Ficou evidenciada a

dificuldade de escolha de estações com períodos homogêneos comuns, devido existência de falhas.

Estudos sedimentológicos em Santa Catarina são escassos e, neste trabalho apenas preliminar,

somente foram obtidas 4 estações com igual período de observação entre Jan/81 e Dez 89. Para

cada uma delas, foram determinadas e analisadas as curvas chave de sedimentos. Os dados foram

trabalhados em escala mensal. Os deflúvios sólidos médios em suspensão acumulados foram

determinados identificando-se um grande salto pontual relativo à grande enchente de Julho de 1983.

A enchente de 1984 também aparece, porém mais discreta. Esses deflúvios apresentam 3 zonas

bem distintas. As produções específicas médias de sedimentos em suspensão foram calculadas e

comparadas com indicadores da literatura. Finalmente, percebe-se que, as curvas chave de

sedimentos e deflúvios sólidos, merecem um detalhado desenvolvimento posterior devido outras

possibilidades metodológicas.

Abstract--- Initially, this work presents the suspended sediment measurements from fluvial gauging

stations of the Atlantic basin in Santa Catarina state. The location map of the stations is shown as

well its observation periods. The available data are those from A.N.A. and do not include

measurements done by private companies. It has been noted the difficulty in choosing stations with

homogeneous concomitant time periods due to lack of data. Sedimentology studies are scarce in

Santa Catarina and, within this initial work, it has been identified only 4 stations relative to the

period 1981 -1989. For each one of them, sediment rating curves were established and analyzed.

Only monthly data were utilized. The mean cumulative suspension sediment yields were

determined and, at a specific point, a very big jump was identified. This was directly related to the

big 1983 flood. The 1984 flood also could be identified but with less impact. The mentioned curves

1 Prof. da UFSC, CTC, Depto. Eng. Sanitária e Ambiental, CEP 88040-900, Florianópolis-SC, [email protected] 2 Prof. da UFSC, CTC, Depto. Eng. Sanitária e Ambiental, CEP 88040-900, Florianópolis-SC , [email protected] 3 Prof. da FURB, Depto. Eng. Civil, Rua Araçatuba 83 , CEP 89030-080, Blumenau-SC, [email protected]


present clearly three distinct zones. The mean sediment specific yields were calculated and

compared with reference indexes shown in the literature. Finally, became apparent that the sediment

rating curves and cumulative yields in this initial approach deserve more development due to other

methodology possibilities.

Palavras Chave: Sedimentometria- Erosão e Sedimentação- Transporte de sedimentos.

INTRODUÇÃO

Atualmente, o desnecessário e prejudicial crescimento da população traz consigo um desastroso

aumento do desmatamento, demanda por novas áreas de agricultura intensa e urbanização quase

nunca planejada. Assim, em muitas áreas, a degradação crescente dos solos é um dos problemas que

a atualidade nos apresenta. Os sedimentos são deslocados da superfície das bacias hidrográficas na

direção dos rios que, além dos sedimentos dos seus próprios leitos, recebem também esta carga

adicional. Claro que, geologicamante, este é até certo ponto um fenômento natural quando restrito a

taxas aceitáveis. Como se sabe, as partículas sólidas dentro de um escoamento qualquer, ou são

erodidas ou sedimentam. A situação intermediária é o transporte sólido sempre para jusante. O que

normalmente acontece é uma complexa interação líquido-sólido resultando em trechos com

dinâmicas diferentes. Assim, é interessante deixar claro que nem todas as partículas que são

erodidas na bacia chegam até uma determinada secção de observação em um rio. Dito de outra

forma, a produção de sedimentos de uma área não é necessariamente igual ao deflúvio sólido que

passa na citada secçao ou posto. Isso é porque, obviamente, parte fica depositada em algum ponto

do caminho. Passando agora especificamente ao transporte concentrado dentro do rio, sabemos da

hidráulica fluvial que os tipos básicos de transporte sólido são: suspensão e arraste. O primeiro,

como se verá, é relativamente fácil de ser medido e o arraste, difícil, incerto e pouco acessível. Este

último geralmente é calculado através de fórmulas de capacidade de transporte desenvolvidas em

laboratório de hidráulica. Ao serem aplicadas na natureza que é infinitamente mais complexa,

surgem, no arraste, erros que podem chegar, por exemplo, à 600 % ou mais. Felizmente, a

experiência do profissional aliada à criteriosa escolha dessas fórmulas permitem a diminuição

daqueles erros. A suspensão inclui tanto partículas provenienes do próprio leito como a chamada

carga de lavagem ou carga de finos que é uma espécie de “pano de fundo de sedimentos”

provenientes da bacia bem à montante. De modo distinto do ciclo hidrológico, não existe realmente

um “ciclo” sedimentológico pois, uma partícula sólida removida do solo e transportada águas

abaixo, jamais volta à sua origem. O potencial destino final é o mar. Dessa forma, a perda de solos é

importante por, praticamente, ser irreparável. Cabe aqui incluir o que diz Carvalho (2000): “os


sedimentos são parte de um processo impossível de ser acompanhado em plenitude na escala da

vida humana” . Os agrônomos e geólogos, com muito mais propriedade, podem falar do presente

tema. Pelo visto, uma completa gestão ambiental dos recursos hídricos também necessita como

dado inicial um bom monitoramiento hidrossedimentométrico.

Assim, os objetivos deste trabalho são:

• Reunir e organizar, no estado de Santa Catarina, os diversos dados hidrológicos,

sedimentométricos, geográficos, etc, que normalmente estão dispersos.

• Analisar neste trabalho, somente na bacia do rio Itajaí-Açú, o quadro geral das estações

fluviométricas com medições de sedimentos em suspensão.

• Escolher alguns postos com períodos de observação comuns e determinar, de forma

preliminar, as curvas chave de sedimentos em suspensão e deflúvios sólidos médios em

suspensão acumulados no período. A escala de tempo a ser utilizada dependerá de análise

geral da situação dos dados.

• Realizar uma primeira discussão dos resultados e, pela experiência adquirida, indicar os

próximos passos para desenvolvimento e ampliação do trabalho.

1 A SEDIMENTOLOGIA FLUVIAL

Uma rede sedimentométrica de uma bacia está normalmente baseada sobre a rede de estações

fluviométricas normais. Sob a responsabilidade da Agência Nacional de Energia Eletrica- ANNEL,

o país possui aproximadamente 1581 estações, das quais somente 415 contam com medição de

sedimentos em suspensão. Os critérios para estabelecimento de estações podem ser: utilizar rio

principal da bacia e sub-bacias, utilizar rios que cortam ou que são fronteiras naturais e rios que

tenham potencial hidroelétrico. Além disso, qualquer assunto de importância ecológica pode ser

motivo suficiente para justificar a instalação de uma estação fluvio-sedimentométrica. Por fim,

obviamente há que se buscar uma boa distribuição geográfica desses postos. Segundo Carvalho

(2000), uma estimativa da precisão dos datos sedimentométricos é difícil devido as muitas fase

necessárias para a obtenção da descarga sólida, não havendo ainda sido estabelecida uma

metodologia adequada para análise de consistência. O comentário do autor diz respeito à descarga

sólida total, ou seja, suspensão e arraste. Este último é um dos mais importantes fatores na


moldagem da calha do rio. Como se sabe, o arraste não faz parte deste primeiro trabalho. No

campo, além dos parâmetros hidráulicos e geométricos de uma secção, é medida a concentração

média de sedimentos em suspensão. Uma interessante e útil função matemática é a curva chave de

sedimentos que, basicamente, relaciona vazão líquida com descarga sólida em suspensão. Essa

relação normalmente apresenta baixo coeficiente de correlação e possui suas particularidades em

cada caso. Uma delas, por exemplo, é o fenômeno da histerese na qual as descargas sólidas durante

o crescimento de uma cheia podem ser diferentes daquelas correspondentes à recessão dessa mesma

cheia. Em outras palavras, essa clássica relação não seria uma curva mas um laço. Assim, a

aparentemente grande dispersão dos pontos plotados teria uma boa justificativa. Williams (1989)

analisa detalhada e sistematicamente a difícil relação concentração versus vazão líquida mas

somente por eventos hidrológicos individuais, não tendo trabalhado na escolha do tipo de equação

de ajuste e suas implicações na curva de deflúvio sólido acumulado. O autor realizou notável

trabalho identificando 5 tipos básicos daquela primeira relação, incluindo histereses, curvas em

forma de um “8”, etc. Com a curva chave de sedimentos determinada, no âmbito de sua validade,

pode-se estender a série de descargas sólidas pois a série de vazões líquidas é sempre muito maior

que a primeira. O assunto é complexo também devido a grande quantidade de variáveis envolvidas

como: tipo de cobertura vegetal, estação do ano, localização das chuvas intensas na bacia, etc. Uma

completa análise das citadas curvas necessitaria, portanto, da manipulação de uma grande

quantidade de dados concomitantemente. Dessa forma, o tema, sem dúvida, constitui-se num

grande desafio.

2 ÁREA DE ESTUDO

O Brasil está dividido em 8 bacias principais. Dentro de Santa Catarina, existem partes das

seguintes bacias: 6- Bacia do Rio Paraná; 7- Bacia do rio Uruguai e 8- Bacia do Atlântico-

Trecho Sudeste. Há no estado basicamente duas grandes vertentes: a do Atlântico (bacia8) e a do

interior (bacias 6 e 7). Medeiros et al (2008) já apresentaram um primeiro panorama atual de todas

as estações sedimentométricas em Santa Catarina mas sem abordar dados concretos de vazão e

descarga em suspensão. O presente trabalho utiliza, especificamente a Sub Bacia 83 do rio Itajaí-

Açú, possuindo aproximadamente 15000 km2 . A Figura 1 mostra as bacias brasileiras sendo que a

de cor preta é a mencionada bacia 8.

II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste

Figura 1 - Bacias hidrográficas brasileiras.

3 METODOLOGIA

Este trabalho preliminar utilizará somente

Itajaí-Açú e disponíveis na A.N.A. Não serão aqui incluídos os datos dispersos em algumas

empresas privadas construtoras de usinas hidroelétricas.

geográfico e as coordenadas de cada estação para que sua localização seja plotada.

medições em cada ano e estação

reconhecimento das falhas. Estas serão preenchidas

respectiva falha. Serão procuradas em princípio,

é, com as maiores séries históricas, medições confiáveis e, de preferência, com o menor número de

falhas. A séries desejáveis seriam

com a dinâmica de poder acompa

disso, com aumento da frequência de medi

1992). Depois do arranjo de todos os dado

estes critérios continuarão válidos ou se a

função do que a realidade apresenta

reconhecimento, serão plotados dados de vazão líquida nas abcissas e descarga sólida em suspensão

nas ordenadas para que curvas chave de sedimentos sejam determinadas.

não consideradas aceitáveis em função da qualidade do ajuste, coeficiente de correlação e,

Bacias hidrográficas brasileiras. ( www.aneel.gov.br)

Este trabalho preliminar utilizará somente dados sedimentométricos de suspensão na bacia do rio

Açú e disponíveis na A.N.A. Não serão aqui incluídos os datos dispersos em algumas

empresas privadas construtoras de usinas hidroelétricas. De início, é

rdenadas de cada estação para que sua localização seja plotada.

ção serão lançadas em um diagrama temporal p

reconhecimento das falhas. Estas serão preenchidas apenas com a média dos dados vizinhos

Serão procuradas em princípio, somente estações com boa representatividade, isto


m aquelas com uma medição mensal de sedimentos em suspensão

mica de poder acompanhar as variações do nível da água no decorrer do ano. Além

ncia de medições em períodos de cheias. (ELETROBR

epois do arranjo de todos os dados encontrados e sua análise, se pod

válidos ou se as exigências terão que ser obrigatoriamente reduzida

a realidade apresentar. Após o preenchimento das falhas e uma análise inicial de

onhecimento, serão plotados dados de vazão líquida nas abcissas e descarga sólida em suspensão

para que curvas chave de sedimentos sejam determinadas. As curvas chaves serão ou


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os sedimentométricos de suspensão na bacia do rio

Açú e disponíveis na A.N.A. Não serão aqui incluídos os datos dispersos em algumas

De início, é necessário um mapa

rdenadas de cada estação para que sua localização seja plotada. A quantidade de

lançadas em um diagrama temporal para análises e

apenas com a média dos dados vizinhos à

com boa representatividade, isto


de sedimentos em suspensão e

a água no decorrer do ano. Além

(ELETROBRÁS-DPE,

, se poderá decidir se todos

que ser obrigatoriamente reduzidas em

Após o preenchimento das falhas e uma análise inicial de

onhecimento, serão plotados dados de vazão líquida nas abcissas e descarga sólida em suspensão

As curvas chaves serão ou



sobretudo uma análise visual aliada ao bom senso, este de difícil quantificação em uma

metodologia. De posse das tais curvas, serão determinados os deflúvios sólidos médios em

suspensão acumulados, válidos para o período total de observação obtido após análise dos dados.

No caso presente, optou-se pelo uso de gráficos do tipo que apresentam o dito deflúvio acumulado

em ordenadas e o tempo, em meses, nas abcissas. A produção específica média de sedimentos em

suspensão será também determinada e comparada com dados da literatura.

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Uma busca nos dados da A.N.A. identificou em Santa Catarina 333 estações fluviométricas das

quais somente 40, ou seja, 12 % , realizam sedimentometria em suspensão. A Figura 2 a seguir

mostra um mapa de Santa Catarina com a localização geral de todas elas através de um número de

ordem válido somente no âmbito deste trabalho. O período total de observação da descarga sólida

em suspensão é de 1976 à 2006. Já as vazões líquidas destas estações cobrem, à grosso modo, o

período aproximado de 1927 à 2006. A primeira constatação é a sua aparentemente razoável

distribuição espacial. Os maiores vazios estão no planalto de Lages e no extremo Sul do estado.

Focalizando agora somente as estações da vertente do Atlântico (Sub Bacias 82, 83 e 84 do

DNAEE, 96), estas podem ser apreciadas na Tabela 1 a seguir. Especificamente na bacia do rio

Itajaí-Açú (Sub Bacia 83, da mesma fonte) existem 12 estações (com seus nos de ordem), a saber:

(20)Apiúna-Régua nova, (21)Apiúna, (23)Barra do Prata, (24)Blumenau, (25)Brusque, (27)Ibirama,

(28)Ituporanga, (30)Nova Trento, (36)Rio do Sul-novo, (38)Taió, (39)Timbó-novo e (40)Indaial.

Após análise de todos os dados obtidos na A.N.A, percebeu-se a existência de um grande número

de falhas completamente dispersas, tanto nas vazões líquidas como sólidas. Com essas

dificuldades, e considerando que este artigo não é definitivo, optou-se por analisar neste trabalho

apenas 4 estações com o período comum 1981 à 1989, mostradas em cor cinza na mesma Tabela 1

já citada. A Tabela 2 mostra mais detalhadamente os principais dados das estações estudadas. De

início, informa-se que as vazões líquidas utilizadas serão as médias mensais. Portanto na análise

dessas 4 estações existe, em cada uma, exatamente 108 meses, correspondendo pois aos 9 anos do

período considerado.

II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste

Figura 2- Localização de todas a

todas as estações com medições de suspensão em Santa Catarina

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Santa Catarina.


Tabela 1- Estações da Vertente do Atlântico, períodos de observação e quantidade de medições

descarga sólida em cada ano.(OBS: em cinza, as estações escolhidas) .

Tabela 2: Estações a serem estudadas neste trabalho.

Código Estação Rio Lat. Long. Area (km2

) Início Final

83300200 Rio do Sul novo

Itajaí-Açú 27 12 25 49 37 50 5100 Abr/78 -

83345000 Barra do Prata

Itajaí do Norte

26 41 54 49 49 52 1420 Nov/77 -

83690000 Indaial Itajaí-Açú 26 53 28 49 14 06 11151 Jan/29 - 83900000 Brusque Itajaí Mirim 27 06 00 48 55 00 1240 Jun/29 -

As curvas chave de sedimentos em suspensão foram determinadas e estão apresentadas nas Figuras

3, 4, 5 e 6. Como se pode ver, os mais baixos coeficientes de correlação aconteceram nas estações

Rio do Sul novo (R2 = 0,513) e Barra do Prata (R2 = 0,436). Nestas estações, os pontos estão

bastante dispersos em relação à curva de ajuste. Em se tratando de sedimentos, esse fato costuma

ser bastante comum. Foram tentados também outras formas de equação de ajuste porém, mesmo

que algumas delas apresentasse um R2 um pouco superior, não foram escolhidas. Percebeu-se que

este coeficiente é bastante interessante mas não é determinante visto que uma boa análise visual,

N Estação

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

20 Apiúna Nova 4 4 3 2 3 2

21 Apiúna 8 10

6 8 5 6 8 6 1 2 1 2 2 3 4 1

22 Arm. Capivari 3 4 2 4 4 2 3 1

23 B. do Prata 2 3 7 8 6 6 8 6 8 6 2 1 1 2 3 4 4 4 3 1

24 Blumenau 2 1 2

25 Brusque 7 7 2 7 10

4 6 6 6 8 5 3 1 3 4 4 4 4 2 2 1 3

26 Est. d. Morros 3 4 3 3

27 Ibirama 3 3 3 4 3 1 2

28 Ituporanga 4 3 4 4 3 1 2

29 Jaragua d. Sul 2 2 1 3 4 4 4 1 1 3

30 Nova Trento 4 5 4 3 1 4 1 3 1

31 Orleans Mont. 4 4 3 4 4 2 3 1

32 Pirabeiraba 3 4 3 4 1 4 1 2

33 Poço Fundo 3 3 4 4 1 3 2 3 1

34 Praia Grande 4 1 3 4 4 2 3 1

35 Rio do Pouso 7 8 6 2 8 10

3 9 7 8 7 8 2 2 1 4 3 4 4 1 4 2 3 1

36 R.d. Sul Novo 2 4 4 3 5 4 3 4 4 2 2 1 3 4 4 4 4 1 4 1 2 1

37 S. J. Batista 4 5 4 3 1 4 1 3 1

38 Taió 4 4 4 4 2 3 1 2 1

39 Timbó Novo 1 4 4 2 5 1 2 1

40 Indaial 3 3 2 2 4 4 3 4 4 3 4 4 2 1 2 1 1 3 3


aliada ao bom senso, ainda é o mais importante. Neste última análise pode-se perceber pequenos

detalhes e tendências que o tal coeficiente não considera. Essa busca de uma relação entre as duas

citadas variáveis, na realidade, é muito complexa pois depende da localização das chuvas intensas

na bacia montante, tipo de cobertura que recebeu tais chuvas, estação do ano, ramo do hidrograma

em que as medições foram feitas (se na cheia ou na recessão), etc. Assim, não há realmente uma

simples correlação entre vazões líquida e sólida pois cada evento é único. Nestas duas citadas

estações (Rio do Sul-novo e Barra do Prata) parece haver uma histerese, ou seja, as descargas

sólidas são mais altas na subida dos hidrogramas e mais baixas no seu esvaziamento, o que formaria

uma espécie de laço. O fenômeno é melhor explicado e exemplificado em Julien (1998). Já

Williams (1989) analisa detalhadamente vários tipos de histereses, curvas em forma de “8”, etc.

Neste caso, o autor trabalha com muito mais dados do que o presente trabalho. Neste artigo, após

análise, considerou-se que os poucos pontos existentes ainda não permitem confirmar a hipótese da

histerese. Sendo assim, as equações finais apresentadas não incluiram este possível efeito. Já na

estação Barra do Prata, utilizando-se prioritariamente a análise visual, optou-se por dividir vazões

líquidas em dois trechos: de zero à 60 m3/s e maiores de 60 m3/s. Neste segundo trecho, a equação

escolhida foi :

Qs = 52 Qlíq – 2960 (1)

Sendo:

Qs = descarga sólida em suspensão (t/dia) e Qlíq = vazão líquida (m3/s).

Assim, tentou-se, de certa forma, distribuir o erro da grande dispersão nas descargas sólidas

acima de 400 t/dia. A estação Rio do Sul tem, na verdade, 3 códigos: 83300000, 83300002 e

83300200. A primeira, estava situada no rio afluente Itajaí do Sul (Area da bacia = 2138 km2) e

funcionou de Nov/1927 a Nov/1948. A segunda, com pequena alteração, já passa a operar no rio

Itajaí-Açú (rio principal da bacia), área da bacia = 5100 km2, operando de Abr/1940 a Fev/1980. A

terceira, com o complemento “novo”, também no rio Itajaí-Açú, área da bacia igualmente 5100

km2 , opera de Abr/1978 até hoje. As coordenadas geográficas são praticamente as mesmas

indicando apenas uma pequena mudança de local, do afluente para o rio principal. Como se viu,

duas últimas tem a mesma área . Neste trabalho, utilizou-se a terceira estação (83300200).

Lamentavelmente, neste estudo não se conseguiu em tempo hábil tentar incluir a estação (21)

Apiúna conforme consta da Tabela 1. O fato deve-se à existencia de duas estações diferentes

(Apiúna e Apiúna –nova) com dificuldades na localização desses dados nos arquivos da A.N.A.


Quanto às curvas chave de sedimentos em suspensão para as estações Indaial e Brusque, estas não

apresentaram grandes problemas e o ajuste foi bem mais compacto. Os coeficientes de correlação

foram, respectivamente, 0,811 e 0,950. Talvez a estação Brusque possa merecer uma tentativa de

divisão em dois períodos para melhor caracterizar a descarga sólida de 16000 t/dia que acabou

ficando muito isolada na extremidade superior da curva. Neste primeiro trabalho optou-se por não

modificar a equação proposta. Finalizando os comentários sobre curva chave de sedimentos,

informa-se que todas elas estão inseridas dentro dos respectivos gráficos, juntamente com todos os

coeficientes de correlação.

Figura 3- Curva chave de sedimentos: Rio do Sul –novo

Rio do Sul-novoy = 0,030x2 - 2,572x + 288,0

R² = 0,513

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

0 100 200 300 400 500 600

Qs

(

t/d

ia)

Q líq (m3/s)


Figura 4 - Curva chave de sedimentos: Barra do Prata.

Figura 5- Curva chave de sedimentos: Indaial.

B. do Prata

y = 1.114x1.209

R² = 0.436

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 20 40 60 80 100 120

Qs

(t

/dia

)

Q líq (m3/s)

Indaialy = 0.030x2 - 15.92x + 2225.

R² = 0.811

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Qs

(t/

dia

)

Qlíq (m3/s)


Figura 6 - Curva chave de sedimentos: Brusque

Uma das utilidades das equações já estudadas é a extensão das séries de descarga sólida que são

normalmente curtas. Assim, é possível determinar, por exemplo, os deflúvios sólidos acumulados

no tempo (ver Figuras 7, 8, 9 e 10) que serão, a seguir, comentados.

Brusque

y = 0.352x2 - 17.33x + 271.4R² = 0.950

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

0 50 100 150 200 250 300

Qs

(t

/dia

)

Q líq (m3/s)


Figura 7- Deflúvio sólido médio em suspensão: Rio do Sul novo.

Figura 8- Deflúvio sólido médio em suspensão: Barra do Prata.

0

500000

1000000

1500000

2000000

2500000

0 20 40 60 80 100 120

Def

lúvi

o só

lido

méd

io e

m s

usp.

acu

m

(t

on)

Tempo (meses)

Rio do Sul novo Jan 1981 a Dez 1989

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

0 20 40 60 80 100 120Def

lúvi

o s

ólid

o m

édio

em

sus

p.

acum

. (t

on)

Tempo (meses)

Barra do Prata Jan 1981 - Dez 1989

Enchente 1983


Figura 9- Deflúvio sólido médio em suspensão: Indaial.

Figura 10- Deflúvio sólido médio em suspensão: Brusque.

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

0 20 40 60 80 100 120

De

flú

vio

só

l. m

éd

io e

m

susp

. a

cum

.

(

ton

)

Tempo (meses)

Indaial Jan 1981 a Dez 1989

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

900000

0 20 40 60 80 100 120

De

flú

vio

só

lid

o m

éd

io e

m

susp

.

acu

m.

(to

n)

Tempo (meses)

Brusque Jan 1981 a Dez 1989

Enchente 1983

Enchente 1983


A primeira análise desses gráficos já revela grandes saltos ou “degraus” nos deflúvios sólidos

acumulados. São correspondentes à enchente de Julho de 1983 que devastou a região e foi bem

noticiada. Sabe-se que as descargas sólidas são muito maiores que as médias por ocasião das

enchentes. Dito de outra forma, o transporte de sedimentos está longe de ser contínuo, sendo

definido de forma muito brusca nesses eventos extremos. Depois desse evento, se fundou o pioneiro

“Projeto Crise” para análise e prevenção das cheias. Posteriormente, passa a existir o CEOPS-

Centro de Operação do Sistema de Alerta da Bacia Hidrográfica do Rio Itajaí-Açú. Essas entidades

todas são ligadas à FURB-Fundação Universidade Regional de Blumenau. Posteriormente à 1983,

houve outra enchente em Agosto de 1984, não menos preocupante, mas com menor impacto

destrutivo e menor duração. O salto referente à primeira enchente (1983) aparece mais

veementemente nas estações Indaial, Barra do Prata e Brusque devido suas localizações e também

forma da bacia. Já em Rio do Sul-novo o impacto no deflúvio solido de 1983 foi mais amortecido

devido a confluência de praticamente 3 rios. Na verdade, cada cidade recebeu um impacto diferente.

Com relação à segunda enchente (1984), esta só influencia os deflúvios sólidos, mais claramente,

nas estações Barra do Prata e e Rio do Sul-novo. Para melhor identificação nos gráficos, o tempo

total é 108 meses (Jan/1981 à Dez/1989). A enchente de 1983 corresponde pois à abcissa “mês 31”

e a segunda enchente, no “mês 44”. A comentada grande enchente de 1983 foi tão marcante que

acabou dividindo, por si só, os deflúvios sólidos acumulados, em 3 trechos definidos como : I, II e

III. As Tabelas 3 e 4 a seguir, mostram, respectivamente: Deflúvios sólidos em suspensão mensais

médios e Produção específica em suspensão média do período total.

Tabela 3 - Deflúvios sólidos em suspensão mensais médios.

ESTAÇÕES

Deflúvios sólidos em suspensão mensais médios (em ton/mes) Jan/81 a Out/82 (Trecho I: 22 meses)

Nov/82 a Ago/84 ( Trecho II: 22 meses)

Set/84 a Dez/89 (Trecho III: 64 meses)

Total: Jan/81 a Dez/89. (108 meses)

OBS

Rio do Sul- novo

10368,3 40837,9 13890,5 18662,3

Barra do Prata 1481,4 41250,4 2612,1 10252,6 Indaial 20078,9 183205,8 21811,7 54335,3 Brusque 2614,4 23667,3 2907,5 7076,6


Tabela 4 - Produção específica média em suspensão, do período total.

ESTAÇÕES

Deflúvio sólido em suspensão

acum. no período total: Jan/81 a

Dez/89 (ton)

Área da bacia

( km2 )

Produção específica (em susp.) média do

período TOTAL: Jan/81 a Dez/89

( ton / km2 / ano)

Coef. R2 do ajuste da

curva chave de sedimentos

Rio do Sul- novo 2015532 5100 43,9 (mín.) 0,513 Barra do Prata 1107282 1420 86,6 (máx.) 0,436 Indaial 5868215 11151 58,4 0,811 Brusque 764282 1240 68,4 0,950 Média geral: 64,3

Pela análise das Tabelas 3 e 4 percebe-se que os deflúvios sólidos em suspensão mensais médios

nos trechos I e III, para todas as estações, são da mesma ordem evidenciando, nos gráficos

correspondentes, retas aproximadamente paralelas. Assim, esses valores definem em cada estação o

que se poderia talvez chamar de : “deflúvio sólido mensal característico” relativo ao período 1981 a

1989. Este último conceito se aplica nas situações ditas “normais”, sem grandes enchentes. Por

exemplo, em termos médios, para Rio do Sul-novo seria 12129,4 t/mes e Brusque 2760,9 ton/mes.

A produção específica (em suspensão) média do período total, para todas as estações foi de 64,3

ton/km2/ano. A mínima foi de 43,9 ton/km2/ano para Rio do Sul-novo. A máxima, em Barra do

Prata com 86,6 ton/km2/ano, o dôbro da mínima. Deixa-se mais uma vez bem claro que estas

citadas cargas são apenas as que efetivamente passam pela secção do rio considerado. O real

produção da bacia montante deve ser maior porque uma parte dos sedimentos lá destacados nem

chegou ao posto fluviométrico, isto é, deve ter ficada depositada em em alguns pontos da bacia. A

menor erodibilidade da bacia em Rio do Sul-novo deve-se provavelmente ao seu melhor estado de

conservação ambiental. Nestes termos, a pior bacia foi, sem dúvida, a correspondente a estação

Barrra do Prata, possivelmente devido suas más práticas de conservação do solo, desmatamentos,

grandes extensões agrícolas, etc. Este trabalho ainda não contempla uma análise detalhada do uso

do solo nessas bacias. ELETROBRÁS,1991, no seu “Diagnóstico das condições sedimentológicas

dos principais rios brasileiros” classifica as zonas hidrossedimentológicas brasileiras. Por esse

estudo, a área do presente trabalho cai dentro da classe IV e está classificada dentro da zona “S1”

que cobre uma faixa litorânea do Rio Grande do Sul ao Rio de Janeiro. Nesta grande faixa a

produção específica em suspensão estaria situada entre 75 e 100 ton/km2 . Assim, os resultados do

presente estudo (ver Tabela 4 acima ) caem dentro dessa faixa. Há que assinalar porém que, Indaial

e Rio do Sul-novo, (pelo menos no período 1981 a 1989) estão bem posicionados pois estão

localizados inclusive abaixo dessa referência. Segundo PNUD(1977), quanto maior a área da bacia,


menor é a taxa de erosão aceitável como “normal”. Assim, Brusque e Barra do Prata (1240 a 1420

km2) poderiam ter até aprox. 600 ton/km2/ano como valores “normais” de produção específica de

sedimentos. Rio do sul- novo (5100 km2) poderia chegar a aprox. 450 ton/km2/ano como valores

“normais”. Indaial (11151 km2) poderia chegar à 280 ton/km2/ano como valores “normais”. Estes

últimos índices de referência foram obtidos em bacias dos Estados Unidos e usam uma espécie de

linha envolvente com pontos muito dispersos. De qualquer forma, nos parecem muito altos e fora de

nossa realidade. Por fim, como neste trabalho foram usadas apenas vazões líquidas médias

mensais, os picos máximos de vazão líquida diária não aparecem juntamente com seu grande

impacto nos deflúvios sólidos. Assim, um cálculo mais cuidadoso e detalhado certamente indicaria

maiores transportes de sedimentos nos deflúvios acumulados. Da mesma forma, há que se deixar

bem claro que toda essa discussão anterior foi baseada nas escolhidas equações da curva chave de

sedimentos. Um outro pesquisador poderia optar por outra metodologia e obter os resultados

acumulados talvez um pouco diferentes. De qualquer forma, a tendência geral, apesar de poder ser

melhorada no futuro, já foi agora detectada.

5 CONCLUSÃO

Na bacia do rio Itajaí-Açú todos os dados sedimentológicos a que se teve acesso foram reunidos e

organizados permitindo uma análise preliminar da situação. A distribuição espacial e temporal dos

dados sedimentométricos foi analisada. Este primeiro estudo apenas conseguiu mostrar o transporte

de sedimentos em suspensão para 4 postos de períodos comuns de observação. Assim, para estes

postos foram ajustadas, curvas chave de sedimentos. Da mesma forma, em bases mensais, os

deflúvios sólidos em suspensão acumulados foram preliminarmente estabelecidos, mostrando a

influência da grande enchente de 1983. Por fim, as produções específicas foram comparadas com

alguns índices da literatura. Este trabalho é parcial e não pretende ser definitivo mas tem o mérito

de, com a experiência adquirida, abrir caminho para a continuação do estudo em todo o estado de

Santa Catarina que, pelo que se sabe, possui escassos estudos nesse tema.


6 RECOMENDAÇÕES

Pela experiência aqui adquirida, recomenda-se ampliar gradativamente este estudo para outras

bacias. Além disso, com dados de granulometria de fundo, determinar não só a descarga em

suspensão mas também calcular, através das fórmulas clássicas (Einstein, Colby, etc.), a de arraste .

Dessa forma a descarga total seria obtida. Por fim, há que se ter em mente que a meta final é a

cobertura completa do estado de Santa Catarina.

BIBLIOGRAFIA

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CARVALHO, N. O.(1994). Hidrossedimentologia Prática. CPRM, Eletrobrás, Rio de Janeiro-RJ.

CHANG, M. (2002). Forest Hydrology - An introduction to water and Forests, CRC Press, Taylor

& Francis Group LLC, London, 373 p.

ELETROBRÁS(1991).“Diagnóstico das condições sedimentológicas dos principais rios

brasileiros”, Rio de Janeiro.

JULIEN, P. Y.(1998). Erosion and Sedimentation. Cambridge University Press. Cambridge.

MEDEIROS,P.A; LUIZ, B.V.;CORDERO,A.(2008). “Panorama actual de las estaciones

sedimentométricas fluviales en Santa Catarina”, in: VI Simpósio Internacional de Qualidade

Ambiental, ABES-RS, PUC-RS, Maio, Pôrto Alegre.

MME(1996). Inventário das Estações Fluviométricas, DNAEE, CGRH, Brasília.

PNUD-Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento e Governo dos Países de Centro

América (1977), “Estudos Hidrológicos”, Manágua, Pub. N. 140.

WILLIAMS,G.P.( 1989). “Sediment concentration versus water discharge during single hydrologic

events in rivers”. Journal of Hydrology, Elsevier Sc. Pub., Amsterdam, 111, 89-106.

Internet:

www.aneel.gov.br (acesso diversos em Junho e Junho de 2008)

www.ana.gov.br (acessos diversos em Junho e Julho de 2008)

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DEFLÚVIOS SÓLIDOS EM SUSPENSÃO EM … et al (2008 Sul...II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 3 sedimentos são parte de um processo impossível de ser acompanhado