Secretaria dos Recursos Hdricos

RELATRIO DO PROJETO BSICO DO CINTURO DE GUAS DO CEAR CAC - TRECHO 1 JATI-CARIS

TOMO I MEMORIAL DESCRITIVO

DEZEMBRO / 2011

APRESENTAO

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APRESENTAO O presente documento constitui o Relatrio do Projeto Bsico do Cinturo de guas do Cear CAC - Trecho 1 Jati-Caris, elaborado pela Secretaria dos Recursos Hdricos, com base nos estudos de engenharia realizados no mbito do Contrato n05/2009, firmado entre a SRH Secretaria dos Recursos Hdricos do Cear e a VBA Tecnologia e Engenharia S/A para a elaborao do Estudo de Viabilidade Tcnicoeconmica, Estudo Ambiental e Ante-Projeto do Trecho Jati-Caris no Desenvolvimento do Projeto Cinturo de guas do Cear CAC. O Projeto Bsico composto dos seguintes relatrios: Tomo I Memorial Descritivo Tomo II Oramento Tomo III - Desenhos

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NDICE

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NDICEAPRESSENTAO 1 - INTRODUO ............................................................................................................................. 7 1.1 - CONSIDERAES INICIAIS ................................................................................................. 7 1.2 - ACESSOS AO TRECHO 1..................................................................................................... 8 1.3 - ANTECEDENTES, DESCRIO GERAL DO SISTEMA E PROJETOS INTEGRVEIS......... 8 1.3.1 - BREVE HISTRICO ............................................................................................................. 8 1.3.2 - DESCRIO GERAL DO SISTEMA ADUTOR ...........................................................................10 1.3.3 - PROJETOS INTEGRVEIS NO MBITO DO TRAADO GERAL DO CAC ......................................15 1.3.3.1 - Projeto de Transposio do Rio So Francisco para o Nordeste Setentrional PTSFNS...............................................................................................................................15 1.3.3.2 - Projeto de Irrigao Baixo Acara...........................................................................15 1.3.3.3 - Eixo de Integrao Castanho / Regio Metropolitana de Fortaleza Eixo e CIPP Complexo Industrial e Porturio do Pecm ...........................................................................15 1.3.3.4 - Ferrovia Transnordestina ........................................................................................17 1.4 - FASEAMENTO DA OBRA ....................................................................................................17 2 - ESTUDOS BSICOS PARA O TRECHO 1 - JATI/CARIS.........................................................19 2.1 - CARTOGRAFIA BSICA ......................................................................................................19 2.1.1 - CARTOGRAFIA EXISTENTE .................................................................................................19 2.1.2 - CARTOGRAFIA ATUAL E ESPECFICA PARA OS ESTUDOS DO CAC ..........................................19 2.2 - ESTUDOS GEOLGICOS E GEOTCNICOS......................................................................20 2.2.1 - FEIES GEOMORFOLGICAS............................................................................................20 2.2.2 - GEOLOGIA REGIONAL .......................................................................................................22 2.2.3 - GEOLOGIA LOCAL .............................................................................................................25 2.2.4 - ESTUDOS GEOTCNICOS...................................................................................................27 2.2.5 - ASPECTOS GEOTCNICOS DOS TRECHOS SONDADOS ..........................................................27 2.3 - SOLOS NA REA DE INFLUNCIA DO TRECHO 1 JATI/CARIS....................................31 2.4 - ESTUDOS E CONDICIONAMENTOS AMBIENTAIS.............................................................31 3 - ESTUDOS DE OTIMIZAAO DO TRAADO E DAS OBRAS ESPECIAIS .................................37 3.1 - OTIMIZAO DOS TRAADOS PRELIMINARES................................................................37 3.2 - CONCEPO, DEFINIO E OTIMIZAO DOS MELHORES CAMINHAMENTOS ...........37 3.3 - DETERMINAO DAS VAZES PARA ATENDIMENTO DAS DEMANDAS ........................38 3.4 - ATENDIMENTO DAS DEMANDAS E OPERAO DO PROJETO .......................................38 3.5 - ESTUDOS DE CONCEPO E OTIMIZAO DAS OBRAS PRINCIPAIS ...........................39 3.5.1 - OBRAS LINEARES .............................................................................................................41 3.5.1.1 - Sees-Tipo dos Canais .........................................................................................41 3.5.1.2 - Sees Tipo dos Tneis..........................................................................................43 3.5.1.3 - Sees Tipo das Adutoras (Sifes) .........................................................................56 3.5.2 - OBRAS LOCALIZADAS DE CONTROLE OPERACIONAL, DE SEGURANA E DE DRENAGEM DO CANAL ...................................................................................................................................63 3.5.2.1 - Comportas Planas Verticais....................................................................................63 3.5.2.2 - Descarga de Segurana .........................................................................................63 3.5.2.3 - Bueiros ou Galerias ................................................................................................63 3.5.2.4 - Pontes ou Pontilhes ..............................................................................................63 3.5.2.5 - Passarelas..............................................................................................................68 3.5.2.6 - Drenagem Superficial .............................................................................................68 3.5.2.7 - Drenagem Profunda................................................................................................68 4 - DESCRITIVO DO PROJETO BSICO DO TRECHO JATI/CARIS ............................................70 4.1 - CARACTERIZAO GERAL E ABRANGNCIA DO TRAADO...........................................70

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4.1.1 - DIRETRIZES E CONDICIONANTES PARA A DEFINIO DO TRAADO .........................................70 4.1.2 - DESCRIO DO TRAADO DO PROJETO BSICO ...................................................................70 4.2 - TRECHOS EM CANAIS........................................................................................................71 4.2.1 - SEO HIDRULICA PADRO .............................................................................................71 4.2.2 - JUNTAS LONGITUDINAIS E TRANSVERSAIS NAS SEES REVESTIDAS EM CONCRETO ...............75 4.3 - TRECHOS EM TUBULAES GRAVITRIAS (SIFES) .....................................................75 4.4 - TRECHOS EM TNEIS ........................................................................................................80 4.5 - OBRAS DE CONTROLE OPERACIONAL E SEGURANA ..................................................85 4.5.1 - COMPORTAS DE CONTROLE OPERACIONAL .........................................................................85 4.5.2 - ESTRUTURAS DE CONTROLE COM COMPORTAS INSTALADAS EM SEO NORMAL DE CANAL .....85 4.5.2.1 - Estrutura de Controle com Comporta na Entrada de Tubulaes/Sifes..................86 4.5.2.2 - Estruturas Vertedouras de Segurana Associada a Comportas de Esvaziamento do Canal ...................................................................................................................................86 4.5.3 - PERFIL HIDRULICO OPERACIONAL DO SISTEMA ADUTOR .....................................................86 4.6 - DRENAGEM SUPERFICIAL .................................................................................................87 4.6.1 - DRENAGEM TRANSVERSAL ................................................................................................87 4.6.1.1 - Macro-Drenagem....................................................................................................87 4.6.1.2 - Mdia-Drenagem ....................................................................................................87 4.6.2 - DRENAGEM LONGITUDINAL - MICRO-DRENAGEM E PROTEO DE TALUDES ............................91 4.7 - SISTEMA VIRIO .................................................................................................................92 4.7.1 - INTERFERNCIAS DO SISTEMA VIRIO .................................................................................92 4.7.2 - ESTRADAS DE SERVIO ....................................................................................................92 4.8 - OBRAS COMPLEMENTARES..............................................................................................93 4.8.1 - PASSARELAS PARA PEDESTRES E ANIMAIS ..........................................................................93 4.8.2 - PONTILHES ....................................................................................................................93 4.9 - INTERFERNCIAS NO TRECHO 1 DO CAC COM O SISTEMA VIRIO REGIONAL...........93 4.10 - MATERIAIS PARA CONSTRUO (JAZIDAS)...................................................................94 5 - COMPOSIO DAS LICITAES DAS OBRAS E FORNECIMENTOS RELATIVOS AO TRECHO 1 JATI/CARIS...............................................................................................................100 5.1 - LOTE 1 ...............................................................................................................................100 5.2 - LOTE 2 ...............................................................................................................................100 5.3 - LOTE 3 (TNEIS)...............................................................................................................101 5.4 - LOTE 4 ...............................................................................................................................101 5.5 - LOTE 5 ...............................................................................................................................102 6 - CRONOGRAMA DE IMPLANTAO DAS OBRAS DO TRECHO 1 DO CAC ..........................104 ANEXOS ANEXO I LISTA DE SONDAGENS ANEXO II INTERFERNCIAS

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1 - INTRODUO

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1 - INTRODUO 1.1 - CONSIDERAES INICIAIS Os Estudos de Engenharia, realizados anteriormente pela VBA, so compostos por cinco relatrios: Relatrio dos Critrios de Formulao e Estudos Bsicos de Alternativas; Relatrio Setorial da Formulao de Alternativas; Relatrio de Dimensionamento e Oramento das Alternativas; Relatrio da Alternativa Selecionada do CAC; Relatrio do Anteprojeto do 1 Trecho Jati-Caris.

Os relatrios esto intrinsecamente ligados entre si, pois tratam do desenvolvimento das alternativas, desde o estabelecimento de critrios de formulao, passando pela otimizao dos traados sob diversas ticas, pelo dimensionamento e oramentao e chegando at a seleo da alternativa de referncia para a elaborao do anteprojeto do Trecho 1. No primeiro relatrio, Relatrio dos Critrios de Formulao e Estudos Bsicos de Alternativas, so apresentados os critrios para a formulao e desenvolvimento das alternativas e iniciados os estudos de alternativas, com base nas diretrizes do Edital e nas indicaes da Proposta da VBA, bem como nos critrios estabelecidos com este objetivo. Ao final, apresentado um traado preliminar de referncia, em planta e perfil, na escala 1:100.000, com a finalidade principal de servir de base e de ligao para o relatrio seguinte. No segundo relatrio, Relatrio Setorial da Formulao de Alternativas, so formuladas as alternativas de acordo com os critrios e condicionantes definidos no relatrio anterior, com base nas diretrizes do Edital e nas indicaes da Proposta da VBA. O relatrio traz a consolidao otimizada das alternativas de engenharia, confirmada por inspees regionais das reas e locais especficos de obras especiais e de traados. Apresenta-se a consolidao preliminar otimizada do arranjo geral das alternativas, em planta e perfil na escala 1:100.000. No terceiro relatrio, Relatrio de Dimensionamento e Oramento das Alternativas, as alternativas estudadas so dimensionadas e oradas para que possam ser hierarquizadas e dentre elas selecionada a melhor. No quarto relatrio, Relatrio da Alternativa Selecionada do CAC, definida a alternativa tima para o Projeto; elabora-se o modelo de otimizao e operao do Projeto; dimensiona-se e consolida-se a alternativa de referncia para a elaborao do Projeto. No Relatrio do Anteprojeto do 1 Trecho Jati-Caris apresentado o Anteprojeto do Trecho 1, que comea na tomada dgua no lago da barragem de Jati, em sua ombreira esquerda, e termina na travessia do rio Caris.

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1.2 - ACESSOS AO TRECHO 1 O acesso rodovirio ao Trecho 1 Jati-Caris poder ser realizado, principalmente, pela rodovia federal BR-116 ou pela estadual CE-060. Na regio do Cariri, as principais rodovias federais so a BR-122 e a BR-230; as rodovias estaduais mais importantes na regio do Cariri so a CE-292, CE-293, CE-153, CE-388, CE-166 e CE-176. Subordinadamente, h inmeras estradas em revestimento primrio ao longo de todo o traado do Trecho 1 do CAC. (Figura 1.1) 1.3 - ANTECEDENTES, DESCRIO GERAL DO SISTEMA E PROJETOS INTEGRVEIS 1.3.1 - BREVE HISTRICO A idia, concepo e traado muito preliminar do atualmente denominado CAC Cinturo de guas do Cear tiveram origem, no final dos anos 90, quando a VBA estava desenvolvendo, para o Ministrio de Integrao Nacional, os estudos de Insero Regional do PTRSF - Projeto de Transposio de guas do Rio So Francisco para o Nordeste Setentrional. No mbito desse contrato, foi tambm elaborado um estudo de pr-viabilidade econmico-financeira de transposio de guas da bacia do rio Tocantins para a bacia do rio So Francisco, visando repor nesta as vazes ento previstas as serem transpostas para o Nordeste. Na ambincia propositiva gerada pela elaborao dos estudos, a VBA, em um exerccio natural, buscou identificar alternativas que otimizassem o aproveitamento das guas transpostas para o estado do Cear. Neste bojo, surgiu, pela primeira vez, a idia de propor um canal que aproveitasse a elevada cota na qual chegariam ao Cear, em Jati, as guas transpostas e as aduzisse s regies menos favorecidas do Estado em termos de recursos hdricos. Sobre um mapa hipsomtrico simplificado, produzido pelo Iplance Instituto de Planejamento do Cear, foi traado um canal que praticamente circundaria o limite oeste do estado, o qual, atravs de um tramo oeste-leste no extremo norte, poderia ser unido ao Eixo de Integrao Castanho/RMF/Pecm o Eixo (quela altura apenas um projeto em elaborao). poca, rotulou-se essa idia de cordo de gua. Com a deciso do Governo Federal em implantar as obras do Projeto de Transposio guas do Rio So Francisco para o Nordeste Setentrional PTRSF, o Governo do Estado do Cear, por meio da Secretaria dos Recursos Hdricos SRH, consolidou a idia de aduo das guas transpostas para as principais bacias do Cear, atravs de um extenso sistema de aduo que passou a ser denominado de CAC Cinturo das guas do Cear. Na verso licitada pelo Estado do Cear, o traado do CAC foi deveras aprimorado, no s por utilizar cartas plani-altimtricas mais precisas, mas, principalmente, por buscar outros dois objetivos fundamentais: incrementar de forma significativa a rea a ser beneficiada; conferir, no limite, o carter gravitrio ao sistema, o que por si s representa um ganho extraordinrio em viabilidade e qualidade para o Projeto 8

1.3.2 - DESCRIO GERAL DO SISTEMA ADUTOR O Projeto do CAC foi concebido com a finalidade de transferir vazes, advindas da transposio do rio So Francisco (PTSFNS), atravs do Eixo Norte e destinadas ao Cear, com o objetivo de distribu-las nas principais bacias hidrogrficas do estado, alargando as reas beneficiadas e potencializando os benefcios. O PTSFNS, tal como foi projetado, entregaria as vazes para o Cear em Jati, para transferncia para as bacias do Mdio e Baixo Jaguaribe, com as guas sendo armazenadas na barragem do Castanho. A integrao do PTSFNS com o CAC permitir que as vazes captadas em Jati possam ser aduzidas em canais gravitrios para as principais bacias do Estado: Salgado, Alto, Mdio e Baixo Jaguaribe, Banabuiu, Curu, Acara e Corea. Apenas no seu ltimo trecho, no Ramal do Litoral, o sistema exigir bombeamento para a transferncia de vazes. Em todas estas bacias, sero utilizados os audes com capacidade de acumulao superior a 50 hm3, para armazenamento da gua e regularizao de vazes. A partir do sistema de canais e dos reservatrios, ser garantido o abastecimento de gua para as populaes, a indstria, o turismo, a dessedentao animal e agricultura irrigada, nesta ordem de prioridade. Algumas diretrizes bsicas orientaram a concepo do projeto do CAC: a) Abrangncia Geral do Sistema Adutor O Projeto de Integrao do Rio So Francisco com as Bacias do Nordeste Setentrional tem, entre seus grandes mritos, o atendimento de parcela significativa da demanda dgua do Cear, com plena garantia. No entanto, uma crtica consistente que poderia ser feita ao PTSFNS estaria ligada concentrao direta deste benefcio nas sub-bacias atualmente j menos vulnerveis do Salgado, Mdio e Baixo Jaguaribe. Ainda que transposies foradas complementares entre sub-bacias internas do estado pudessem levar vazes para outras regies, certamente, porm, teriam altos custos de energia gasta em elevados bombeamentos e adutoras. O CAC ensejar a melhor distribuio das guas transpostas, possibilitando o crescimento mais harmnico das economias locais em todas as bacias do estado, pela possibilidade do abastecimento humano e da implantao de vrios plos de desenvolvimento. Tornar a distribuio das vazes transpostas a mais abrangente possvel, para atender s bacias e sub-bacias do todo o estado, de forma equilibrada, uma macrodiretriz que orientou todo o trabalho de formulao e consolidao das alternativas. b) Condio Gravitria do Sistema O Projeto do Cinturo de guas do Cear foi concebido seguindo a macrodiretriz de distribuio das vazes transpostas do Rio So Francisco s principais bacias hidrogrficas do

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Cear de forma gravitria. As alternativas foram formuladas e consolidadas perseguindo-se o objetivo de transporte da gua sem a necessidade de bombeamentos. Na alternativa de referncia est previsto apenas o bombeamento para o Ramal do Litoral na tomada dgua do Projeto de Irrigao Baixo Acara, na barragem Santa Rosa, j construda e em operao. c) Faseamento da Implantao do Projeto Foi seguida a macrodiretriz, estabelecida nos Termos de Referncia do processo licitatrio, de nortear a formulao final das alternativas de traado, considerando os cenrios de projeto concebidos e os demais fatores, com caractersticas especficas de cada tipo de obra do sistema adutor, com o obrigatrio faseamento de sua implantao, em funo de sua magnitude, das possibilidades de se auferir maiores benefcios nas proposies de construo do sistema adutor em etapas, quando possvel associadas modulao de obras, bem como minimizao dos riscos e custos construtivos e operacionais. d) Estudos de Otimizao do Sistema Adutor A fim de consubstanciar tecnicamente as solues adotadas foram empregados, em todos os casos, processos de otimizao, tanto para a concepo otimizada das sees e obrastipo componentes, como para a definio dos traados em planta, em funo das condies de utilizao otimizada de cada componente linear em perfil. A seleo final das macroalternativas foi desenvolvida por anlise de multiobjetivo. Foi desenvolvido estudo de concepo tecnolgica dessas obras considerando, dentre outros fatores: as caractersticas fsicas (relevo, geologia e geotecnia), scio-econmicas e ambientais da regio, a flexibilidade para o faseamento, as experincias em projetos similares, a disponibilidade e otimizao de utilizao e aproveitamento de materiais e de tecnologias apropriadas regio. Para os principais tipos de obras lineares (canais, tneis, aquedutos, obras de drenagem, estruturas de controle, etc.) foram elaboradas curvas paramtricas bsicas de custo, para faixas de variao de vazo, cobrindo com sobra as condies possveis de serem encontradas ao longo dos traados. Com base nestas curvas bsicas e nas caractersticas do sistema (traados, vazes a transportar, seces, declividades, alternativas de obras, etc.), procedeu-se a uma anlise global para definio das condies timas de utilizao de cada tipo de obra linear para servir de referncia no processo interativo de definio/concepo dos traados tanto ao nvel geral como das obras localizadas. e) Macrodiretriz Relativa aos Condicionantes do Relevo e das Caractersticas Geolgicas e Geotcnicas As condies gerais do relevo, ao longo dos possveis caminhamentos do sistema adutor, constituram importantes condicionantes para a formulao de alternativas de traado. Travessias de vales e rios, ultrapassagem de serras e elevaes, passagem por encostas de chapadas e serras e pelos divisores de gua de diversas bacias foram relevantes 11

condicionantes na formulao de alternativas, tanto do ponto de vista de engenharia, como tambm dos custos envolvidos nas solues propostas, principalmente considerando-se a macrodiretriz principal de operao gravitria do sistema. Do ponto de vista das situaes especficas de geologia e geotecnia, as solues propostas definiram alternativas de locais de passagem com variantes de cotas e comprimentos, de obras de canais, aquedutos, sifes ou tneis. As investigaes objetivaram conhecer a feio geolgica ao longo das obras em nvel adequado para sua abrangncia, para conceber e analisar alternativas viveis e no primeiro trecho fundamentar a definio das obras ao nvel de anteprojeto e de projeto bsico. Os servios foram executados com o objetivo de otimizao dos traados, principalmente no primeiro trecho pelas necessidades de elaborao do anteprojeto e do projeto bsico. f) Macrodiretriz Relativa Definio das Vazes de cada Trecho Na concepo e utilizao dos componentes, a otimizao foi iniciada a partir das vazes a serem aduzidas, determinadas pela anlise prospectiva das demandas dgua nas bacias de interesse, pela avaliao das potencialidades e disponibilidades hdricas e pela elaborao do balano hdrico, planejamento e pr-estudo otimizado de estimativas possveis das vazes mximas transpostas e distribudas em cada trecho. As vazes a serem aduzidas em cada trecho do CAC foram definidas com base em dois condicionantes: os dficits hdricos possivelmente atendidos por cada trecho e as vazes mximas transpostas desde o Rio So Francisco para o Cear. Os dficits hdricos na rea a ser beneficiada pelo CAC foram determinados mediante a simulao de balano hdrico, que foi realizado contrapondo-se as demandas hdricas previstas para o horizonte de 2040 com a oferta hdrica local com elevada garantia (referente vazo regularizada por reservatrios com capacidade de acumulao superior a 50 hm). Tal procedimento permitiu identificar as regies com maiores dficits e que devem ser priorizadas com vazes transpostas pelo CAC. Por outro lado, a vazo mxima do PTSFNS representa uma limitao vazo de dimensionamento do CAC, visto que essa ser a fonte hdrica do projeto. Apesar do referido limite, os trechos finais do CAC (Ramais 1, 2, Oeste e Leste) foram dimensionados para vazes cuja soma seja preferencialmente superior vazo mxima do PTSFNS para o Cear. Esse critrio proporcionar uma maior flexibilidade de operao do sistema, permitindo que durante os perodos de bombeamento mximo as guas transpostas sejam destinadas a uma ou outra bacia de acordo com a situao hdrica no momento. Portanto, os critrios de definio das vazes em cada trecho do CAC foram baseados no somente em um balano esttico entre ofertas locais e demandas hdricas, mas principalmente levando-se em considerao a possibilidade de operao do sistema levandose em conta a sazonalidade dos dficits hdricos na rea atendida pelo CAC.

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g) Macrodiretriz Relativa Definio das Vazes Mximas em Cursos Dgua Interceptados pelo CAC Para o dimensionamento das obras de drenagem transversais ao CAC, foi realizado estudo hidrolgico para determinao das vazes mximas em cursos dgua interceptados por seu traado. Tendo em vista a extenso do projeto, abrangendo reas com padres de precipitaes pluviais distintos, foi concebido um zoneamento para identificao de reas com regime pluvial homogneo. Em cada uma das zonas identificadas, o estudo foi realizado para um posto representativo, definindo-se a chuva de projeto de referncia para os cursos dgua situados na respectiva zona. Foram estudados seis postos pluviomtricos no 1 Trecho do CAC, o que representa uma densidade mdia de um posto a cada 25 km de canal. As chuvas de projeto foram definidas para tempos de recorrncia de 2, 5, 10, 25, 50 e 100 anos, sendo esta ltima utilizada para o clculo das vazes mximas nos exutrios das bacias hidrogrficas interceptadas. A determinao da precipitao para os tempos de recorrncia desejados foi realizada ajustando-se as precipitaes mximas anuais a distribuies de probabilidades tericas, obtendo-se assim a precipitao para qualquer probabilidade de ocorrncia. Em uma ltima etapa, foram utilizadas tcnicas de desagregao de chuva para determinar as precipitaes com diferentes duraes e gerar as curvas de intensidade-durao-frequncia para cada posto pluviomtrico utilizado. Uma vez definidas as chuvas de projeto, realizou-se o estudo fluviomtrico para determinao das vazes mximas para as obras de drenagem transversais ao CAC. Os critrios adotados foram definidos de acordo com a rea da bacia hidrogrfica: para bacias com rea de drenagem de at 3,5 km utilizou-se o Mtodo Racional de transformao chuvadeflvio; nas demais bacias hidrogrficas, a vazo de projeto foi definida como a vazo de pico do hidrograma de cheia calculado pelo Mtodo do Hidrograma Unitrio. Aos parmetros utilizados nos dois mtodos, ou seja, o coeficiente de deflvio e o parmetro CN, respectivamente, foram atribudos os valores de 0,2 e 65. h) Macrodiretriz Relativa Concepo Hidrulica, Geomtrica e Executiva das Obras Lineares Inicialmente, foram elaboradas as concepes tecnolgicas das obras e componentes para, em seguida, avaliar seus custos e parametriz-los mediante curvas de referncia por capacidade hidrulica para, depois, estabelecer-se curvas paramtricas de condies timas relativas de utilizao, em funo das vazes aduzidas e das condies geomtricas, como altura de corte e/ou aterro, sempre associadas s caractersticas geolgicas/geotcnicas e respectivos processos construtivos. Principais Obras Lineares Os critrios gerais esto ligados concepo otimizada das obras macrocomponentes do sistema (canais; aquedutos, sifes e tneis), com base nas recomendaes dos manuais do Bureau of Reclamation e normas complementares recomendadas pela SRH, segundo o seguinte processo metodolgico:

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Anlise e definio do porte das obras a ser concebidas e otimizadas: as faixas de capacidade hidrulica das obras em funo da capacidade mxima de cada trecho e da evoluo das suas sries temporais de vazes transitadas na vida til do projeto. Compilao, apropriao e anlise tcnico-econmica comparativa de processos construtivos e de utilizao de materiais e solues tradicionais e de recente implementao relativos aos principais componentes e diferentes condies geolgicas/geotcnicas e disponibilidades de materiais para construo. Concepo bsica e estimativa de custo preliminar de sees e obras tpicas para atender as faixas e modulaes de vazes definidas em todos os trechos do projeto, bem como todos os condicionantes geotcnicos e topogrficos j identificados.

Concepo dos Canais Foram compostas curvas paramtricas de custos de implantao de sees-tipo de canais, para diferentes alturas de corte e aterro, variando de H=0 a H=30 m, com geometria hidraulicamente otimizada, associadas capacidade de conduo estimada com a declividade de 0,10 m/km, adotada como valor bsico de referncia e parametrizao para todas as sees, correspondente, aproximadamente, mdia das declividades timas para vazes da ordem de grandeza do CAC, considerando-se ainda todas as recomendaes do Manual do Bureau of Reclamation quanto geometria da seo. Concepo de Tneis Foram construdas curvas de custos de sees-tipo de tneis, para diferentes condies geolgicas/geotcnicas e materiais de escavao e as respectivas solues de engenharia e processos construtivos, em funo da capacidade de vazo estimada com a declividade de referncia de 0,50 m/km, que corresponde declividade otimizada de tneis, porm com aplicao condicionada s condies de relevo, devendo ser adotada como valor bsico de parametrizao, tanto para capacidade hidrulica, como para custo, para todas as sees, para diferentes condies geotcnicas e comprimento dos tneis. Foram tomados como apoio os estudos realizados para os projetos PROGERIRH e PTSFNS e EIXO das guas da SRH do Estado do Cear, desenvolvidos pela prpria VBA. Concepo de Adutoras e Sifes Foram levadas em considerao curvas de custos de investimento de adutoras e sifes em tubulaes de ao, em funo da variao dos dimetros e modulaes em fases. Foram tomados como referncia os estudos realizados para os projetos PROGERIRH e PTSFNS e EIXO das guas da SRH do Estado do Cear. Concepo de Aquedutos Os aquedutos foram concebidos com base em curvas de custos, para diferentes processos construtivos, alturas de pilares e sees-tipo otimizadas hidrulica e estruturalmente, em funo de vazes estimadas com a declividade de parametrizao de 0,50 m/km e posteriormente homogeneizadas comparativamente s outras obras, embora deva-se registrar que no foram utilizados pois mostraram-se mais caros que os sifes em adutoras de ao. 14

1.3.3 - PROJETOS INTEGRVEIS

NO MBITO DO TRAADO GERAL DO CAC

Objetivando verificar a insero regional do Projeto do Cinturo das guas do Cear foram levantados planos e projetos governamentais implementados ou projetados que exeram influncia sobre a rea do projeto, ou que sejam por ele influenciados. A priori foi constatada a existncia de pelo menos quatro projetos pblicos que exercem funo complementar aos objetivos pleiteados pelo projeto do CAC. 1.3.3.1 - Projeto de Transposio do Rio So Francisco para o Nordeste Setentrional PTSFNS O Projeto de Integrao da Bacia do So Francisco com as Bacias do Nordeste Setentrional exerce influncia sobre o projeto deste sistema adutor, j que a captao dgua do Canal Principal do Sistema de Distribuio ser efetuada no Eixo Norte do Projeto de Integrao da Bacia do So Francisco, nas imediaes da cidade de Jati. O desenho Integrao do So Francisco com o CAC (Figura 1.2) apresenta o esquema geral da transposio do So Francisco e a sua integrao com o CAC, a qual se d por meio de uma derivao ao final do Trecho I do Eixo Norte. Nesse ponto a vazo mxima do So Francisco disponvel para o Cear de 45,10 m/s. 1.3.3.2 - Projeto de Irrigao Baixo Acara O Projeto de Irrigao Baixo Acara tambm exerce funo complementar, j que a captao dgua para suprimento hdrico do Canal do Litoral, ltimo trecho do CAC, ser efetuado na Barragem de Derivao Santa Rosa, que integra o sistema de captao deste permetro irrigado. As guas de perenizao do rio Acara atingiro a barragem Santa Rosa, j construda e em operao, onde se localiza a atual tomada dgua do Projeto de Irrigao Baixo Acara. Aproveitando-se as instalaes dessa tomada, ser implantado o nico bombeamento de todo o Projeto do Cinturo de guas do Cear CAC, a fim de transpor as guas para o Canal do Litoral, de direo aproximadamente noroeste-sudeste que se desenvolver por toda a bacia do litoral e extremo norte da bacia do Curu, at se unir ao ponto final do Eixo de Integrao de Bacias Castanho Regio Metropolitana de Fortaleza RMF. Uma anlise preliminar da concepo do projeto e das obras j construdas indica a possibilidade de viabilizar para o Canal do Litoral uma vazo de at 10 m3/s, simplesmente com a duplicao da adutora j implantada e o acrscimo de trs bombas estao elevatria. 1.3.3.3 - Eixo de Integrao Castanho / Regio Metropolitana de Fortaleza Eixo e CIPP Complexo Industrial e Porturio do Pecm O Projeto do Trecho 5 (Aude Gavio/Pecm) do Eixo de Integrao Castanho/RMF tambm exerce funo complementar, j que o Projeto do Cinturo das guas do Cear prev a conexo deste sistema adutor com o Canal do Litoral do Sistema de Distribuio. Esta conexo muito importante, pois dar maior flexibilidade e garantia no fornecimento de vazes para o atendimento das demandas do CIPP Complexo Industrial e Porturio do Pecm. 15

Alm desta conexo atravs do Canal do Litoral, existe a possibilidade de integrao do CAC com o EIXO atravs do Ramal Leste, abastecendo os audes principais de leste a oeste, ou seja, desde o Choro/Pacajus, at o General Sampaio, do sistema do Curu/CIPP. 1.3.3.4 - Ferrovia Transnordestina Alguns projetos podero exercer ou sofrer interferncias do Projeto do Cinturo das guas do Cear decorrentes da interseo ou do desenvolvimento nas proximidades do sistema adutor, podendo vir a ser um condicionante a exigir a adequao das obras projetadas ou j implantadas, estando enquadrado nesta situao o Projeto da Ferrovia Transnordestina, no Trecho Crates-Piquet Carneiro (Segmento Nova Russas/Quixeramobim) e no Trecho Misso Velha/Salgueiro, este ltimo atualmente em implantao. 1.4 - FASEAMENTO DA OBRA O Cinturo das guas do Cear CAC um sistema adutor extenso, com cerca de 1300 km, totalmente gravitrio, com previso de canais em corte e aterro, com passagens em talvegues e travessias de divisores de gua, contemplando obras especiais como tneis e sifes. Da forma como est concebido est subdividido da seguinte forma: Trecho 1, que comea na barragem Jati e termina na travessia do rio Caris, com 153,62 km de extenso, com vazo mxima de 30m3/s, objeto do presente projeto desenvolvido pela SRH; Trecho 2, que comea na travessia do rio Caris e termina na passagem do divisor de guas das bacias dos rios Jaguaribe e Poti, com 271,00 km com vazo mxima de 30m3/s; Ramal 1, que comea no final do Trecho 2 e deriva vazes para a bacia do Banabui, com 53,00km, com vazo mxima de 5m3/s Trecho 3, com 137 km, comea no divisor de guas das bacias dos rios Jaguaribe e Poti e termina no ponto de derivao dos Ramais Leste e Oeste, com vazo mxima de 25m3/s; Ramal 2, que deriva vazes para a bacia do Banabui, atravs do rio Quixeramobim, com 20km de extenso, com vazo mxima de 10m3/s; Ramal Oeste, com 180,49km de extenso para transferir vazes para as bacias do Acara e do Corea, com vazo mxima de 15m3/s; Ramal Leste, com 210,17km, para derivar vazes para as bacias do Acara, Litoral e do Curu, com vazo mxima de 8m3/s; Ramal do Litoral, com inicio na barragem Santa Rosa no rio Acara e trmino no Complexo Industrial e Porturio do Pecm, com dois subtrechos, com vazo mxima de 6m3/s.

Esta diviso do CAC em trechos e ramais est sendo utilizada para o faseamento da elaborao do projeto e para a implantao das obras, sem prejuzo para a concepo geral do empreendimento. O Governo do Estado decidiu elaborar, de imediato, o Projeto Bsico do Trecho 1 Jati/Caris.

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2 ESTUDOS BSICOS PARA O TRECHO 1 - JATI/CARIS

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2 - ESTUDOS BSICOS PARA O TRECHO 1 - JATI/CARIS 2.1 - CARTOGRAFIA BSICA 2.1.1 - CARTOGRAFIA EXISTENTE A aquisio, a anlise e retrabalho de toda a base cartogrfica disponvel, sobre os temas de interesse, assumiram papel de indiscutvel importncia para a formulao das alternativas e para a elaborao do Anteprojeto e do Projeto Bsico do Trecho 1. A VBA j dispunha de parte do material cartogrfico necessrio para a realizao dos estudos de otimizao geral e Anteprojeto do Trecho 1, na base de 1:25.000, fazendo-se necessria a complementao e a digitalizao dos elementos j adquiridos relativos cartografia, topografia e compilao complementar dos estudos cartogrficos geolgicos/geotcnicos, de solos de toda rea de interesse do projeto, infra-estrutura geral existente e planejada e seus estudos bsicos de campo. So as seguintes as escalas de detalhamento das bases cartogrficas e suas respectivas fontes: 1:25.000 (DNOS); 1:100.000 (DSG/ SUDENE); 1:50.000 (Dados de RADAR interferomtrico SRTM - NASA); 1:250.000 (DSG/ RADAM BRASIL).

2.1.2 - CARTOGRAFIA ATUAL E ESPECFICA PARA OS ESTUDOS DO CAC a) Complementao da digitalizao da cartografia existente A VBA complementou a digitalizao da cartografia bsica nas escalas: 1/100.000, 1/250.000, 1/500.000 e 1/1.000.000, com elaborao de modelo digital do terreno DTM, nas faixas especficas dos traados de todas as alternativas globais e na escala 1:25.000 para parte do trecho do levantamento realizado pelo extinto DNOS, que cobria a quase totalidade do trecho 1. b) SRTM NASA Foi realizada a compilao do modelo numrico de elevao do programa SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) da NASA e a transformao dos dados GEOTIFF em arquivos tipo CAD. Estas cartas correspondem, de forma aproximada, escala de 1:50.000, conforme anlise da VBA, principalmente quando comparadas com as cartas de 1:25.000 do DNOS, na parte do trecho onde se conseguiu recuperar e digitalizar as cartas do DNOS. Em razo de no se ter conseguido a cobertura total do Trecho 1 da aerorestituio na escala 1:25000/DNOS, necessria para a elaborao do Anteprojeto, fez-se uma complementao dos vazios com a carta SRTM, fazendo-se os ajustes de cotas para compatibilizao com as cartas 1:25.000, considerando como base de referncia para o Trecho 1. 19

c) Levantamento aerofotogramtrico especfico para o Trecho 1 Foi planejado e executado levantamento aerofotogramtrico especificamente para o Trecho 1 Jati/Caris, j prevendo sua necessidade para suprir informaes e dirimir dvidas para a elaborao do Anteprojeto e para o desenvolvimento pela SRH do presente Projeto Bsico. Este levantamento aerofotogramtrico foi realizado na escala de 1:15.000, de modo a viabilizar a elaborao da restituio aerofotogramtrica na escala de 1:5.000, com curvas de nvel a cada metro. d) Levantamentos Topogrficos de Apoio de Campo A VBA props ajustes no plano de trabalho dos servios topogrficos preliminares com otimizao dos servios previstos no Edital com o aproveitamento integrado dos servios de topografia de apoio de campo, para a restituio aerofotogramtrica na escala de 1:5.000. Esta topografia de apoio de campo foi tambm de grande utilidade na fase de definio do anteprojeto e no pr-cadastro parcial, social e fsico, bem como para a determinao das interferncias com infraestruturas. 2.2 - ESTUDOS GEOLGICOS E GEOTCNICOS 2.2.1 - FEIES GEOMORFOLGICAS No trecho Jati-Caris podem ser reconhecidas trs zonas geomorfolgicas distintas com caractersticas peculiares do ponto de vista de litologia, relevo, clima, hidrologia e vegetao: Zona de Chapada, Zona de Talude e Zonas de Pediplano. (Figura 2.1) a) Zona de Chapada ou Chapada do Araripe: constituda pelos arenitos da Formao Exu, apresenta relevo tabular quase plano, formando uma extensa mesa limitada em quase toda sua extenso por escarpas abruptas, de contornos irregulares e desnveis considerveis, que chegam a ultrapassar 300 metros. Dois segmentos podem ser individualizados nesta zona: o primeiro, localizado no limite entre os estados de Pernambuco e Cear, estende-se na direo EW, cobrindo uma superfcie com aproximadamente 180 quilmetros de comprimento e largura varivel entre 30 e 50 quilmetros, constituindo o divisor de gua das bacias hidrogrficas dos rios So Francisco ao sul e Jaguaribe ao norte. Na poro mais ocidental da bacia, nos limites dos estados de Pernambuco, Cear e Piau, esta zona sofre uma inflexo de noventa graus e estende-se, na direo NS, por cerca de 60 quilmetros com largura mdia de 20 quilmetros, constituindo-se, assim, outro segmento que funciona como o divisor de guas das bacias hidrogrficas dos rios So Francisco, a leste e Parnaba, a oeste. As altitudes da chapada, no primeiro segmento, decrescem no sentido EW, atingindo elevao mxima (1.000m) e mnima (700m). A ausncia quase total de drenagem no topo da chapada est diretamente relacionada s caractersticas do solo que a recobre, pois sendo o mesmo oriundo de arenitos, apresenta-se bastante uniforme, essencialmente arenoso, poroso e permevel, no oferecendo, portanto, quaisquer condies para o desenvolvimento de uma boa rede de drenagem. A vegetao nativa uniforme, densa e de mdio a grande porte. Devido s caractersticas do solo, extensas reas encontram-se cultivadas, destacando-se a lavoura da mandioca, utilizada na fabricao de farinha. O traado do CAC est fora dessa feio morfolgica. 20

b) Zona de Talude: margeia o sop da chapada e inclui, geologicamente, unidades litolgicas das formaes Arajara (siltitos e arenitos argilosos e/ou caulnicos) e Santana (margas, folhelhos e calcrios, contendo nveis intercalados de gipsita). O solo de baixa acidez, derivado desta associao litolgica, espesso, pouco permevel e bastante frtil, com drenagem relativamente densa e ramificada. No contato entre as formaes Exu (na base da escarpa) e Arajara e no mbito desta ultima formao, existem centenas de exutrios naturais de gua (fontes), responsveis pelo desenvolvimento da vegetao exuberante exibida por esta feio fisiogrfica. O traado do CAC no intercepta esta feio. c) Zona de Pediplano: bem representada na poro cearense da bacia, constitui uma vasta depresso, emoldurada, ao sul, pelas falsias escarpadas da Chapada do Araripe (a chamada Serra do Araripe) e, ao norte e nordeste, pelas cuestas dos arenitos siluro-devonianos da Formao Mauriti (Ponte 1991). A sua rea de domnio se desenvolve desde a regio do Crato Juazeiro do Norte Barbalha Misso Velha, at os municpios de Abaiara, Milagres e Mauriti a leste, e Brejo Santo, Porteiras e Jardim ao sul, mostrando uma topografia, com altitude mdia em torno de 400 metros, caracterizada por morros alongados entremeados por vales amplos de fundo plano. As litologias predominantes no Vale do Cariri, como chamada esta zona, relacionam-se s formaes Brejo Santo e Misso Velha (Jurssico), Abaiara e Rio da Batateira (Cretceo), estando este conjunto balizado ora pelos arenitos da Formao Mauriti ora pelas rochas do embassamento cristalino precambriano. Os solos oriundos das unidades litolgicas tm composio argilo-sltica-arenosa (formaes Rio da Batateira e Abaiara), arenosa (Formao Misso Velha) ou argilosa (Formao Brejo Santo) e a vegetao nativa, onde preservada, tipicamente de caatinga. O principal curso dgua que drena o vale o Rio da Batateira, cujos riachos tributrios so alimentados pelas fontes localizadas nas vertentes da Chapada do Araripe. Devido s caractersticas do solo e aos mananciais de guas subterrneas e superficiais, a agricultura bem desenvolvida, observando-se extensas reas cultivadas com cana-de-acar, feijo, milho, arroz, dentre outras culturas. 2.2.2 - GEOLOGIA REGIONAL A rea estudada envolve unidades estratigrficas do pr-cambriano, mesozico e cenozico. As rochas sedimentares mesozicas da bacia do Araripe predominam sobre as demais, recobrindo aproximadamente 61,4% da superfcie. O restante est representado por litologias do embasamento cristalino (23,4%) e coberturas sedimentares recentes constitudas por colvios e aluvies (15,2%). Apresentam-se no Quadro 2.1, a seguir, as consideraes lito-estratigrficas simplificadas para a rea em estudo. A regio, com destaque para o 1 Trecho Jati/Caris, objeto deste Projeto Bsico, pode ser sub-dividida em trs compartimentos lito-estruturais, com caractersticas prprias, aqui denominados sub-trechos 1, 2 e 3.

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Quadro 2.1 - Coluna Lito-EstratigrficaColuna Estratigrfica Era Perodo Quartenrio Cenozica Tercirio Lito-Estratigrafia Grupo Formaes Aluvies e Colvios Arajara Araripe Santana Rio Batateira Cretceo Abaiara Vale do Cariri Misso Velha Brejo Santo Pr-Cambriano Mauriti Cachoeirinha Simbolo NQc K1aa K1as K1arb K1va J3k1vm J3vb Sm NP3y2i

Mosozica

Paleozica Embasamento Cristalino

Fonte: Adaptada de Ponte (1992)

Sub-trecho 1 Da captao ao riacho Porteiras (km 00 ao km 21) Nesse sub-trecho inicial ocorrem litologias do perodo pr-cambriano pertencentes ao Grupo Cachoeirinha, sendo recoberto em discordncia pelos sedimentos arenticos da formao Mauriti. Grupo Cachoeirinha (NP3y2i): caracteriza-se por um conjunto de rochas vulcanossedimentares e metamrficas, constitudo por uma associao de micaxistos, filitos, quartzitos, calcrios metamrficos, metassiltitos, podendo surgir partes gneas de natureza grantica em forma de stocks e batlitos cortando a sequncia vulcanossedimentar, conforme os estudos de Frana et alii, 1980 e Gomes et alii, 1981 Projeto RADAMBRASIL. Formao Mautiti (Sm): termo introduzido por Gaspar e Anjos, 1974, sendo esta formao denominada em estudos anteriores de Tacaratu (Braun, 1966) e Cariri (Beurlen, 1962). Litologicamente esta formao se constitui na base da coluna sedimentar da Bacia do Araripe, repousando em discordncia com o embasamento cristalino e compreende sedimentos terrgenos afossilfero de origem fluvial e llica (Ponte, 1992a), constitudo por arenitos claros, mdio a grosseiros (fluvial) sobre arenitos finos (elico). s vezes, apresentam-se silificados, quartzticos e at felspticos, principalmente prximo as reas de falhamentos.

Sub-trecho 2 Do riacho Porteiras Serra do Ju (km 21 ao km 117) Neste sub-trecho intermedirio, que envolve a maior parte do Trecho 1, o traado segue margeando a encosta (zona de pediplano) da bacia sedimentar do Araripe. Em termos estratigrficos, esta bacia teve sua origem nos mesmos movimentos tectnicos que tambm originaram o Oceano Atlntico, em uma poca em que a terra esteve submetida a grandes esforos que ocasionaram a instabilidade regional. A reativao e prolongamento do lineamento Patos, entre outras, denominadas de Tatajuba, Iara e Conceio, ocasionaram possivelmente o afundamento do bloco cristalino que constitui a Bacia Sedimentar do Araripe. A seguir, apresenta-se a sequncia dos grupos e formaes sedimentares da bacia, formados entre os perodos do Devoniano ao Cretceo Inferior, h cerca de 120 milhes de anos:

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Grupo Vale do Cariri - Formao Brejo Santo (J3vb) litologicamente constitudo, na base, por uma associao estratificada de arenitos finos, siltitos e argilitos vermelhos e, localmente, ocorrem intercalaes de arenitos vermelhos. No topo, ocorrem argilitos e folhelhos vermelhos ou marrons escuros, e s vezes, verdes. A sequncia litolgica teve origem em sistema lacustre raso, fluvial e elico; - Formao Misso Velha (J3k1vm) aflora exclusivamente no Grupo Vale do Cariri, sendo constituda na base, por arenitos conglomerticos e no topo, por leitos delgados de arenitos finos, argilosos e siltitos avermelhados, de origem em sistema lacustre raso, fluvial e elico; - Formao Abaiara (k1va) caracteriza-se por alternncias bem estratificadas de arenitos micceos cinzas, amarelos ou avermelhados, predominantemente finos, argilosos e friveis com siltitos, argilitos e folhelhos de cores variegadas (verde, vermelho, cinza e amarelo), originado em ambiente possivelmente flvio-lacustre sintetnico.

Grupo Araripe - Formao Rio Batateira (k1arb) a sequncia litolgica se inicia por bancos de arenitos fluviais mdios a grosseiros, gradando para arenitos mdio a finos, siltitos argilosos bem estratificados e no topo folhelhos negros, orgnicos e fossilferos, originados em sistema deposicional flvio-lacustre-carbontico; - Formao Santana (k1as) esta unidade est sub-dividida nos membros Crato (inferior), Ipubi (mdio) e Romualdo (superior): Membro Crato situado na base da formao, compreende, da base para o topo, folhelhos cinzas, calcferos, laminados e calcrios cinza claro, argiloso e finalmente laminados, caracterstico de ambiente deposicional lacustre; Membro Ipubi trata-se da unidade de maior interesse econmico em toda a bacia do Araripe, tendo em vista os grandes depsitos de gipsita contidos nela. Esta unidade repousa em contato normal e gradacional com a unidade anterior, sendo constitudo por bancos de gipsita, contendo intercalaes de folhelhos cinza e verdes, formadas em sistema deposicional de transio e marinho raso; Membro Romualdo situa-se no topo da Formao Santana, constitudo por folhelhos e margas fossilferos cinza-esverdeados com intercalaes de concrees carbonticas contendo peixes fsseis. Ainda intercalados nos folhelhos ocorrem calcrios argilosos, fossilferos na parte superior da unidade e lentes de arenitos friveis. O contato inferior com o Membro Ipubi marcado por uma fina camada de micro-conglomerado ou arenito conglomertico com estratificao cruzada, contendo concrees argilosas e seixos de quartzo e gipsita, originados, tambm em sistema transicional e marinho raso. - Formao Arajara litologicamente composta por siltitos, argilitos, arenitos finos argilosos e/ou caulnicos, bem estratificados, exibindo estruturas 24

sedimentares (marcas onduladas, laminaes cruzadas) e colorao variegada, predominando a tonalidades vermelha e amarela sobre as demais. 2.2.3 - GEOLOGIA LOCAL No inicio do traado entre a captao e o riacho Porteiras (km 00 ao 21), na margem esquerda do reservatrio Jati, ocorre uma sequncia litolgica constituda por arenito claro, de granulometria fina a mdia, s vezes, quartzoso ou silificado, recoberto por solo de alterao, apresentando espessura mdia em torno de 2,0 a 3,0 metros. Encaixado entre os arenitos, formando os serrotes, ocorrem afloramentos de filitos quartzticos de tonalidade esverdeada, com transio gradacional para arenitos variados de colorao avermelhada, e provavelmente gnaisses. A travessia do sistema adutor pelo riacho Porteiras ser realizada por meio de tubulao de ao (sifo) em solo aluvionar, possivelmente espesso, causado provavelmente pelo contato geolgico por folhamento. A partir do riacho Porteiras (km 21), nas imediaes de Brejo Santo-CE at prximo ao Povoado Ponta da Serra, aps a cidade de Crato-CE (km 117), ocorre a sequncia sedimentar da Chapada do Araripe. So formaes sedimentares com distribuio gradual predominante de arenitos diversificados, geralmente de granulometria fina, resistente e de cor avermelhada, observado na Serra da Mozinha (km 50). Observa-se ainda afloramento de filitos, com caractersticas de silificao, ou seja, duro e resistente ao desplacamento, com tonalidade cinza. Associados a esse conjunto, ocorrem tambm siltitos de colorao clara, s vezes friveis, observados prximos ao povoado de Monte Alverne. Geralmente, esse conjunto litolgico est em torno de 7 a 10 metros. As melhores exposies so observadas na calha dos principais riachos: Olho Dgua; Salamanca; So Francisco e Batateira. Morfologicamente, caracterizam-se em maior parte como tabuleiros aplainados, seguidos de segmentos ondulados, influenciados provavelmente pelo tectonismo secundrio que atuou na rea da bacia sedimentar. Estes sedimentos so constitudos por material argilo-arenoso avermelhado, de granulao fina, inconsolidado, com horizonte laterizado na base. O carter difuso dos gros mineralgicos define tais sedimentos como imaturos. A rea da encosta, nas partes mais baixas, considerada zona de deposio final de detritos com mistura de material coluvionar de granulao variada, constitui a rea mais instvel. Tais depsitos so, geralmente, inconsolidados, mal classificados, formados por seixos, blocos, mataces, gros de areia e at argilos impuros. Dentro do contexto apresentado devem ser destacados alguns comportamentos desfavorveis que podem ocorrer na rea de influencia do projeto, como observado no trecho entre os riachos Canta Galo (km 64,5), Salamanca e Batateira (km 108). No caso dos solos colapsveis, a presena de gua proveniente do novo sistema de aduo implantado, seja atravs de escoamento artificial ou da elevao do nvel fretico, pode interferir no arranjo da estrutura do solo, resultando em redues volumtricas excessivas e levando-a ao colapso, se no for utilizada a soluo de impermeabilizao total do canal nestes trechos, com o uso de mantas impermeabilizantes associadas ao revestimento de concreto.

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J no caso dos solos expansivos, a ocorrncia de teores de umidade entre os limites de contrao e de plasticidade produz um aumento de volume na massa de solo, caracterizando um fenmeno conhecido como expanso, que normalmente causa danos em estruturas leves construdas sobre o terreno de fundao. Quando perdem umidade em excesso, estes solos normalmente apresentam reduo de volume e exibem trincas pronunciadas, comportamento este frequentemente observado na Regio Nordeste do Brasil. No caso de construes sobre estes materiais, a simples compactao do material in situ geralmente incua para a soluo do problema, podendo ser necessria a estabilizao do solo por meio de aditivos qumicos (cal, pozolana, etc.) ou por impermeabilizao da superfcie e ou a mesma soluo de canal com manto impermeabilizante. No que diz respeito ao comportamento dispersivo, o mesmo ocorre em solos finos com caractersticas de alta erodibilidade e com teores de sdio relativamente elevados, se comparado aos demais tipo de solo. O processo de eroso desencadeado quando as partculas coloidais da frao argilosa entram em suspenso aps a introduo de gua no sistema e migram atravs dos vazios do solo. Este comportamento no normalmente detectado nos mtodos de classificao convencionais (USCS), devendo sua identificao ser efetuada com base em experincias na regio e investigaes visuais de campo (com o objetivo de observar comportamentos erosivos excessivos na rea de influencia do projeto), e confirmada em ensaios de sedimentao sem deflocuante sugeridos pelo Soil Conservation Service (SCS). Na faixa do terreno entre os kms 117 ao 126 do traado, ocorrem litologias do embasamento cristalino, representado por uma associao petrotectnica de granitides diversificados de cor cinzenta, granulometria mdia a grossa e composio grantica dominante que forma a Serra do Ju. Em visita de campo, observou-se que esta unidade ocorre intimamente associada ao conjunto de rochas provavelmente vulcano-sedimentares constitudas por filitos, micoxistos com textura de rocha s e ainda arenitos, siltitos e calcrios diversificados, geralmente silificados e com transio difusa para quartzito e gnaisse com caractersticas sedimentares recobrindo parte do embasamento, em trechos localizados, principalmente entre os kms 132,5 ao 138, onde ocorrem arenitos claros de granulometria varivel e folhelhos, siltitos e arenitos fino avermelhados e, por fim, os aluvies. De um modo geral, o contato estrutural do embasamento cristalino com as demais formaes ocorre aparentemente de forma tectnica e/ou transicional, e at discordante, geralmente moldando o relevo em forma de cordes de serrotes. Vale lembrar que o traado do sistema adutor em estudo, geralmente, percorre margeando o talude e sop das encostas das feies geomorfolgicas da rea. Quanto s reas de emprstimos de materiais areno-argilosos propcios para aterros, estas so abundantes sob o domnio das formaes sedimentares que ocorrem em maior parte do trecho inicial. Os depsitos de areias para drenagem, transies e concreto encontram-se associados com as aluvies dos principais riachos da regio, principalmente Porteiras, Olho Dgua, Salamanca, So Francisco, Seco e Batateira, dentre outros. O material rochoso para concreto e protees pode ser encontrado em afloramentos cristalinos, com destaque para as serras do Ju e Cacimbinhas. 26

2.2.4 - ESTUDOS GEOTCNICOS As investigaes geotcnicas seguiram a programao constante no Relatrio de Reconhecimento Geolgico e Programao dos Servios de Campo, sendo adotada a metodologia de adensamento dos servios de campo no Trecho 1, bem como a prioridade para os servios com garantia de maior aproveitamento em funo da cartografia disponvel e maior exatido das sondagens aps a disponibilizao das cartas 1:5.000. As sondagens tiveram como objetivo principal a determinao do perfil estratigrfico do traado do sistema adutor, e a classificao dos horizontes dos materiais a serem escavados, levando em conta principalmente a sua resistncia ao desmonte. Os servios de campo foram executados, de acordo com as seguintes etapas: Alocao geral preliminar dos servios de campo, a nvel geral em funo das possveis caractersticas dos sub-trechos e dos traados e, localmente, em funo das possveis obras de tneis ou grandes cortes; Programao e discusso inicial com a SRH sobre os servios mnimos satisfatrios e ajustes de quantitativos compatveis com a preciso da cartografia disponvel; Programao, discusso e consolidao da etapa final dos servios de campo necessrios at a fase de dimensionamento e consolidao de uma alternativa de referncia geral para o projeto e mais detalhamento especificamente para o anteprojeto do Trecho Jati/Caris; Classificao dos servios por cronologia e objetivos: servios preliminares gerais de prospeco para verificao e correlao das informaes cartogrficas e geolgicas; servios complementares para definio das melhores solues tcnicas, estimativa de custos e, quando necessria, a comparao de solues alternativas, como tneis x cortes ou aterros x sifo x aquedutos.

Adotou-se a deciso de adensamento dos servios de campo no Trecho 1, bem como de prioridade para os servios de maior aproveitamento em funo do nvel de preciso da cartografia disponvel e das caractersticas geotcnicas (variando de cristalino/sedimentar/cristalino) para o anteprojeto do Trecho 1. A lista de sondagens para a composio de perfil geotcnico do Trecho 1 compe o Anexo I. 2.2.5 - ASPECTOS GEOTCNICOS DOS TRECHOS SONDADOS No inicio do traado, entre os kms 0 e 2, ocorrem afloramentos de filitos quartzticos de tonalidade esverdeada e provavelmente gnaisses (Formao Santana dos Garrotes), aparentemente sendo sobrepostos por arenitos variados de colorao avermelhada (Formao Brejo Santo e Formao Misso Velha). Observaes no campo comprovam a existncia de afloramentos de filitos com caractersticas de silificao, ou seja, so duros e resistentes ao desplacamento, apresentando um perfil de solo pouco espesso, com espessura mdia da ordem de algumas dezenas de centmetros.

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Durante viagem de reconhecimento geolgico detalhado e execuo dos servios de campo foram exaustivamente visitadas as obras da Ferrovia Transnordestina, nas vizinhanas do km 11,6 ao km 13,2 do Trecho 1. onde observaes realizadas nos cortes de talude demonstram uma rocha com plano preferencial de descontinuidades sub-verticalizados (variando entre 45 e 70 com um plano horizontal) com direo aproximada W-E, mergulhando preferencialmente para Norte, ou seja, para jusante do traado do canal no trecho observado. Sondagens realizadas nesta regio demonstram um solo pouco espesso, da ordem de 2m ou menos, onde a partir da foram encontradas rochas filticas (chegando a gnaissificadas), mediamente alteradas e mediamente fraturadas. Estima-se que essas regies iro representar considerveis quantidades de escavaes de materiais de segunda e principalmente terceira categorias que podero ser utilizados como fonte enrocamento para proteo dos taludes dos aterros e possivelmente at de estruturas drenantes. O sub-trecho situado entre o Km 2 e Km 12,5 caracterizado pela sobreposio dos sedimentos friveis da Formao Misso Velha sobre o embasamento cristalino formado pelos filitos descritos anteriormente. Sondagens a percusso mostram um perfil de solo espesso, chegando a ultrapassar profundidades superiores a 25 metros. As sondagens que alcanaram maiores profundidades esto localizadas onde a camada sedimentar encontra-se mais espessa, formando elevaes que se destacam no relevo plano a levemente ondulado formado pelos filitos do embasamento. Contrastando com o domnio dos arenitos encontra-se um corpo grantico prximo a Fazenda Boqueiro (Kms 12,5 a 14 do canal) na BR 116, entre os municpios de Jati e Brejo Santo, aparentemente intrudido no embasamento cristalino formado pelos filitos da Formao Santana dos Garrotes. Uma sondagem rotativa realizada prxima ao Km 13 apresenta uma espessura de solo com aproximadamente 3 metros, logo alcanando rocha alterada. Nesta regio os materiais de escavao viro a apresentar categorias de materiais diferentes das rochas sedimentares, implicando em materiais predominantemente de terceira categoria, que podero vir a ser usados como enrocamento ou mesmo, quando rocha s, como agregado para concreto e brita para proteo dos taludes de aterro. Arenitos de granulao grossa a conglomertica (Formao Mauriti) formam o terreno de fundao do canal entre os trechos situados entre o Km 14+000 a 18 + 000. Estes arenitos apresentam-se bastante coesos, pouco a muito pouco alterados, acinzentados apresentando nveis gradacionais provavelmente relacionados a diferentes regimes deposicionais. Informaes obtidas em reconhecimento de campo e sondagens a trado e p e picareta mostram um perfil de solo pouco espesso, onde podem ser vistos grandes blocos de arenito ou mesmo rocha aflorando, o que significar considerveis escavaes em materiais de 3 Categoria nos cortes. No trecho em questo no se projeta nenhuma obra hidrulica mais complexa (tneis ou sifes), apenas sendo projetadas sees do canal em corte e aterro. Aps esta estreita faixa de rochas mais consistentes, novamente ocorrem os domnios dos arenitos friveis (Formao Misso velha). Sondagens a percusso realizadas a partir da voltam a apresentar um perfil de solo mais espesso que o do sub-trecho anterior, chegando a valores mdios de 5 metros. Como obra principal deste sub-trecho destaca-se o Sifo Porteiras, obra hidrulica projetada para a travessia de rio homnimo. Os sedimentos aluviais

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encontrados na calha do referido rio possivelmente podero ser utilizados como agregado fino no concreto necessrio a realizao da construo do canal. No Km 35 do traado previsto para o canal, os arenitos so recobertos por sedimentos alvio/coluvionares variando de argilo-arenosos a areno-argilosos, relacionados deposio fluvial. Sondagens a percusso realizadas nesta regio demonstram um perfil de solo mais espesso, alcanando profundidades prximas a 10 metros. Vale salientar que materiais provenientes de possveis escavaes nestas regies sero perfeitamente aplicveis como aterro. O Km 50 marca a mudana de domnios geolgicos sedimentares, onde formaes geolgicas que pertencem ao Grupo Vale do Cariri so recobertos pelas unidades litolgicas que formam a Chapada do Araripe. Tal condio geolgica (empilhamento de camadas) ocasiona uma elevao que faz necessria a execuo de um tnel relativamente extenso (aproximadamente 2,30 km de comprimento) para sua travessia. Duas sondagens rotativas realizadas prximas ao emboque e regio central do Tnel Veneza so bastante representativas dos materiais que sero escavados na execuo da referida obra. Ambas as sondagens rotativas descrevem arenitos bastante alterados, com pouca recuperao e por varias vezes passando a solo de alterao. Tais informaes permitem atribuir ao macio rochoso uma classificao como tipo Classe IV/V, pela classificao de Bieniawski (1979 e atualizaes), implicando que o macio rochoso/terroso onde ser construdo o Tnel Veneza necessitar possivelmente de considerveis aplicaes de tratamentos (suportes primrios durante a execuo das escavaes e definitivos na fase final). A partir da, o traado do canal percorre predominantemente as formaes geolgicas basais do pacote sedimentar que constitui a Chapada do Araripe, onde rochas sedimentares em maioria de composio argilosa podem vir a constituir escavaes predominantemente em materiais de primeira e segunda categoria, sendo considerados como uma excelente fonte de emprstimo de material terroso. Sondagens rotativas, a percusso, a trado e a p e picareta, alm de observaes do reconhecimento geolgico de campo e perfis em cortes no terreno natural, indicam espessuras de solo que chegam a 10 metros. Sondagens rotativas e percussivas realizadas neste sub-trecho descrevem uma faixa de solo bastante espessa e argilitos bastante alterados, caractersticas desfavorveis para execuo dos tneis previstos denominados Cabaceira e Arajara, atribuindo aos macios a Classe V, pela classificao de Bieniawski. Ateno deve ser dada a ocorrncia dentro da rea de influencia do projeto de sedimentos constitudos por material argilo-arenoso avermelhado, de granulao fina, inconsolidado (Depsito de Tlus) relacionados s formaes Santana e Arajara, com horizonte laterizado na base. Estes sedimentos, cujo carter difuso dos gros caracteriza como imaturos, podem ser observados no trecho entre os riachos Canta Galo (km 70), Salamanca (Km 93) e Batateira (km 118). Ocorrendo na rea da encosta nas partes mais baixas, considerado a zona de deposio final de detritos com mistura de material coluvionar de granulao variada, se constitui como rea instvel. Tais depsitos so, geralmente, inconsolidados, mal classificados, formados por seixos, blocos, mataces, gros de areia e at argilitos impuros. Na faixa do terreno entre os km 117 ao km 126,5 do traado, ocorrem littipos do embasamento cristalino, representados por uma associao de granitides diversificados de 29

cor cinzenta, granulometria mdia a grossa e composio grantica dominante que forma a Serra do Ju. Tais materiais se apresentam como uma excelente alternativa como fonte de material ptreo para agregado grosso no concreto a ser utilizado no canal e nas obras hidrulicas. Destaque neste sub-trecho dado obra projetada Tnel Ju, que embora at o presente momento no se disponham informaes oriundas de investigaes geotcnicas diretas da regio da referida obra, uma correlao pode ser feita a observaes realizadas em pedreira visitada na regio prxima ao Km 120,5 e uma sondagem realizada prxima ao Km 122, onde ambas demonstram um rocha pouco alterada, bastante consistente variando de pouco a mediamente fraturada. Tais parmetros atribuem ao macio uma classificao provvel como Classe I/II segundo a classificao proposta por Bieniawiski. A partir deste ponto, o traado encontra-se inserido em um contexto de terrenos cristalinos. Apenas em algumas faixas se encontra inserido na formao sedimentar Mauriti (Km 132,5 ao Km 138) que localmente volta a recobrir o embasamento cristalino ao longo da regio estudada, se estendendo assim at o final do traado. Ocorre, assim, uma associao de rochas intrusivas e metamrficas formadas principalmente por granito cinza, com transio gradual para afloramentos gnissicos e quartzticos. Sondagens a percusso realizadas ao longo do trecho mostram solos pouco espessos na ordem de algumas dezenas de centmetros a poucos metros nos terrenos cristalinos e uma espessura de solo um pouco maior nas faixas sedimentares, chegando a atingir profundidades prximas a 10 metros, onde o solo se comporta de modo compacto. Faixas diferenciadas de categorias de materiais de escavao predominam como 3 Categoria nos terrenos cristalinos e de 1 e 2 Categorias nos terrenos sedimentares. As condies dos macios rochosos onde esto projetas as execues dos tneis denominados como Cruzeiro e Carnaba, situados nos domnios do embasamento cristalino (filitos, Formao Serra dos Garrotes), demonstram em campo uma rocha com plano preferencial de descontinuidades sub-verticalizados (variando entre 45 e 70 com um plano horizontal) com direo aproximada SW-NE, mergulhando preferencialmente para NW, ou seja, para jusante do traado do canal. Esta situao poder significar uma condio favorvel caso o tnel seja executado de montante a jusante (Figura 2.2). As descontinuidades observadas no local variam de seladas a aberturas de poucos milmetros, apresentando em algumas locais algum preenchimento. Para o macio em questo sugere-se uma classificao como um macio do tipo Classe III.Figura 2.2 - Orientao de um Tnel em Relao aos Planos de Descontinuidades a) Favorvel e b) Desfavorvel, Modificado de Bieniawski (1989)

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2.3 - SOLOS NA REA DE INFLUNCIA DO TRECHO 1 JATI/CARIS A faixa de domnio do Trecho 1 (Jati-Caris) do CAC se desenvolve predominantemente na rea de encosta (zona de pediplano) da Chapada do Araripe, onde se observa na regio de Brejo Santo Crato a presena de solos profundos favorveis explorao agrcola, representados por Podzlicos Vermelho Amarelo em associao com Latossolos. Nas reas de domnio do embasamento cristalino, que esto associadas ao inicio e final deste trecho, observa-se a ocorrncia de solos medianamente profundos a rasos (Bruno No Clcicos e/ou Litlicos), que se caracterizam pela presena de pedregosidade superficial, constituda por calhaus e s vezes mataces, formando o que se denomina pavimento desrtico. So solos bastante suscetveis eroso Faixas estreitas de Vertissolos esto associadas s vrzeas de afluentes do riacho dos Porcos no incio deste trecho. Apresentam elevado potencial agrcola, embora tenham problemas relacionados com as suas condies fsicas: encharcamento/fendilhamento, presena de pedregosidade superficial, alm de riscos de halomorfizao e de eroso. As Aluvies aparecem com maior expresso ao longo dos principais eixos de drenagem que interceptam o traado do sistema adutor, com destaque para os rios/riachos Caris, Porteiras, Olho dgua, Salamanca, Batateiras e Cars. Ocorrem, em geral, formando associaes com Solonetzs Solodizados, Planossolos e/ou Vertissolos. A Figura 2.3, a seguir, constitui o mapa de solos da regio. Este mapa um bom indicativo das jazidas de materiais construtivos para as obras do CAC. 2.4 - ESTUDOS E CONDICIONAMENTOS AMBIENTAIS Os estudos ambientais assumem primordial importncia para a avaliao de um projeto hdrico, tendo em vista que a degradao dos fatores ambientais pode interferir na eficincia e eficcia do empreendimento. A avaliao ambiental dos efeitos derivados da construo do CAC uma etapa importante no processo de concepo do sistema, de formulao e seleo de alternativas e de elaborao e detalhamento do projeto. A metodologia empregada para quantificar e hierarquizar os impactos ambientais adota o uso da atribuio de conceitos para cada um dos fatores ambientais considerados relevantes na rea do estudo, os quais compem a matriz de avaliao. A estes fatores so atribudos pesos especficos, de acordo com os critrios relacionados. O somatrio dos pesos dos fatores determina o potencial do projeto em alterar o meio natural ou sofrer influncia do meio. Fatores como riscos de poluio da gua aduzida no foram considerados, tendo em vista que no h previso de aduo da vazo captada atravs de leitos de drenagem, nem o uso de reservatrios como caixa de passagem e na travessia direta de centros urbanos, como na cidade do Crato, est prevista em tubulao fechada.

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Os impactos ambientais associados a cada alternativa foram qualificados e quantificados, atravs de um sistema de ranking com base nos seguintes fatores: danos a Flora e a Fauna; interferncias com reas de Unidades de Conservao; impactos decorrentes da interseco com reas Urbanizadas; riscos de danos ao Patrimnio Paleontolgico; riscos de danos ao Patrimnio Arqueolgico. Em termos da Anlise Ambiental a Alternativa A5 (Alternativa com Declividade Disponvel com Captao na Barragem Jati e Travessia de Crato em Sifo) foi a que apresentou melhor nvel de pontuao atingindo 21,0 pontos, apresentando como vantagem, em relao s demais alternativas, riscos nulos ou baixos de interferncias com reas urbanizadas, unidades de conservao e de danos ao patrimnio arqueolgico. Alm disso, a alternativa de referncia no obteve conceito Alto ou Muito Alto em nenhum dos quesitos analisados, conforme pode ser visualizado na matriz apresentada no Quadro 2.2, adiante. O risco de danos ao patrimnio paleontolgico apresenta-se relativamente menor ou no mximo igual ao apresentado pelas demais alternativas. J os danos a flora e fauna associados ao desmatamento da sua faixa de domnio apresenta-se igual ou maior que os incorridos pela maioria das alternativas, sendo esta sobrepujada neste quesito apenas pela Alternativa A1. Alm das medidas mitigadoras normalmente adotadas em obras hidrulicas, tais como reassentamento da populao desalojada, relocao de infra-estruturas de uso pblico atingidas e reconstituio paisagstica das reas de emprstimos exploradas, sugerimos a adoo das seguintes medidas durante a implementao e operao do projeto: Adoo de normas de segurana no trabalho durante a implantao e operao do empreendimento; Programa de Comunicao Social fundamentado em duas vertentes bsicas contato com a populao para apresentar informaes sobre as obras e seus impactos potenciais e treinamento do contingente obreiro; Desvios temporrios de trfego e aposio de sinalizao ostensiva nas reas das obras durante a implantao do empreendimento, principalmente nos pontos de interseco com a malha viria existente; Implementao de um plano de identificao e resgate dos patrimnios paleontolgico e arqueolgico, sendo previsto inclusive procedimentos para salvamento ao acaso destes tipos de patrimnios durante a implantao das obras; Desmatamento racional da faixa de domnio do sistema adutor, restringindo a erradicao da cobertura vegetal aos limites do off-set da faixa de domnio, e implementao de um plano de manejo da fauna; Controle da disseminao de espcies pisccolas daninhas e do molusco vetor da esquistossomose.

Monitoramento peridico da qualidade da gua aduzida, visando o controle da prtica de atividades poluidoras nos trechos em canal e na fonte hdrica, entre outros. 33

Dever ser implementado um Programa de Gerenciamento Ambiental das Obras, ou seja, uma estrutura gerencial especfica capaz de garantir que as tcnicas de proteo, de preveno e de recuperao ambientais indicadas para cada situao das obras sejam aplicadas da forma adequada, criando as condies operacionais necessrias para a implantao e acompanhamento dos programas ambientais propostos. Este tipo de estrutura j vem sendo eficientemente experimentado em obras deste tipo, com know-how desenvolvido pela SRH Secretaria dos Recursos Hdricos em empreendimentos de grande porte, durante os quais foi sendo gradualmente aperfeioada.

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Quadro 2.2 Condicionamentos Ambientais - Matriz de Comparao das Alternativas do Trecho 1 Danos Flora e Fauna Otimizada Alto Mdio Mdio Interferncia com reas de Unidades de Conservao Baixo Alto Muito Alto Danos ao Patrimnio Paleontolgico Mdio Alto Muito Alto Danos ao Patrimnio Arqueolgico Baixo Muito Alto Alto

Alternativas Alternativa Gravitria com Declividade

Interferncia com reas Urbanizadas Muito Alto Mdio Alto

A1 A2 A3

Alternativa com Declividade Otimizada e Bombeamento Alternativa com Declividade Disponvel com Captao no Canal e Travessia de Crato em Tnel Alternativa com Declividade Disponvel com Captao no Canal e Travessia de Crato em Sifo Alternativa com Declividade Disponvel com Captao na Barragem Jati e Travessia de Crato em Sifo Legenda de Cores:

A4

Mdio

Alto

Nulo

Muito Alto

Baixo

A5

Mdio

Baixo

Nulo

Mdio

Baixo

MUITO BAIXO OU NULO BAIXO MDIO ALTO MUITO ALTO

MAIS FAVORVEL

35

3 - ESTUDOS DE OTIMIZAAO DO TRAADO E DAS OBRAS ESPECIAIS

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3 - ESTUDOS DE OTIMIZAAO DO TRAADO E DAS OBRAS ESPECIAIS 3.1 - OTIMIZAO DOS TRAADOS PRELIMINARES Os traados e alternativas preliminares serviram de referncia para a formulao e consolidao dos traados das alternativas consolidadas no mbito dos estudos de engenharia, a partir da aplicao do conceito metodolgico de desenvolvimento das obras lineares com base em modelo de curvas de forma que viabilizou a percepo clara das melhores solues para trechos e obras localizadas. A partir dos traados preliminares, estabeleceu-se que as alternativas definitivas seriam consolidadas com base nos principais critrios, condicionantes e metodologia a seguir relacionados: a) Declividade tima (coincidentemente e de aproximadamente canais do porte do presente projeto) 0,10m/km para

Declividade i = 0,10m/km, adotada para se avaliar a viabilidade de se ter um traado de referncia com declividade tima, mesmo que seja necessrio bombeamento, pois o conceito de otimizao das declividades das obras lineares tem o objetivo no s de se conservar energia, mas reduzir o custo global de investimento e operao do sistema em toda a sua vida til. b) Declividade Disponvel Inferior tima, por Condies de Relevo Traados condicionados por condies mdias de declividades disponveis inferiores s timas para tipo de componente destas obras, como o caso do Trecho 1 e Trecho 2, em que as cargas disponveis so limitadas respectivamente pelos condicionantes dos comprimentos dos tneis Caris/Basties no incio do segundo trecho e Jaguaribe Poti no final do segundo trecho. c) Condies de Relevo para Adoo de Declividades Superiores tima e Localizao das Demandas favorveis a tal deciso Quando no existe condicionamento de cotas em determinado trecho ou subtrecho, nem reduo de benefcios (reduo de reas atendidas) podem ser desenvolvidos traados com declividades acima da tima, sendo esta limitada apenas em relao aos condicionantes de operao hidrulica. Alm das condies mencionadas, para a otimizao do traado da alternativa prselecionada foram considerados dados de campo a respeito de interferncias locais, reduo das alturas de corte e aterro ao longo do eixo e traados alternativos localizados verificados e otimizadas a partir das curvas paramtricas de custo. 3.2 - CONCEPO, DEFINIO E OTIMIZAO DOS MELHORES CAMINHAMENTOS Os melhores caminhamentos de cada trecho, tanto ao nvel local, como geral, foram definidos com base em curvas de forma dos canais para diferentes cotas de desenvolvimento e 37

levando em considerao as dificuldades de relevo e as condies geolgicas/geotcnicas, bem como as curvas paramtricas de custo considerando as condies otimizadas de utilizao de cada tipo de obra linear: a) Seleo e otimizao preliminar ao nvel das obras individuais locais: praticamente automtica, em funo das curvas paramtricas na ocasio da definio do traado, em funo dos custos mdios relativos dos componentes lineares para as referidas condies locais de utilizao; b) Seleo secundria, principalmente ao nvel local, de obras de grande porte, como grandes sifes e tneis de maior comprimento, quando j se faz necessria a elaborao de uma planilha para comparao dos custos das variantes locais de traados; c) Seleo ao nvel de trechos globais, subtrechos ou ramais com caractersticas independentes, j compondo alternativas gerais de todo o trecho, a partir de planilhas demonstrativas da constituio dos componentes e dos custos globais, permitindo uma classificao dos custos das alternativas em cada trecho. 3.3 - DETERMINAO DAS VAZES PARA ATENDIMENTO DAS DEMANDAS Na concepo e utilizao dos componentes, a otimizao foi iniciada a partir das vazes a serem aduzidas, determinadas pela anlise prospectiva das demandas dgua nas bacias de interesse, pela avaliao das potencialidades e disponibilidades hdricas e pela elaborao do balano hdrico, planejamento e pr-estudo otimizado de estimativas possveis das vazes mximas transpostas e distribudas em cada trecho. As vazes a serem aduzidas em cada trecho do CAC foram pr-definidas com base em dois condicionantes: os dficits hdricos possivelmente atendidos por cada trecho e as vazes mximas transpostas desde o Rio So Francisco para o Cear. Os dficits hdricos na rea beneficivel pelo CAC foram determinados atravs da simulao de balano hdrico. O mesmo foi realizado contrapondo-se todas as demandas hdricas previstas para o horizonte de 2040 com a oferta hdrica local com elevada garantia (referente vazo regularizada por reservatrios com capacidade de acumulao superior a 50 hm). Tal procedimento permitiu identificar as regies com maiores dficits e que, portanto, devem ser priorizadas com maiores vazes transpostas pelo CAC. Por outro lado, a vazo mxima do PTSFNS representa uma limitao vazo de dimensionamento do CAC, visto que essa ser a fonte hdrica do projeto. Apesar do referido limite, os trechos finais do CAC (Ramais 1, 2, Oeste e Leste) devem ser dimensionados para vazes cuja soma seja preferencialmente superior vazo mxima do PTSFNS para o Cear. Esse critrio proporcionar uma maior flexibilidade de operao ao sistema, permitindo que durante os perodos de bombeamento mximo, as guas transpostas sejam destinadas a uma ou outra bacia de acordo com a situao hdrica no momento. 3.4 - ATENDIMENTO DAS DEMANDAS E OPERAO DO PROJETO Os critrios de definio das vazes em cada trecho do CAC foram baseados no somente em um balano esttico entre ofertas e demandas hdricas locais, mas principalmente

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levando-se em conta a possibilidade de operao do sistema, considerando-se a sazonalidade dos dficits hdricos na rea beneficiria do CAC. Os canais e obras locais foram concebidos com capacidade de transporte com as vazes moduladas dos componentes imediatamente superiores s parties nominais para cada trecho, para que a operao do sistema pudesse ser flexvel o suficiente para otimizar o atendimento das demandas. Tal flexibilidade na operao permitir a partio de vazes de forma diferenciada para as bacias e sub-bacias, em funo das demandas efetivas em dado momento e da possibilidade de armazenamento da gua nos audes. A otimizao da operao do sistema decorre da prpria concepo do sistema adutor e da forma de distribuio das vazes transpostas: foram considerados, para fins de armazenamento dgua, os reservatrios com capacidade superior a 50 milhes de metros cbicos e os traados sempre levam a um destes audes; a partio das vazes flexvel, pois ser possvel reforar a transposio para bacias e sub-bacias momentaneamente com maiores dficits ou com audes mais depletidos e, portanto, com maior capacidade de armazenamento.

O grande desafio da operao do projeto ser distribuir as vazes disponibilizadas pela transposio do rio So Francisco entre as diversas sub-bacias, de acordo com suas necessidades e em funo da capacidade de estoque da gua nos reservatrios. A otimizao da operao do CAC estar na dependncia do equilbrio entre estas variveis, ressaltando-se que sempre dever ser seguida a prioridade de atendimento ao consumo humano, industrial e turstico. A Figura 3.1, a seguir, o mapa do Cear com a diviso das diversas bacias hidrogrficas, onde est plotado o CAC, com a especificao das vazes para cada trecho. Pode ser verificado que a soma das vazes nos pontos de derivao superior vazo do trecho anterior. Esta concepo da engenharia tem por objetivo, exatamente, a possibilidade de transferir vazes maiores para uma dada bacia, quando a outra no est a necessitar da vazo limite para atendimento de sua demanda. Esta concepo permite flexibilidade da operao e otimizao do uso das vazes transpostas. 3.5 - ESTUDOS DE CONCEPO E OTIMIZAO DAS OBRAS PRINCIPAIS Os critrios norteadores das definies das obras-tipo do CAC, a partir de uma determinada faixa de vazes abrangidas no estudo, foram estabelecidos com a finalidade de atender a todos os condicionantes hidrulicos, construtivos, geotcnicos e operacionais, tanto para as obras lineares (canais em aterro, canais em corte, tneis, adutoras/sifes e aquedutos), quanto para as obras localizadas de controle operacional (comportas de setor, comportas planas verticais, descargas de segurana e galerias para travessia de interferncias) e do sistema virio (pontes, pontilhes, passarelas e bueiros).

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3.5.1 - OBRAS LINEARES O desenvolvimento da concepo e a otimizao hidrulica de cada uma das obrastipo estudadas para o sistema adutor do CAC basearam-se nas condies de relevo e geolgicas/geotcnicas, que tem influncia direta na declividade disponvel em cada trecho ou cada obra estudada. Para as obras lineares, no caso especfico dos canais e tneis, foi aplicada a equao de Manning-Strickler, enquanto que para as tubulaes (sifes) utilizou-se a equao de HazenWilliams, com seus respectivos coeficientes padres, difundidos em bibliografia especfica e em trabalhos similares. O Quadro 3.1, a seguir, apresenta em resumo o conjunto de obras-tipo lineares escolhidas para compor a soluo final do sistema adutor, com as principais caractersticas das sees hidrulicas: tipos de revestimento, coeficientes hidrulicos adotados, inclinao dos taludes dos canais e declividades tima e reduzida.Quadro 3.1 Caractersticas Principais das Sees Tipo EstudadasID OBRA SEO HIDRULICA COEFICIENTETALUDES DA SEO HIDRULICA: (H:V)

DECLIVIDADE TIMA REDUZIDA(*)

01 CANAIS EM ATERRO 02 CANAIS EM CORTE 1 e 2 Cat

revestida em concreto revestida em concreto

K=70 K=70

3:2 3:2 3:2 3:2

i=0.00010m/m i=0.00005m/m i=0.00010m/m i=0.00005m/m i=0.00010m/m i=0.00005m/m i=0.00010m/m i=0.00005m/m

CANAIS EM CORTE 1 (40%), 2 03 revestida em concreto K=70 (30%) e 3 (30%) Cat CANAIS EM CORTE 3 Cat 04 revestida em concreto K=70 (ROCHA S OU ALTERADA) revestida no fundo em concreto poroso e nos CANAIS EM CORTE 3 Cat K=70 05 talude em concreto (ROCHA ALTERADA) projetado revestida no fundo em varivel p/ CANAIS EM CORTE 3 Cat concreto poroso e sem cada seo: 06 (ROCHA S) revestimento nos Kmdio=44.39 taludes varivel p/ Escavao em cada seo: ROCHA S: uso 07 TNEIS (Classes I e II) Kmdio=46.82 EVENTUAL de tratamento (h/H=85%) Escavao em ROCHA BRANDA: uso 08 TNEIS (Classes III e IV) K=70 REGULAR de tratamento

3:2

i=0.00010m/m i=0.00005m/m

1:1

i=0.00010m/m i=0.00005m/m

-

i=0.00050m/m i=0.00025m/m

-

i=0.00050m/m i=0.00025m/m

09 TNEIS (Classe V)

Escavao em SOLO: uso INTENSIVO de tratamento

K=70

-

i=0.00050m/m i=0.00025m/m

10 ADUTORAS (SIFES) 11 AQUEDUTOS

Ao Carbono Concreto Armado

C=140 K=70

vertical

j=1.0m/km

j=0.5m/km

i=0.00100m/m i=0.00050m/m

(*) Declividades adotadas no Projeto Bsico do Trecho 1, em razo do condicionante de declividade disponvel entre a captao em Jati e o tnel do trecho j na bacia do rio Caris.

3.5.1.1 - Sees-Tipo dos Canais Com a finalidade de servir como referncia e atender a todos os condicionantes hidrulicos, construtivos, de custos mnimos, geolgico/geotcnicos e operacionais, de acordo com o Quadro 3.1, foram definidas para o CAC as sees-tipo otimizadas de canais. Para 41

confeco destas sees foram feitas adequaes hidrulicas e estudos comparativos de aplicao das vazes de projeto e de declividade, como tambm a comparao e adequao estudos anteriores, como caso do PROGERIRH, do Projeto de Transposio do So Francisco para o Nordeste Setentrional (PTSFNS) e do Eixo das guas da Secretaria de Recursos Hdricos do Estado do Cear, conforme mostrado na Figura 3.2.Figura 3.2 Estudo Comparativo com Sees timas de RefernciaSeo de M xima Vazo 30

25

P (m) - Permetro Molhado

20

15

10

Q para i=0.010% e m=1.50 Seo Trapezoidal - PROGERIRH

5

Seo Trapezoidal - SO FRANCISCO EIXO

0 0 20 40 60 Q (m /s) 80 100 120

Seo de Mxim a Vazo 25

20 Ls (m) - Largura Superior

15

10

Q para i=0.010% e m=1.50 Seo Trapezoidal - PROGERIRH

5

EIXO Seo Trapezoidal - SO FRANCISCO

0 0 20 40 60 Q (m /s) 80 100 120

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Ainda para a composio de cada seo-tipo de projeto, foi considerada uma srie evolutiva de vazes e adotou-se tambm como referncia o conjunto de sees-tipo revestidas em concreto (k=70), similares s recomendadas na publicao Design of Small Canal Structures do Bureau of Reclamation e no Manual de Drenagem tambm do BUREC, e em estudos desenvolvidos pela VBA, citados anteriormente. Os Quadros 3.2 e 3.3 apresentam as principais caractersticas hidrulicas de cada uma das sees tipo de canais definidas no Quadro 3.1. para a declividade bsica de referncia de 0,0001 m/m, valor que se aproxima bastante das declividades timas para as faixas de vazo do sistema adutor CAC. Alm da otimizao em termos hidrulicos, a escolha das sees-tipo buscou atender tanto o aspecto construtivo, bem como tambm foram dimensionadas com taludes de corte e aterro variando em funo da geologia/geotecnia e das alturas de corte e aterro de cada trecho, conforme apresentam em resumo os Quadros 3.4, 3.5 e 3.6. Foram observados os mesmos critrios adotados nos projetos de referncia citados, para definio dos taludes tanto de aterro quanto de corte em funo das caractersticas geotcnicas dos trechos. Entre os critrios por condio de facilidade construtiva e de garantia da estabilidade das sees em corte, previu-se que a cada 10m de altura de corte (reduzidos para 5m no presente projeto) sero construdas duas bermas de 6m de largura quando escavado em solo e quando escavado em rocha seria uma berma de 5m de um lado e outra de 1m no outro, previstas com 6,0 m em ambos os lados no Projeto Bsico do Trecho 1, para operao e manuteno e fluxo de trfego, facilitando assim tambm o aspecto operacional construtivo. As Figuras 3.3, 3.4, 3.5, 3.6 e 3.7, apresentam a geometria das sees tipo dos canais em aterro e em corte, tanto em aspectos hidrulicas como construtivos, sees estas concebidas nos estudos de alternativas. No Capitulo 4 e no Tomo de desenhos deste relatrio de Projeto Bsico, so apresentadas as sees tipo dos canais em aterro e corte com base em estudos detalhados da geometria destas mesmas sees. 3.5.1.2 - Sees Tipo dos Tneis Os critrios para a definio dos tneis foram estabelecidos em consonncia com os condicionantes hidrulicos, construtivos, de custo mnimo e geolgicos/geotcnicos, considerando diferentes materiais de escavao e processos construtivos, em funo da capacidade mxima de vazo estimada e parametrizada com a declividade de referncia de 0,50 m/km e adotando-se a declividade disponvel de 0,25 m/km para o Anteprojeto. Foram, inicialmente, tomados como referncia os estudos realizados para os projetos do PROGERIRH e EIXO das guas da SRH do Estado do Cear onde, atualmente, est sendo executado o tnel de aproximadamente 1,30km no Trecho IV, bem como os estudos de viabilidade, estudos bsicos e projeto bsico do Projeto da Transposio de guas do So Francisco para o Nordeste Setentrional (PTSFNS) em execuo.

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No dimensionamento hidrulico foi estudado um tipo de seo clssica em tneis, feita pela composio da base do tnel em formato retangular e a parte superior do tnel uma semicircunferncia, formando uma seo abobadada, prevendo-se ainda uma seo tipo ferra