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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]
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 2
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
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 3
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
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 4
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
é, com as maiores séries históricas, medições confiáveis e, de preferência, com o menor número de
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
não consideradas aceitáveis em função da qualidade do ajuste, coeficiente de correlação e,
Página 5
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
é, com as maiores séries históricas, medições confiáveis e, de preferência, com o menor número de
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
não consideradas aceitáveis em função da qualidade do ajuste, coeficiente de correlação e,
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 6
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
Página 7
Santa Catarina.
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 8
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
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 9
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.
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 10
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)
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 11
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)
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 12
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)
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 13
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
II Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste Página 14
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
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susp
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m.
(to
n)
Tempo (meses)
Brusque Jan 1981 a Dez 1989
Enchente 1983
Enchente 1983
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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
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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,
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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.
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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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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.
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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)