Medições Hidrologicas co uso de ADCP_ Principais tributários Bacia Amazonica

Anais do 13º Simpósio de Geologia da Amazônia

Belém – 22 a 26 de setembro de 2013

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MEDIÇÕES HIDROLÓGICAS COM USO DE ADCP SOB EFEITO DE MARÉ AO

LONGO DOS PRINCIPAIS TRIBUTÁRIOS DA BACIA DO BAIXO RIO AMAZONAS

Victor Hugo da Motta Paca1, João Bosco Alfenas¹, José Messias Castro¹, Renato da Silva

Souza¹, Elton Luiz Dantas², Henrique Llacer Roig², Annette Süssenberger2, Elsbeth Ester van Soelen²,Gila Merschel², Wesley LuisPacheco², Jung Hyun Kim³

INTRODUÇÃO

Este trabalho tem o objetivo de verificar o comportamento hidrológicodos rios Tapajós, Xingu, Paru, Jari e Amazonas, com a finalidade de apoiar pesquisas hidrológicas, geoquímicas e de comportamento de transporte de sedimentos no trecho do baixo rio Amazonas e seus principais tributários de Óbidos até Macapá, tendo como suporte as medições de ADCP (Acoustic Doppler Current Profile) para conhecimento dos locais selecionados inicialmente para medições. Como não são seções onde as medições são feitas corriqueiramente, não havia um posicionamento preciso de como seriam as travessias nestes locais.

A região estudadaé do baixo rio Amazonas onde é registrado o efeito de maré de Óbidos até sua foz (GALLO, 2004).

Até a estação fluviométrica de Óbidos há uma boa série de estudos das campanhas do ORE-HYBAM, onde são realizados estudos hidrológicos e de transporte de sedimentos, mas a jusante não há muitos registros e esta pesquisa visa preencher esta lacuna sobre os processos de enchentes, condições de erosão epossíveis impactos antrópicos.

Figura 01 – Localização dos pontos de medição hidrológica com ADCP ao longo do baixo rio

Amazonas

1 CPRM/Belém – PA, Avenida Doutor Freitas, 3645 e-mail: [email protected] 2 UNB – Instituto de Geociências – Departamento de Geologia Geral e Aplicada, Campus Universitário Darcy Ribeiro/Brasília –DF ³ NIOZ – Royal Netherlands Institute for Sea Research - Department of Marine Biochemestry and Toxicology – Den Burg - Texel



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METODOLOGIA As medições com ADCP na campanha de junho de 2013 do Projeto CLIM-Amazon

foram feitas com uso do aparelho Workhorse – Rio Grande 600KHz da RD InstrumentsTeledyne, no trecho do baixo rio Amazonas, onde até então não haviam sido executadas medições, ou com poucos registros de descarga líquida e sólida, essencialmente nas fozes dos principais rios tributários do rio Amazonas, como os rios Jari, Xingu – próximo a Porto de Moz, Tapajós – próximo a Alter do Chão –, Amazonas, em Monte Alegre e Canal Norte, conforme a figura 01. Excetuando Óbidos, no rio Amazonas, onde há uma longa série histórica.

Nas medições hidrológicas feitas periodicamente em Itacoatiara não é observado o efeito de maré, estação em que fica a montante de Óbidos, onde o principal tributário entre as estações é o rio Trombetas.

Em toda a área de amostragem, é observado o efeito de maré, que não foi levado emconsideração, o queinvalida inicialmente o resultado de vazãolíquida e sazonalidade do fluxo, já que a orientação de medições hidrológicas em locais com maré recomendaobservar o comportamento em todo ciclo de 13 horas (WMO, 2008), mas comoos dados essenciais parapesquisas desenvolvidas em campo eram a profundidade máxima, nos locais de medição emaior backscatter, que é o retorno do eco da onda acústica emitida pelo ADCP ao se chocar nas partículas e materiais em suspensão presentes na água.A onda sonora retorna à cerâmica de emissão e receptação ao se chocar com as partículas em trânsito na água, o que informa onde há uma maior concentração de sedimentos para coletar amostras.

Durante a campanha foram feitas coletas pontuais de amostragem de água com uso do equipamento chamado Callède (figura 02), que é uma garrafa de Van Dorn modificada para uso em rios amazônicos, e de grande profundidade, acoplada auma sonda de qualidade d’água e lastro de 50 quilogramas, com volume de cada amostra de 8 litros. O ADCP com frequência de 600KHz usado na expedição é o mais adequado para as condições encontradas na região monitorada, em que a profundidade máxima foi de 66,29 metros, o que está no alcance de medição do equipamento de 75 metros (WINRIVER II, 2007), situação de grande preocupação por ser o trecho de maior profundidade em que mediríamos.

Figura 02 – Equipamento Callède e sonda de qualidade de água.

Existe a hipótese de ser registrada a questão do fundo móvel nas estações de Óbidos e Itacoatiara, assim como ao longo do trecho pesquisado, portanto, o referencial escolhido para medição do deslocamento do barco, e consequentemente da água, foi a do sistema



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GGA(GAMARO, 2012), com GPS diferencial GTR² conectado ao ADCP, e não o BottomTrackingdo próprio equipamento. RESULTADOS As travessias com ADCP emÓbidos, onde havia seção de réguas, na data da medição estava na cota 785 cm, em Porto de Moz, no rio Xingu estavana cota 382cm, e Macapá onde iniciou a medição na cota 427 cm, as 7:00, variando a cada hora, nos respectivos níveis, em 405, 363, 314, 268 e 230 cm, quando findou a segunda travessia as 12:00 horas, aproximadamente. Cotas observadas no local ou informadas pelos observadores.

Foi observado o efeito de maré e o remanso do rio Amazonas pelos resultados das medições pelas leituras de nível, dependendo da época do ano ou pela medição contínua de vazões, no ciclo de 13 horas.

A variação do rio Tapajós, conforme indicado na tabela 01 entre as medições numa seção de aproximados 12 quilômetros chegou a uma diferença de mais de 6.000m³/s.

Tabela 01 – Resultados obtidos nas medições com ADCP

Em Monte Alegre, consideramos para medição apenas o canal principal do rio Amazonas. Não tendo como medir ao mesmo tempo os canais entre as ilhas do entorno, portanto foram aceitas com ressalvas, devido ser medido apenas na calha principal e sem levar em consideração a possibilidade de ter a maré mais perceptível neste local.

Travessia Vazão Total (m³/s) Largura (m) Área Total (m²) Velocidade (m/s) Duração (seg) ReferencialCLIM000 3123,21 11813.90 273585.44 0.032 4702.72 GGACLIM001 9946,52 11890.36 280371.68 0.044 4591.46 GGA



Travessia Vazão Total (m³/s) Largura (m) Área Total (m²) Velocidade (m/s) Duração (seg) ReferencialCLIM000 -5926,69 8341.10 105950.37 0.053 4224.06 GGACLIM001 -2800,70 6746.18 82681.49 0.030 4952.28 GGA


Travessia Vazão Total (m³/s) Largura (m) Área Total (m²) Velocidade (m/s) Duração (seg) ReferencialCLIM000 -6454,95 6228.09 117752.50 0.030 5267.56 GGACLIM002 191308,31 11756.10 226110.59 0.952 5668.38 GGA

Medições válidas em relação a série histórica existenteMedições aceitas com ressalvasMedições com variação de maréMedições sob forte influência da maré

Medição no rio Amazonas no Canal Norte - 28/06/2013

Medições da campanha do CLIM-Amazon Junho de 2013Medição na foz do rio Tapajós próximo a Alter do Chão - 19/06/2013

Medição no rio Amazonas em Óbidos - 21/06/2013

Medição no rio Amazonas em Monte Alegre - 23/06/2013

Medição no rio Xingu a montante de Porto de Moz - 25/06/2013

Medição no rio Jari próximo a Jarilândia - 26/06/2013



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Mais próximo a foz do rio Amazonas, as vazões medidas chegaram a ser negativas, indicando a entrada de maré, como no rio Xingu, eno Canal Norte do Amazonas, entre Santana e Macapá.

No Canal Norte foi consultada a tábua de marés do dia e, entre uma travessia e outra, captamos a transição do fluxo. A primeira travessia foi para conhecimento do local;a vazão medida, que iniciou na margem esquerda, chegou a -40.000m³/s, e foi observada a mudança de fluxo que indicou ao final a vazão de -6.455m³/s, devido a baixa-mar, e registrada pela variação de cota. Já com a maré vazante e o fluxo do rio seguindo o curso de montante para jusante obteve-se para esta seção o valor de 191.308m³/s. Cabe ressaltar que não foi possível, devido às condições de navegação, chegar ao Canal do Vieira, portanto, não obtivemos os dados de vazão para esta seção mais ao sul do rio Amazonas. Para somar as duas situações seria aconselhável ter outro barco ou balsa navegando ao mesmo tempo, o que necessitaria de logística específica para estas medições, pois o tempo de cada travessia é de aproximadamente duas horas, em cada seção. CONSIDERAÇÕES FINAIS

A relevância destas medições hidrológicas está na praticidade e eficiência em executar estudos em travessias de grande extensão e observar a variação do fluxo de descarga líquida, ter a percepção inicial do transporte de sedimentos a partir do eco captado pelas partículas em deslocamento na água. A finalidade seria criar uma série histórica para estes pontos e manter continuidade nos locais onde ocorreram estas medições hidrológicas.

As próximas medições deveriam ser feitas observando o ciclo de 13 horas entre a baixa-mar e preamar, pois assim estas seriam validadas já que teria o comportamento de entrada e saída do fluxo transportado pela maré, remanso e do próprio rio, conforme indicado pela WMO. AGRADECIMENTOS Agradecemos a Marinha do Brasil pela presença e apoio do senhor Tenente Tobias Ferreira Carvalho que nos acompanhou durante a viagem.

“The research leading to these results has received funding from the European Union Seventh Framework Programme FP7/2007-2013 under grant agreement n° 295091." REFERÊNCIAS GALLO M.N. 2004. A Influência da vazão fluvial sobre a propagação da maré no estuário do

Rio Amazonas. Rio de Janeiro, COPPE/UFRJ. GAMARO P.E. 2012. Medidores acústicos doppler de vazão. Foz do Iguaçu, Itaipu

Binacional. WINRIVER II: User’s Guide. 2007. P/N 957-6231-00. Teledyne RD Instruments, February,

154 p. WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION (WMO). 2010. Manual on stream

gauging: fieldwork, WMO-No. 1044, 2010. v. 1: p 1.5-54.

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