estudo observacional dos efeitos da captação de água pelos...

Estudo observacional dos efeitos da captação de água pelos usuários na intrusão salina do Cana

de São Francisco, RJ

Pesquisador: Marcelo Di Lello Jordão Coordenadora: Dra. Susana B. Vinzón

INTRODUÇÃO: A intrusão salina é o processo de salinização de um corpo d’água raso devido à livre ligação com

outro corpo d’água mais salgado.

MODELO 2DV PARANAGUÁ - PR

Forças que atuam na Intrusão Salina

INTRUSÃO SALINA

VENTO MARÉ

ASTRONÔMICA

MARÉ METEOROLÓGICA

BACIA HIDROGRÁFICA

TRANSPOSIÇÃO

USUÁRIOS

ELEVAÇÃO DO NMM

DESCARGA FLUVIAL

RUGOSIDADE DO FUNDO

ONDA

GRADIENTE DE DENSIDADE

-26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

Distância à embocadura (km)

-12

-10

-8

-6

-4

-2

Pro

fun

did

ad

e (

m)

-26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

Distância à embocadura (km)

-12

-10

-8

-6

-4

-2

Pro

fun

did

ad

e (

m)

Sizígia

(Q=134m3/S)

Quadratura

(Q=141m3/S)

Rio Itajaí – SC

Isolinhas salinidade

Perfil longitudinal

(fonte: Medeiros 2001)

Forças que atuam na Intrusão Salina

INTRODUÇÃO: A intrusão salina como um problema de manejo

A salinização pode ser um limitador para diversos usos da água na região estuarina. Por conta disso, podem surgir conflitos entre:

Usuários à montante do Canal de São Francisco

Usuários do Canal de São Francisco

INTRODUÇÃO: A intrusão salina como um problema científico

Do ponto de vista científico, buscamos compreender melhor os mecanismos pelos quais o sal se mistura com a água rio acima. E assim poder otimizar a captação de água pelos usuários, por um lado, e prever a intrusão salina, por outro, contribuindo para a instrumentação da gestão do comitê.

INTRODUÇÃO: Trabalhos anteriores

SERLA, “ Estudo Hidrossedimentológico”. 1998 F. COPPETEC, "Intrusão salina no rio Guandu/canal de São Francisco e sua repercussão na concessão de outorgas", Relatório Técnico, Laboratório de Hidrologia e Estudos do Meio Ambiente da COPPE/UFRJ, Projeto CT-HIDRO-FINEP/COPPETEC 3166, Rio de Janeiro, 2004. F. COPPETEC, "Informações sobre os principais usuários da bacia", Projeto FURNAS/COPPETEC, PEC-3797, Rio de Janeiro, 2004. F.COPPETEC, “Relatório dos Resultados das Medições de Campo - Relatório R6 com dados sinóticos”, Projeto FURNAS/COPPETEC, PEC-3797B, Maio de 2004. F. COPPETEC, "Captação de água pela UTE Santa Cruz no contexto de gestão da bacia do rio Guandu", Projeto FURNAS/COPPETEC, PEC-3797, Relatório Final, Rio de Janeiro, out. 2004 F.COPPETEC, “Modelagem computacional de plumas térmicas na região do canal de São Francisco, baía de Sepetiba-RJ, para avaliação de usina termoelétrica da CSA. Relatório Final, Rio de Janeiro, 2006

INTRODUÇÃO: Cenários Atuais e Futuros

Situação Atual: 76,35 m³/s Situação Futura (50 anos): 36,6 m³/s

Fonte: PERH Guandu(2006)

OBJETIVO:

Caracterizar os mecanismos da intrusão salina no Canal de São Francisco a partir de dados observacionais, que envolve: • Conhecer a variabilidade diária e sazonal

da vazão do Guandu; • Conhecer a variabilidade diária da tomada

de água dos principais usuários; • Conhecer a variabilidade diária e sazonal

da intrusão salina; • Gerar dados de referência para calibrar o

modelo numérico 2DV para a intrusão salina e orientar a implementação da rede de monitoramento da Bacia;

Canal de São Francisco

Comprimento: 15 000 m Largura: <100 m Profundidade: ~3 m

Canal de São Francisco

Caracterização atualizada do leito no trecho de intrusão salina: 1. Batimetria 2. Amostragem do fundo

Canal de São Francisco

4-5 km

Canal de São Francisco

MODELO 2DV PARANAGUÁ - PR

Marés (astronômica e meteorológica)

NÍVEL

Nível d'água medido na seção da COSIGUA

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 50 100 150 200 250 300 350

tempo (h)

Co

ta n

íve

l m

éd

io l

oca

l (m

)

Micromaré (H max < 2 m) semidiurna com desigualdade

Marés (astronômica e meteorológica)

Maré (astronômica e meteorológica)

Efeitos da morfologia, batimetria e rugosidade na propagação da onda de maré

MEDIR O NÍVEL AO LONGO DO CANAL COM INFLUÊNCIA DA MARÉ INSTALAÇÃO DE 3 MARÉGRAFOS AMOSTRAGEM: 3 marégrafos medindo a cada 15 minutos por 1 ano hidrológico;

Maré (astronômica e meteorológica)

Maré (astronômica e meteorológica)

Corrente axial (m/s) Estuário Satilla - USA P

rofu

nd

idad

e (m

)

7- 8 abril 1997

OSCILAÇÃO DA DIREÇÃO DA CORRENTE

Maré (astronômica e meteorológica)

MEDIR MAGNITUDE E DIREÇÃO DE CORRENTE DE MARÉ AMOSTRAGEM: fundeio de correntômetro por 24h para sizígia e quadratura a cada 2 meses por 1 ano hidrológico

Descarga Fluvial

MODELO 2DV PARANAGUÁ - PR

Descarga Fluvial

Transposição:

Vazão monitorada pela LIGHT: 120 - 350 m³/s Variabilidade diária, com mudança brusca da vazão em menos de 30 minutos Fonte: SERLA (1998)

Descarga Fluvial

Transposição:

Vazão monitorada pela LIGHT: 120 - 350 m³/s Variabilidade diária, com mudança brusca da vazão em menos de 30 minutos Fonte: SERLA (1998)

Fluviograma do rio Guandu - jusante da Light - SC1

dia 02/09/97 a 16/09/97

100

150

200

250

300

350

0 24 48 72 96 120 144 168 192 216 240 264 288 312 336 360

tempo (horas)

va

zã

o (

m3/s

)

Afluentes Naturais:

Descarga Fluvial

Fonte: SERLA (1998

Descarga Fluvial

Fluviograma do rio Santana - SC2

01/05/97 a 28/02/98

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3

mês

va

zã

o (

m3/s

)

Fonte: SERLA (1998)

Afluentes Naturais:

Descarga Fluvial

6. MEDIR VAZÃO RIO GUANDU (Jusante da ETA-CEDAE):

INSTALAR ESTAÇÃO FLUVIOMÉTRICA AMOSTRAGEM: medir corrente na seção transversal 1 vez por mês e nível a cada 15 minutos por 1 ano hidrológico. construir a curva chave.

Usuários:

USO TOTAL: -80.126 m³/s ETA Guandu: - 45 m³/s CSA: - 21m³/s 7. OBTENÇÃO DA SÉRIE DE VAZÃO DOS

USUÁRIOS: Variabilidade: Existe? Lista atualizada 2013: Existe? Local de tomada e descarte da água: Existe?

82.4% da vazão total desviada para os usuários

21 usuários

Fonte: PERH Guandu(2006)

Descarga Fluvial

O limite da intrusão salina pode ser definido como o limite à montante onde é possível detectar sinal de salinidade (S ≥ 0.5 ups)

0.

0.5 ups 10 ups

34 ups

Mar

LIM LIC LIS

LIM – Limite de Influência da Maré; LIC – Limite da Inversão de Corrente LIS - Limite da Intrusão Salina

> 4 km

Intrusão Salina

Intrusão Salina

MEDIR A SALINIDADE AO LONGO DO CANAL: MONITORAMENTO EMBARCADO AMOSTRAGEM: CTD medindo 24 h na sizígia e quadratura a cada 2 meses por 1 ano hidrológico MONITORAMENTO PERMANENTE (marégrafo) AMOSTRAGEM: medindo a cada 15 minutos por 1 mês e 1 por um ano.

Intrusão Salina

Vento

MEDIR VENTO: AQUISIÇÃO E INSTALAÇÃO DE ESTAÇÃO DE MEDIÇÃO DE VENTO AMOSTRAGEM: A cada 1 hora por 1 ano

SUMÁRIO

1. Batimetria; 2. Amostragem de fundo; 3. Medição de salinidade ao longo do canal; 4. Medição do perfil vertical de salinidade; 5. Obter série de vazão na saída -UHE Pereira Passos; 6. Medição de vazão a jusante ETA Guandu; 7. Obter série de afluxo/efluxo dos principais usuários; 8. Medição de nível de maré no canal; 9. Medição de corrente no canal;

ORÇAMENTO

ATIVIDADE VALOR

Batimetria/amostragem de fundo 7000

Monitoramento da salinidade e corrente 72000

Aquisição e Instalação da estação de nível c/ ou s/ CTD 97000

Aquisição e Instalação da estação de medição de vento 18000

Manutenção mensal preventiva e corretiva 12000

Visitação e aquisição de dados com usuários 2100

Bolsa auxilio para estágio na análise de dados 6000

Medição de Vazão 30000

TOTAL 244100

CRONOGRAMA

ATIVIDADES 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Batimetria

Amostragem de fundo

Monitoramento da salinidade e corrente

Aquisição e Instalação da estação de nível c/ ou s/ CTD

Manutenção mensal preventiva e corretiva

Visitação e aquisição de dados com usuários

Medição de Vazão

Análise dos dados

Elaboração do relatório

BIMESTRE

OBRIGADO!

MARCELO DI LELLO JORDÃO Oceanógrafo

Laboratório de Dinâmica de Sedimento Coesivos – LDSC Cidade Universitária – Centro de Tecnológia

Bloco:I Sala: 100 Rio de Janeiro

Tel.: 21 2562 8811 Cel.: 21 9486 3406

Email: dilello@oceanica.ufrj.br

Forças que atuam na Intrusão Salina

Cunha Salina Parcialmente misturado Bem misturado

METODOLOGIA

Material: Embarcação com cabine; Van Veen ou busca-fundo; Ecobatímetro com GPS;

BATIMETRIA / AMOSTRAGEM DE FUNDO

METODOLOGIA

Embarcação com cabine; CTD com gaiola; DGPS;

3. Medição de Salinidade