m onitoramento de q ualidade de Á gua francisco romeiro brasília - df 26 de outubro de 2012

MONITORAMENTO DE QUALIDADE DE ÁGUA

Francisco RomeiroBrasília - DF26 de outubro de 2012

REDES DE MONITORAMENTO

Objetivo Básico- Permitir uma avaliação adequada da qualidade da água.

- Podem ser utilizadas diversas configurações de:

i)localização dos pontos de monitoramento

ii)periodicidade das amostragens

iii)parâmetros monitorados

REDES DE MONITORAMENTOMONITORAMENTO DE QUALIDADE DE ÁGUA

- Pontos estratégicos para acompanhamento da evolução da qualidade das águas, identificação de tendências e apoio a elaboração de diagnósticos.

i) localização dos pontos: critérios???ii) periodicidade das amostragens: acompanha os ciclos hidrológicos (geralmente varia de mensal a trimestral)

iii) parâmetros monitorados: relacionados com o tipo de uso e ocupação da bacia contribuinte a estação e com os objetivos da rede.

A localização das estações quanto os parâmetros monitorados devem ser reavaliados periodicamente.

MONITORAMENTO BÁSICO

Tipos de Monitoramento

- Estabelecer um diagnóstico da qualidade das águas de um trecho específico de curso d’água. Esta avaliação pode estar associada ao acompanhamento de ações limitadas no tempo (por exemplo, implantação de empreendimentos hidrelétricos).

i) localização dos pontos: especialmente à montante e jusante do empreendimento

ii) periodicidade das amostragens: freqüência de amostragem é alta (diária a mensal)

iii) parâmetros monitorados: reconhecidamente relevantes ao empreendimento

INVENTÁRIOS


- Incluem-se as observações feitas pelos usuários dos recursos hídricos (auto-monitoramento) em atendimento à legislação vigente (ex. Portaria MS no 2.914/1, Resoluções no 357/05 e 430/11 do CONAMA), às condicionantes de licenças ambientais e dos termos de outorga.

i) localização dos pontos:ii) periodicidade das amostragens:iii) parâmetros monitorados:

Estabelecidos em

normatização

- Observações efetuadas em locais onde a qualidade das águas é de fundamental importância para um determinado uso (especialmente para consumo humano) ou em locais críticos em termos de poluição associada ao uso da água.

i) localização dos pontos: pontos de captação de água

ii) periodicidade das amostragens: praticamente em tempo real (pressupõe a utilização de aparelhos automáticos de medição)

iii) parâmetros monitorados: limitado pelo tipo de equipamento automático utilizado

VIGILÂNCIA

CONFORMIDADE


REDE NACIONAL DE QUALIDADE DA ÁGUA - RNQA

RNQAMONITORAMENTO DE QUALIDADE DE ÁGUA

• - Analisar a tendência de evolução da qualidade das águas;

• - Avaliar se a qualidade atual atende os usos estabelecidos pelo enquadramento dos corpos d’água;

• - Identificar áreas críticas com relação à poluição hídrica;

• - Aferir a efetividade da gestão sobre as ações de recuperação da qualidade da água;

• - Apoiar as ações de planejamento, outorga, fiscalização.

Objetivos da RNQA


- A alocação deve se basear na classificação dos pontos segundo seus objetivos.

- O PNQA definiu três tipos básicos de pontos de monitoramento:

Sistematização das amostragens

PONTOS DE REFERÊNCIA

PONTOS DE IMPACTO

PONTOS ESTRATÉGICOS


Pontos de referênciaDevem apresentar mínima interferência antrópica (preferencialmente ZERO)

Importantes para o estabelecimento das condições naturais do corpo hídrico

Mensuração do impacto das atividades antrópicas

Pontos de impactoIdentificar alterações nas condições naturais

Mensuração do impacto das atividades antrópicas

Indicar possíveis causas de alterações

Identificar de novas ações no controle de poluição

Maioria dos pontos da rede

Pontos estratégicosAvaliação de carga de poluentes

Instalados em pontos em que há mudança de dominialidade

Rios fronteiriços

Rios de divisa estadual

Afluentes ou efluentes de países vizinhos

Essencial a determinação da vazão nesses pontos(cálculo da carga de poluentes)


PLANEJAMENTO DOS PONTOS DE AMOSTRAGENS

PLANEJAMENTO DOS PONTOS DE AMOSTRAGENSMONITORAMENTO DE QUALIDADE DE ÁGUA

- Subdivisão e codificação de bacias hidrográficas

- Propõe hierarquização baseada na rede de drenagem, utilizando algarismos (sentido horário)

- A análise é realizada sempre da foz para montante identificando todas as confluências e distinguindo o rio principal de seus tributários

- O rio principal é aquele curso d’água que drena a maior área


Codificação de Otto Pfafstetter

BACIAS

Área drenada por um tributário

principal

Recebem número PAR

2, 4, 6 e 8

INTERBACIAS

Áreas entre duas sub-bacias principais

Recebem número ÍMPAR

1, 3, 5, 7 e 9


Ottobacias nível 1

INTRABACIA

Bacia fechada

Recebem número 0


ExemploBacia hidrográfica localizada na

bacia Amazônica

Primeiro dígito: 4


Exemplo

1. Destacar as principais sub-bacias

Bacia hidrográfica localizada na bacia Amazônica

Primeiro dígito: 4


Exemplo


2. Destacar as interbacias


Primeiro dígito: 4


Exemplo

42

44

46

48




3. Codificar as bacias (nº pares)

Primeiro dígito: 4


Exemplo

42

44

46

48

41

43

45

47

49


Primeiro dígito: 4



3. Codificar as bacias (nº pares)

4. Codificar as interbacias (nº ímpares / horário)


Ottobacias nível 2


Ottobacias nível 3


Ottobacias nível 4

ALOCAÇÃO DOS PONTOS DE AMOSTRAGENS

ALOCAÇÃO DOS PONTOS DE AMOSTRAGENSMONITORAMENTO DE QUALIDADE DE ÁGUA

Os pontos estratégicos devem ser localizados em trechos de rio em que ocorre mudança de dominialidade, ou seja:

Pontos de recebimento e entrega de água com outros países;

Pontos em trechos que delimitam fronteira;

Pontos de entrega de água entre os Estados;

Pontos de entrega de água dos principais afluentes de rios de domínio da União.

Critérios de Macroalocação

PONTOS ESTRATÉGICOS


Assim como para os pontos de referência, o critério básico para a definição precisa da localização dos pontos estratégicos é a facilidade de acesso.

É conveniente que os pontos sejam locados próximo a alguma referência que facilite sua localização.

Quando existir ponte próxima ao local previsto para o ponto de monitoramento, este deve ser locado sobre a ponte, no meio do canal principal do rio.

PONTOS ESTRATÉGICOS Critérios de Microalocação


Bacia a montante sem fontes significativas de poluição (mínimo de 50 % da bacia com vegetação natural).

Devem representar no mínimo 10% do total de pontos

Ponto de coleta




O critério básico para a definição precisa da localização dos pontos de referência é a facilidade de acesso.

É conveniente que os pontos sejam locados próximo a alguma referência que facilite sua localização.

Quando existir ponte próxima ao local previsto para o ponto de monitoramento, este deve ser locado sobre a ponte, no meio do canal principal do rio.

Critérios de Microalocação



Os critérios de macroalocação de pontos de impacto consideram:

O processo de autodepuração, especialmente a diluição,

A disponibilidade hídrica regional;

Os valores de referência utilizados na identificação da poluição são aqueles constantes na Resolução CONAMA n° 357/2005 para a classe na qual o rio está enquadrado.


PONTOS DE IMPACTO


Método dos Centros de Massa

É baseado no ordenamento de rios na bacia e no cálculo do centro de massa da rede de drenagem

Cada tributário é de ordem ou magnitude 1. Cada um destes contribuintes é denominado elemento externo

O procedimento de adição das magnitudes é seguido até que o exutório da bacia

Se a bacia contiver N elementos externos, a magnitude do exutório (M0) será N.

Método de Sharp (1971)

4

1

21

1

1

11

1

11

1

1

3

2

3

11

23

6

28

12

14

1

2


O elemento que divide a rede de drenagem aproximadamente ao meio, no que diz respeito ao número de contribuintes, é chamado de centro de massa da rede de drenagem e pode ser calculado segundo a Equação:

)2

1( 0

M

M C

Método de Sharp (1971)

Onde:

MC: Centro de Massa

M0: Magnitude do Exutório

O primeiro centro de massa divide a rede de drenagem em duas partes

Para cada parte pode ser encontrado seu centro de massa até que se chegue aos contribuintes externos de ordem um.


1

1

1

1

1

1

14

2

1

3

2

2

1

1

1

1

1

1

13

23

6

8

4

12

2

CENTRO DE MASSA

MC = 7,50

M0 = 14

MC = (14 + 1)2

)2

1( 0

M

M C


Nota: Somar MC2 com MC1

MC2’ = (7,5 + 4,25)

MC2 = (7,5 + 1)2

MC2 = 4,25

MC2’ = 11,75

MC3 = (4,25 + 1)2

MC3 = 2,62

)2

1( 0

M

M CMCn-1

Cn

1

1

1

1

1

1

14

2

1

3

2

2

1

1

1

1

1

1

13

23

6

8

4

12

2



O número de descargas de poluentes é considerado no projeto da rede

Fontes pontuais de poluição considerados contribuintes de ordem 1.

Essa contribuição de Sanders aparece pela primeira vez com o trabalho de Clarkson (1979)

Método de Sharp modificado por Sanders


LEGENDA

100 mil hab

10 mil hab

2 mil hab

Cada município é considerado um elemento externo de ordem 1


)2

1( 0

M

M C

M0 = 17

MC = (17 + 1)2

MC = 9,0

CENTRO DE MASSA DA REDE

MC1 = 9,0

LEGENDA

100 mil hab

10 mil hab

2 mil hab


Nota: Somar MC2 com MC1

MC2’ = (9,0 + 5,0)

MC2 = (9,0 + 1)2

MC2 = 5,0

MC3 = (5,0 + 1)2

MC3 = 3,0

MC2’ = 14,0

)2

1( 0

M

M CMCn-1

Cn


METODOLOGIA DE ALOCAÇÃO DE PONTOS DO PNQA


Para determinação da capacidade de diluição do corpo d’água é fundamental o conhecimento:

de sua vazão ou da produção hídrica de uma determinada região Q95

da carga de poluente que pode ser assimilada sem que a sua concentração no corpo d’água supere os valores limites estabelecidos para a classe na qual o curso d’água está enquadrado Qual a vazão necessária para diluir a carga poluente até 5,0 mg/L?


PONTOS DE IMPACTO


A ANA disponibilizou no documento “Disponibilidade e Demandas de Recursos Hídricos nas Regiões Hidrográficas Brasileiras” as disponibilidades hídricas dos principais rios brasileiros e elaborou um mapa hídrico


Mapa de estresse hídrico para diluição de DBO5


Para as regiões com criação intensiva de suínos foi calculada a população equivalente e incorporada à população local, tendo com base a relação para produção de DBO de 1 suíno equivalente a 10 pessoas.

Centros com tratamento de esgoto descontado 60% da demanda.

Padrão CONAMA de DBO para rios de classe 2 C = 5mg/L de DBO

Produção percapta de DBO segundo a NBR 7220 52g de DBO/habitante x dia

Demanda para diluição de DBO 0,125 L/s x habitante

Demanda para diluição de DBO para 1000 habitantes 125 L/s ou 0,125 m3/s

PONTOS DE IMPACTO Observações


Q95 do exutório = 34 m3/s

Nº de elementos externos = 14

Ordem de cada elemento externo = 34/14 = 2,43 m3/s

2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

34,0

4,86

2,43

7,3

4,86

4,86

2,43

2,43

2,43

2,43

2,432,43

2,437,3

4,86

7,29

LEGENDA

100 mil hab

10 mil hab

2 mil hab

Área da bacia = 8.825 Km2

Pontos de coleta = 9


Cálculo das vazões de diluição:1 mil hab = 125 L/s = 0,125 m3/s2 mil hab = 250 L/s = 0,250 m3/s10 mil hab = 1250 L/s = 1,250 m3/s100 mil hab = 12500 L/s = 12,50 m3/s

Vazão de diluição total = 14 m3/s

Cálculo das vazões de diluição:1 mil hab = 125 L/s = 0,125 m3/s2 mil hab = 250 L/s = 0,250 m3/s10 mil hab = 1250 L/s = 1,250 m3/s100 mil hab = 12500 L/s = 12,50 m3/s

Vazão de diluição total = 14 m3/s

2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

48,0

4,86

2,43

7,29

4,86

4,86

2,43

2,43

2,43

2,43

2,432,43

2,437,29

4,86

7,29

14,8

3



0,25

1,25

12,5

6,11 20,94

19,79

22,2

2

43,1

6

4,86

7,54

LEGENDA

100 mil hab

10 mil hab

2 mil hab


2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

2,43

48,0

4,86

2,43

7,29

4,86

4,86

2,43

2,43

2,43

2,43

2,432,43

2,437,29

4,86

7,29

14,8

3

0,25

1,25

12,5

6,11 20,94

19,79

22,2

2

43,1

6

4,86

7,54

Cálculo dos centros de massa:

MC1 = (48 + 1)/2 = 24,5 MC2 = (24,5 + 1)/2 = 12,75MC2’ = (24,5 + 12,75) = 37,25MC3= (12,75+ 1)/2 = 6,875MC3’= (6,875+ 12,75) = 19,625

Cálculo dos centros de massa:

MC1 = (48 + 1)/2 = 24,5 MC2 = (24,5 + 1)/2 = 12,75MC2’ = (24,5 + 12,75) = 37,25MC3= (12,75+ 1)/2 = 6,875MC3’= (6,875+ 12,75) = 19,625

)2

1( 0

M

MC




MÉTODO DE SHARP


Deslocamento dos pontos privilegiando centros urbanos e

maiores vazões

MÉTODO DO PNQA


Metodologia aplicada à bacia do rio Taquari, no Rio Grande do Sul

Rio Grande do Sul

33° 33°

32° 32°

31° 31°

30° 30°

29° 29°

28° 28°

27° 27°

57°

57°

56°

56°

55°

55°

54°

54°

53°

53°

52°

52°

51°

51°

50°

50°

N

EW

S

EXEMPLO PRÁTICO


A bacia do rio Taquari tem uma área de 26.550,98 km2

Considerando a densidade mínima de estações de 01 estação por 1000 km2, resultaria em uma rede de aproximadamente 27 estações de monitoramento.

Na bacia existem 322 elementos externos magnitude do exutório = 322 (adotando-se 1:1.000.000)

Macroalocação

PONTOS DE IMPACTO


A ordem no exutório é igual a:

86,80 (Q95 no exutório)

+ 171,39 (demanda hídrica)

258,19

Assim, a ordem do primeiro centro de massa é:

(258,19 + 1) / 2 = 129,6

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

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ÊÚ

ÊÚÊÚ

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ÊÚÊÚ

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ÊÚÊÚ

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ÊÚÊÚ

ÊÚÊÚ

ÊÚ ÊÚ

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ÊÚÊÚ

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ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

AREA: 26.550,984 Km2DEMANDA: 171,39 m3/sQ95: 86,799 m3/s322 ELEMENTOS EXTERNOS (EE)CONTRIBUIÇÃO/EE = 0,27 m3/sORDEM DO EXUTÓRIO (O0) = 257,79O1 = 129,6 O2 = 65,3 O3 = 33,1 O4 = 17,05 O5 = 9,03 O6 = 5,02

30°00' 30°00'

29°30' 29°30'

29°00' 29°00'

28°30' 28°30'

52°30'

52°30'

52°00'

52°00'

51°30'

51°30'

51°00'

51°00'

50°30'

50°30'

50°00'

50°00'

Macroalocação

PONTOS DE IMPACTO


ÊÚ

ÊÚ ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

AREA: 26.550,984 Km2DEMANDA: 171,39 m3/sQ95: 86,799 m3/s322 ELEMENTOS EXTERNOS (EE)CONTRIBUIÇÃO/EE = 0,27 m3/sORDEM DO EXUTÓRIO (O0) = 257,79O1 = 129,4O2 = 65,2O3 = 33,1O4 = 17,05O5 = 9,03O6 = 5,02O7 = 3,01O8 = 2.01

1.59

2.73

0.51

0.31

7.26

3.20

3.48

0.67

0.36

0.30

0.38

0.18

0.26

2.53

0.40

0.20

12.00 47.07

32.54

36.38

42.65

48.69

93.91

10.76

104.67

8.61

20.61

125.55

128.75

3.20

15.814.99

23.09

152.92

154.27

30°00' 30°00'

29°30' 29°30'

29°00' 29°00'

28°30' 28°30'

52°30'

52°30'

52°00'

52°00'

51°30'

51°30'

51°00'

51°00'

50°30'

50°30'

50°00'

50°00'

Macroalocação


ÊÚ

ÊÚ ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ


1.59

2.73

0.51

0.31

7.26

3.20

3.48

0.67

0.36

0.30

0.38

0.18

0.26

2.53

0.40

0.20

12.00 47.07

32.54

36.38

42.65

48.69

93.91

10.76

104.67

8.61

20.61

125.55

128.75

3.20

15.814.99

23.09

152.92

154.27

30°00' 30°00'

29°30' 29°30'

29°00' 29°00'

28°30' 28°30'

52°30'

52°30'

52°00'

52°00'

51°30'

51°30'

51°00'

51°00'

50°30'

50°30'

50°00'

50°00'

Microalocação


ÊÚ

ÊÚ ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ

ÊÚ


1.59

2.73

0.51

0.31

7.26

3.20

3.48

0.67

0.36

0.30

0.38

0.18

0.26

2.53

0.40

0.20

12.00 47.07

32.54

36.38

42.65

48.69

93.91

10.76

104.67

8.61

20.61

125.55

128.75

3.20

15.814.99

23.09

152.92

154.27

#Y

30°00' 30°00'

29°30' 29°30'

29°00' 29°00'

28°30' 28°30'

52°30'

52°30'

52°00'

52°00'

51°30'

51°30'

51°00'

51°00'

50°30'

50°30'

50°00'

50°00'

Microalocação

www.youtube.com/anagovbrwww.twitter.com/anagovbr

OBRIGADO!

FRANCISCO ROMEIROEspecialista em Recursos Hídrico

[email protected] | (+55) (61) 2109-5139

www.ana.gov.br


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