transposição do rio da cruz
TRANSCRIPT
ESPECIALIZAÇÃO EM FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO: PRÁTICAS
PEDAGÓGICAS INTERDISCIPLINARES
DESENVOLVIMENTO
REGIONAL: Plano Gestor Da
Captação Pluviométrica Da Cidade
De Patos - PB
PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE UMA BARRAGEM ELEVATÓRIA
PARA TRANSPOSIÇÃO DAS ÁGUAS DO RIO DA CRUZ PARA O
AÇUDE JATOBÁ, NA CIDADE DE PATOS, PARAIBA.
DISCIPLINA: EDUCAÇÃO DO CAMPO
PROFESSORA: MS. EUNICE FERREIRA
Por Helder Lamark da Silva Nunes Vieira, Professor de Matemática
Patos – PB. Outubro de 2013
RESUMO
Este trabalho enuncia os passos para a implementação do projeto que visa a
construção de um barramento de terra com a função de elevar as águas do Rio da Cruz
até a altitude do espelho d’água do Açude Jatobá, na cidade de Patos, Paraiba por meio
de um canal de transposição. Aqui estarão descritas as sugestões dos processos que
envolvem a concepção desta barragem, sua exata localização, dimensões, assim como
o canal que conduzirá as águas por ação da gravidade.
CONTEÚDO PARALELO COM MATEMÁTICA
Este trabalho se embasa sob os conceitos de geometria espacial, que podem ser
explorados tanto no ensino fundamental quanto no médio. Esta atividade faz parte do
currículo para execução do projeto de Intervenção Pedagógica para o ano de 2014,
intitulado Convívio Harmônico com o Semi – Árido: Contribuições Proporcionadas
Pelas Tecnologias Educacionais Aliadas ao Conhecimento Matemático, do qual, preza
por desenvolver o senso crítico do aluno da Escola Aldo Sátiro Xavier em Cacimba de
Areia, Paraiba; de forma que este aluno possa nutrir um olhar observador sobre as
potencialidades da região onde vive.
INTRODUÇÃO
Este projeto se lança como alternativa ao Açude Espinho Branco, anunciada em
março deste ano, pois a construção deste, orçada em 100 milhões de reais de acordo
com seu projeto, inundará uma grande área, sem ter uma capacidade de
armazenamento compatível com a área que ocuparia. Fato marcante a ser observado é
que o Açude Espinho Branco, segundo a localização em seu projeto, não é
contemplado pelo principal afluente tributário do Rio da Cruz, que é o Riacho das
Moças, que é um grande coletor de águas não captadas desde sua nascente, na cidade
de Matureia, Paraiba. O Açude Espinho Branco capta as águas provenientes da Sangria
do Açude da Capoeira, o que significa que, para que este novo reservatório passe a
captar águas, faz – se necessário que haja o transbordamento das águas da Barragem
da Capoeira, que já possui armazenamento na ordem de cinquenta e três milhões de
metros cúbicos em sua capacidade segundo a AESA. Logo, seria necessário uma carga
pluviométrica muito significativa para que o Açude Espinho Branco pudesse captar
águas efetivamente aproveitáveis para os interesses da população da cidade de Patos,
Paraiba.
A transposição do Rio da Cruz vem em contraponto a esta obra por aproveitar o
recursos estruturais e naturais já existentes, utilizando entre 10% a 15% do orçamento
da construção do Açude Espinho Branco, sendo que o reflexo de sua implementação
seria de um prazo muito menor para render resultados.
OBJETIVOS
A obra relatada neste dossiê prima por cumprir a sequencia de objetivos abaixo:
I – Represar o curso dágua do Rio da Cruz na altura das coordenadas xxxx, no sopé
leste do Inselberg Espinho Branco na cidade de Patos, Paraiba.
II – Desviar por gravidade o curso do Rio da Cruz com a elevação das águas até
altitude superior ao nível do sangradouro do açude Jatobá através de canal aberto.
III – Aproveitar o grande volume das águas pluviais do Rio da Cruz, que até o presente
momento, não são captadas por nenhum reservatório.
OBJETIVO SECUNDÁRIO
I – Sob a mesma ótica desta proposta, desviar o leito do curso do Riacho Pilões para a
Barragem da Farinha.
II – No período que o Açude Jatobá e Farinha estiverem com níveis baixos, aprofundar
suas margens e retirar o excesso de areia acumulada ao longo dos anos, visando maior
efetividade no acúmulo de águas.
PROBLEMATIZAÇÃO
A bacia hidrográfica do Rio da Cruz é formada pelos seguintes afluentes:
Riacho do Campestre, Rio São Gonçalo, Riacho da Capoeira e Riacho das Moças. No
ponto onde será instalado barramento, todas as águas dos afluentes do Rio da Cruz
serão captadas, exceto as do Riacho do Campestre. Com uma área de
aproximadamente 311 km², a bacia hidrográfica do Complexo Hidrográfico do
Espinho Branco tem capacidade de captar 4.750.000 metros cúbicos d’água em um
ano com uma precipitação pluviométrica média de 500 milímetros, sendo que a média
pluviométrica da região de Patos, Paraíba é na ordem de 700 milímetros anuais.
Descrição específica dos afluentes:
• Riacho São Gonçalo: Sendo o mais extenso dos afluentes do Rio da Cruz, com
cerca de 33 quilômetros de extensão e possuindo o segundo maior volume de águas, o
Rio São Gonçalo tem sua nascente em um desvio de águas no Sítio Jardim, em Santa
Teresinha, Paraiba. Deste ponto, o manancial serpenteia os baixios do município, tendo
alguns pequenos barramentos em seu percurso. O Riacho São Gonçalo possui como
afluente tributário o Riacho da Urtiga, formado a partir da Sangria do Açude Urtiga, no
município de Santa Teresinha.
• Riacho da Capoeira: Este afluente, com uma extensão de 32 quilômetros, tem sua
nascente na Serra de Teixeira, nas divisas dos municípios de Matureia, Teixeira e Mãe
D’água. Possui considerável volume de águas que descem a serra e são captados pela
Barragem da Capoeira, maior manancial da região de Patos. Ao transbordar, verte para
o rio da Cruz uma considerável carga pluvial. Sua pequena extensão após o
sangradouro da barragem da Capoeira sempre possui águas vertendo devido à revença
do manancial e pela abertura de comportas.
• Riacho das Moças: Mesmo não sendo o mais extenso afluente, este é o que coleta
maior carga hídrica para o Rio da Cruz, cerca de 70% do volume total. Este manancial
tem sua nascente no planalto da Serra de Teixeira, no município de Matureia e escorre
pelos boqueirões da serra homônima onde ainda neste mesmo município é barrado
pelo Açude das Moças, com volume aproximado de 6 milhões de metros cúbicos
segundo a AESA. No entanto, o riacho das moças capta seu maior volume hidrico após
o barramento deste açude. Quando atinge as proximidades do município de São José
do Bonfim, o riacho das Moças se aproxima consideravelmente da sua divisa com a
bacia hidrográfica do Açude Jatobá, o que decorreu a ideia materializada no projeto
antigo de se construir de uma barragem elevatória com a finalidade de desviar por
gravidade as águas do Riacho das Moças para a bacia hidrográfica do Açude Jatobá.
Ocorre que a implantação desta barragem se localiza em um ponto onde é possível
apenas 25% da captação hídrica total deste manancial, pois a maior parte das águas
pluvias são captadas na sua extensão de planície, pois a maior parte de sua extensão se
localiza neste tipo de terreno, o qual é recortado com muitos córregos tributários.
ESQUEMA DE CAPTAÇÃO HIDROGRÁFICA DO RIO DA CRUZ
Comparação de Viabilidade em relação às Construções do Açude Espinho Branco
ou do Canal do Jatobá
Riacho dosMacacos
Manancial doRiacho da Urtiga
Manancial doRiacho daCapoeira
Riacho das Moças
Na imagem da página anterior, ao final da demarcação azul, fica a localização do
barramento necessário para nivelamento das águas do açude Jatobá com o Riacho das Moças.
Neste ponto, todas as águas da Bacia Sudoeste da região de Patos, Paraiba são comprimidas
rumo ao referido canal. O açude Espinho Branco, por sua vez, é contemplado somente com
as águas do Riacho da Capoeira (traçado amarelo). Este, para atingir sua capacidade
volumétrica máxima, necessita que antes o Açude da Capoeira tenha transbordado.
ETAPAS DA CONSTRUÇÃO DO CANAL
Para que a transposição seja feita de forma proativa e em tempo hábil, após todo o
levantamento topográfico da obra, há de se respeitar as seguintes etapas:
I – Construção de uma ponte com extensão mínima de 50 metros e 10 de altura para a
passagem das águas pela rodovia PB – 110. Esta ponte deve ser uma das primeiras
construções da obra. Com isto, o trânsito na rodovia PB – 110 não terá maiores transtornos,
tendo apenas que fazer um desvio a seco enquanto a ponte é erguida.
II – Rebaixamento da superfície até 251m acima do nível do mar para a passagem do canal.
Isto evitará maiores correntezas no canal, pois quando o açude Jatobá estiver a 1 metro de
transbordar, as águas do açude e do canal já estarão niveladas, permitindo inclusive, o
controle da vazão.
III – Evacuação da área alagável do lago elevatório do Rio da Cruz
IV – Impermeabilização do solo na área alagável e de possíveis fendas no serrote espinho
branco
V – Erguimento do baldo do lago elevatório
VI – Construção do canal de transposição
VII – (Posteriormente) Desvio das águas do Riacho Pilões para a barragem da Farinha
VIII – (Posteriormente) Aprofundamento das margens do Açude Jatobá
O LAGO ELEVATÓRIO
O lago elevatório não tem fins de recreação nem de abastacimento, serve apenas para
elevar as águas do Rio da Cruz ao nível do açude Jatobá; portanto, não terá grande área de
espelho d’água, o que consequentemente, produzirá pouco impacto ambiental na região, assim
como não acarretará necessidade de evacuações significativas no seu entorno.
REFERENCIAL DO PROJETO
Segue abaixo o gráfico mostrando o índice máximo de vazão do Rio da Cruz na altura
do ponto onde será construido o lago elevatório para a transposição:
Fonte: 2013 – AESA / SEMARH
No gráfico acima, As unidades de 1 a 16 indicam os últimos anos que foram coletados
os dados de vazão pluviométrica no referido afluente, onde o número 1 refere – se ao ano de
1998, o 2 refere – se a 1999 e assim por diante. As unidades verticais referem – se a
quantidade em milhares de metros cúbicos em vazão naquele afluente, multiplicados por 3
segundo a escala Burkli - Ziegler. Desta perspectiva, faz – necessária a construção de um
canal que suporte com folga o nível de vazão máxima deste afluente, ou seja, cerca de 170
metros cúbicos por segundo. Logo, um canal com vazão de 160 a 180 metros cúbicos por
segundo faz – se suficiente, haja visto que, por registros históricos do município de Patos
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 190
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Vazão (m³)
Ano
(IHGP), esta vazão acima de 135 mil metros cúbicos deu – se somente nos anos de 1899,
1924, 1949, 1967, 1984 e 2009, nunca tendo superado a marca proposta de vazão do canal.
Para comportar o equilíbrio dos níveis de armazenamento, o alagamento precisa
ocupar uma área com cerca de 170 mil metros quadrados, não acarretando, portanto, maiores
necessidades de evacuação das habitações adjacentes.
A partir deste pequeno lago elevatório, se inicia a construção de canal
CONDIÇÃO DO SOLO NA CONSTRUÇÃO DO LAGO ELEVATÓRIO
Todo o solo da área alagável da
obra configura – se como podzoico
vermelho / amarelo equivalente e
eutrófico (PE). O que confere
grande impermeabilidade, baixos
nívels de revença e precisa
portanto, decompactação e
impermeabilização simples para
tanto, carecendo somente de
vedações de concreto armado no
posicionamento do baldo.
Lago da Transposição
PERÍMETRO E ÁREA
DESCARGA MÁXIMA ESPERADA, DA BACIA DE CAPTAÇÃO
É considerada bacia de captação a área de terra que contribui com enxurradas para
aumentar o curso de água a ser represado. Vários são os métodos de determinação da descarga
máxima esperada em uma bacia de captação. No caso deste lago elevatório, foi determinada
pelos métodos de Fuller e de Burkli - Ziegler, tendo sido obtidos os resultados dados a seguir.
MÉTODO DE FULLER
Q = KA4/5
Onde:
Q = média anual das vasões máximas diárias em pés/segundo
K = coeficiente a ser determinado, caso por caso, com dados
disponibilizados pela AESA
A = área em milhas quadradas. (Converter posteriormente para km²)
Substituindo pelos valores, teremos:
Qd = 100 X 0,970 4 /5
Qo = Qd (1 +2,664 /5 ) cúbicos/segundo
Logo, a vazão esperada será de:
Q = Qo (1 + 0,8 log T) = 401,086 pés/seg.
FÓRMULA DE BURKLI-ZIEGLER
Q = 11
500. I . A .
4√J /A
Onde:
Q = vasão em m³ / seg
K = coeficiente, variável de acordo com a bacia de captação
I = intensidade de precipitação em cm/hora
J = declividade em m/km
A = área da bacia de captação em ha
Substituindo pelos valores teremos:
Q = 0,022 X 0,30 X 12 X 248,4 x 4√70/248,4
Q = 141,4 m³/s de vasão média.
PROJETO DA BARRAGEM
Calculada a descarga máxima da bacia torna-se possível elaborar o projeto, o qual é,
em geral, desenhado sobre planta topográfica plani-altimétrica da área escolhida disponível
pelo IBGE.
CÁLCULO DO EXTRAVASOR (vazante)
No caso de pequenas barragens, o ladrão deve ser calculado para dar escoamento à
enxurrada máxima; no caso de barragens maiores, pode-se contar com a bacia de inundação
para absorver parte dessa enxurrada. O cálculo do extravasor poderá ser feito usando-se
qualquer das fórmulas destinadas ao cálculo de vasões em vertedores de paredes espessas, ou
então poderá ser obtido em tabelas calculadas com o auxílio dessas fórmulas.
Vista superior do lago, com isoietas de profundidade média
Variação de profundidades. 1: de 0 a 2,50m. 2: de 2,51m a 5,00m. 3: de 5,01m a 7,50m. 4: > 7,50m.
Abaixo, recorte do baldo, com esquema de montagem
Para o lago da transposição, seu
extravasor foi calculado pela fórmula:
Q = 1,77BH3/2
300m
Profundidade0m a 2,5m
Profundidade2,51m a 5,00m
Profundidade5,01m a 7,50m
Profundidade7,51m a 10,00m
Canal
Volante do registro de descarga
TerraTerra
Declive: 30%
Cortina de concretoarmado
1
2 3 41 2 3 4
0m 300m
SERROTE ESPINHO BRANCO
Onde: Q = vasâo, e m³ / s
B = largura da soleira, em metros
H altura da lâmina vertente, em metros
Cálculo da vasão em m³/s: V = 9,8 . tg(a) . A
Tendo a descarga máxima da bacia sido calculada para cerca de 170 m³/s e tendo sido
fixada a largura do vertedor em 9m, só restava determinar a altura, ou seja H, que foi achada
ser igual a 2,40m.
CÁLCULO DO VOLUME ACUMULADO
Este é baseado na planta topográfica da bacia inundada. A semi-soma de duas áreas
consecutivas, multiplicada pela diferença de altura entre elas , dará o volum e acumulado
parcial; a soma dos volumes parciais dará o volume total As áreas circunscritas.
Volumes acumuláveis de água na bacia de inundação do lago de transposição
Cota Área (m²)Vol. Total (m³)
Cota 1 = 2,3x10^6 Cota 2 = 1,4x10^6 Cota 3 = 8,6x10^5Cota 4 = 1,9x10^4
1 9,2x10^5
2 5,6x10^5
3 3,4x10^5
4 7,6x10^4
O volume acumulado total poderá ser obtido somando - se os volumes parciais ou diretamente
através da fórmula:
Vt = A1+An
2. h + A2 + … An,
O que confere, após submeter os valores à formula: 4.750.000 m³ aproximadamente
A’, A”, An representam as áreas circunstritas pelas diferentes curvas de nível. Substituindo A1,
A2, etc.
PROJEÇÕES E DETALHES FINAIS DA OBRA
1 – O lago elevatório
Projeção lago de transposição; com suas águas niveladas a 1 metro da sangria do açude Jatobá
Projeção aérea do procedimento de transposição: 1 – Lago elevatório das águas do Rio da Cruz; 2 – Canal
de transposição; 3 – Ponte sobre o canal de transposição; 4 – Açude Jatobá.
1 23
4
12
3
4
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Obviamente este trabalho é apenas um levantamento do potencial hídrico da bacia
hidrográfica do Rio da Cruz, o qual, sugere uma transposição de suas águas no sopé do serrote
Espinho Branco para o Açude Jatobá. Neste ponto, todas as águas estão concentradas e no
ponto mais próximo do Açude Jatobá; portanto, carece de atenção política, pois a cidade de
Patos tem se tornado altamente dependente das águas do Manancial de Coremas, o qual, até o
fechamento deste trabalho, encontra – se em situação crítica. Embora as perspectivas
pluviométricas para 2014 sejam animadoras, fontes como a AESA e o canal CLIMATEMPO
sugerem cautela para os anos vindouros. Temos em andamento a obra de transposição do Rio
São Francisco, que foi a inspiração deste trabalho, embora esteja avançando a lentos passos.
Vale ressaltar que a princípio, a cidade de Patos não será contemplada com as águas
daquele manancial, o que me conduziu a buscar meios alternativos de potencializar a
sustentabilidade hídrica da cidade de Patos. Portanto, esse estudo configura – se como uma
proposta a um custo inferior e a ser realizada em menor tempo, que vem de combate a um
problema já exposto neste trabalho. Há de se ressaltar também que ele serve como alternativa
à construção do Açude Espinho Branco, que foi muito difundida no mês de março deste ano,
mas que devido a sua localização, implicará em um grande gasto na desocupação de terras e
indenizações, pois devido a área onde possivelmente se localizaria, este açude teria um vasto
espelho d’água, o que faria com que sofresse grande evaporação, assim como dependeria
primariamente da sangria do açude Capoeiras para começar a captar água. Esta proposta de
transposição, por sua vez, dada a sua simplicidade, onerará muito menos os cofres públicos,
não terá maiores impactos ambientais, bem como pouco será gasto com indenizações de
remoção de habitações, e pode ir de encontro com a maior necessidade da cidade de Patos:
Água. O Açude Jatobá poderá receber todas as águas do Rio da Cruz, que mesmo neste ano de
2013, com chuvas muito abaixo da média, fez verter grande quantidade de água que não foi
aproveitada. Não posso encerrar este trabalho sem demonstrar gratidão ao suporte da
professora Eunice, a qual, mediando a disciplina Educação do Campo, fez com que nós,
professores pudéssemos enxergar de modo crítico sobre todo o potencial que nossa terra
possui, e foi por essa condução de pensamento que fui em campo fazer os levantamentos aqui
expostos. Que este trabalho seja semente e se some a todas as propostas que visem o
desenvolvimento da nossa região. No mais, encerro com um pedido: Senhores governantes,
reflitam: Transposição do Rio da Cruz, já!
REFERÊNCIAS
AESA – Agência Executiva de Gestão das Águas da Paraiba.
ANDRADE, José Célio Silveira; MARINHO, Márcia Mara de Oliveira; KIPERSTOK, Asher.
Uma Política Nacional de Meio Ambiente Focada na Produção Limpa: Elementos Para
Discussão. Bahia Anal Dados, v. 10, n. 4, 326p, 2001.
BARBOSA, J.M.S.G., BARBOSA, D.L., ALMEIDA, M.A., COSTA, C.F.L., BRAGA,
A.C.F.M. e FIGUEIRA, E.E.(2001). Calibração e Validação do Modelo SMAP para uma
Bacia do Semi-Árido da Paraíba. Anais do V Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste.
Natal-RN, Novembro 2000.
BARRETO, G. B.; FORSTER, R. Projeto e Construção de uma Barragem, de Terra.
Bragantia, v. 17, n. 119, 140p, 1958.
BRASIL, Leis, etc. (1997). Lei Federal no 9.433/97, Art. 50 §I a VI.
CALDART, Roseli Salete et al. Por uma Educação do Campo: Traços de uma Identidade em
Construção. Por uma educação do campo, v. 4, 160p, 2002.
GÓIS, R.S.S.; SRINIVASAN, V.S.; SILVA, W.A. (1996). Avaliação de alguns modelos
determinísticos chuva-vazão em bacias hidrográficas de diferentes regiões do Estado da
Paraíba. Anais do III Simpósio Nordestino de Recursos Hídricos, V. 1, 564p.
GOOGLE – Google Maps: www.google.com/maps
IHGP – Instituto Histórico e Geográfico de Patos – Dados e Fatos Históricos. 2011.
LINSLEY, Ray K. The relation between rainfall and runoff: review paper. Journal of
Hydrology, v. 5, 311p, 1967.
MUÑOZ, Héctor Raúl. Interfaces da Gestão de Recursos Hídricos. Desafios da, 2000.
REBOUÇAS, Aldo da C. Água na região Nordeste: desperdício e escassez. Estudos
Avançados, v. 11, n. 29, 154p, 1997.
TUNDISI, J. G. Impactos Ecológicos da Construção de Represas, Aspectos Específicos e
Problemas de Manejo. JG Tundisi (Ed.), Limnologia e Manejo de Represas. Série
Monografias em Limnologia. EESC–USP/CRHEA/ACIEP, v. 1, 1988.