UNESP - Área de Hidráulica e Irrigação



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QUALIDADE E DISPONIBILIDADE DE ÁGUA EM MICROBACIA PARA IRRIGAÇÃO

Aula de 22 de junho de 2015 - Microbacia do Córrego do Cinturão Verde
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Nestas aulas práticas de Irrigação e Drenagem do curso de Agronomia ministradas pelo Professor Fernando Braz Tangerino Hernandez é realizada a visita à Microbacia do Cinturão Verde - Área Norte, desde a sua nascente em uma área urbanizada, passando por uma área de mata remanescente e por uma área degradada tomada de macrófita.

São explicados as condições necessárias para medições de vazão pelo método do flutuador com o desenho da seção no córrego e também na tubulação que serve como vertedor da represa. Também foi coletada água para análise de sua qualidade em dois locais distintos (represa e após o vertedor ou canal do córrego), cujos resultados das análises estão no quadro abaixo, que contém também os resultados das análises das aulas práticas anteriores, permitindo a comparação no tempo da qualidade da água do manancial.

Na nascente, a discussão versa sobre bacias hidrográficas e os conceitos e legislação envolvidos explicando as razões que tem levado dirigentes a optarem pela bacia hidrográfica como unidade de gestão, explicando a importância do comprometimento entre as pessoas que moram ou dependem da região para as suas atividades sócio-econômicas. Dessa maneira conceitos como divisor de água, talvegue, erosão, assoreamento, eutrofização, foram discutidos desde o início da aula.

É verificado também o "estrago" feito pela força da água na saída da tubulação sob a estrada, onde a água da galeria pluvial se encontra com a água do escoamento superficial, mesmo com a condição de mata sobre o córrego. Em comparação com os semestres anteriores a calha está cada dia mais profunda e o canal cada vez mais aberto pela erosão e uma voçoroca já é notada.

Ao final da aula, a expectativa é a de que os alunos possam consolidar os conhecimentos em gerenciamento da água, reconhecendo os limites de uma microbacia e a importância do trabalho de conservação do solo e da água de maneira coletiva, a legislação em vigor, a medição da vazão in loco e a comparação com vazão regionalizada em suas várias formas de cálculo (Q7,10, Q1,10 e Q95) e ainda a qualidade da água em seus aspectos físicos, químicos e biógicos.

Foi reforçado o conteúdo da aula teórica que apresenta a Legislação em vigor, com os órgão de regulamenteação como a ANA, o DAEE, o Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos - SNIRH, Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo, a Regionalização Hidrológica do Estado de São Paulo, sendo solicitado aos alunos, em grupo, o trabalho sobre a Outorga de uso da água no Estado de São Paulo, em um ponto de livre escolha para captação de água para irrigação e determinação da área máxima possível de ser irrigada.

O uso e ocupação do solo e a ação antrópica sobre a disponibilidade e qualidade da água foram discutidas e vivenciadas em campo. O intenso uso da água e a conseqüente degradação física, química e biológica contribuem para agravar sua escassez e qualidade de água. Por esse motivo, a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira tem defendido em diferentes eventos e textos técnicos como necessidade de importância cada vez maior, o acompanhamento das alterações da qualidade da água da região noroeste, que faz parte do monitoramento ambiental de forma a impedir que problemas decorrentes da poluição da água venham a comprometer seu aproveitamento múltiplo.

O monitoramento sistemático da qualidade da água e a vazão em diferentes microbacias é feito dentro da linha de trabalho Planejamento Integrado da Irrigação e dos Recursos Ambientais - PIIRA, no âmbito do tema Planejamento Integrado e Monitoramento Ambiental - PIMA desenvolvido com apoio financeiro da FAPESP, CNPq e FEHIDRO com o envolvimento de alunos de Graduação e Pós-Graduação com diferentes formações acadêmicas.

Os artigos "Análise dos riscos à sistemas de irrigação causados pela qualidade da água do córrego do Coqueiro - SP" e "Qualidade da água para uso em irrigação na microbacia do córrego do Cinturão Verde, município de Ilha Solteira" são boas referências sobre o tema, mas outros artigos técnicos resultantes dos diferentes projetos podem ser vistos na aba "Textos Técnicos" do Canal da Irrigação da UNESP Ilha Solteira.

Outra microbacia hidrográfica de interesse sócio-econômica monitorada sistematicamente pela Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira é a do Córrego do Ipê - cujas campanhas de campo para amostragem pode ser acompanhada através do Blog da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira - e o encontro das águas na estação chuvosa de dois córregos com uso e ocupação diferentes deixa claro visualmente o seu efeito na qualidade da água e a Dissertação de Mestrado "Uso e Ocupação do Solo e Monitoramento dos Recursos Hídricos na Microbacia do Córrego do Ipê, Ilha Solteira, SP" é uma referência em estudos na bacia hidrográfica.

Para demostrar aos alunos os procedimentos de coleta em campo, houve uma caminhada da estrada até o manancial e a represa que foram utilizados como objeto de aula prática, permitindo a visualização de situações de campo, como produção agropecuária, Área de Preservação Ambiental, piscicultura, bombeamento, eutrofização com diferentes macrófitas, entre outras.

Houve coleta de água em dois locais (represa e vertedor), pois a informação sobre qualidade da água é necessária para que se conheça a situação dos corpos hídricos com relação aos impactos antrópicos na microbacia e os seus efeitos na escolha e operação dos sistemas de irrigação, havendo ou não a necessidade de um rigor maior em relação ao sistema de filtragem.

Degradação na forma de erosão acentuada na nascente e presença de macrófitas dos gêneros Egeria e Typha nas represas e talvegue comprovam o estado de degradação ambiental, representado pelo assoreamento e péssima qualidade da água em relação ao ferro, que é o maior problema para sistemas de irrigação localizada.

A represa visitada também corre risco de rompimento dado o elevado grau de assoreamento, não se vislumbrando a água devido à intensa proliferação das macrófitas, enquanto que a represa utilizada para a piscicultura está com elevado grau de infestação de Egeria densa. Boa parte deste manancial / microbacia está degradado, com ausência de matas ciliares, processo erosivo acentuado e toda sua extenção ocupado por espécie Taboa (Typha sp.), planta hidrófita (aquática) típica de brejos, manguezais, várzeas e outros espelhos de águas). O intenso uso do solo e a conseqüente degradação física, química e biológica contribuem para agravar sua escassez e qualidade de água.

As ações antrópicas fazem com que haja uma necessidade crescente do acompanhamento das alterações da qualidade da água, de modo a prever e planejar o uso o seu aproveitamento múltiplo. E a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira mantem uma linha de pesquisa que envolve o monitoramento da qualidade e da disponibilidade da água em microbacias.

Uma análise visual nas fotos das aulas de semestres anteriores permite a verificação da dinâmica ou da mudança substancial do curso d´água, antes, logo após o vertedor a água se dividia em dois braços para se encontrarem novamente no tubulação sob a rodovia e agora, após as chuvas, houve aprofundamento intenso da calha e um único braço é percebido.

Nesta aula os alunos tem a oportunidade de conhecer o método de medição de vazão mais simples que é o do flutuador, simples e barato de realizar em campo, mas com limitações na precisão, que deve ter o conhecimento aprofundado pelos alunos em literatura específica.

No método do flutuador deve-se procurar um trecho do córrego, uniforme e que o fundo não seja muito irregular. Determina-se dois ou três pontos em um trecho preferencialmente retilíneo e homogêneo, medindo-se a distância entre eles. A distância será usada para medir a velocidade do fluxo, marcando-se o tempo necessário para o deslocamento do flutuador. As fotos a seguir ilustram a aula e as atividades desenvolvidas pelos alunos.

Nos pontos marcados constrói-se o perfil, medindo a largura e a profunididade da seção, resultando na área da seção transversal do córrego (m2). Faz-se a média das áreas das seções. Em campo, utilizou-se um papel quadriculado, definiu-se a escala e assim calculou-se a área, quando em escritório deve ser feita em softwares de CAD.

Os tempos gastos pelo flutuador para atravessar a distância entre os pontos extremos devem ser anotados, fazendo-se a média nos tempos, sempre em no mínimo três tomadas de tempo, preferencialmente, cinco repetições da velocidade de deslocamento do flutuador. O flutuador utilizado na prática foi um garrafa PET (300 ml).

Diferente do molinete hidrométrico que mede a velocidade média na seção percorrida, no método do flutuador tem-se a velocidade média da superfície da água e esta deve ser corrigida para a velocidade média do fluxo de água no córrego, que varia em finção do leito do manancial. A equação para cálculo de vazão, segue abaixo:

Q= A . D . C / T, onde,
Q - vazão (m3/s);
A - área da seção transversal do córrego (m2);
D - distância usada para medir a velocidade do fluxo d'água;
C - coeficiente de correção: usar 0,8 para córrego com fundo rochoso ou arenoso; usar 0,9 para córrego com fundo lodoso;
T - tempo (s) gasto pelo objeto flutuador para atravessar a distância D.

Em 22 de junho de 2015, aconteceu uma nova aula prática sobre qualidade e disponibilidade de água em microbacias hidrográficas, também na Microbacia do Cinturão Verde - Área Norte, verificando a represa totalmente tomada tabôa (Typha sp). Infelizmente se encontra degradada. O desafio é ter a segurança hídrica, representada pela oferta de água em abundância e com qualidade para todos os usos. A discussão aconteceu sobre bacias hidrográficas e os conceitos e legislação envolvidos explicando as razões que tem levado dirigentes a optarem pela bacia hidrografia como unidade de gestão, explicando a importância do comprometimento entre as pessoas que moram ou dependem da região para as suas atividades sócio-econômicas. Dessa maneira conceitos como divisor de água, talvegue, erosão, assoreamento, eutrofização, foram discutidos desde o início da aula.

O completo assoreamento da represa foi discutido na aula prática também, onde entre as opções para o armazenamento de água está a remoção da tabôa (Typha sp). O Globo Rural de 01 de março de 2015 mostrou a excelente reportagem em que mostra o projeto que recupera e transforma lagoas antigas em reservatórios em Minas Gerais - trata-se do Programa Lagoa Viva que prevê a limpeza de 800 lagoas de Brumadinho e a estimativa é que os reservatórios armazenarão 4 bilhões de litros de água. Vale a pena assistir.

Nesta aula prática de 22 de junho de 2015 os alunos tiveram a oportunidade de conhecer três métodos de medição de vazão (método do flutuador, o método do molinete hidrométrico e o vertedor), onde o primeiro e o terceiro são simples e baratos de realizar em campo e o segundo é um método mais eficiente de medição de vazão, pois consiste em um equipamento que mede a velocidade média do fluxo de água ao longo da largura do curso d'água. A vazão avaliada pelo molinete (1 seção) ficou em 129,6 m3/hora (área da seção de 0,12m2 e velocidade média de 0,3 m/s), enquanto que a vazão avaliada pelo método do flutuador foi de 144,3 m3/h (duas seções com área média de 0,445 m2 e velocidade média de 0,09m/s). A aula contou com a colaboração dos estagiários da Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira Fernanda Belchior e Vitor Trinca, graduandos em Agronomia.

Em 20 de agosto de 2012 os grupos fizeram a medição da vazão, tanto no córrego como na tubulação que serve de vertedor e obitiveram diferenças na vazão para o mesmo manancial, evidenciando a questão da precisão da leitura pelo método. As vazões avaliadas pelos diferentes grupos ficaram em 122 e 148 m3/h, enquanto que na aula de 26 de março de 2012 foram de 115,0; 129,6 e 147,1 m3/hora, e, na aula de 21 de março de 2011 a vazão variou entre os grupos entre 122,4 e 190,0 m3/hora.

Em 30 de agosto de 2010, no mesmo local, as vazões variam entre 105 e 130 m3/hora, enquanto que em 05 de outubro de 2009, a medição da vazão pelo método do flutuador foi de 90 m3/hora e 192 m3/hora, enquanto que as vazões medidas pelo método do molinete hidrométrico foram 124, 125 e 129 m3/hora, levando o Professor a explicar para os alunos quais as razões levaram ao erro cometido pelos grupos que usaram o método do flutuador. Acurácia, precisão e representatividade foram elementos exaustivamente discutidos.

Em 16 de março de 2009, no mesmo local, vazão média medida pelo flutuador foi de 194,4 m3/hora e pelo método do molinete hidrométrico em 210,7 m3/hora. Em 08 de março de 2010, os valores de vazão foram 305 m3/hora e 180 m3/hora, evidenciando além da precisão, o erro da medição.

A regionalização de vazão necessita da área de contribuição da bacia hidrográfica e para tanto, a Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP Ilha Solteira estimula o uso do software ILWIS para a sua determinação e um trabalho prático de campo permitirá a comparação dos valores de vazão medida com os valores de vazão regionalizada, através do software disponível no Sistema de Informações para Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo - Base Georeferencial - Regionalização Hidrológica.

Vários são os Tutoriais do ILWIS disponíveis neste Portal que permitem a realização de trabalhos ligados à processamento de imagens e mapas que envolvem bacias hidrográficas. Desde o Ilwis básico, Operações de vizinhança - Proximidade Buffer Zone, Modelo Numérico do Terreno e também a nova edição da introdução ao software ILWIS (Integrated Land Water Information System).

Um trabalho prático com medição in loco da vazão e a também com os dados mínimos necessários para o pedido de Outorga foi solicitado aos alunos do semestre.
A microbacia do Córrego do Cinturão Verde tem sido visitada frequentemente como base para outras aulas práticas e a amostragem da água nos diferentes pontos foi realizada para avaliação em Laboratório, que revelou os seguintes dados: