O monitoramento do volume de água em uma bacia hidrográfica é de grande importância para as atividades econômicas de base florestal, atestando a sustentabilidade do recurso natural, auxiliando na certificação florestal e atendendo a pré-requisitos de licenciamento ambiental. De maneira geral, o monitoramento do volume de água produzida e do consumo de água por espécies comerciais em uma bacia hidrográfica possibilita a identificação de mudanças no regime de vazões de acordo com alterações de atividades econômicas e coberturas do solo e auxilia o planejamento integrado dos múltiplos usuários de água, com objetivo de perpetuação da disponibilidade hídrica ao longo do tempo.

Medição de vazões

A medição de vazão pode ser feita de diversas formas, utilizando-se princípios distintos como os métodos volumétricos, por estruturas hidráulicas, de medição de velocidade, acústico e eletromagnético. A escolha do método dependerá das condições disponíveis em cada caso. Cada um destes métodos tem suas vantagens, Em pequenos cursos d’água é possível construir estruturas no leito do riacho que facilitam a medição de vazão como as calhas Parshall e os vertedores de soleira delgada. Em regiões de difícil acesso,  ou em empresas com restrições de recursos humanos e físicos podemos utilizar a técnica de modelagem hidrológica. Clique aqui e conheça o nosso serviço de monitoramento hídrico Hydrix.

As medições de vazão devem ser feitas periodicamente, em determinadas seções dos cursos d’água, que são assim denominadas estações ou postos fluviométricos. Diariamente ou de forma contínua medem-se o nível d’água no córrego ou rio e esses valores são transformados em vazão através de uma equação chamada de curva–chave, que é uma relação nível-vazão, onde para determinado nível, na seção para a qual a expressão foi desenvolvida, obtém-se a vazão. Não é apenas o nível da água que influencia a vazão: a declividade do curso d’água e a forma da seção também influenciam, ainda que o nível seja o mesmo. A única variável temporal é o nível e uma vez calibrada tal expressão, a monitoração da vazão do curso d’água no tempo se torna simples.

O método volumétrico é baseado no conceito volumétrico de vazão, isto é, vazão é o volume que passa por uma determinada seção de controle por unidade de tempo. Utiliza-se um dispositivo para concentrar todo o fluxo em um recipiente de volume conhecido, medindo-se o tempo de preenchimento total do recipiente.

Modelagem hidrológica

Nesse método, o deflúvio da bacia hidrográfica é gerado por meio de um modelo hidrológico, que é uma ferramenta computacional que nos permite reproduzir o comportamento da bacia hidrográfica com base nas condições observadas. É muito usado em pesquisas científicas, agências de bacias e órgãos oficiais para gerar dados inexistentes, avaliação de resposta hidrológica, seleção e avaliação de parâmetros, cenários de mudança no uso do solo e cenários que envolvem produção de água e sua qualidade.

O modelo hidrológico utilizado pelo Hydrix é do tipo chuva-vazão e utiliza metodologia de separação de escoamento baseada no “Curve Number”, do U.S. Soil Conservation Service (SCS). Os dados de entrada são a precipitação diária, a evapotranspiração diária, a taxa de deplecionamento (K) e a umidade inicial do solo, além das características físicas da bacia extraídas por meio de Sistema de Informações Geográficas.

A AVIX oferece a seus clientes o serviço de monitoramento Hydrix, que oferece além do monitoramento qualitativo de água, indicadores e painel online, o monitoramento quantitativo de água, com a utilização de técnicas de modelagem hidrológica, que possibilitam a geração de deflúvio apenas com dados de um pluviômetro, sem a necessidade de instalação de linígrafos, dataloggers, ou quaisquer outros equipamentos.

Calhas Parshall

São estruturas construídas no curso d’água e possuem sua própria curva-chave. Assim, a determinação de vazão a partir do nível é direta para a seção onde a mesma está instalada. Se não há ondas de cheia propagando pelo canal, a vazão que passa pela calha é a mesma que passa por qualquer outra seção do curso d’água e é possível se determinar a curva-chave para outras seções de interesse, relacionando-os com a vazão medida pela calha. O método se aplica ao escoamento sob regime fluvial, de escoamento lento, consistindo em forçar a mudança deste comportamento para o regime torrencial, medindo-se a profundidade crítica. No caso da calha, tal mudança é condicionada por um estreitamento da seção. A figura  ao lado apresenta um esquema de calha Parshall com as principais secções que são a convergente, a garganta e a divergente.

Vertedores

Vertedores de soleira delgada são estruturas hidráulicas que obrigam o escoamento a passar do regime sub-crítico (lento) para o regime super-crítico (rápido) para as quais a relação entre cota e vazão é conhecida. Assim, o nível a água medido a montante com uma régua ou linígrafo pode ser utilizado para estimar diretamente a vazão. Ao selecionar o local para instalação de um medidor de vazão em escoamento livre, deve-se verificar qual o tipo de medidor mais adequado a ser instalado no canal de descarga. As principais características que devem ser consideradas são a adequabilidade do comprimento do canal e regularidade de sua secção transversal, evitando-se canais demasiadamente inclinados, canais que sofram influências de marés, descargas próximas de córregos e lugares que possam ser inundados. Importante também verificar-se a permeabilidade do fundo do canal de escoamento.

Molinete

Basicamente, os molinetes são aparelhos dotados de uma hélice e um “conta-giros”, medindo a velocidade do fluxo d’água que passa por ele. Assim, quando posicionado em diversos pontos da seção do curso d’água determinam o perfil de velocidades desta seção. Com o perfil e a geometria da seção, determina-se a vazão pelo seguinte principio: mede-se o tempo necessário para que a hélice do aparelho dê certo número de rotações, enviando um sinal ao operador a um determinado número de voltas realizadas. Marca-se o tempo entre alguns sinais e determina-se o número de rotações por segundo (n).

O equipamento possui uma curva calibrada do tipo V = a . n + b (onde a e b são características do aparelho), que fornece a velocidade V a partir da freqüência n da hélice (Porto et. al., 2001). As velocidades limites que podem ser medidas com molinete são de cerca de 2,5 m/s com haste e de 5 m/s com lastro. Acima destes valores os riscos para o operador e o equipamento passam a ser altos. Em boas condições, a precisão relativa para uma vazão assim medida é de cerca de 5%. Caso o molinete não seja fixo numa haste, deve-se prendê-lo a um lastro (peso entre 10 e 100 kg) para que fique aproximadamente na vertical. Este lastro tem a forma parecida com a de um peixe, com mostra a figura ao lado.