Águas Superficiais

02/03/2015

 

A palavra Hidrologia tem origem nas palavras gregas hidro (água) e logos (ciência), designando, assim, a ciência que estuda a água sobre a Terra, suas propriedades, ocorrência, distribuição e circulação; e ainda seus efeitos sobre o meio ambiente e a vida. Devido ao amplo sentido dessa definição, ao longo do tempo algumas disciplinas da hidrologia desenvolveram-se como ciência própria, como meteorologia, limnologia, oceanografia e ecologia.

Atualmente, define-se hidrologia como o estudo da precipitação e do escoamento, passando portanto, a ser ligada ao planejamento, dimensionamento, construção e operação de obras hídricas, como: reservatórios, controle de cheias, abastecimento de água, irrigação, drenagem etc.

Um estudo hidrológico baseia-se na caracterização fisiográfica e climatológica, como, por exemplo, o tamanho da área de drenagem ou se a região em questão encontra-se no semiárido ou não, tipos e ocupação do solo, e ainda em dados de demanda de irrigação, dados pluviométricos e fluviométricos. Com modelos hidrológicos chuva-vazão, entre outros, estima-se a capacidade de açudes, a regularização de vazões, controle de cheias, cheias de projeto etc.

Em parceria com a FUNCEME, técnicos da COGERH procuram desenvolver metodologias que viabilizem (ou facilitem) a utilização eficiente das informações de clima e de tempo por parte dos mais diversos setores da sociedade, incluindo o setor de recursos hídricos, principalmente no que se refere à área de operação de reservatórios.
Dentre as parcerias com outros órgãos, a COGERH por meio do Convênio firmado com a FCPC/UFC, desenvolveu estudos de calibração do modelo chuva-vazão SMAP utilizando o algoritmo de calibração automática MOPSO. Adicionalmente, vem desenvolvendo estudos para ajustar um modelo regional de estimativa paramétrica das bacias dos reservatórios monitorados. Neste estudo utilizaram-se o modelo chuva-vazão SMAP mensal calibrado para os postos fluviométricos, em combinação com modelos de regressão linear, detalhados a seguir.

1. Calibração e Validação de Modelo Hidrológico

Em engenharia, mais especificamente em recursos hídricos, a necessidade de representar fenômenos naturais complexos através de modelos é de fundamental importância para o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos. São através de informações obtidas desses modelos que buscamos entender o processo natural e tentamos avaliar a resposta do sistema a diferentes cenários, fornecendo subsídios à tomada de decisão.

Dentre as classes de modelos, que são de grande importância para o planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos, podemos citar os modelos chuva-vazão. Para que estes representem de forma satisfatória o processo natural, faz-se necessário que os parâmetros que regem o comportamento destes modelos sejam determinados adequadamente. Este processo é realizado por meio da calibração dos parâmetros existentes.

A calibração pode ser realizada de duas maneiras, manual ou automática. O método manual consiste de um processo de tentativa e erro, no qual os parâmetros são escolhidos baseados na experiência do hidrólogo e no conhecimento da região em estudo. Soluções desta natureza são geralmente bastante trabalhosas e requerem muito tempo, além do pleno conhecimento dos modelos, que muitas vezes são extremamente complexos.
O método de calibração automática consiste na utilização de algoritmos que realizam uma busca da solução ótima baseada em um ou mais objetivos. Dentre os algoritmos de otimização utilizados atualmente, um grupo em particular tem sido tema de diversas pesquisas, devido a sua ampla aplicabilidade em diversas áreas da ciência, comércio e engenharias, e pela facilidade com que os mesmos são implementados, os denominados algoritmos evolucionários.

2. Regionalização dos Parâmetros de Modelo Hidrológico Chuva-Vazão

Um modelo chuva-vazão ajustado em uma bacia hidrográfica é fundamental nos estudos hidrológicos que servem como base para projetos de diferentes usos de água, tornando-se fator indispensável para um adequado gerenciamento dos recursos hídricos. Infelizmente, na maioria dos casos, nos deparamos com locais sem dados disponíveis para a região em estudos. Nestes casos, a regionalização hidrológica é a forma encontrada para transferir informações de locais com registros existentes para locais onde não existem dados. Diversas técnicas de regionalização de parâmetros de modelos chuva-vazão são descritas na literatura. A determinação da metodologia a ser utilizada em uma região específica depende de diferentes fatores fisiográficos e climáticos que melhor expliquem o comportamento hidrológico.

3. Estudos de viabilidade de pequenos barramentos

Barramentos são formas de se barrar a circulação de um curso d’água (geralmente um rio), provocando o acúmulo de água antes do ponto barrado (a montante). O objetivo principal dos barramentos é acumular água em determinados períodos para usar a água em períodos que falta água.

A COGERH trabalha com a primeira etapa de um estudo de implantação de um barramento, que é a viabilidade da obra. Este processo vem antes da elaboração do projeto básico.

Esta etapa consiste na elaboração de um estudo contemplando a estimativa de área da bacia hidrográfica do ponto barrado, realizada por meio de topografia com imagem de satélite e geoprocessamento, estudo de cheias e dimensionamento do vertedouro, determinação da CAV e determinação de vazão regularizada por meio do diagrama triangular de regularização, desenvolvido por Nilson Campos. Após a elaboração destas etapas, é realizada uma estimativa de custos de movimentação de terra, para se ter noção dos custos da obra.

4. Estudos de viabilidade de adutoras

Consiste na elaboração de um estudo de dimensionamento de uma obra adutora, lembrando que a COGERH é responsável pela condução de água bruta apenas. São analisadas as demandas populacionais, assim como os mananciais ofertados. É traçado o caminhamento da adutora, seu diâmetro e material é determinado, assim como a necessidade de uma estação de bombeamento para conduzir a água até seu tratamento. São feitos também estudos de transientes hidráulicos, para o caso de paradas bruscas resultantes de quedas de energia, por exemplo. Os estudos de dimensionamento realizados geralmente compreendem um relatório com memorial, orçamento e plantas dos sistemas adutores, das estações de bombeamento.

5. Fiscalização e acompanhamento de contratos de consultoria para elaboração de projetos de obras de adutoras e de barramentos

Existem estudos mais detalhados pela COGERH (como projetos executivos), ou estudos que requerem know-how mais especializado, que requerem mão de obra muitas vezes não disponível para realizar uma só atividade. Nesse caso, são contratadas empresas consultoras para executar determinados projetos. Neste caso, a COGERH participa da elaboração do termo de referência e da fiscalização das atividades realizadas, de forma que os produtos obedeçam aos critérios de qualidade exigidos.