Rede Agronomia

Rede dos Engenheiros Agrônomos do Brasil

Pelas suas proporções e complexidade, o manejo de bacias hidrográficas é uma tarefa árdua, que requer planejamento e continuidade. A complexidade do estudo racional das bacias está na razão direta do seu tamanho (área), como ilustra a Figura abaixo, que destaca as várias escalas encontradas na prática.

Para as bacias maiores e de maior densidade demográfica, são indicados Planos Diretores Integrados de Recursos Hídricos e, para as menores, basta um simples Plano de 6 etapas (como o da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - EPA, mostrado na Figura abaixo), ou apenas um Plano de Recuperação de Áreas Degradadas (RAD), como é mais usual no Brasil.

A revitalização da bacia não tem por fim apenas restaurar as condições e funções do rio (principal) como as de antes das atividades antrópicas (Figura abaixo) que geraram a degradação. A recuperação das áreas degradadas (RAD), ou do solo, também está na meta principal. Para isso o governo criou, anos atrás, o Plano Nacional de Microbacias Hidrográficas e, agora, acena com o Plano Nacional de Recuperação da Vegetação Nativa (Planaveg).

Outros Planos com o mesmo objetivo, são: Agricultura de Baixo Carbono (ABC), Recuperação de Pastagens Degradadas (RPD), Integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF), Sistemas Agroflorestais (SAF), Plantio Direto (SPD), Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN), Pagamento por Serviços Ambientais (PSA), o de Florestas plantadas, e o do Tratamento de dejetos animais (Revista Globo Rural, no. 410, Dezembro de 2019, pág. 18).

Etapas da Restauração (1)

REF.

(1)  https://portals.iucn.org/library/sites/library/files/documents/2016...

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Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 30 dezembro 2019 às 16:49

TÉCNICAS DE MEDIÇÃO DE VAZÃO EM RIOS E CÓRREGOS

(segundo a FAO)

http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/Gener...

Boa leitura.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 30 dezembro 2019 às 8:27

ESTRATÉGIAS PARA MANEJO DE BACIAS

1) Planejamento

2) Coleta de dados

3) Análise e Objetivos

4) Estratégias de implantação

5) Execução

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 25 dezembro 2019 às 18:01

RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS - RAD

Segundo a Embrapa, área degradada é aquela que sofreu, em algum grau, perturbações em sua integridade, sejam elas de natureza física, química ou biológica. Redefinição ou redestinação: recuperação da área com vistas ao uso/destinação diferente da situação pré-existente, havendo a necessidade de uma forte intervenção antrópica. (1)

No Brasil, segundo a revista Globo Rural, a atividade econômica responsável pela maior quantidade de áreas degradadas, é a pecuária bovina (pastos degradados), que totalizavam em 2011 cerca de 100 milhões de hectares.

Os principais agentes de degradação do solo são listados na Figura abaixo.(2)

Na agricultura, o efeito mais visível da degradação do solo é a voçoroca que, segundo a Embrapa, pode ser recuperado, principalmente, com as três medidas abaixo:

1) Controle da erosão na área à montante ou cabeceira da encosta;

2) Retenção de sedimentos na parte interna da voçoroca com práticas simples (barreiras de bambu) e materiais de baixo custo (pneus velhos empilhados, inclusive); e

3) Revegetação das áreas de captação (cabeceira) e interna da voçoroca com espécies vegetais que consigam se desenvolver adequadamente nesses locais (como as leguminosas).

A foto abaixo apresenta uma voçoroca em recuperação.

A figura abaixo mostra algumas estratégias para a recuperação de pastagens degradadas no Brasil.(3) Além do Sistema Silvipastoril, está muito em voga o Sistema de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta.

No mapa mental sobre Manejo de Bacias, elaborado por mim anos atrás, eu aponto algumas soluções para a Recuperação de Áreas Degradadas -RAD.

A terminologia apropriada para esta recuperação (após a degradação), como mostra a Figura abaixo, pode ser a Restauração (se a área voltar a ser como era antes), ou a Reabilitação (se usar a sua maior parte para fins produtivos).

O esquema conceitual de Recuperação de Áreas Degradadas (RAD) é mostrado na Figura abaixo.

A Embrapa Agrobiologia, com sede no Rio de Janeiro, sempre se preocupou em pesquisar as técnicas agronômicas de espécies arbóreas tolerantes aos solos (pobres) degradados. Uma das soluções foi usar plantas (Leguminosas) que tivessem a propriedade de faxar o Nitrogênio atmosférico do ar, com colônias de bactérias existentes em suas raízes. A figura abaixo lista algumas delas.

A Figura abaixo apresenta um resumo de práticas passíveis de aplicação na recuperação de áreas degradadas.

O Programa Rio Rural disponibiliza o seu Manual Técnico No.34 sobre Recuperação de áreas degradadas por erosão no meio rural, de Chaves, T. e auxiliares, Niterói-RJ, 2012. (4)

REF.

(1)

https://www.embrapa.br/agrobiologia/pesquisa-e-desenvolvimento/recu...

(2)

http://stoa.usp.br/luissanchez/files/3291/18415/RAD+-+um+campo+mult...

(3)

https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Estrategias-para-a-rec...

(4)

http://www.pesagro.rj.gov.br/downloads/riorural/34%20Recuperacao_ar...

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 18 dezembro 2019 às 18:16

OUTRO EXEMPLO DE PRECIPITAÇÃO MÉDIA ANUAL

(Obtido no Google)

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 18 dezembro 2019 às 11:51

CHUVA EQUIVALENTE UNIFORME

A altura de chuva equivalente em uma área é a altura de chuva fictícia, constante em toda a área considerada, que geraria o mesmo deflúvio pluvial da chuva real ocorrida, natural e irregular. O total de água da chuva que cai na bacia, equivale à lâmina média precipitada num certo intervalo de tempo. Esta lâmina é chamada de Altura de Chuva Equivalente Uniforme. A sua determinação é feita com base na hipótese de que a (altura de) chuva medida num Posto Pluviométrico é representativa das demais, tomadas em uma área mais ou menos extensa.

O estudo da chuva equivalente é usado no projeto de barragens, no estudo de erosão e no manejo de bacias hidrográficas, quando passam a ter significado as chuvas duráveis e pouco intensas.

O cálculo da Chuva Média é feito por três métodos:

1) Método da Média aritmética;

2) Método de Thiessen; e

3) Método das Isoietas.

Este último é o mais preciso, sendo ilustrado pela Figura abaixo.

A Figura abaixo mostra os passos para o cálculo da planimetria das áreas entre isoietas, com o software ImageJ e a Planilha resume os cálculos da Chuva Equivalente Uniforme da bacia.

Bom proveito.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 17 dezembro 2019 às 16:58

REVITALIZAÇÃO DE RIO

Muita gente tem uma visão simplista do termo revitalização de rio (ou de bacia hidrográfica) achando que basta tratar os esgotos (lançados in natura no rio) e plantar algumas árvores nas margens para resolver o problema. Esquecem de 2 aspectos básicos que estão ligados à Morfologia e à Ecologia (além de conhecer as características fisiográficas da bacia). Outros, acham normal substituir os meandros na foz por um canal (para ganhar área para construção ou plantio), quando a retificação é um dos maiores crimes ambientais possíveis.

A reabilitação efetiva é mostrada na Figura abaixo.

Em qualquer restauração de rio e projeto de planície de inundação associado, é importante demonstrar seu sucesso para a vida selvagem e até que ponto ele trabalha com os processos naturais do rio. Isso só pode ser feito através de uma avaliação do projeto e também deve destacar qualquer adaptação futura que seja necessária.(1)

Para indicar o nível de sucesso, o monitoramento precisa ser parte integrante do processo do projeto, desde o início até a aprovação do projeto e além. Os objetivos do projeto sonoro, que podem ser medidos, precisam ser definidos desde o início; os dados coletados e analisados ​​não podem aumentar coletivamente a base de conhecimento. Isso pode ajudar a identificar quais técnicas, ou conjunto de técnicas, são mais bem-sucedidas para diferentes tipos de rios e aspirações de projetos e demonstrar ao governo e aos financiadores como, quando e onde a restauração do rio pode ser benéfica para diversos objetivos ambientais, econômicos e outros ecossistemas.

Antes de tomar qualquer decisão sobre o que monitorar, ou mesmo qual método de restauração do rio é apropriado, o praticante deve ter um bom entendimento da Hidrologia, carga de sedimentos e qualidade da água do curso de água, pois tudo isso pode afetar significativamente os elementos de ecologia e hidromorfologia. Compreender esses aspectos é fundamental em termos de definição de objetivos realistas.

Recuperação de Áreas Degradadas (RAD) (4)

Benefícios

Algumas Técnicas Integradas de Restauração (3)

Nem sempre há necessidade de estudos prévios e planos governamentais para se restaurar uma microbacia.

  • Proteção, com cerca, das fontes de água
  • Controle da erosão do solo, voçorocas inclusive
  • Gerenciamento e planejamento contra incêndio florestal
  • Revegetação com plantas nativas
  • Controle de espécies exóticas
  • Remoção de arbustos invasivos
  • Melhoria da vida selvagem
  • Venda de plantas nativas para projetos de restauração
  • Colaboração com proprietários / agências para proteger a terra, apoiar meios de subsistência em escala paisagística

REF.

(1) https://www.therrc.co.uk/PRAGMO/PRAGMO_2012-01-24.pdf

 (3)

https://eplanning.blm.gov/epl-front-office/projects/lup/36503/44148...

(4) https://avant.grupont.com.br/dirVirtualLMS/arquivos/texto/f2ac28810...

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 17 dezembro 2019 às 7:03

HIDRÓGRAFA UNITÁRIA SINTÉTICA

O hidrograma ou hidrógrafa é a representação gráfica da variação da vazão (Q) ao longo do tempo (T) em uma seção do curso d'água. É o resultado da interação de todos os componentes do ciclo hidrológico entre a ocorrência da precipitação e a vazão na bacia hidrográfica. Quando essa curva resulta de apenas uma unidade de chuva (em geral o mm ou cm), chama-se Hidrógrafa Unitária. O termo 'sintético' fica por conta da ausência de dados de chuva, quando são utilizados apenas dados fisiográficos da bacia, para se estimar um dado de vazão para a mesma. A Figura abaixo mostra os principais componentes de uma Hidrógrafa.

A Figura abaixo resume a análise da Hidrógrafa, mostrando as três etapas do estudo.

Quando não se dispõe de dados fluviométricos, usa-se a Hidrógrafa Triangular Sintética. Basta conhecer a área da bacia, a extensão do rio principal e o desnível máximo. A representação gráfica da Hidrógrafa Triangular Sintética - HTS é mostrada na Figura abaixo.

FORMULÁRIO:

  1. a) Tempo de duração da chuva:

D = 0,2*tc

  1. b) Tempo de pico:

tp = D/2 + 0,6*tc

  1. c) Tempo de base:

tb = 2,67*tp

  1. d) Descarga máxima:

Qp = (0,208/tp)*A

Os tempos são dados em horas e a descarga de pico em m³/s.

Tempo de concentração (tc) é aquele que leva, após o início de uma chuva que cubra toda a bacia, para que ocorra a vazão máxima na foz. Pode ser calculado pela fórmula de Kirpich:

tc = (0,87*L³/H)0,385

sendo L a extensão do rio principal, em km e H o desnível máximo da bacia, em m.

Exemplo de aplicação: (3)

A duração do escoamento superficial de uma determinada chuva efetiva independe de precipitações anteriores. O hidrograma total referente a duas ou mais chuvas efetivas é obtido adicionando-se as ordenadas de cada um dos hidrogramas em tempos correspondentes (Princípio da Aditividade), como mostra a Figura abaixo. (4)

A Figura abaixo apresenta o formulário para o cálculo da Hidrógrafa Unitária Sintética do Serviço de Conservação de Solos - SCS dos Estados Unidos. O termo 'hidrógrafa unitária' resulta do fato da curva de descarga ter sido originada de uma única unidade de chuva, no caso, o centímetro (cm).

REF.

(1) http://onlinemanuals.txdot.gov/txdotmanuals/hyd/hydrograph_method.htm

(2) https://nptel.ac.in/content/storage2/courses/105101002/downloads/mo...

(3) file:///C:/Users/Usuario/Downloads/2018-Springer-ArabianJournal-Karuvannnor.pdf

(4) file:///C:/Users/Usuario/Downloads/Apostila_ESD_HU.pdf

(Hidrologia Aplicada, Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica da USP, Escoamento Superficial/Análise do Hidrograma).

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 14 dezembro 2019 às 14:57

MEDIÇÃO DE VAZÃO COM IMAGEJ

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 13 dezembro 2019 às 16:52

HIDROMETRIA

A Hidrometria é a parte da Hidráulica que se dedica à medição de descargas; e isso interessa muito à Hidrologia e à Fluviologia (estudo dos rios) pois, com essas medições, é possível conhecer o Regime dos Rios (variação dos seus níveis d´água e vazão ao longo do tempo).

A Figura abaixo apresenta alguns métodos usuais de medições de vazão ou descarga, dos mais simples aos mais sofisticados, seja no campo ou na cidade.

Antes de continuar, é bom que se esclareça que a vazão (Q) é o produto da área da seção transversal (A) pela velocidade média do fluxo (V) e, na Figura acima e no caso dos Flutuadores o fator 0,8 foi introduzido para corrigir o resultado, já que a velocidade é maior na superfície e bem menor no fundo do córrego.

A Figura abaixo mostra as equações utilizadas em alguns vertedores, em especial o Sutro, que é o único cuja representação gráfica da vazão (Q) e altura da lâmina d´água (H) é uma reta.

Há também os Métodos expeditos de medição de vazão ou descarga, que são aqueles sem muito rigor na precisão da medida mas que, por serem simples, merecem ser conhecidos. É o caso, p.ex., da medição da água que jorra de um cano.

O método mais usual de medição de vazão nos rios (exceto os de porte Amazônico) é o do Molinete Hidrométrico, visto na Figura abaixo.

O número de pontos de medição (onde o molinete ficará imóvel até completar a leitura), em cada vertical, depende da precisão desejada, segundo os critérios abaixo:

a) 1 medição, a 60% da profundidade;

b) 2 medições, uma a20% e outra a 80%;

c) 3 medições, a 20, 60 e 80%; e

d) 6 medições, à superfície, 20, 40, 60, 80% e no fundo.

A calha-Parshall é um dos medidores de vazão mais antigos e um dos mais utilizados, pela precisão de suas medições, e por ser comercializado pronto para ser instalado, sendo mostrado na Figura abaixo.

O método químico ou dos traçadores, é indicado para trechos de rios com pedras e corredeiras, onde outros métodos não são possíveis, como mostra a Figura abaixo. Consiste em misturar um produto químico ou corante num certo ponto, e medir os resultados da diluição em trecho à jusante.

ADCP:  é um equipamento acústico de medição de vazão que utiliza o efeito Doppler(mudança observada na frequência de uma onda qualquer resultante do movimento relativo entre a fonte e o observador) transmitindo pulsos sonoros de frequência fixa e escutando o eco que retorna das partículas em suspensão (sedimentos e plâncton). Estes materiais, na média, movem-se com a mesma velocidade da massa da água em que se encontram.

A Figura abaixo mostra um equipamento deste tipo em operação na seção de um rio.

Comentário de JOSÉ LUIZ VIANA DO COUTO em 12 dezembro 2019 às 7:14

O QUE OBSERVAR NUM RIO

Numa palestra que assisti na UFRJ durante meu doutorado em Geografia, o Geógrafo Ab' Saber disse que a melhor aula que ele proferiu em sua vida, foi à beira de um rio com seus alunos. Este site (Observing a Stream) me fez lembrar isso.(1) As observações de campo no córrego aumentam a capacidade dos alunos de fazerem conexões entre as características dos terrenos da bacia e a qualidade da água. De acordo com Boon (1992), os rios são um dos ecossistemas mais explorados pelo homem. A Figura abaixo mostra alguns pontos que podem ser observados num rio ou córrego.

Segundo Petts & Amoros (1996), os estudos dos rios seguem duas abordagens tradicionais. Uma é a dos hidrologistas e geomeorfologistas fluviais que investigam os aspectos físicos da bacia (veja alguns na foto abaixo), como, por exemplo, a estrutura dos canais fluviais, o transporte de sedimentos e os regimes (variação do seu nível d´água e vazão) do rio. Outra é a dos ecólogos que estudam a estrutura e o funcionamento das comunidades biológicas, visando compreender as diferentes inter-relações dos componentes bióticos e abióticos do sistema.(2)

Esse embasamento teórico-ecológico é fundamental para a prática da ecotecnologia que, segundo Tundisi (1999), é definida como o uso dos conhecimentos que se têm sobre o sistema para melhorar e corrigir os problemas.

Por todas essas razões, os insetos aquáticos (e outros invertebrados e moluscos) são geralmente encontrados em grande abundância e diversidade de espécies nos riachos de qualquer local do planeta.

A Embrapa publicou um livro sobre o monitoramento desses microrganismos.(3)  Nos países desenvolvidos, crianças do primeiro grau são levadas por seus professores aos córregos perto de suas escolas, com chaves de identificação das espécies, e fazem observações importantes como, p.ex., os locais mais contaminados ou com menor teor de Oxigênio dissolvido (OD). Nos nossos, tão contaminados por esgotos, nem pensar de executar essa prática.

Se você não quiser apenas observar, mas também atuar, pode estimar a vazão ou descarga com um flutuador (que pode ser uma garrafa metade cheia de água) e cronômetro, como mostra a Figura abaixo.

Num Curso de Irrigação que dei para alunos de Licenciatura em Ciências Agrícolas em Macapá - AP, executei uma prática de medição da vazão (Q = A*V) num igarapé, usando a técnica do objeto flutuante para medir a velocidade do fluxo (V), e a área da seção (A) foi medida com trena e varas de bambu.(4)

Posto fluviométrico

É a seção do rio onde se procedem as medições (rotineiras) de altura da lâmina d´água (H) e descargas (Q). A Figura abaixo, em primeiro plano, mostra as réguas linimétricas onde se fazem as leituras dos níveis de água e, à direita, um hidrometrista mede a velocidade do fluxo (com molinete) para o cálculo da vazão ou descarga; no escritório, é elaborada a Curva-chave que relaciona essas medidas. Este método é bem mais preciso que o do flutuador.

O comportamento hidrológico do rio está muito ligado às características topográficas da sua bacia, principalmente a declividade do perfil longitudinal, como pode ser observado na Figura abaixo, com suas três zonas características.

O trecho da Zona 3, de Planície, costuma apresentar meandros (curvas) e, por força da urbanização, costuma ser retificado, aumentando a velocidade do fluxo. Vide Figura abaixo.

A importância da escala

A escala representa a proporcionalidade entre medidas e situa a dimensão do objeto de estudo. É em função das escalas que é localizado, espacial e temporalmente, o nível das interações ecológicas. Quanto maior a escala, maior o grau de associação entre seus componentes, aumentando a complexidade do sistema.

Segundo Rocha e auxs. (2000), a bacia hidrográfica é uma das melhores escalas para estudos ecológicos que visem o planejamento regional.

REF.

(1) http://www.longwood.edu/cleanva/images/sec6.observestream.pdf

(2) LIMNOLOGIA FLUVIAL, Brigante J. e Espíndola, E., ed RiMa, São Carlos - SP, 2003.

(3) http://agronomos.ning.com/profiles/blogs/o-ndice-ept

(4) http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/Gener...

(5) https://bwk.kuleuven.be/hydr/Research/urban-river

(6) http://www.whycos.org/hwrp/guide/index.php (Guia de Práticas)

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