Gestão das Informações Ambientais
Capítulo 4
Gestão da coleta de dados de quantidade e
qualidade da água
Gestão da coleta de dados de quantidade e qualidade da água
4.1 – Introdução
4.2 – Objetivos do monitoramento hidrológico
4.3 – Redes de monitoramento, objetivos e escalas de interesse
4.4 – Medidas e equipamentos relacionados à quantidade de água
4.5 – Medidas de descarga sólida
4.6 – Medidas relacionadas à qualidade da água
4.7 – Redes de monitoramento de qualidade de água
4.8 – Projeto de redes de monitoramento de qualidade da água
4.1 – Introdução
Necessidade de informações: entender processos hidrológicos, entrada
para modelos de simulação, projetos, análises e tomadas de decisão,
licenciamento de atividades
Disponibilidade hídrica – depende de quantidade e qualidade
Leis de Recursos Hídricos – Outorga, Cobrança, Enquadramento
Resoluções CONAMA, Estaduais e Municipais – Padrões de
lançamento de efluentes
Variabilidade espacial e temporal
Medições locais x necessidade de informações em áreas extensas
4.2 – Objetivos do monitoramento hidrológico
Quantidade de água em rios: informações de vazões
Vazão mínima – para abastecimento urbano, industrial, e de
irrigação; estudos ambientais de preservação da fauna e flora;
Vazão máxima (instantânea) – estabelecimento de cotas de
inundação por ocasião de enchentes; projetos de sistemas de
drenagem, sistemas de proteção contra inundação, vertedores de
barragens;
Vazões médias – aproveitamento energético, reservatórios de água
para o período de estiagem;
Quantidade de água subterrânea: produção do(s) poço(s)
4.2 – Objetivos do monitoramento hidrológico
Medida de precipitação, radiação solar, vento, temperatura, umidade
relativa do ar:
Disponibilidade hídrica;
Agricultura;
Estudos ambientais (meio físico, estudos da fauna e flora);
Determinar a evaporação local;
Determinar a evapotranspiração;
Balanços hídricos;
Medida de qualidade da água e do sedimento:
Verificação de conformidade;
Avaliação de tendências;
Avaliação de impactos ambientais;
Disponibilidade hídrica;
Estudos ambientais (meio físico, estudos da fauna e flora);
4.3 - Redes de monitoramento, objetivos e escalas de interesse
Objetivos de redes de monitoramento de recursos hídricos
-
-
sinopse dos recursos hídricos;
determinar variação temporal de parâmetros selecionados;
detectar problemas atuais ou potenciais;
apontar causa de problemas;
avaliar o efeito de ações corretivas;
fazer cumprir a lei
Dimensão temporal: as grandezas variam no tempo
Dimensão espacial:
Os processos intervenientes variam segundo a escala do estudo
=> “efeito de escala”
4.3 - Redes de monitoramento, objetivos e escalas de interesse
Densidade de redes: a densidade do monitoramento de quantidade
e qualidade da água influencia na qualidade dos dados obtidos, e
conseqüentemente nas decisões a serem tomadas.
- Medições pontuais: série temporal
- Medições distribuídas: série espacial
- Planejamento (ver “Considerações de Planejamento” em
Qualidade do Ar)
- Avaliação
4.3 - Redes de monitoramento, objetivos e escalas de interesse
Tipos de estações hidrológicas



Postos que permitem ter um conhecimento contínuo dos cursos de água
em todas as condições de descarga;
Postos de alerta e de gestão instalados para um objetivo específico;
Postos temporários instalados para um estudo especial e uma duração
limitada.
A densidade de postos, sua distribuição, os equipamentos, as grandezas
observadas dependem:

Da função do órgão operador (gestão, agricultura, energia, pesquisa,
instituição de desenvolvimento regional, etc);

Das particularidades locais (clima, relevo, poluição, tipo de uso, etc.);

Dos recursos e do pessoal disponível.
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
Grandezas de interesse relativas a quantidade de água
Diretamente relacionadas:
Vazão
Nível d’água
Indiretamente relacionadas:
Precipitação
Infiltração e umidade do solo
Evaporação e evapotranspiração
Temperatura, radiação, vento, umidade do ar
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
NÍVEL D’ÁGUA
- Reservatórios: nível x volume
- Rios, córregos e canais: cota x vazão
- Poços: capacidade de recarga e rebaixamento
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
NÍVEL D’ÁGUA
Equipamentos de medição
- Limnímetros ou réguas limnimétricas
- Limnígrafos
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
VAZÃO
- Águas subterrâneas
- Cursos d’água:
- escoamento não uniforme (velocidades variam
na seção)
- escoamento não permanente (varia no tempo)
- seção transversal variável (com o nível d’água)
e não-prismática
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
VAZÃO
- Medidas indiretas: curva-chave
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
VAZÃO
- Medidas diretas:
- Método volumétrico
- Vertedores e calhas
- Método da diluição: uso de traçador
- Integração velocidade x área
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
Medidas indiretamente relacionadas à quantidade de água:
- Precipitação
- Infiltração e Umidade do Solo
- Evaporação e Evapotranspiração
- Temperatura, Umidade Atmosférica, Radiação Solar,
Vento e Pressão Atmosférica
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
PRECIPITAÇÃO
- Pluviômetros
- Pluviógrafos
TEMPERATURA (ar, água)
- Termômetros
UMIDADE ATMOSFÉRICA
- Psicrômetro
4.4 - Medidas e equipamentos - quantidade de água
UMIDADE DO SOLO
- Método gravimétrico
- Condutividade de bloco poroso
EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO
- Evaporímetros
- Tanques evaporimétricos
INFILTRAÇÃO
- Infiltrômetro
4.5 - Medidas e equipamentos – descarga sólida
DESCARGA SÓLIDA
- Descarga sólida total:
descarga em suspensão
+
descarga de arrasto
4.6 - Medidas e equipamentos - qualidade de água
Grandezas de interesse relativas a qualidade de água
Características físicas
Características químicas
Características biológicas
4.6 - Medidas e equipamentos - qualidade de água
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
- Cor (< 0,001 mm)
- Turbidez (> 0,001 mm)
- Temperatura
- Odor
- Sólidos (dissolvidos, suspensos)
- OD (Oxigênio Dissolvido)
- Condutividade (salinidade)
- Radioatividade
4.6 - Medidas e equipamentos - qualidade de água
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
- Conteúdo orgânico (DBO, DQO)
- Conteúdo iônico (pH, cálcio, magnésio, sódio, potássio,
silicatos, sulfatos, sulfetos, cloretos, carbonatos,
bicarbonatos, etc)
- Nutrientes (nitrogênio: N total, N orgânico, N amoniacal,
N Kjeldal, nitritos, nitratos; fósforo: P total, fosfatos)
- Metais pesados (chumbo, mercúrio, cromo, cádmio,
cobalto, cobre, níquel, zinco, etc)
- Compostos orgânicos sintéticos
4.6 - Medidas e equipamentos - qualidade de água
CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS
- Coliformes termotolerantes, Escherichia coli, outros
organismos
- Testes de toxicidade (aguda, crônica)
Redes de monitoramento de qualidade da água
Finalidades principais para monitoramento da qualidade da água:
a) avaliação de tendência - avalia condições de mudança de
qualidade e resultados de medidas de controle;
b) conformidade de padrões;
c) estimativa de carga poluidora (massa/tempo);
d) avaliação de impacto ambiental;
e) fiscalização geral.
Monitoramento de conformidade:
- Corpo receptor
- Efluente
Redes de monitoramento de qualidade da água
a) Incertezas na natureza da qualidade de água - o ciclo
hidrológico natural e os efeitos realizados pelo homem.
b) Incertezas em delinear um propósito específico para o
monitoramento – os problemas de qualidade de água
apresentam origens difusas, restrições sociais, econômicas
e legais.
Monitoramento de qualidade da água = {
Amostragem estatística;
Sujeito às leis do acaso
Redes de monitoramento de qualidade da água
- Rede: um conjunto de estações de monitoramento operadas
sistematicamente, que como um todo, representam as condições
de qualidade de água sobre uma área extensa.
-
A operação da rede é realizada através da seleção de quatro
fatores básicos, especificados para atender a demanda de
informação :
1 - locais de monitoramento/coleta de amostras;
2 - freqüências de monitoramento/coleta;
3 - variáveis a serem analisadas;
4 - período ou duração da amostragem.
Casos típicos: rio, lago, estuário, região costeira, aquífero
Redes de monitoramento de qualidade da água
- O projeto da rede deve ser realizado com uma abordagem
combinada baseada em:
1 – conhecimento do escoamento e de suas variabilidades;
2 – técnicas de otimização;
3 – métodos de analises de dados.
-
Três características estatísticas principais de qualidade de água
devem ser apresentadas: médias, extremos e tendências
(mudanças de condições na qualidade de água).
Casos típicos: rio, lago, estuário, região costeira, aquífero
Deficiências em projetos de redes
a) A definição precisa da “informação” contida nos dados e como
esta é mensurada usualmente não é dada;
b) O valor do dado não é precisamente definido, e as redes não são
“ótimas” tantos em termos de informação contida nesses dados
como em termos dos custos para obter os dados;
c) Os métodos de transferência de informação no espaço e no tempo
são restritos;
d) A efetividade-custo não é enfatizada em vários aspectos do
monitoramento;
e) A flexibilidade da rede em responder às novas condições e
objetivos de monitoramento normalmente não é mensurada.
Flexibilidade da rede de monitoramento
O monitoramento da água é essencialmente dinâmico e o projeto da
rede deve ser flexível para fornecer:
a) Avaliação da rede existente com relação a:
- novos objetivos de monitoramento (necessidades de dados)
- sua eficiência (capacidade e consistência dos dados disponíveis
em atender às demandas);
b) Avaliação de novos objetivos ou novas práticas de monitoramento
que possam ser incorporados na rede existente (visando detectar
mudanças na eficiência dos custos da rede em relação a
alterações em objetivos e/ou práticas de monitoramento).