Integração dos instrumentos de outorga, enquadramento e cobrança para a gestão das águas subterrâneas V Reunião da Rede de Pesquisa ASUB – Maceió/AL, Março.

Integração dos instrumentos de outorga, enquadramento e Integração dos instrumentos de outorga, enquadramento e cobrança para a gestão das águas subterrâneascobrança para a gestão das águas subterrâneas

V Reunião da Rede de Pesquisa ASUB – Maceió/AL, Março de 2011.

MCT/FINEP/CT-HIDRO (Chamada Pública IGRH 01/2007)

Universidade Federal de Campina Grande

Universidade Federal de Alagoas

Universidade Federal de Santa Maria1

Pressuposto do Sub-projeto UFSM

• A criação de critérios para a gestão dos RH se dará a partir da resposta de 3 perguntas:

1 - Existe água disponível no manancial “escolhido” pelo usuário para atender o uso? 2 - A água disponível possui uma qualidade compatível com o uso pretendido?3 - Quais serão os efeitos deste uso nos mananciais próximos (o “escolhido” e os demais)?

2

uso subterrâneo

Respostas

3

4

Respostas

ASUB-PB

• Escalas (Níveis):– Global: bacia;– Regional: SHR;– Local: poço (aquífero).

Pergunta Como será feito? (CRITÉRIOS) Escala (s)? InstrumentoExiste água? Produtividade dos aquíferos Local (poço/aquífero) Outorga

Cobrança: considerando a outorga e o enquadramento para induzir o uso racional

Respostas

Qualidade compatível?

Parâmetros de qualidade mínimos

Todas (ou nenhuma específica)

Enquadra-mento

Efeitos quantitativos?

Raio de influência e rebaixamento nos poços

Local (poço/aquífero) Outorga

Redução das vazões fluviaisEscalas regional e global (SHRs e bacia)

Efeitos qualitativos?

Proteção – vulnerabilidadeEscalas local (poço/aquífero) e regional (SHR)

Enquadra-mento

5

MFs Atividades atuais e/ou Critérios23 Revisão Bibliográfica -24 Interação com o SGRH Reuniões com comitê de bacia25 Caracterização da bacia Monitoramento complementar26 Modelos MGB-IPH e Modflow

27 Outorga: relacionada à MF 26

Produtividade dos aquíferos;Raio de influência e rebaixamento nos

poços;Redução das vazões fluviais

28 Enquadramento: relacionada à MF 25 Zoneamento: qualidade e proteção (vulnerabilidade)

29 Cobrança: relacionada à MF 24 e MF 30Arrecadatória;

Econômica;Aceitabilidade

30 Integração dos instrumentos Instrumentos são integrados...31 Interação rede de pesq. Reuniões

Organização segundo as Metas Físicas

6

MF 24: Interação com o SGRH• Reunião CBSM: 22/10/2010;• Fotos:

7

• Discussões quanto aos critérios dos instrumentos:– Produtividade dos aquíferos;– Raio de influência; e– Proteção dos poços e Vulnerabilidade.

• Necessidade de estabelecer um cadastro municipal de poços eficiente:– Obrigação legal: Código Estadual do Meio Ambiente;– Regulamentar o uso de águas subterrâneas dentro dos limites

dos municípios;– BHSM: Santana do Livramento com legislação.

MF 24: Interação com o SGRH

8

• Há um desorganização atualmente nas ações do comitê;

• Falta de objetivos;

• Resumindo: Grande Retrocesso!

MF 24: Interação com o SGRH

9

Duas áreas em bacias representativas:Diferentes usos do solo Município Rosário do Sul1) Fazenda São Carlos – 24 ha, pecuária/campo

P1= 20 m, início 17/04/20092) Fazenda Tarumã – 84 ha, florestamento/eucaliptos

P2= 18 mP3= 12 mP4= 10 mP5= 18 m

Período avaliado = 22 meses2 vertedores de 90°, 30 interceptômetros,

1 Pluviômetro

MF 25: Caracterização da bacia• Monitoramento complementar

MF 25: Caracterização da bacia

• Monitoramento complementar

11

Área de Campo (P1)

Área florestada (eucaliptus) (P2, P3, P4 e P5)

Monitoramento complementar

provável sentido do fluxo e linhas equipotenciais em área florestadaSimulado com uso do SURFER 8 a partir de 4 poços de monitoramento.

• P5 Cota = 135 m• Sp = 130 • WTF: Sy Valores SAG Sy=0,10• Período t=49 dias• P5 min = 0,18 mm/dia• P5 max = 0,24 mm/dia (uso do solo

= eucalipto)• Período t=49 dias• Menor variação do N.A.

• P4 Cota = 130 m• Sp = 128• WTF: Sy Valores SAG Sy=0,13• Período t=49 dias• P4 min = 0,35 mm/dia• P4 max = 0,45 mm/dia (uso do solo

= gramíneas)• Planície Aluvial

INTERAÇÃO RIO-AQUÍFERO• Município de CACEQUI• Poços de abastecimento – CORSAN• Interferência entre poços de abastecimento

CAC 01 – Prof. 40 m; NA = 5,26 mDista = 250 m do curso de água

CAC 02 – Prof. 50 m; NA = 4,62 mDista = 400 m do curso de água

Dissertação - Guilherme Viana Martelli

INTERAÇÃO RIO-AQUÍFERO, Instalação – 31/01/2011

250 m

400 m

Poços Profundidade

(m)NE (m)

ND (m)

Vazão (m3/h)

Distância CAC 03 (m)

IQ 267 222 33,5 75 65 110

IQ 270 92  36  60 25 350

IQ 271 105  28  50 35 160

IQ 272 104  35  45,5 33 420

IQ 273 89  21  30 16 60

Poços da CORSANMonitorados

Interferência entre Poços Abastecimento X Poço de Monitoramentocom levelogger - CAC 03

Instalação 31/01/2011Profundidade: 70mNE: 11mRegistros horários

INTERFERÊNCIA ENTRE POÇOS DE ABASTECIMENTO

160 m

60 m

110 m

420 m

350 m

Local: poço

(aquífero)

Global: SHR e

bacia

18

MF 26: Modelos

Modflow

MGB-IPH

MF 26: Modelos

• MGB-IPH:Retiradas subterrâneas Retiradas superficiais

19

• MGB-IPH: etapas de aplicação (concluídas)– Definição da bacia;– Preparação da base de dados SIG;– Preparação de dados hidroclimatológicos;– Preparação dos arquivos de entrada;– Interpolação das chuvas;– Calibração e verificação do modelo.

MF 26: Modelos

20

MF 26: Modelos• MGB-IPH

21

MF 26: Modelos• MGB-IPH: calibração

R2 = 0,85 R2log = 0,86 Erro volume: -4,49 22

MF 26: Modelos• MGB-IPH: verificação

R2 = 0,82 R2log = 0,84 Erro volume: -5,79 23

MF 26 MODELOSMétodo WTF (Water Table Fluctuation)

Bacias Representativas

• Avaliação da recarga subterrânea (gestão, outorga e proteção)

• R= Sy*h/ t = mm/dia MEINZER, (1923); MEINZER e STEARNS, (1929); SCANLON et al. (2002); HEALY e COOK, (2002)

• Premissas método:– Baseia-se na premissa de que os aumentos nos níveis de águas

subterrâneas, em aqüíferos livres, sejam devido à água de recarga que atinge o lençol freático

– Aquífero livre– Necessita do rendimento específico Sy (valores da literatura Healy e Cook,

2002)Aspectos (+) facilidade de aplicaçãoAspectos (-) incerteza, faixas de variação Sy; Camadas penetradas com variação do Sy em função dos materiais

geológicos. Não sensível aos mecanismos de movimento da água na zona não saturada.

Dissertação de mestrado – Cristiane Dambrós

Rendimento específico (Healy and Cook, 2002)

Sy

0,02

0,08

0,21

0,21

0,21

0,21

0,21

Valor médio

Sy= 0,16

R= Sy*h/ t

h = 120 mm

t = 360 dias

R5= 0,16*120/360

R5= 0,05 mm/dia

Sy

0,05

0,27

0,26

0,21

0,21

Valor médio

Sy= 0,20

R= Sy*h/ t

h = 110 mm

t = 360 dias

R4= 0,20*110/360

R4= 0,06 mm/dia

Sy

0,02

0,21

0,26

0,26

0,05

0,05

Valor médio

Sy= 0,14

R= Sy*h/ t

h = 120 mm

t = 360 dias

R3= 0,14*120/360

R3 = 0,05 mm/dia

Sy

0,05

0,26

0,05

0,05

0,05

0,21

0,05

0,05

0,21

0,21

Valor médio

Sy= 0,12

R= Sy*h/ t

h = 996 mm

t = 22 dias

Mês julho 2010

R=0,12*996/22

R2 = 5,4 mm/dia

Gráfico P2 período 21 dias mês de julho 2009Média nível (m) - julho/2009

13,7

13,8

13,9

14

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Série1

31

MF 26: Modelos• Modflow

- Modelagem de um setor da SHR – 11, a que possui maior número de poços.

MF 27: Outorga

• Existe água? Produtividade dos aquíferos;

• Efeitos quantitativos? Raio de influência e rebaixamento nos poços;

• Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais.

32

Existe água? Produtividade dos aquíferos

• Utilizadas as vazões após a estabilização nos ensaios de bombeamento dos poços existentes;

• Espacialização na bacia: análise dos dados utilizados;

• Interpolação pelo método Vizinho Natural;• 408 poços, dentro e fora da bacia: agregar

informação e, com isso, gerar mapa mais representativo.

MF 27: Outorga

33

Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004)

4 Domínios Hidrogeológicos7 Sistemas Aquíferos16 Formações Geológicas

MF 27: Outorga

34

Domínio (4) Sistema aquífero (7) Formações (16)

Domínio 1 – Formações Cenozóicas

Aqüíferos Porosos Cenozóicos Aluvionares

Depósitos aluviais (3 formações)

Domínio 2 – Bacias Sedimentares

Aqüíferos Porosos Permianos Rio Bonito

Aquitardos PermianosRio do RastoEstrada Nova

IratiAquíferos Porosos Eo-

CretáceosBotucatu

Guará

Aquíferos Porosos TriássicosRosário do Sul ou Pirambóia

Sanga do CabralDomínio 5 – Vulcânicas Aquíferos Fissurais Serra Geral Serra Geral

Domínio 6 – CristalinoAquíferos Fissurais do Escudo

CristalinoEscudo Cristalino (4 formações)

Mapa Geológico (UFSM/SEMA, 2004)

MF 27: Outorga

35

Domínio 1 – Depósitos Cenozóicos Aluviais

MF 27: Outorga

36

Domínio 2 – Bacias Sedimentares

MF 27: Outorga

37

Domínio 5 – Rochas vulcânicas

MF 27: Outorga

38

Domínio 6 – CristalinoMF 27: Outorga

39

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aqüífero Poroso Cenozóico Aluvionar (Depósitos aluviais - Domínio 1).

MF 27: Outorga

40

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Fissural Serra Geral (Domínio 5).

MF 27: Outorga

41

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Fissural do Escudo Cristalino (Domínio 6).

MF 27: Outorga

42

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Poroso Eo-Cretáceo (Domínio 2 – Formações Botucatu e Guará).

MF 27: Outorga

43

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Poroso Triássico (Domínio 2 – Formações Pirambóia e Sanga do Cabral).

MF 27: Outorga

44

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Aquitardo Permiano (Domínio 2 – Formações Irati, Rio do Rasto e Subgrupo Estrada Nova).

MF 27: Outorga

45

Existe água? Produtividade dos aquíferos

Sistema Aquífero Poroso Permiano (Domínio 2 – Formação Rio Bonito).

MF 27: Outorga

46

Existe água? Produtividade dos aquíferos- Heterogeneidades quantitativas: grandes variações na quantidade de seus compartimentos aquíferos – característica do SAG no RS (Machado, 2008).

MF 27: Outorga

47

Existe água? Produtividade dos aquíferos

MF 27: Outorga

48

Existe água? Produtividade dos aquíferos

• Produtividade dos aquíferos na bacia é em sua maioria baixa (< 10 m³/h);

• Verificação: rios secam em épocas de estiagem pois não são “abastecidos” pelos aquíferos;

• Efeito da redução das áreas de banhados.

Classes Área (Km²) Área (%)<10 8.570 59,14%

10-20 5.394 37,22%20-40 499 3,45%40-80 22 0,15%

80-120 6 0,04%Total 14.491 100,00%

MF 27: Outorga

49

Efeitos quantitativos?Raio (ou zona)de Influência

MF 27: Outorga

50

Efeitos quantitativos?Raio (ou zona) de influência

• Sendo:

– R = raio de influência, em metros;– T = transmissividade, em m²/s;– t = tempo de bombeamento, em segundos;– S = coeficiente de armazenamento, adimensional.

MF 27: Outorga

51

• Tendência: onde há interferência, poços que solicitaram outorga há mais tempo têm preferência;

• Exemplo em Santana do Livramento:

Formação Litologia S (adm) - literaturaT (m²/h) – processos

t (h) Raio (m)Semi-conf./Confinado

Botucatu Arenito Médio 0.0001 84 848.538 1,200.00

12 1,469.69

Efeitos quantitativos?Raio (ou zona) de influência

MF 27: Outorga

52

Exemplo em Santana do Livramento – R ≈ 850 m.

Efeitos quantitativos?Raio (ou zona) de influência

MF 27: Outorga

53

54

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais

• Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos:

MF 27: Outorga

Retiradas subterrâneas Retiradas superficiais

55

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais

• Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos:

MF 27: Outorga

Retiradas superficiais

Q90

0%

30%

50%

70%

80%

90%

100%

0%

10%

20%

30%

40%

esvaziamento do

reservatório subterrâneo

56

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais

• Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos:

MF 27: Outorga

Retiradas subterrâneas

57

médiaarec QQ

QQ

50

90arg

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais

• Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos:

MF 27: Outorga

Efeitos quantitativos? Redução das vazões fluviais

• Curvas de outorga de uso integrado dos recursos hídricos:

MF 27: Outorga

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