Gestão da coleta de dados de quantidade e 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;

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 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:   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

Amostragem estatística; 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:   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).