O SADPLAN calcula diferentes métodos de balanços hídricos para fornecer resultados que atendam aos
seguintes cenários de interesse para a gestão de recursos hídricos:
1. Ausência de controles: método das vazões remanescentes - QREM-alfa, em que todos os usuários atuam como se tivessem a mesma prioridade e a vazão mínima remanescente pode chegar a zero.
2. Outorga de captação implementada: método das vazões remanescentes - QREM-alfa, respeitadas as prioridades dos diferentes usuários de recursos hídricos e mantida na natureza a vazão mínima, conforme determina a lei.
3. Controle de qualidade da água: método das vazões remanescentes com indicadores de qualidade (sem decaimento) - QREDIL, método para enquadramento real dos corpos hídricos (com possibilidade de decaimento de alguns poluentes) - QQUALI e método das vazões remanescentes com indicadores de qualidade (com decaimento de DBO) - QREDILDecai.
4. Outorga de lançamento implementada: método das vazões remanescentes mínimas - QOUTORGADIL.
Método das Vazões Remanecentes (QREM-alfa)
O método QREM-alfa calcula a vazão remanescente disponível para novas captações no trecho (QREMD) e a vazão total remanescente no trecho (QREMT), com base na vazão disponível para captações e derivações no trecho subtraída da vazão consumida pelo(s) uso(s) de recursos hídrico neste trecho.
A vazão de captação atendida (QAT) será equivalente à vazão de captação do(s) uso(s) de recursos hídrico no trecho sempre que esta vazão for menor ou igual à vazão disponível para captações e derivações no trecho. Caso contrário, a vazão de captação atendida estará restrita à vazão disponível para captações e derivações no trecho.
Estabelecido um conjunto de vazões atendidas em cada trecho de rio, a possibilidade de atender a um novo usuário está sujeita a duas condicionantes:
1. A vazão disponível para novas demandas (QREMD) deve ser suficiente para atender a vazão de captação do novo usuário no trecho em questão.
2. Deve ser possível atender o consumo de água do novo usuário sem prejudicar as vazões que já foram atendidas à jusante.
O método QREM-alfa é calculado em três variações diferentes:
- Tipo 0: os lançamentos em corpos hídricos superficiais são ignorados, ou seja, somente as captações são levadas em conta no balanço entre disponibilidade e demandas hídricas;
- Tipo 1: os lançamentos em corpos hídricos superficiais são totalmente mantidos, mesmo que a captação do usuário de recursos hídricos não possa ser plenamente atendida com águas superficiais. Neste caso, supõe-se que o usuário suplementará a captação com outra fonte e o lançamento será o mesmo;
- Tipo alfa: os lançamentos em corpos hídricos superficiais são mantidos na mesma proporção de atendimento da captação.
Método das Vazões Remanescentes com indicadores de qualidade (QREDIL)
O método QREDIL é equivalente ao método QREM-alfa tipo 1, acrescentado de cálculos referentes às condições de qualidade das águas remanescentes no cenário atual, determinadas tendo em conta os padrões de qualidade definidos na legislação ambiental.
Estes cálculos referentes à qualidade das águas servem para determinar a vazão indisponibilizada para diluição de lançamentos adicionais do mesmo poluente em um trecho hídrico (QIPLU) e a vazão total indisponibilizada pelos lançamentos do poluente considerado, desde o trecho extremo de montante até o extremo jusante do trecho em análise (QTIPL).
O método QREDIL permite a inclusão de múltiplos parâmetros de poluição nas águas. Os cálculos para cada
um deles devem ser efetuados separadamente. Assim sendo, para que os indicadores de qualidade atestem a ausência de problema de qualidade nas águas remanescente num trecho hídrico, a vazão total remanescente no trecho (QREMT) deve ser maior do que a vazão total indisponibilizada (QTIPL) para todos os poluentes considerados no balanço hídrico.
Importante: visto que o SADPLAN não utiliza os coeficientes de decaimento definidos no cadastro do Balanço Hídrico para o método QREDIL, a vazão total indisponibilizada (QTIPL) é sempre calculada como se todos os poluentes fossem conservativos.
Método das Vazões Remanescentes com indicadores de qualidade e decaimento de DBO (QREDILDecai)
O método QREDILDecai é equivalente ao método QREDIL, acrescentado de decaimento de DBO. Vale ressaltar que o QREDILDecai resume-se ao cálculo do balanço de qualidade para DBO, exclusivamente.
Assim como ocorre no método QREDIL, neste algorítmo calcula-se a vazão indisponibilizada para diluição de efluentes (QIPLU), no trecho. Todavia, por não tratar este poluente como
conservativo no tempo, o algorítmo também calcula a depuração da DBO para os lançamentos feitos à montante do trecho em questão.
Abaixo está a sequência de cálculos do QREDILDecai.
Sendo:
- j, o trecho para o qual está sendo calculado o balanço de qualidade
- i, o trecho onde ocorre lançamento de efluente com DBO
- QIPLU(i, j), vazão indisponibilizada no trecho j para diluição de DBO lançada no trecho i
Inicialmente, calcula-se a concentração média da mistura dos lançamentos no trecho i, conforme segue:
a) Se j está à montante de i então QIPLU(i, j) é zero
b) Se j e i são o mesmo trecho então calcula-se QIPLU(i, j) como vazão de diluição + vazão de lançamento, sem autodepuração com base em Kelman (1997):
c) Se j está à jusante de i então o cálculo de QIPLU(i, j) considera a autodepuração com base em Silva&Monteiro (2004):
O coeficiente de desoxigenação (Ki) é dado em função da profundidade (H) do trecho i, conforme segue:
a) Se H ≤ 2,5 [m]: Ki = 0,3 x (H/2,5)-0,434 [dia-1]
b) Se H > 2,5 [m]: Ki = 0,3 [dia-1]
Ao final do cálculo de QIPLU(i, j) para todos os n trechos da bacia, o algorítmo determina o valor da vazão total indisponibilizada QTIPL(j) pelos lançamentos de DBO desde o trecho extremo de montante até o final do trecho j, em análise.
QTIPL(j) é a soma de todos os QIPLU(i, j), sendo i = 1, n.
A análise de QTIPL é estratégica para determinar conflito hídrico na bacia em termos da qualidade dos recursos hídricos.
Sempre que QTIPL for superior à vazão remanescente total (QREMT), no trecho em análise, haverá conflito porque a concentração de mistura de DBO será maior do que a concentração permitida (Cper).
Referências Bibliográficas:
KELMAN, J. (1997) Gerenciamento de recursos hídricos: outorga e cobrança. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 12. Anais...Vitória.
SILVA, L.M.C. & MONTEIRO, R.A. (2004) Outorga de direito de uso de recursos hídricos: uma das possíveis abordagens. In: Machado, C.J.S. gestão de águas doces. Rio de janeiro: Interciência, p. 135-178.
VON SPERLING, (2007) Estudos e modelagem da qualidade da água de rios. Belo Horizonte: Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental: Universidade Federal de Minas Gerais, 587 p.
Método para Enquadramento Real dos Corpos Hídricos (QQUALI)
O método QQUALI serve para simular o processo de depuração das cargas poluentes lançadas nos rios de uma bacia hidrográfica. O cálculo da concentração de mistura acontece com base na declividade, largura e profundidade dos trechos hídricos, na velocidade e temperatura da água e, ainda, nos coeficientes de decaimento informados no cadastro do Balanço Hídrico.
Assim como acontece com o método QREDIL, este método trabalha com múltiplos parâmetros de poluição das águas. Os cálculos para cada um deles devem ser efetuados separadamente. Assim sendo, o enquadramento real dos corpos hídricos é dado através da identificação da pior classe dentre aquelas relativas a cada um dos parâmetros analisados.
Importante: até a presente data, o SADPLAN não realiza qualquer calibração do modelo com base em campanhas de monitoramento in loco de poluentes.
Método das vazões remanecentes mínimas (QOUTORGADIL)
O método QOUTORGADIL é complementar ao método QREDIL uma vez que calcula indicadores de qualidade para o cenário onde tanto a outorga de captação como a outorga de lançamentos estão implementadas.
A outorga de captação e o sistema de fiscalização implementados garantem a permanência das vazões mínimas, em cada trecho de rio, mesmo após concedida toda a vazão outorgável para captação e derivações, isto é, para usos consuntivos.
Assim, a possibilidade de autorizar lançamentos é analisada na base de um cenário onde a única vazão remanescente em cada trecho é a vazão mínima, mesmo que na realidade do momento, a vazão remanescente total seja maior que a mínima. Esta consideração é necessária, pois, baseando-se nos dispositivos legais, o usuário de recursos hídricos tem direito à outorga de captação até que a vazão previamente definida como outorgável seja esgotada. Assim, mesmo que essa situação limite não seja a do momento, a outorga de lançamentos deve ser analisada na perspectiva que esse cenário limite esteja acontecendo.
Os cálculos do método QOUTORGADIL determinam a vazão indisponibilizada autorizada para diluição de lançamentos adicionais do mesmo poluente em um trecho hídrico (QIPLUA) e a vazão total indisponibilizada como consequência das outorgas de lançamento desde o trecho extremo de montante até o extremo jusante do trecho em análise (QTIPO).
Estabelecido um conjunto de vazão indisponibilizada autorizada (QIPLUA) e de vazão total indisponibilizada (QTIPO) em cada trecho de rio e para todos os poluentes considerados no balanço hídrico, a possibilidade de outorgar um novo lançamento está sujeita a duas condicionantes:
1. A vazão indisponibilizada para diluição de lançamentos adicionais (QIPLU) de cada um dos poluentes do novo lançamento deve ser inferior à vazão mínima no trecho subtraída da vazão total indisponibilizada pelas outorgas de lançamento previamente emitidas;
2. Deve ser possível atender a diluição dos poluentes lançados pelo novo usuário desde que a nova vazão total indisponibilizada nos trechos à jusante deste uso não ultrapasse a vazão mínima nestes trechos.
Importante: assim como acontece com o método QREDIL, o SADPLAN não utiliza os coeficientes de decaimento definidos no cadastro do Balanço Hídrico no cálculo da vazão total indisponibilizada que, portanto, sempre ocorre como se todos os poluentes fossem conservativos.
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