Comportamento hidrodinâmico na confluência de rios: estudo de caso do Canal São Gonçalo - Arroio Pelotas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Larissa Corrêa
• Orientador(a): Collares, Gilberto Loguercio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidrodinâmica; Zona de confluência; Confluência assimétrica; ADCP; Velocity Mapping Toolbox; Hydrodynamics; Confluence zone; Asymmetric confluence
• Área do conhecimento CNPq: ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12803

Nos últimos anos observa-se um aumento de estudos sobre a hidrodinâmica nas zonas de confluência de rios, principalmente para melhorar o manejo e uso da água e para compreender o corpo hídrico como um todo. Estas zonas de confluências são responsáveis pela separação e formação de rios, fundamentais na compreensão das redes fluviais e para o desenvolvimento das bacias hidrográficas. Neste contexto, este estudo foi conduzido na confluência do Canal São Gonçalo e Arroio Pelotas, localizada próximo a zona urbana do município de Pelotas-RS. Considerando a incipiência de estudos nessa temática na região, o objetivo desta pesquisa foi analisar o comportamento hidrodinâmico na confluência entre o Canal São Gonçalo e o Arroio Pelotas. Para isto, foram realizadas três campanhas amostrais com condições hidrológicas distintas, onde foram realizados medições de velocidade de fluxo e vazão empregando equipamento de medição acústica por efeito doppler (ADCP), modelo RiverSurveyor® M9; coleta de água subsuperficial para determinação de salinidade; coleta do sedimento de fundo, empregando um amostrador do tipo Rock-Island, nas treze seções transversais pré-definidas na zona de confluência (ZC), os quais tiveram caracterizada a sua granulometria em laboratório. Após os levantamentos, o processamento dos dados de velocidade do fluxo foi realizado com emprego do software Velocity Mapping Toolbox - VMT, que permitiu a reprodução de campos compostos nas seções transversais, para obtenção da velocidade tridimensional média da zona de confluência. A partir dos resultados foi possível verificar as variações dos dados medidos com e sem intrusão salina, a significativa influência das condições hidrológicas perante ao escoamento, onde o canal principal (Canal São Gonçalo - SG) apresentou maiores vazões, velocidade do fluxo e profundidade em relação ao tributário (Arroio Pelotas - AP), que apresentou vazão e velocidades negativa na campanha amostral de menor precipitação acumulada, devido a deflexão e estagnação de fluxo, possível aumento de pressão e de profundidade (AP-SG), reflexo da convergência e remanso fluvial, devendo-se levar em consideração que além destes fatores apontados, o Canal São Gonçalo, por possuir como característica a inversão de fluxo, pode ter contribuindo com escoamento para o Arroio Pelotas. Foram verificadas direções de fluxo distintas para condições de baixa, média e alta pluviosidade, assim como, a influência dos ventos nordeste, norte-nordeste no verão e leste na primavera, na magnitude das velocidades dos fluxos, quando analisado por microrregião. Além disso, verificou-se também que os fluxos apresentaram regime subcrítico e variação de dominância entre as forças de empuxo e inerciais em relação ao movimento dos fluxos na entrada, no centro e na saída da zona de confluência, a partir do número de Froude interno, que se manteve com valores variados, em ambas as campanhas amostrais. O fator de atrito foi de 0,24 para AP e 6,14 para SG, com dominância do fluxo do Arroio Pelotas na data do dia 10/01/2022. Os dados obtidos em 21/07/2022 e 04/11/2022 apontam domínio do Canal São Gonçalo em relação ao fluxo, com fatores de atrito de 0,45 e 26,76 para AP e 0,04 e 0,11 para SG, respectivamente. Com base na representação conjunta das velocidades médias das seções transversais calculadas no VMT identificaram-se zona de estagnação; zona de separação e recirculação; zona de aceleração; e zona de recuperação do fluxo. Por fim, foi possível perceber a presença de sedimentos mais finos a montante da ZC no Arroio Pelotas e sedimentos mais grosseiros no centro da ZC, no Canal São Gonçalo a montante e a jusante da ZC, com esta identificação granulométrica foram obtidos o coeficiente de rugosidade e a profundidade de fluxo relativa (H/D84), parâmetros estes, que permitiram inferir que a resistência ao fluxo ocasionada pela rugosidade do leito foi muito pequena entre os pontos amostrados, o que indica que não ocorreu influência direta do tipo de sedimento de fundo com o escoamento do fluxo.