Princípio do ADCP

Para melhorar a qualidade da medição hidrológica, particularmente nas estações hidrométricas influenciadas pelo controle hidráulico a jusante, o programa HYBAM adquiriu um medidor de Corrente Doppler de 300 KHz – ADCP em 1994. Este equipamento usa a variação de freqüência entre o sinal transmitido e o sinal refletido pelas partículas em suspensão para calcular a velocidade e a direção da água (RDI, 1989). O cálculo é realizado automaticamente em tempo real pelo software TRANSECT, instalado em um laptop. Quando o ADCP é instalado corretamente em um barco tradicional da Amazônia, o software calcula a velocidade e o fluxo unitário em células de tamanho variável, durante o movimento do barco entre uma margem e a outra. Durante a medição, a velocidade do barco não pode exceder 5 nós ou cerca de 10 km.h-1. No final do percurso, o valor acumulado dos fluxos unitários corresponde à vazão total dentro da seção. O tamanho de cada célula depende da configuração utilizada (altura da célula), da programação da transmissão do sinal ADCP (número de pings por minuto), bem como da velocidade do barco (largura da célula). Numa seção de mais de 2 km de largura, como Óbidos, o intervalo entre 2 pings é geralmente de 1 a 3 segundos, o que gera 600 a 1800 seções verticais. Finalmente, cada uma dessas verticais é cortada em células de 1 a 2 m de altura. O posicionamento de cada vertical é feito em relação ao eco do fundo, considerado estável. Assim, a vazão pode ser medida, independentemente da trajetória da embarcação, da direção da corrente e da geometria da seção. Um módulo de visualização permite o monitoramento em tempo real da operação de medição pelo ADCP, com a geração de gráficos, tais como a trajetória da embarcação (figura 3), ou o perfil de velocidade na seção medida (figura 4).

Figura 1: um ADCP-300 KHz num barco amazônico.	Figura 2: Medição com ADCP num barco amazônico, Rio Negro, Brasil.

Protocolo operacional

Com base nas observações e no trabalho in situ sobre a reprodutibilidade das medições de vazão durante as primeiras missões de campo do HYBAM na Amazônia brasileira (Guyot et al., 1994, 1995), foi desenvolvido um protocolo operacional. Este protocolo recomenda 4 medições sucessivas da mesma seção para obter um valor de fluxo representativo, mas também para avaliar o possível desvio da referência do fundo durante as inundações (Guimarães et al., 1997; Callède et al., 2000; Filizola et al., no prelo). As coordenadas do ponto inicial e final de cada medição são determinadas pelo GPS. A distância até o litoral é estimada, geralmente usando um clinômetro. O ADCP, que tem sido usado em todas as missões de campo do HYBAM para medição de vazão, permitiu a criação de um banco de dados sobre os parâmetros hidrodinâmicos de muitas seções calibradas. Esta informação foi compilada no banco de dados geo-referenciado do HYBAM.

Figura 3: Medição com ADCP: trajetória do barco e distribuição dos vetores de velocidade superficial. Rio Amazonas em Obidos, Brasil, 16/12/2003.

Figura 4: Medição com ADCP: Perfil transversal e distribuição de velocidade na seção. Rio Amazonas em Obidos, Brazil, 16/12/2003.

 

Referências

Callède J., Kosuth P., Guyot J.L., Guimarães V. 2000. Discharge determination by acoustic doppler current profilers (ADCP) : a moving bottom error correction method and its application on the river Amazon at Obidos. Hydrological Sciences Journal, 45(6) : 911-924.

Filizola N. 2003. Transfert sédimentaire actuel par les fleuves amazoniens. Thèse de doctorat, Université P. Sabatier, Toulouse. 292 p.

Filizola N., Guimarães V., Guyot J.L. (submitted). Water discharge measurements at the Amazon river with the acoustic doppler current profiler. Hydrological Processes.

Guimarães V., Guyot J.L., Filizola N., Oliveira E. 1997. O uso do ADCP (correntômetro de perfilagem acústico por efeito Doppler) para medição de vazão e estimativa do fluxo de sedimentos nos grandes rios da bacia amazônica, 545-552. In XII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Anais 1, ABRH, Vítoria, Nov. de 1997.

Guyot J.L., Conceição S., Guimarães V., dos Santos J.B., Longuinhos R. 1995. Medição de vazão com ADCP – Primeiros resultados na bacia Amazônica. A Água em Revista, 3(4) : 26-30. CPRM, Rio de Janeiro.

Guyot J.L., Guimarães V., Santos J.B., Longuinhos R., Conceição S. da. 1994. Primeira campanha de medições de vazão com ADCP no Rio Amazonas. Publ. HiBAm, Brasília, 29 p.