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RELATÓRIO TÉCNICO DO LEVANTAMENTO
TOPOBATIMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO UHE BAIXO
IGUAÇU
SERRANÓPOLIS DO IGUAÇU/PR – MATELÂNDIA/PR – CÉU AZUL/PR – CAPANEMA/PR – CAPITÃO LEÔNIDAS
MARQUES/PR
CURITIBA/PR, DEZEMBRO DE 2017
RELATÓRIO TÉCNICO DO LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES –
REGIÃO DO APROVEITAMENTO HIDRLÉTRICO UHE BAIXO IGUAÇU.
SERRANÓPOLIS DO IGUAÇU/PR – MATELÂNDIA/PR – CÉU AZUL/PR - CAPANEMA/PR – CAPITÃO LEÔNIDAS
MARQUES/PR
CONTRATANTE: ELABORAÇÃO E
RESPONSABILIDADE:
EQUIPE TÉCNICA
Coordenação Geral
André Luciano Malheiros, MSc. Eng. Civil – CREA PR-67038/D
Helder Rafael Nocko, MSc. Eng. Ambiental – CREA PR-
86285/D
Equipe
Wallington Felipe de Almeida
Gabriel Araujo Teixeira
Eduardo Araujo Teixeira
Equipe de Apoio
Saulo de Tibagi Stadler
Gilberto de Carvalho Souza
DIVULGAÇÃO RESTRITA
APRESENTAÇÃO
Apresentamos ao Consórcio Empreendedor Baixo Iguaçu, o presente
RELATÓRIO DE ATIVIDADES – “LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO NO RIO
IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO HIDRELÉTRICO UHE
BAIXO IGUAÇU”, referente ao contrato de “PRESTAÇÃO DE SERVIÇOS DE
MONITORAMENTO HIDROSSEDIMENTOLÓGICO NA ÁREA DE INFLUÊNCIA
DIRETA E INDIRETA DA UHE BAIXO IGUAÇU”.
EnvEx Engenharia e Consultoria S/S LTDA EPP
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SUMÁRIO
SUMÁRIO ......................................................................................................................................................4
LISTA DE FIGURAS ......................................................................................................................................5
LISTA DE TABELAS .....................................................................................................................................6
1. Introdução .............................................................................................................................................7
2. Área de Estudo .....................................................................................................................................8
3. Preparação para o Levantamento Topobatimétrico das Seções ...................................................... 11
3.1. Metodologia ................................................................................................................................ 11 3.1.1. Planejamento e Operações em Campo – Posicionamento Tridimensional GPS .............. 11 3.1.2. Controle de ondulação do geoide....................................................................................... 13 3.1.3. Determinação da ondulação geoidal (N) ............................................................................ 14 3.1.4. Apoio Básico ....................................................................................................................... 15 3.1.5. Transformação de Coordenadas ........................................................................................ 15 3.1.6. Equipamentos e Programas de Cálculos ........................................................................... 16 3.1.7. Transporte de Coordenadas “E”, “N” e Altitudes; ............................................................... 19 3.1.8. Monografia do marco base da usina .................................................................................. 25 3.1.9. Monografia dos marcos que foram implantados, substituídos e corrigidos neste estudo. 26
4. Levantamento Batimétrico ................................................................................................................. 42
4.1. Definição ..................................................................................................................................... 42 4.2. Planejamento do levantamento batimétrico ............................................................................... 42 4.3. Equipamentos e Software Utilizados .......................................................................................... 43 4.4. Execução do levantamento batimétrico ..................................................................................... 44 4.5. Processamento do levantamento batimétrico ............................................................................ 46
5. Topografia Convencional ................................................................................................................... 48
5.1. Equipamentos de Topografia Utilizados ..................................................................................... 48 5.2. Software de Processamento ...................................................................................................... 50
5.2.1. Processamento dos dados Topográficos ........................................................................... 50 5.3. Resultado do Levantamento Topográfico .................................................................................. 51
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de localização da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017). ...............................................9
Figura 2: Mapa de localização das seções de topobatimetria na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017). .................................................................................................. 10
Figura 3: Representação da altitude elipsoidal ou altitude geométrica (h), altitude ortométrica (H) e ondulação geoidal ou altura geoidal (N). Fonte: Envex (2016) .................................................................. 13
Figura 4: Tela do software MapGeo2015. Sistema de interpolação de ondulação geoidal utilizado no presente levantamento. Fonte: Envex (2016) ............................................................................................ 14
Figura 5: Tela do software TCGeo. Sistema de transformação de coordenadas utilizado no presente levantamento. ............................................................................................................................................. 16
Figura 6: RTK R4 – Trimble........................................................................................................................ 17
Figura 7: RTK ZENITH 25 – Geomax ........................................................................................................ 18
Figura 8: Tela do software Trimble Business Center. Fonte: Envex (2017). ............................................. 19
Figura 9: Tela do software Geomax GeoOffice. Fonte: Envex (2017). ...................................................... 19
Figura 10: Dimensões e configuração de instalação do marco de concreto. ............................................ 21
Figura 11: Ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF ....................................................................................... 43
Figura 12: Esquema demonstrativo do funcionamento de um ecobatímetro. ........................................... 45
Figura 13: Processamento de dados batimétricos no software HydroPro. Fonte: EnvEx (2017) .............. 47
Figura 14: Estação Total Trimble M3. Fonte: Trimble (2017) .................................................................... 49
Figura 15: Prisma Leica GPR111. Fonte: LEICA (2017) ........................................................................... 50
Figura 16: Modelo de planilha no softawe de processamento de dados. .................................................. 51
Figura 17: Levantamento topobatimétricos com estação total e prisma. ................................................... 52
Figura 18: Coleta de informações de cotas da margem com estação total. .............................................. 52
Figura 19: Perfil da margem após processamento dos dados. .................................................................. 53
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1: conferência e instalação dos marcos topográficos. ................................................................... 21
Tabela 2: Resultados dos processamentos GNSS (sirgas 2000). ............................................................. 23
Tabela 3: Resumo de atividades realizadas nas quatorze seções de levantamentos. ............................. 53
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1. INTRODUÇÃO
O presente levantamento topobatimétrico é o primeiro de duas campanhas de
topobatimetria a serem realizadas na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo
Iguaçu e tem como finalidade identificar o comportamento do leito do rio Iguaçu e
afluentes nesse trecho. Essas duas campanhas irão subsidiar dados necessário para a
modelagem hidrodinâmica e de transporte de sedimentos nesses rios, visando atender
aos critérios para obtenção da licença ambiental.
A citada região localiza-se ao sul do Parque Nacional do Iguaçu, no estado do
Paraná, compreendendo território dos municípios de Serranópolis do Iguaçu,
Matelândia, Céu Azul, Capanema e Capitão Leônidas Marques. Para tanto, definiram-
se quatorze seções de levantamentos topobatimétricos. Os levantamentos registrados
no presente relatório ocorreram entre os dias 28/11/2017 e 07/12/2017.
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2. ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo abrange o trecho do Rio Iguaçu e afluentes localizados a
jusante da UHE Baixo Iguaçu, compreendendo parte dos territórios dos municípios de
Serranópolis do Iguaçu, Matelândia, Céu Azul, Capanema e Capitão Leônidas
Marques.
A Figura 1 apresenta a localização do empreendimento, os municípios próximos
e a localização do Parque Nacional do Iguaçu. Percebe-se que o empreendimento
encontra-se próximo dessa unidade de conservação de proteção integral. O acesso ao
empreendimento, especificamente o canteiro de obras, é feito pelo município de
Capanema, margem esquerda do rio Iguaçu.
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Figura 1: Mapa de localização da UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017).
Para tanto, definiram-se quatorze seções de topobatimetria, sendo treze destas
utilizadas em levantamentos anteriores e uma nova seção instalada no rio Gonçalves
Dias. Estas seções ficam localizadas em locais coincidentes e à jusante do
aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu (Figura 2).
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Figura 2: Mapa de localização das seções de topobatimetria na região do aproveitamento hidrelétrico UHE Baixo Iguaçu. Fonte: Envex (2017).
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3. PREPARAÇÃO PARA O LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO DAS
SEÇÕES
Partindo-se de referências oficiais do IBGE, fez-se o transporte de coordenadas
UTM e altitudes ortométricas através de GPS geodésico. Os dados de GPS levantados
em campo foram posteriormente processados, alterando-se o sistema de coordenadas
para o DATUM SIRGAS 2000. A presente instrução tem por objetivo registrar os dados
obtidos através de GPS via satélite e registros das profundidades com ecobatímetro, a
fim de fornecer subsídios que possibilitem a avaliação ambiental das seções fluviais
monitoradas.
3.1. Metodologia
Para estabelecer a metodologia do trabalho realizado, considerou-se a sua
finalidade básica e dimensões, enquadrando-o em acordo com as exigências das
DIRETRIZES PARA ELABORAÇÃO DE SERVIÇOS DE CARTOGRAFIA E
TOPOGRAFIA, RELATIVOS A ESTUDOS E PROJETOS DE APROVEITAMENTOS
HIDRELÉTRICOS, elaborado pela SGH/ANEEL.
3.1.1. Planejamento e Operações em Campo – Posicionamento Tridimensional GPS
Elaborou-se o planejamento do levantamento sobre a base cartográfica para a
região. Nesta foram marcadas aproximadamente as posições dos pontos a serem
implantados e a localização dos marcos de referencias de níveis (RN) já existentes.
Em campo, os RN’s foram procurados com o auxílio das cópias da restituição
aerofotogramétrica. Orientou-se com um aparelho GPS de navegação e coordenadas
aproximadas dos pontos lançados nas cartas. Os pontos ocupados tiveram suas
posições fotografadas.
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O tipo de posicionamento utilizado para determinar as coordenadas dos pontos
de interesse foi o posicionamento no modo estático diferencial, onde dois ou mais
receptores trabalham ao mesmo tempo, recebendo os sinais dos mesmos satélites.
Este planejamento possibilitou a análise de fatores que racionalizaram os trabalhos e
aperfeiçoaram o rastreio e o número de missões executadas.
Os dados obtidos sofreram, desde a tomada das informações de campo até o
pós-processamento, correções de frequência, transformações de referência e
ajustamento global pelo método dos mínimos quadrados, obtendo-se as coordenadas
finais geodésicas e UTM no referencial SIRGAS 2000.
Um dos receptores foi colocado no ponto com coordenadas conhecidas,
chamado de BASE, enquanto que o outro posicionado no ponto ou alinhamentos onde
se desejam conhecer ou determinar suas coordenadas tridimensionais.
Cada ponto foi ocupado em campo por um período suficiente de forma que
garantisse o posicionamento FIXO no pós-processamento, utilizando receptores GPS
Geodésico de dupla frequência Zenith 25 da Geomax e o R4 da Trimble, de
processamento diferencial do código e portadora L1/L22. Após a conclusão dos
rastreamentos, os dados armazenados nas memórias dos aparelhos foram baixados
em um notebook e copiados em "backup". As listagens completas de processamento e
relações de coordenadas, bem como as fotografias tiradas dos pontos levantados pelas
equipes de topografia serão entregues em anexo a este documento.
Estes receptores possuem 220 canais independentes. Este tipo de equipamento
permite a definição de alguns parâmetros para o planejamento da fase de coleta de
dados no campo, sendo que para estes serviços foram adotados:
Rastreio simultâneo de no mínimo 4 (quatro) satélites;
Coleta de dados de satélites com elevação superior ou igual a 15 graus
acima do horizonte de maneira a garantir a qualidade da medição;
Intervalo de gravação dos sinais a cada 1 segundo; e
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PDOP – configuração geométrica dos satélites – igual ou inferior a 5
(cinco).
Todos os pontos, entre a estação base e a estação itinerante,
independentemente das distâncias, utilizaram-se do Método Diferencial Estático. Os
parâmetros de cálculo estão demonstrados nos relatórios de processamento.
O processamento foi feito com alturas geométricas. Uma vez que as alturas
ortométricas dos pontos podem ser solicitadas no decorrer do projeto, utilizou-se o
software MAPGEO2015, fornecido pelo IBGE, para obter essas informações.
3.1.2. Controle de ondulação do geoide
No caso específico da determinação de coordenadas e altitudes dos pontos
transportados, tendo-se em vista que as observações com GPS são conduzidas sobre
um elipsoide, e as altitudes requeridas para os pontos devem estar relacionadas ao
geoide (nível médio dos mares referente ao marégrafo de Imbituba – SC), se faz
necessária à correção da ondulação do geoide local, ao longo da poligonal, e os erros
inerentes à precisão nominal dos receptores (Figura 3).
Figura 3: Representação da altitude elipsoidal ou altitude geométrica (h), altitude ortométrica (H) e ondulação geoidal ou altura geoidal (N). Fonte: Envex (2016)
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Uma modelagem local em base a alguns pontos cujas altitudes, ou alturas
ortométricas são conhecidas, igualmente ocupados com GPS cujas alturas geométricas
relativas são conhecidas. A aplicação destes pontos como controle durante o
ajustamento permite a obtenção de altitudes com confiabilidade compatível com a
precisão intrínseca ao método. O sistema de interpolação de ondulação geoidal
utilizado foi o software MapGeo2015 (Figura 4), programa disponibilizado pelo IBGE.
Figura 4: Tela do software MapGeo2015. Sistema de interpolação de ondulação geoidal utilizado no presente levantamento. Fonte: Envex (2016)
3.1.3. Determinação da ondulação geoidal (N)
O cálculo do valor de “N” (ondulação geoidal) foi realizado utilizando o software
MAPGEO 2015 (SIRGAS 2000), objetivando comparar o valor de “N” assim calculado,
com o valor de “N1” obtido pela diferença entre a altitude ortométrica (fornecida pelo
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IBGE) e a altitude geométrica determinada nos levantamentos de campo, ao qual será
denominado de “N1” verdadeiro.
3.1.4. Apoio Básico
Nesse projeto não se utilizou transporte de coordenadas de uma referência
permanente do IBGE, já que a área de estudo contava com diversos marcos
implantados, de forma que foi possível empregá-los como referências.
Os RN’s instalados foram referenciados a partir do marco base da usina, uma
vez que os marcos existentes foram instalado tendo essa mesma orientação.
3.1.5. Transformação de Coordenadas
Todos os pontos do levantamento foram amarrados a uma poligonal básica
referenciada a coordenadas UTM. Para a transformação das coordenadas UTM em
coordenadas geográficas, utilizou-se o programa TCGeo (Figura 5) disponibilizado no
site do IBGE, como sistema de transformação de coordenadas.
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Figura 5: Tela do software TCGeo. Sistema de transformação de coordenadas utilizado no presente levantamento.
3.1.6. Equipamentos e Programas de Cálculos
Para o transporte das coordenadas pelo método estático diferencial, utilizaram-
se dois rastreadores de satélites geodésicos de dupla frequência L1/L22, sendo um o
R4 da marca Trimble (Figura 6) e o outro o Zenith 25 da marca Geomax (Figura 7).
Abaixo são apresentadas algumas características do R4 – Trimble:
Precisão de 3 mm + 0.1 ppm RMS na Horizontal e 3,5 mm + 0,4 ppm
RMS na Vertical; 220 canais GNSS, memória Interna de 11 MB, resistente
a prova d’água e poeira, categoria IP67;
A prova de quedas de até 2 m com equipamento desligado;
Resistente a vibrações conforme padrão militar MIL-STD-810-F;
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Mala rígida de transporte Trimble; Bateria de Lithium-Ion recarregável,
carregador de Baterias, cabo USB para transferência de dados;
Sistema GNSS para Levantamentos Cinemáticos em Tempo Real (RTK)
estáticos e cinemáticos pós-processados com alta precisão;
Receptor GNSS L1/L2 e L2C (GPS e GLONASS). Sistema de 220 canais
com a tecnologia de rastreamento de satélite Trimble R-Track.
Figura 6: RTK R4 – Trimble
Já o ZENITH 25 – GEOMAX apresenta as seguintes especificações técnicas:
Precisão de 3 mm + 0.1 ppm RMS na Horizontal e 3,5 mm + 0,4 ppm
RMS na Vertical; Possui 120 canais para rastreamento das constelações
GPS/GLONASS/GALILEO*/BEIDOU*; Resistente à prova d’água e poeira,
categoria IP68;
Totalmente integrado (receptor, antena, rádio UHF, modem GSM/GPRS e
bateria); Taxa de atualização de 5 Hz e 20Hz*; Rádio interno UHF de 1W,
406-480 MHz;
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Cinemático horizontal em 10 mm + 1 ppm (RMS) e vertical em 20 mm + 1
ppm (RMS).
Figura 7: RTK ZENITH 25 – Geomax
Os dados armazenados na memória dos receptores R4 e Zenith 25 foram
transferidos via cabo para o computador e processados através dos seus respectivos
programas.
Os pontos coletados com o R4 – Trimble foram processados pelo software
Trimble Business Center (Figura 8).
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Figura 8: Tela do software Trimble Business Center. Fonte: Envex (2017).
Já os pontos Coletados com o Zenith 25 – Geomax foram processados pelo
software Geomax GeoOffice (Figura 9).
Figura 9: Tela do software Geomax GeoOffice. Fonte: Envex (2017).
3.1.7. Transporte de Coordenadas “E”, “N” e Altitudes;
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Referências Geodésicas
Apoio geodésico altimétrico
Conjunto de referências de nível, materializadas no terreno, que proporciona o
controle altimétrico dos levantamentos topográficos e o seu referenciamento ao Datum
(origem) altimétrico do país.
Apoio geodésico planimétrico
Conjunto de pontos, materializados no terreno, que proporciona aos
levantamentos topográficos o controle de posição em relação à superfície terrestre
determinada pelas fronteiras do país, referenciando-os ao Datum planimétrico do país.
Marco de referência
Materialização
Todos os marcos ocupados nas áreas foram materializados antes do processo
de medição, sendo representado por monumentos artificiais implantados. Os marcos
implantados seguiram as seguintes prescrições (Figura 10):
Confeccionado em concreto com traço 1:3:4 e alma em ferro de 4,2 mm
de diâmetro;
Forma tronca piramidal com dimensões 10 cm x 10 cm na parte superior e
20 cm x 20 cm na base, com 70 cm de estaca sob a mesma, aflorando 15
cm do solo; e
Apresentar em seu topo uma chapa em alumínio contendo a identificação
do vértice.
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Figura 10: Dimensões e configuração de instalação do marco de concreto.
Elaborou-se uma monografia para cada marco implantado, partindo de locais
conhecidos, descrevendo os caminhos percorridos, com distâncias e localidades
identificáveis no trajeto, para garantia da unicidade de informação e precisa localização
e identificação do marco.
Objetivando orientar os futuros levantamentos, implantou-se na nova seção
topobatimétrica, um par de marcos geodésicos na margem do rio Gonçalves Dias.
Todas as seções batimétricas utilizadas nos estudos de 2016 contavam com
pares de marcos anteriormente rastreados, sendo corrigidas suas respectivas
coordenadas com base no referencial da UHE Baixo Iguaçu. Desta forma, fez parte
deste estudo a verificação e substituição de marcos, caso os mesmo estivessem
danificados.
A Tabela 1 apresenta os marcos que necessitaram ser substituídos e os que
foram implantados neste estudo.
Tabela 1: conferência e instalação dos marcos topográficos.
Identificação da seção Marcos topográficos implantados em 2016
Marcos topográficos implantados em 2017
S01 S01_M01_ME S01_M12_ME
S01_M01A_ME S01_M12A_ME
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Identificação da seção Marcos topográficos implantados em 2016
Marcos topográficos implantados em 2017
S02 S02_M02_ME S02_M13_ME
S02_M02A_ME
S03 S03_M03_ME S03_M14_ME
S03_M03A_ME S03_M14A_ME
S04 S04_M04_ME
S04_M04A_ME S04_M15_ME
S05 / S06 S05_M05_ME
S05_M05A_ME
S07 S07_M07_ME
S07_M07A_ME
S08 S08_M08_ME S08_M18_ME
S08_M08A_ME
S09 S09_M09_ME
S09_M09A_ME S09_M19_ME
S10 S10_M10_ME
S10_M10A_ME
S11 S11_M11_ME
S11_M11A_ME
SILVA 1
SLA_MS01_ME
SLA_MS02_MD
FLORIANO 1
F01_MF01_ME
F01_MF02_ME
GONÇALVES DIAS
GD_M17_ME
GD_M17A_ME
MONTEIRO
MTR_M16_MD
MTR_M16A_MD
Os marcos de referências de níveis implantados ano de 2016, para
levantamentos batimétricos, são apresentado na segunda coluna da Tabela 1. Por sua
vez, a terceira coluna apresenta os marcos implantados para este estudo, juntamente
com os que necessitaram de manutenção ou até mesmo a substituição.
Cada marco de RN que sofreu algum tipo de alteração passou pelos
procedimentos de rastreamento novamente, visando corrigir qualquer deslocamento de
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sua coordenada. Este procedimento garante que o sinal de correção emitido pelo RTK
esteja com a precisão necessária para os levantamentos topobatimétricos da região.
Procedimentos
A partir dos marcos de referências existentes, onde foram instaladas as bases
dos equipamentos, através do transporte geodésico, rastreando simultaneamente em
período suficiente para obter uma solução fixa para o ponto transportado. Assim foram
feitos os transportes de coordenadas dos marcos danificado e das RRNN nas seções
do Rio Iguaçu e seus afluentes.
Após a coleta de informações com GPS, iniciou-se o processamento dos dados
obtidos em campo. Para isso utilizou-se os softwares Trimble Business Center,
Geomax GeoOffice, conforme mencionado anteriormente. A Tabela 2 apresenta os
resultados obtidos no processamento destes pontos.
Tabela 2: Resultados dos processamentos GNSS (sirgas 2000).
IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO MARCOS LATITUDE (S) LONGITUDE (O) ALT. ELIP. ONDULAÇÃO ALT. ORTO
S01 S01_M12_ME 25° 30' 27.1678" 53° 40' 44.1352" 267.5170 3.4000 264.1170
S01_M12A_ME 25° 30' 28.3457" 53° 40' 44.4494" 269.2120 3.4000 265.8120
S02 S02_M13_ME 25° 32' 15.7249" 53° 42' 04.6650" 236.7750 3.4800 233.2950
S02_M02A_ME 25° 32' 18.13566" 53° 42' 03.25154" 242.6610 3.4800 239.1810
S02_E0_ME 25° 32' 14.3046" 53° 41' 53.6132" 242.8010 3.4700 239.3310
S02_E1_ME 25° 32' 13.16324" 53°41' 51.77757" 241.1870 3.4700 237.7170
S03 S03_M14_ME 25° 33' 13.52182" 53° 42' 47.82772" 246.7320 3.5100 243.2220
S03_M14A_ME 25° 33' 13.88272" 53° 42' 46.31311" 246.7690 3.5100 243.2590
S04 S04_M04_ME 25° 34' 53.99414" 53° 44' 00.70626" 233.6930 3.5600 230.1330
S04_M15_ME 25° 34' 53.52118" 53° 44' 01.95487" 234.2530 3.5600 230.6930
S05 / S06 S05_M05_ME 25° 33' 51.25978" 53° 45' 21.51314" 235.9220 3.5900 232.3320
S05_M05A_ME 25° 33' 51.07346" 53° 45' 22.50873" 240.0060 3.5900 236.4160
S05_E1_ME 25°33'46.22844" 53°45'30.77269" 257.8990 3.5900 254.3090
S05_E0_ME 25°33'47.23052" 53°45'31.62464" 260.4890 3.6000 256.8890
S06_E1_ME 25° 33' 29.98023" 53° 45' 01.34945" 225.4539 3.5800 221.8739
S06_E0_ME 25° 33' 29.53395" 53° 45' 01.60724" 227.6343 3.5800 224.0543
S07 S07_M07_ME 25° 35' 26.56786" 53° 46' 36.05572" 231.6060 3.6500 227.9560
S07_M07A_ME 25° 35' 27.88784" 53° 46' 36.10346" 231.7490 3.6500 228.0990
S07_E1_ME 25°35'23.85409" 53°46'35.34052" 231.1330 3.6400 227.4930
S07_E0_ME 25°35'24.14790" 53°46'33.63942" 228.9080 3.6400 225.2680
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IDENTIFICAÇÃO DA SEÇÃO MARCOS LATITUDE (S) LONGITUDE (O) ALT. ELIP. ONDULAÇÃO ALT. ORTO
S08 S08_M18_ME 25° 34' 32.07716" 53° 48' 56.62037" 222.6290 3.7200 218.9090
S08_M08A_ME 25° 34' 32.57412" 53° 48' 57.48015" 227.9290 3.7200 224.2090
S08_E1_ME 25° 34' 28.40922" 53° 48' 54.33742" 227.7712 3.7100 224.0612
S08_E0_ME 25° 34' 28.30514" 53° 48' 55.09177" 232.4280 3.7100 228.7180
S09 S09_M09_ME 25° 33' 31.54448" 53° 50' 12.98342" 225.9910 3.7400 222.2510
S09_M19_ME 25° 33' 32.44506" 53° 50' 14.23633" 225.5410 3.7400 221.8010
S10 S10_M10_ME 25° 34' 48.55597" 53° 55' 19.78157" 223.9250 3.9600 219.9650
S10_M10A_ME 25° 34' 47.78191" 53° 55' 20.84224" 224.2780 3.9600 220.3180
S11 S11_M11_ME 25° 35' 20.92698" 53° 59' 05.47049" 222.4790 4.0900 218.3890
S11_M11A_ME 25° 35' 20.65968" 53° 59' 06.96464" 222.5500 4.0900 218.4600
SILVA 1 SLA_MS01_ME 25° 34' 40.46928" 53° 53' 31.46025" 220.3097 3.8800 216.4297
SLA_MS02_MD 25° 34' 39.66275" 53° 53' 32.24926" 220.1604 3.8800 216.2804
FLORIANO 1 F01_MF01_ME 25° 30' 59.12828" 53° 47' 24.11746" 220.4496 3.6400 216.8096
F01_MF02_ME 25° 30' 58.77119" 53° 47' 23.82493" 221.6428 3.6400 218.0028
GONÇALVES DIAS 1 GD_M17_ME 25° 29' 13.20465" 53° 41' 38.83925" 255.8330 3.4200 252.4130
GD_M17A_ME 25° 29' 12.50745" 53° 41' 40.01652" 255.6120 3.4200 252.1920
MONTEIRO 1 MT_M16_MD 25° 28' 47.47372" 53° 38' 30.66325" 265.8233 3.3200 262.5033
MT_M16A_MD 25° 28' 48.36010" 53° 38' 32.74370" 262.5165 3.3300 259.1865
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3.1.8. Monografia do marco base da usina
NOME DO MARCO:
EQUIPAMENTO UTILIZADO:
DATUM HORIZONTAL: SIRGAS 2000 DATUM VERTICAL: IMBITUBA
LONGITUDE: E: 231059.748
LATITUDE: N: 7175919.402
h (ELIPSOIDAL): 284.5730 FUSO: -22
281.2756 M. CENTRAL 51
3.3900
DIFERENÇA DE “ N1” - “ N” -0.0926
DESCRIÇÃO DO MARCO:
ITINERÁRIO:
Partindo do trevo na rodovia PR 163 com a PR, entrada de Capanema/PR, seguimos pela rodovia no sentido ao
Município de Cap. Leônidas Marques, percorremos 22.4km até um trevo à esquerda. Deixamos a rodovia à esquerda e
por uma estrada com calçamento de pedras irregulares, seguimos por 3.0km até uma vila. Constinuamos pela mesma
estrada,com 6.5km, entramos à esquerda, e com 10.7km chegamos a uma Vila, onde entramos à direita e com 11.5 km
chegamos à estrada de acesso à direita. Pelo acesso com 0.95km chega-se à portaria da UHE Baixo Iguaçu. O Marco
Base Usina, está localizado à 1.0km da portaria, próximo do eixo da Barragem .
OBSERVAÇÕES:
Marco implantado na margem esquerda do Rio Iguaçu.
ONDULAÇÃO GEOIDAL (N) (MapGeo2015):
BLOCO DE CONCRETO: Topo: 0,10m x 0,10m - Base:
0,20m x 0,20m - Altura:0.70m, cravado no terreno
CROQUI DE LOCALIZAÇÃO:
25o 30' 34.49151"
53o 40' 32.46554"
H (ORTOMÉTRICA):
VISTA GERAL DO MARCO:
TEMPO DE RASTREIO: RESPONSÁVEL/EMPRESA:
GPS GEODÉSICO-GTR-G2 09:06:10 LOLIS Topografia e Geodésia Ltda
COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM
MONOGRAFIA DO MARCO
LOCALIDADE: MUNICÍPIO: DATA:
Marco_USINA RIO IGUAÇU CAPANEMA / PR 17/02/16
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3.1.9. Monografia dos marcos que foram implantados, substituídos e corrigidos neste estudo.
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NOME DO MARCO:
EQUIPAMENTO UTILIZADO:
DATUM HORIZONTAL: SIRGAS 2000 DATUM VERTICAL: IMBITUBA
LONGITUDE: E: 229155.033
LATITUDE: N: 7178384.096
h (ELIPSOIDAL): 255.833 FUSO: -22 252.413 M. CENTRAL 51
3.4200 DIFERENÇA DE “N1”-“N” -0.0926
DESCRIÇÃO DO MARCO:
ITINERÁRIO:
CROQUI DE LOCALIZAÇÃO:
Partindo do Município de Capitão Leônidas Marques pela Rua Clementina Mioti, segue a Oeste por aproximada-.
Mente por 7 quilômetros pela estrada principal, após isso se deve virar a direita por uma estrada vicinal por mais 3
quilômetros, onde se localiza a sede de uma fazenda, o marco M17A e o M17 margeando a margem esquerda do rio Gonçalvês Dias.
OBSERVAÇÕES: Marco implantado na esquerda do Rio Gonçalves Dias .
25 o 29' 13.20465"
53 o 41' 38.83925"
H (ORTOMÉTRICA): ONDULAÇÃO GEOIDAL (N) (MapGeo2015):
VISTA GERAL DO MARCO:
BLOCO DE CONCRETO: Topo: 0,10m x 0,10m - Base: 0,20m x 0,20m - Altura:0.70m, cravado no terreno
TEMPO DE RASTREIO: RESPONSÁVEL/EMPRESA:
R4 - TRIMBLE 00:10:02 TAG - Topografia
COORDENADAS GEOGRÁFICAS UTM
MONOGRAFIA DO MARCO
LOCALIDADE: MUNICÍPIO: DATA: GD1_M17_ME RIO GONÇALVES DIAS CAPANEMA / PR 06/12/17
RELATÓRIO TÉCNICO DO LEVANTAMENTO TOPOBATIMÉTRICO NO RIO IGUAÇU E AFLUENTES – REGIÃO DO APROVEITAMENTO HIDRLÉTRICO UHE
BAIXO IGUAÇU.
EnvEx Engenharia e Consultoria S/S Ltda EPP | CNPJ 08 .418.789/0001 -07
Rua Doutor Jorge Meyer F i lho, 93 – Jard im Botânico | CEP 80210 -190 | Cur i t iba – PR Tel : (41)3053 -3487 | envex@envexengenhar ia .com.br | www.envexengenhar ia .com.br
NOME DO MARCO:
EQUIPAMENTO UTILIZADO:
DATUM HORIZONTAL: SIRGAS 2000 DATUM VERTICAL: IMBITUBA
LONGITUDE: E: 229121.707
LATITUDE: N: 7178404.890
h (ELIPSOIDAL): 255.612 FUSO: -22 252.192 M. CENTRAL 51
3.4200 DIFERENÇA DE “N1”-“N” -0.0926
DESCRIÇÃO DO MARCO:
ITINERÁRIO:
CROQUI DE LOCALIZAÇÃO:
Partindo do Município de Capitão Leônidas Marques pela Rua Clementina Mioti, segue a Oeste por aproximada-
Mente por 7 quilômetros pela estrada principal, após isso se deve virar a direita por uma estrada vicinal por mais 3
quilômetros, onde se localiza a sede de uma fazenda, o marco M17A e o M17 margeando a margem esquerda do rio Gonçalvês Dias.
OBSERVAÇÕES: Marco implantado na esquerda do Rio Gonçalves Dias .
25 o 29' 12.50745"
53 o 41' 40.01652"
H (ORTOMÉTRICA): ONDULAÇÃO GEOIDAL (N) (MapGeo2015):
VISTA GERAL DO MARCO:
BLOCO DE CONCRETO: Topo: 0,10m x 0,10m - Base: 0,20m x 0,20m - Altura:0.70m, cravado no terreno
TEMPO DE RASTREIO: RESPONSÁVEL/EMPRESA:
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4. LEVANTAMENTO BATIMÉTRICO
4.1. Definição
A batimetria é a medição da profundidade e é expressa cartograficamente por
curvas batimétricas que unem pontos da mesma profundidade com equidistâncias
verticais, à semelhança das curvas de nível topográfico. A intenção deste projeto é
facilitar a visualização gráfica dos pontos medidos utilizando o aparelho chamado
ecobatímetro. Para que as medições sejam realizadas com sucesso o ecobatímetro
utiliza sensores de ultrassom, para assim ser capaz de medir a distancia da superfície
até o fundo do ambiente que está sendo medido.
4.2. Planejamento do levantamento batimétrico
Analisando a precisão do ecobatímetro e do RTK, estabeleceu-se uma escala de
levantamento de 1/500, com base nesta escala, foi planejado o levantamento
batimétrico das seções.
Com o software HydroPro, a partir de coordenadas pré-definidas de inicio e fim
de cada seção, inseriu-se as linhas guias possibilitando a orientação durante o
procedimento de coleta dos pontos, garantindo uma melhora coleta de pontos nas
regiões pré-definidas.
Nas seções já havia marcos de referência com coordenadas corrigidas,
possibilitando que o equipamento GPS-RTK tivesse alcance do rádio e corrigisse os
pontos coletados pelo ecobatímetro simultaneamente com o GPS estivessem suas
posições reais corrigidas.
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4.3. Equipamentos e Software Utilizados
O levantamento batimétrico foi realizado a partir de uma estação móvel
composta principalmente pela embarcação de sondagem, o ecobatímetro SyQwest
Bathy 500MF (Figura 11), receptores GPS RTK R4 - Trimble (Figura 6), antena para a
recepção do sinal RTK, um notebook com o software HydroPro Navigation e o software
HidroPro Navedit em execução, uma chapa metálica para calibração do ecobatímetro e
baterias para alimentar os equipamentos.
Figura 11: Ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF
As sondagens foram determinadas pelo ecobatímetro que permite leituras
digitais de profundidade, é portátil e possui precisões que atendem ou excedem todos
os requisitos atuais da DHN para levantamentos monofeixe.
Operação em multi-frequência;
Compatibilidade com os programas de Hydrografia;
Impressora térmica;
Resolução de 1cm em profundidade;
Tela de cristal líquido;
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Saída RS232/422;
Integração GPS/NAV;
Entrada NMEA 0183;
Frequência de operação selecionável via menu - 33, 40, 50, 200kHz;
Alimentação 11-30VDC, 115/230V, 50/60Hz, < 40watts.
4.4. Execução do levantamento batimétrico
Os levantamentos batimétricos foram referenciados a marcos de concreto,
materializados na margem. Procurou-se partir dos pares de marcos instalados em cada
seção. Os locais onde os marcos estavam distantes das seções foram implantados
dois pontos de partidas, de forma que suas coordenadas foram coletadas e corrigidas
para serem utilizados temporariamente no cadastro topobatimétrico.
A batimetria foi realizada com aparelho equipado com sonar, ecobatímetro
monofeixe, interligado com RTK, que corrige o posicionamento em tempo real de uma
estação móvel através das correções diferenciais geradas na estação de referência,
GPS instalado sobre o marco, com coordenadas e altitudes pré-processadas, na
margem do rio, próximo da seção de medição (Figura 12).
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Figura 12: Esquema demonstrativo do funcionamento de um ecobatímetro.
A transmissão dos dados para a estação móvel é de extrema importância e
realizado via link de rádio com gravação em intervalos de 1s, procurando manter o
deslocamento em 1 m/s.
Para a obtenção das profundidades com o ecobatímetro é necessário somar aos
valores das sondagens a altura de imersão do transdutor do ecobatímetro, conhecido
como “draft”. O valor do “draft” está associado à montagem da estação móvel e o peso
em seu interior. Sendo assim, o “draft” foi medido quando todos os equipamentos e
componentes da equipe (timoneiro, operador e auxiliar) estavam a bordo da
embarcação de sondagem e em seus devidos lugares. A calibração do ecobatímetro
ocorreu no inicio e no final das sondagens, resultando em uma velocidade média do
som de 1481 m/s.
O posicionamento planimétrico das profundidades coletadas foi realizado através
do sistema RTK, a partir da correção de sinal enviada continuamente em tempo real via
sinal de rádio por uma estação de referência. O sistema de posicionamento RTK foi
interligado com o ecobatímetro SyQwest Bathy 500MF através do software HydroPro,
registrando simultaneamente, em tempo real, o posicionamento planimétrico e a
sondagem a uma taxa de 10 milissegundos.
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O HydroPro também gera continuamente uma simulação visual em tempo real
da navegação, com base na posição calculada pelo sistema RTK, possibilitando, desta
forma, a interação do operador e do timoneiro para manter a embarcação de sondagem
navegando ao longo das linhas planejadas, podendo-se, inclusive, visualizar o
afastamento da margem. Os pontos são gravados automaticamente na memória no
hardware do notebook.
Como nas seções levantadas não há variações bruscas do nível da lâmina
d’água, foram feitas apenas duas leituras: uma no início e outra no final do
levantamento. Entretanto, durante o levantamento não houve variações consideráveis
do nível d’água, desta forma, adotou-se como nível de redução (NR) o nível da
superfície d’água no dia do levantamento, altitude em relação ao datum de Imbituba –
SC, esta foi obtida através do transporte geodésico inicial, a partir de uma RN 1713E e
estação de monitoramento contínuo RBMC PRCV de Cascavel/PR do IBGE.
4.5. Processamento do levantamento batimétrico
O tratamento dos dados batimétricos iniciou-se com processamento no software
HydroPro. A primeira etapa consistiu-se em verificar a ocorrência de clarões na área
sondada. Esse processo foi realizado analisando os arquivos brutos de forma manual.
O processamento continuou com a edição das linhas sondadas no módulo
editing do HydroPro Navegation (Figura 13). Esse processo corresponde à visualização
do ecograma digital para retirada de profundidades espúrias (spikes) e erros de
posicionamento (tops) Neste processo também foi possível visualizar e editar a rota
percorrida pela embarcação de sondagem.
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Figura 13: Processamento de dados batimétricos no software HydroPro. Fonte: EnvEx (2017)
O resultado final do processamento e devidamente georreferenciados ao
sistema geodésico SIRGAS 2000, foi um arquivo contendo as coordenadas
planimétricas e as respectivas altitudes profundidades já corrigidas. Com o mesmo foi
possível gerar a planta batimétrica.
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5. TOPOGRAFIA CONVENCIONAL
O Objetivo dos levantamentos topográficos dessa campanha foi complementar
as seções batimétricas realizadas com o ecobatímetro. Buscou-se coletar informações
de níveis e cotas das margens em cada seção de batimetria. Para isso, consideraram-
se desníveis de aproximadamente 5 metros, quando possível.
5.1. Equipamentos de Topografia Utilizados
Para o levantamento planialtimétrico cadastral foi utilizado o equipamento
Estação Total Trimble M3 (Figura 14).
Precisão de medição de distâncias:
o Com alvo refletor 5 cm x 5 cm: 1", 2" em 1,5 m a 270 m e 3", 5” em
1,5 m a 300 m;
o Com um prisma 6,25 cm (2,5 pol): 1", 2” em 1,5 m a 3 000 m e 3",
5” em 1,5 m a 5 000 m;
Medição de ângulos com Precisão DIN 18723 (horizontal e vertical) em 1",
2"/0,5 mgon e 3"/1,0 mgon, 5"/1,5 mgon;
Campo de visão da luneta em 1°20' e poder de resolução em 3", 5";
128 MB de memória RAM e 128 MB de memória Flash;
Intervalo de temperatura de funcionamento entre –20 °C e +50 °C
Correção de pressão barométrica de 400 mmHg a 999 mmHg/533 hPa a
1 332 hPa;
Proteção contra pó e água IP66
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Figura 14: Estação Total Trimble M3. Fonte: Trimble (2017)
Para coletar as informações de cotas das seções, utilizou-se em conjunto com a
estação total um prisma topográfico Leica GPR111(Figura 15). Este equipamento é um
espelho circular, de duas faces, utilizado acoplado a um bastão graduado e que tem
por finalidade refletir o sinal emitido pela estação total, precisamente na mesma direção
em que foi recebido, proporcionando assim que o equipamento calcule à distância de
reflexão.
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Figura 15: Prisma Leica GPR111. Fonte: LEICA (2017)
5.2. Software de Processamento
O processamento das poligonais e irradiações foi realizado no Sistema Posição.
Este, por sua vez, é um aplicativo profissional integrado ao AutoCAD, que permite a
elaboração de cálculos e desenhos de levantamentos topográficos com funções que
abrangem desde a transferência e/ou digitação de dados de Estações Totais e GPS até
a edição final dos desenhos.
O aplicativo Posição (módulo de topografia e volumes) foi utilizado para baixar
os arquivos da Trimble M3, onde foram processados os dados a partir das
coordenadas geradas pelo GPS, gerando toda a grade de pontos já apresentadas
anteriormente.
5.2.1. Processamento dos dados Topográficos
Os dados de caderneta, planilha de cálculo de poligonais e resultado das
irradiações são apresentados em planilhas dentro do software. A Figura 16 apresenta o
modelo de como são organizadas essas planilhas.
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Figura 16: Modelo de planilha no softawe de processamento de dados.
5.3. Resultado do Levantamento Topográfico
Nas seções dos rios Silva Jardim, Gonçalves Dias e Floriano a batimetria foi
realizada com utilização da estação total, devido às baixas profundidades.
Para isso, o prisma foi posicionado em várias verticais da seção, de forma que
fosse possível obter as informações de cotas do leito (Figura 17). Anotou-se a altura da
lâmina das réguas em todas essas seções para obter assim a profundida dos rios.
Tomaram-se partidas nos marcos implantados, uma vez que foi feito o nivelamento das
réguas e realizado o levantamento topobatimétrico na seção inteira, de margem a
margem dos afluentes.
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Figura 17: Levantamento topobatimétricos com estação total e prisma.
A Figura 18 demonstra o momento das coletas de pontos planialtimétricos de
topografia convencional.
Figura 18: Coleta de informações de cotas da margem com estação total.
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Como resultado dos trabalhos de topografia, produziu-se uma restituição
topográfica do terreno. A Tabela 3 apresenta um resumo das atividades realizadas nas
quatorze seções do estudo.
Tabela 3: Resumo de atividades realizadas nas quatorze seções de levantamentos.
Complemento das seções Batimétricas 11 Seções
Levantamentos Topobatimétricos 3 Seções
Nivelamento de réguas 1
Datum Horizontal SIRGAS2000
Datum Vertical Marégrafo de Imbituba-SC
Equidistância de curvas de nível 1m (auxiliares), 5m (mestras)
Através dos levantamentos planialtimétricos realizados na área em estudo foi
possível obter com exatidão os complementos dos perfis das seções batimétricas
obtendo as informações não apenas do fundo do rio, mas também dando continuidade
as seções até as ombreiras de cada seção. Bem como o cadastramento do modelo
topográfico do terreno.
O resultado deste levantamento é uma linha de pontos com coordenadas E, N, Z
(leste, norte e altitude), apresentando nas linhas de cor marrom da Figura 19, a partir
do qual foi elaborada uma restituição topográfica com curvas de nível equidistantes em
1,0 m, que fornece informações com precisão suficiente para a concepção do arranjo,
bem como levantamentos quantitativos de volumes dos perfis.
Figura 19: Perfil da margem após processamento dos dados.
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6. RESULTADOS
Os dados brutos e processados referentes à instalação dos RN’s, aos
levantamentos batimétricos e à topografia convencional das margens, serão
encaminhados em anexo a este documento.
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANEEL, Superintendência de Gestão e Estudos Hidroenergéticos – SGH. Diretrizes para elaboração de serviços de cartografia e topografia, relativos a estudos e projetos de aproveitamentos hidrelétricos. Brasília: ANEEL, 2009.
BRASIL, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Recomendações para Levantamentos relativos estáticos – GPS. Brasília: IBGE, 2008. p.35.