Vazão de um rio: o que é e como se mede

O que é vazão

Vazão, também chamada de descarga, é o volume de água que passa por uma seção do rio em cada unidade de tempo. O USGS a descreve como o volume de água que se move rio abaixo por unidade de tempo, em pés cúbicos por segundo ou galões por dia ¹. O glossário do DNIT define a vazão como a quantidade de fluido que atravessa uma seção transversal por unidade de tempo ⁴. No Brasil, a unidade usada é o metro cúbico por segundo (m³/s), o que equivale a 1.000 litros passando a cada segundo.

Seção transversal é o corte do rio feito perpendicularmente ao sentido do escoamento. Ela mostra a largura, a profundidade e a forma do leito e das margens ⁴. O USGS dá o fator para trocar de unidade: 1.000 pés cúbicos por segundo equivalem a 28,3 m³/s ³.

Vazão não é velocidade. A velocidade diz quão rápido a água anda, em metros por segundo. A vazão diz quanta água passa, e depende da velocidade e do tamanho da seção.

A conta: área vezes velocidade

Em geral, a vazão de um rio é calculada multiplicando a área da seção por onde a água passa pela velocidade média da água nessa seção ¹. Em símbolos, Q = A × V. Um estudo no Encontro das Águas, em Manaus, define a velocidade média da seção justamente como a vazão dividida pela área ⁵. A tabela traz as medições de outubro de 2014, com águas baixas.

Rio (outubro de 2014)	Área da seção (m²)	Velocidade média (m/s)	Vazão (m³/s)
Negro	65.839	0,37	24.510
Solimões	45.560	1,42	63.380

Os números da tabela vêm das medições de campo de 2014 ⁵. Eles são medianas de vários perfis, por isso o produto não fecha de forma exata, mas fica bem próximo. O que importa é o contraste: no Negro, a água anda devagar, mas a seção é grande. No Solimões, a seção é menor e a água é bem mais rápida, e a vazão resulta maior ⁵. Em abril e maio de 2015, com águas mais altas, as vazões medidas foram de 33.501 m³/s no Negro e 105.205 m³/s no Solimões ⁵.

Como se mede

Medir a vazão de um rio grande não é simples, e o caminho costuma ter duas etapas. A primeira é medir o nível da água. A segunda é medir a vazão em vários níveis para depois converter um em outro.

Instrumento	O que mede	Como funciona
Régua linimétrica	Nível da água	Escala fixada no rio, com leitura direta da altura da superfície 4
Poço com boia ou sensor de pressão	Nível, com registro contínuo	Guarda o nível em intervalos regulares, em geral de 15 minutos 1
Medidor de corrente (molinete hidrométrico)	Velocidade em pontos da seção	Mede velocidade e profundidade em vários pontos ao longo de uma linha atravessando o rio 1
ADCP (perfilador acústico)	Velocidade e profundidade	Usa o efeito Doppler para medir a velocidade da água 1
Curva-chave	Converte nível em vazão	Relação entre nível e vazão em uma seção do rio 4

O nível é a altura da superfície da água acima de um ponto de referência de altitude conhecida ¹. Ler a régua dá o nível, mas não a vazão. Para chegar à vazão, mede-se a descarga com medidor de corrente ou ADCP em uma faixa ampla de níveis, e cada medição de vazão fica associada a um nível ¹. Com esses pares, monta-se a curva-chave. Depois, o nível registrado sem parar é convertido em vazão contínua pela curva ¹. No medidor de corrente, o rio costuma ser medido em 25 a 30 pontos distribuídos na seção ¹. As campanhas de 2014 e 2015 no Encontro das Águas usaram ADCP ⁵.

A curva-chave precisa de revisão. O USGS faz medições de vazão na maioria das suas estações a cada 6 a 8 semanas, para cobrir toda a faixa de níveis ¹. As novas medições também servem para ajustar a curva, porque o canal muda com erosão, depósito de material, crescimento de vegetação, detritos ou gelo ¹. Em rios que serpenteiam, as mudanças podem ser grandes. O mesmo USGS registra que o Mississippi encurtou 218 milhas (cerca de 350 km) entre Cairo e Nova Orleans, de 1766 a 1885, por causa de 18 cortes de curvas ³. O assunto está no texto sobre meandros de rio.

Vazão média, máxima e mínima

A vazão não é um número único. Ela varia de hora em hora e de estação em estação. O gráfico da vazão em função do tempo, em um ponto do rio, chama-se hidrograma ⁴. A vazão de base é a parte que vem da água subterrânea, observada em longos períodos sem chuva ⁴. A vazão máxima aparece depois de chuvas fortes.

O USGS mostra o contraste em um pequeno rio urbano, o Peachtree Creek, em Atlanta. A vazão de base era de cerca de 25 pés cúbicos por segundo (0,7 m³/s). Em 6 de maio de 2003, o pico instantâneo chegou a 6.960 pés cúbicos por segundo (cerca de 197 m³/s) ². A mesma fonte observa que, em uma bacia pequena, uma tempestade pode multiplicar por 100 a água que passa por minuto, mas o rio sobe e desce em horas. Rios grandes demoram dias para subir e descer, porque a água que caiu muito longe, rio acima, leva tempo para passar ². Em situação de risco, siga as orientações da Defesa Civil do seu município ou do seu estado.

A média também depende do período. O USGS dá o exemplo do rio Colorado: a vazão média perto da foz caiu de cerca de 22.000 pés cúbicos por segundo, de 1903 a 1934 (cerca de 620 m³/s), para menos de 4.000, de 1951 a 1980 (cerca de 113 m³/s), principalmente por desvios de água. Em 1984, com chuva recorde, a média do ano foi de 17.500 (cerca de 495 m³/s) ³. A curva de permanência, descrita pelo DNIT, mostra com que frequência uma vazão é igualada ou excedida no período de registro ⁴. O comportamento ao longo do ano é o regime do rio, tema do texto sobre regime fluvial.

Comparando grandes rios

O relatório do USGS lista rios considerados grandes por três critérios: comprimento, área da bacia e vazão média na foz ³. A tabela mostra como o Mississippi e o Missouri se saem em cada um, com dados da maior parte do período de 1951 a 1980.

Rio	Vazão média na foz	Em m³/s (conversão)	Comprimento	Área da bacia
Mississippi (sem Atchafalaya e Red)	593 mil pés³/s	cerca de 16.800	2.340 milhas	1,15 milhão de mi²
Missouri	76,2 mil pés³/s	cerca de 2.160	2.540 milhas	529 mil mi²

Todos os valores da tabela vêm do relatório do USGS ³. O Missouri lidera em comprimento, e o Mississippi em vazão e em área. Considerando todo o sistema do Mississippi, com Atchafalaya, Red e Missouri, a média da descarga sobe para 651 mil pés cúbicos por segundo (cerca de 18.400 m³/s) ³. A pergunta "qual é o maior?" só tem resposta depois de escolher o critério. O texto Qual é o maior rio do mundo? aprofunda essa ideia. No mapa da Bacia do Mississippi-Missouri do Atlas de rios, que é esquemático e fora de escala, os dois rios aparecem juntos, mas o mapa não serve para estimar vazões.

Na Amazônia, as medições de 2014 e 2015 deram de 63.380 a 105.205 m³/s só no Solimões, antes do encontro com o Negro ⁵. Uma revisão de 2011 traz médias de cerca de 100 mil m³/s para o Solimões e 30 mil m³/s para o Negro ⁶. Comparando fontes distintas, a média do Solimões equivale a cerca de seis vezes a do Mississippi. A conta mistura publicações, métodos e períodos diferentes, então dá só a ordem de grandeza.

No Brasil, o Atlas da ANA diz que os rios brasileiros carregam uma vazão média anual de 8.160 km³ ⁷. Dividido pelos segundos de um ano, cerca de 31,5 milhões, isso dá cerca de 259 mil m³/s, conta feita pela equipe. O mesmo Atlas informa que 80% da disponibilidade de água fica na Região Hidrográfica Amazônica ⁷, e a página atual da ANA fala em 81% ⁸. Como as publicações trazem números um pouco diferentes, cite sempre a fonte e o ano. O que acontece com a água quando o rio chega ao mar é assunto do texto sobre delta e estuário.

Erros comuns

• Confundir vazão com velocidade. O Negro tem água lenta, mas vazão grande, porque a seção é larga e funda ⁵.
• Achar que a vazão é um número fixo. Ela muda com a chuva, com as estações e com o uso da água ²³.
• Achar que o rio mais longo é o de maior vazão. O Missouri é mais longo que o Mississippi, mas tem vazão média bem menor na foz ³.
• Comparar números de fontes, anos e métodos diferentes sem avisar. As conversões e os períodos mudam o resultado ³⁶.
• Misturar unidades. Há valores em pés cúbicos por segundo, em m³/s e em km³ por ano; é preciso converter antes de comparar ³⁷.

Perguntas frequentes

O que é a vazão de um rio?

É o volume de água que passa por uma seção do rio em um intervalo de tempo, em m³/s no Brasil ¹⁴.

Como se calcula a vazão?

Multiplica-se a área da seção pela velocidade média da água nessa seção: Q = A × V ¹.

Como se mede a vazão de um rio grande?

Mede-se o nível com régua ou sensores, mede-se a vazão com medidor de corrente ou ADCP em vários níveis e monta-se uma curva-chave que converte nível em vazão ¹⁴.

Rio longo tem sempre vazão alta?

Não. O Missouri é mais longo que o Mississippi, mas sua vazão média na foz é bem menor ³.