Reservatórios de acumulação de água: novas propostas para o dimensionamento e representação dos seus efeitos

Abstract

Um dos principais problemas enfrentados na atualidade é a dificuldade em atender à demanda de água requerida pela sociedade, sendo utilizado para esta finalidade o processo de armazenamento de água em reservatórios. A implantação de reservatórios de regularização modifica a distribuição das vazões nos rios, ocorrendo um aumento do valor da vazão mínima disponível, que tende a se aproximar do valor da vazão média de longa duração. O aumento da disponibilidade hídrica, por sua vez, possibilita que as outorgas de direito de uso da água sejam concedidas para um maior número de usuários. Considerando a aleatoriedade da ocorrência das vazões, ou seja, a impossibilidade da previsão de ocorrências a longo prazo, não é possível prevê-se com precisão o tamanho da reserva de água necessária para suprimento das demandas de períodos de seca no futuro. Os gestores de recursos hídricos têm buscado, cada vez mais, o aprimoramento das técnicas de dimensionamento de reservatórios. Na ótica da simplicidade, sem fugir a uma base técnico-científica, o método das diferenças acumuladas é um método expressivamente difundido, mas com limitações referentes à dependência em relação às características da base de dados disponível. Dividiu-se o trabalho em dois artigos científicos, sendo que no Artigo I objetivou-se avaliar o impacto do uso de reservatórios de regularização na disponibilidade hídrica ao longo da hidrografia, sendo, para tanto, feito um estudo de caso para a bacia do ribeirão Entre Ribeiros. Neste artigo foi realizada a avaliação do impacto da construção de reservatórios na disponibilidade hídrica com base no efeito que o armazenamento de água potencializa em relação à substituição das vazões superpostas por vazões distribuídas no tempo e na possibilidade de consideração do critério de outorga para barramentos em substituição ao critério de outorga a fio d água. Considerando a substituição das vazões superpostas por vazões distribuídas no tempo o aumento da potencialidade de utilização dos recursos hídricos foi de até 60% e quando da consideração do critério de outorga para barramentos em substituição ao critério de outorga a fio d água houve um aumento na disponibilidade hídrica de até 1610%. No Artigo II objetivou-se propor modificações no método das diferenças acumuladas que permitam superar as limitações referentes à dependência do ano de início da série histórica e à impossibilidade de associar a capacidade do reservatório a um período de retorno. A fim de alcançar a independência do ano de início da série histórica foi proposta a criação de séries sintéticas e visando associar a capacidade do reservatório a um fator de frequência (período de retorno) se aplicou a distribuição de Gumbel aos valores de capacidade estimados a partir destas séries. Considerando valores de β (proporção da vazão média a ser regularizada) maiores ou iguais a 0,75 a criação de séries sintéticas foi de grande eficiência para superar as limitações referentes à dependência do ano de início da série histórica, assim como a associação da capacidade do reservatório a períodos de retorno maiores ou iguais ao número de anos das séries de dados foi de grande aplicabilidade.

One of the main problems faced nowadays is the difficulty in supplying the water demand required by society, being used for this purpose the process of water storage in reservoirs. The construction of regularization reservoirs modifies the streamflows distribution in rivers, occurring an increase of the value of available low flow, which tends to approach of average streamflow value. The increase of water availability, in turn, enables that water use grants are granted for a larger number of users. Considering the randomness of the streamflow occurrence, in other words, the impossibility of occurrences predicting in long-term, it is not possible to predict accurately the size of water reserve that is needed to supply the demands of drought periods in the future. The water managers have increasingly sought improvements in the techniques of sizing reservoirs. In the perspective of simplicity, without escaping at a technical-scientific basis, the accumulated difference method is an expressively diffused method, but with limitations regarding the dependence on the characteristics of the available database. The work was divided in two papers, and in Paper I the objective was to evaluate the impact of use of regularization reservoirs on water availability along the hydrography, and, for that, was made a case study for Entre Ribeiros river basin. The impact of reservoir construction on water availability was evaluated based on the effect that water storage potentiates in relation to the replacement of superposed flows by flows distributed in time and in the possibility of considering the criteria for conceding water use grants in conditions of water storage replacing to the criteria used in natural conditions. Considering the replacement of superposed flows by flows distributed in time the increase in potentiality of water resources use was up to 60% and at the consideration of the criteria for conceding water use grants in conditions of water storage replacing to the criteria used in natural conditions there was an increase in water availability up to 1,610%. In Paper II the objective was to propose modifications in accumulated differences method to overcome the limitations related to the dependence of the database start year and the impossibility to combine the reservoir capacity to a return period. In order to achieve the independence from database start year was proposed the creation of synthetic series and aiming to associate the reservoir capacity to a frequency factor (return period) was applied the Gumbel distribution to the capacity values estimated from these series. Considering β values (proportion of the average streamflow to be regularized) greater than or equal to 0.75 the creation of synthetic series was of great efficiency to overcome the limitations related to the dependence of database start year, as well as the association of the reservoir capacity to return periods greater than or equal the number of years of database was of great applicability.