Dimensionamento de reservatórios em região semiárida utilizando séries sintéticas

Abstract

O atual cenário de escassez hídrica torna necessária a implementação de práticas de planejamento e gestão que aumentem a disponibilidade de água e diminua os conflitos pelo seu uso. Desse modo, a implantação de reservatórios de regularização representa uma alternativa eficaz que possibilita a redistribuição das vazões, aumentando a disponibilidade hídrica no período de estiagem, atendendo as demandas sazonais durante o ano além de possibilitar o uso da disponibilidade potencial, representada pela vazão média de longo termo. É importante que o dimensionamento dessas estruturas seja apropriado ao atendimento das necessidades da região e, ao mesmo tempo viável economicamente. Um fator que interfere diretamente nas estimativas de capacidade do reservatório é a decorrente falta de dados fluviométricos nas bacias hidrográficas devido a falhas na coleta e armazenamento de dados. Diante desse fato, estudos com o uso de séries sintéticas de vazões vem sendo desenvolvidos como uma alternativa para estimar a capacidade dos reservatórios em locais não monitorados. O objetivo desse estudo foi avaliar a eficiência de metodologias que utilizam séries sintéticas no dimensionamento de reservatórios de regularização de vazão considerando demandas fixas e variáveis no tempo em uma região semiárida. Em um primeiro momento, foram analisadas as estimativas da capacidade do reservatório para uma demanda fixa no tempo com e sem a associação ao período de retorno, para as metodologias que fazem uso das séries sintéticas a partir de dados observados (MSSo) e regionalizados (MSSr), e dois métodos usados como base comparativa: método de regionalização da capacidade do reservatório (RCRes) o método da regionalização da curva de regularização (RCReg). Todas as metodologias foram testadas com diferentes valores de percentagem da vazão média de longo termo (Qmlt). Em um segundo momento considerou-se uma demanda variável no tempo nas estimativas da capacidade dos reservatórios pelos métodos MSSo, MSSr e RCRes associados ou não a um período de retorno em três diferentes cenários de utilização da vazão passível de regularização. As metodologias analisadas foram avaliadas pelo coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe ajustado (E1) e pelo Índice de qualidade de dimensionamento de reservatório (IQD). Os métodos que utilizam as séries sintéticas quando associadas ao período de retorno (MSSo T e MSSr T) se destacaram com os melhores desempenhos, estimando valores mais próximos da série original o que mostra a adequação no uso dessas metodologias para estimar a capacidade de reservatórios em locais sem monitoramento em condições semiáridas.The current scenario of water scarcity makes 1t necessary to implement planning and management practices that increase the water availability and reduce conflicts related to 1ts use. Thus, the implementation of regularization reservolrs represents an effective alternative that allows the redistribution of flows along the time, increasing the water availability during the dry season, which 1s essential to fulfill seasonal demands throughout the year. Regularization reservoirs also enable the use of potential availability, represented by the long-term average flow. The design of these structures must be appropriate to attend the water demand of the region while being economically viable. One factor that directly interferes in the estimates of reservolr capacity 1s the lack of fluviometric data due to poor limited collection and storage. Therefore, in order to address these needs, studies with the use of synthetic flows series have been developed as an alternative to estimate the reservoir capacity in ungauged stream sections. The objective of this study was to evaluate the efficiency of methodologies that use synthetic series to design streamflow regulation reservoirs for semi-arid region considering fixed and variable demands. First, we analyzed the reservoir capacity estimates considering a fixed time demand with and without associate a return period, for the methodologies that use the synthetic series from observed (MSSo) and regionalized data (MSSr), and two methods used as comparative basis: reservoir capacity regionalization method (RCRes) and the regionalization method of the regularization curve (RCReg). All methodologies were tested with different percentage values of the streamflow to be regularized. In a second moment, we considered a time-varying demand to estimate the reservoir capacity using the MSSo, MSSr and RCRes methods associated with a frequency factor for three different scenarios of streamflow regularization. The analyzed methodologies were evaluated by the adjusted Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (El) and by the reservoir design quality index (IQD). The methods that use the synthetic series when associated to a return period (MSSo T and MSSr T) stood out as the best performances, they estimated values closer to the observed data series showing adequacy 1n the use of these methodologies to estimate the reservoir capacity for ungauged stream section in semi-arid conditions.