Modelagem da dinâmica de água em pequenas barragens

Abstract

Pequenos reservatórios desempenham um papel fundamental no desenvolvimento agrícola na região do Cerrado brasileiro, contribuindo para melhorar a distribuição temporal da água, e aumentando a disponibilidade hídrica nos meses secos, reduzindo a vulnerabilidade das comunidades rurais à seca. O principal objetivo deste estudo foi desenvolver um modelo de simulação dinâmica, baseado no método da dinâmica do sistema (SD), para avaliar, ao longo do tempo a dinâmica de água em uma pequena barragem e o risco de não atendimento da demanda hídrica prevista. Os dados diários de vazão afluente ao reservatório foram obtidos da base de dados da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa Cerrados) para o período de outubro de 2009 a setembro de 2011 e estendido, por meio de modelagem, a junho de 2015. O modelo desenvolvido foi calibrado e validado com dados históricos. As principais variáveis que influenciam na variação no volume de água do reservatório foram avaliadas por meio de análise de sensibilidade. Os resultados indicaram que a vazão afluente é variável que mais influenciou na variação do volume de água no reservatório, seguida da área do espelho d’água e das perdas por evaporação e infiltração, que, juntas, representaram uma retirada de água da barragem equivalente a 14,4% da vazão afluente. De acordo com os resultados da análise de risco de não atendimento da demanda hídrica prevista, em 85,9% do tempo o nível da água no reservatório esteve acima do nível crítico, e 81,6% da água estava disponível para atender a demanda hídrica. A pequena barragem oferece um risco de não atender a demanda hídrica da comunidade em pelo menos 18% do tempo. Palavras-chave: Sistema Dinâmico. Pequenas barragens. Recursos hídricos. Análise sensitiva. Pequenos irrigantes. Hidrologia. Simulação.

Small reservoirs play a key role in agricultural development in the Brazilian Cerrado region, contributing to improve the temporal distribution of water, and increasing water availability in the dry months, reducing the vulnerability of rural communities to drought. The main objective of this study was to develop a dynamic simulation model, based on the system dynamics (SD) method, to evaluate, over time, the water dynamics in a small dam and the risk of not meeting the predicted water demand. Daily data on inflow into the reservoir were obtained from the database of the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa Cerrados) for the period from October 2009 to September 2011 and extended, through modeling, to June 2015. The model developed has been calibrated and validated with historical data. The main variables that influence the variation in the volume of water in the reservoir were evaluated through sensitivity analysis. The results indicated that the inflow is the variable that most influenced the variation of the volume of water in the reservoir, followed by the area of the water mirror and the losses by evaporation and infiltration, which together represented a withdrawal of water from the dam equivalent to 14.4% of the influent flow. According to the results of the risk analysis of not meeting the predicted water demand, in 85.9% of the time the water level in the reservoir was above the critical level, and 81.6% of the water was available to meet the water demand. The small dam poses a risk of not meeting the community's water demand at least 18% of the time. Keywords: Dynamic System. Small dams. Water resources. Sensitive analysis. Small irrigants. Hydrology. Simulation.