Publicação: Otimização do aproveitamento hídrico superficial na bacia hidrográfica do rio Araguari, Triângulo Mineiro
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ENGENHARIA HIDRAULICA::HIDROLOGIA, CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS::PLANEJAMENTO INTEGRADO DOS RECURSOS HIDRICOS
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Resumo
A gestão dos recursos hídricos proporciona um melhor aproveitamento, controle e conservação
das águas, porém, a complexidade deste planejamento está em atender os usos múltiplos de
forma integrada e otimizada para todo o sistema. Para que a sustentabilidade do sistema seja
eficiente, a alocação das disponibilidades hídricas entre os seus múltiplos usos deve ser feita
em conciliação com as questões ambientais. A otimização de um sistema de recursos hídricos
é um problema complexo de engenharia, sendo necessária uma formulação matemática, atrelada a algoritmos computacionais, para que se consiga descrever sua dinâmica natural. Esta é
uma área em desenvolvimento, mas que já apresenta ferramentas capazes de gerar soluções
aplicáveis à realidade. Dentre elas se destaca o módulo OPTIGES, vinculado ao software de
planejamento e gerenciamento de bacias hidrográficas AQUATOOL. Neste contexto, por meio
do módulo OPTIGES, este estudo buscou otimizar o aproveitamento hídrico superficial na bacia do rio Araguari, a qual é composta por diversos rios e reservatórios para aproveitamentos
hidroelétricos em cascata, além de uma série de outorgas consuntivas. Foram avaliadas metodologias e critérios utilizados na estimativa da vazão de referência (Q7,10), base para processos
de outorga. Para cálculo da vazão Q7,10 foi utilizada a metodologia fornecida pelo Atlas Digital
das Águas de Minas, sendo realizada também uma comparação com os valores obtidos pelo
método de distribuição de probabilidade de Weibull. As diferenças relativas encontradas entre
estas metodologias foram significativas, onde, em 75% dos trechos analisados ao longo da bacia, este valor foi superior a 10%, atingindo um máximo de 161%. Os resultados mostraram
que, dependendo do método utilizado, o potencial de aproveitamento hídrico pode ser limitado,
assim como ecossistemas que dependem da vazão mínima residual (50% da Q7,10) podem estar
ameaçados. No que se refere ao estudo de otimização do aproveitamento hídrico ao longo da
bacia, foram avaliados critérios sazonais para a estimativa da vazão Q7,10 frente ao critério atual
(50% da Q7,10 anual). Adotando duas estações ao longo do ano (chuvosa e seca), os resultados
encontrados mostraram um aumento da vazão disponível considerando a sazonalidade dos regimes fluviométricos, onde, para o período chuvoso, os valores de Q7,10 foram em média 47%
maiores que aqueles obtidos pelo critério anual, e para o período seco, em média 10% superiores. Também foi realizada uma análise do percentual máximo da Q7,10 a ser outorgado, buscando
indicar qual porcentagem representaria uma maior eficiência na otimização do aproveitamento
hídrico. Os resultados mostraram que a transição de 50% para 70% da Q7,10 como critério de
outorga teve o maior impacto no aumento da disponibilidade para captação e na solução de
conflitos pelo uso da água. No que se refere às áreas críticas com conflitos entre demandas
consuntivas, foram estimados racionamentos necessários em períodos de estiagem para que o
volume outorgado não atingisse a vazão mínima residual de 50% da Q7,10. Os valores máximos
de cortes no volume captado obtidos chegaram a 55%. Apesar disto, a situação geral na bacia
hidrográfica quanto à disponibilidade dos recursos hídricos é confortável, principalmente próximo aos rios principais, onde o volume outorgado não chega a 30% do permitido, e junto aos
quatro grandes reservatórios (Nova Ponte, Miranda, Capim Branco 1 e Capim Branco 2) do rio
Araguari, onde o potencial ainda existente para captação se mostra favorável, com capacidade
para abastecer cidades do porte de Uberlândia.
Abstract
The management of water resources provides a better use, control and conservation of water,
however, the complexity of this planning is to attend multiple uses in an integrated and optimized way for the entire system. In order for the sustainability of the system to be efficient, the
allocation of water availability among its multiple uses must be made in conciliation with environmental issues. The optimization of a water resources system is a complex engineering
problem, requiring a mathematical formulation, coupled with computational algorithms, to be
able to describe its natural dynamics. This is an area in development, but it already presents
tools capable of generating solutions applicable to reality, among them the OPTIGES module
linked to the AQUATOOL Decision Support System. In this context, through the OPTIGES
module, this study sought to optimize the surface water utilization in the Araguari river basin,
which is composed of several rivers and cascade hydroelectric reservoirs, in addition to a series
of consumptive grants. Methodologies and criteria used to estimate the reference flow (Q7,10),
basis for granting processes, were evaluated. In order to calculate the Q7,10 flow rate, the methodology provided by Atlas Digital das Águas de Minas was used, and a comparison was made
with the values obtained by the Weibull probability distribution method. The relative differences found among these methodologies were significant, where, in 75% of the stretches analyzed along the basin, this value was higher than 10%, reaching a maximum of 161%. The
results showed that, depending on the method used, the potential for water utilization may be
limited, as well as ecosystems that depend on the minimum residual flow (50% of Q7,10) may
be threatened. Regarding the study of optimization of the water use along the basin, seasonal
criteria were evaluated for the estimation of flow Q7,10 against the current criterion (50% of
annual Q7,10). By adopting two seasons throughout the year (rainy and dry), the results showed
an increase in the available flow considering the seasonality of fluviometric regimes, where, for
the rainy season, Q7,10 values were on average 47% higher than those obtained by the annual
criterion, and for the dry period, on average 10% higher. An analysis of the maximum percentage of Q7,10 to be granted was also carried out, aiming to indicate which percentage would represent a greater efficiency in the optimization of the water use. The results showed that the
transition from 50% to 70% of Q7,10 as a concession criterion had the greatest impact on increasing water availability and conflict resolution. Regarding the critical areas with conflicts
between demands, rationing was necessary in drought periods so that the volume granted did
not reach the residual minimum flow rate of 50% of Q7,10. The maximum values of cuts in the
obtained volume reached 55%. Despite this, the general situation in the river basin and the
availability of water resources is comfortable, especially close to the main rivers, where the
volume granted does not reach 30% of the allowed, and next to the four large reservoirs (Nova
Ponte, Miranda, Capim Branco 1 and Capim Branco 2) of the Araguari river, where the potential
still exists for captation is favorable, with capacity to supply cities of the size of Uberlândia.
Palavras-chave
Recursos hídricos, Otimização, AQUATOOL, OPTIGES, Rio Araguari, Vazão de referência, Optimization, Reference flow, Water resources, Grants
Citação
JHUNIOR, H. C. S. Otimização do aproveitamento hídrico superficial na bacia hidrográfica
do rio Araguari, Triângulo Mineiro. 2017. 252 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.