Avaliação das alterações hidrológicas a jusante de barragens por meio de análise de sensibilidade à variação de variáveis de projeto

Abstract

A construção de barragens tem trazido uma série de benefícios à sociedade, porém também pode trazer impactos negativos. Dentre os impactos negativos, esta dissertação focou os impactos hidrológicos. Este trabalho propõe-se avaliar as alterações hidrológicas a jusante de barragens por meio da análise de sensibilidade à variação da capacidade de armazenamento, demandas hídricas do reservatório, tipologia do vale e vazão remanescente para diferentes regimes hídricos. Para a execução deste tipo de abordagem foram simuladas as alterações impostas pelas barragens em dois regimes hidrológicos distinto (um perene e um intermitente). Uma vez de posse das séries de vazão dos períodos pré e pós impacto, foi possível avaliar e classificar tais alterações por meio de duas metodologias existentes, o Indicators of Hydrological Alteration (IHA) e o Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). Em seguida foi executada a análise de sensibilidade das alterações hidrológicas frente a variação das variáveis de projeto utilizando Planejamento Fatorial. As alterações hidrológicas afetaram de forma distinta e com diferentes graus cada grupo de parâmetros hidrológicos do IHA. Em alguns casos foi possível identificar um comportamento diferente entre os experimentos de uso consuntivo e não consuntivo, demonstrando o poder de alteração da demanda sobre o regime hidrológico. Quanto à classificação do DHRAM, os resultados obtidos indicam que as barragens causam impactos relevantes: 75% dos experimentos tiveram o trecho de rio classificado como alto risco de impacto ou condição severamente impactada (Classe 4 ou 5). Através do Planejamento Fatorial duas variáveis de projeto demonstraram ter importância (em efeito e magnitude) nos estudos das alterações hidrológicas decorrente da implantação de barragens: a demanda e a vazão remanescente. Foi demonstrado que o estudo das alterações hidrológicas com as metodologias existentes pode ser feito ainda na fase de projeto, e a escolha de um cenário com menor impacto pode ser feita com base em variáveis de projeto como demanda e vazão remanescente.

The construction of dams brings a number of benefits to the society, but may have negative impacts. Among the negative impacts this dissertation focus on the hydrological impacts. This study aimed to assess the downstream hydrological changes caused by dams through a sensitivity analysis to changes in storage capacity, the reservoir water demands, typology of the valley and flow requirements for different flow regimes. For the implementation of this approach changes imposed by dams in two distinct regimes of river (a perennial and an intermittent) were simulated. In possession of the flow series of pre and post impact period it was possible to evaluate and classify the hydrological changes with two existing methodologies, the Indicators of Hydrological Alteration (IHA) and the Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM). After this step it was performed a sensitivity analysis of hydrological changes due to variation of the design variables using Factorial Design. Hydrological changes affected in different ways and with different degrees each group of hydrological parameters of the IHA. In some cases it was possible to identify different behavior between experiments of consumptive and non-consumptive water use, demonstrating the power of change of the water demand on the hydrological regime. The results obtained with DHRAM classification, indicated that dams cause significant impacts to the rivers, 75 % of trials had the reach of river classified as high risk of impact or severely impacted condition (Class 4 or 5). Through the Factorial Design two design variables shown to be important (in effect and magnitude) in studies of hydrological changes resulting from the implementation of dams: the water demand and flow requirements. It has been established that the study of hydrological changes with the existing methodologies can be made even during the design phase, and the choice of a scenario with less impact can be done based on key design variables such as water demand and flow requirements