Avaliação da capacidade de amortecimento de vazões pelas usinas hidrelétricas na bacia hidrográfica do rio Taquari-Antas/RS

Abstract

Na bacia hidrográfica do Rio Taquari-Antas, no Rio Grande do Sul, é comum a ocorrência de inundações que atingem cidades localizadas próximas às margens do rio, como Lajeado, Estrela e Encantado. No rio das Antas, à montante destas cidades, estão localizadas as Usinas Hidrelétricas (UHE) Castro Alves, UHE Monte Claro e UHE 14 de Julho, operadas pela Companhia Energética do Rio das Antas (CERAN). Visando a contribuir para o controle das inundações na bacia, este Trabalho de Conclusão de Curso analisou o efeito do uso de reservatórios para controlar eventos de inundação, primeiro a partir da análise dos sistemas existentes (usinas hidrelétricas a fio d’água) e depois analisando um cenário hipotético (definição do volume de espera necessário). A análise foi realizada a partir da geração de hidrogramas de eventos de cheia, com tempos de retorno (TR) de 2, 5, 10, 15, 25, 30 e 50 anos, utilizando o método de estatística de hidrogramas, e depois estes foram propagados em cada reservatório pelo método de Puls modificado. Ainda, foram consideradas duas condições iniciais para a cota inicial do nível d’água nos reservatórios: a) cota inicial igual à cota da base da barragem (soleira) e b) cota inicial igual à cota da crista do vertedor. Os resultados indicaram que, em qualquer situação de preenchimento dos reservatórios, a capacidade de redução do pico de vazão de cheia é de 1,06% a 1,4% na UHE Castro Alves, de 0,39% a 0,61% na UHE Monte Claro e de 1,1% a 1,37% na UHE 14 de Julho, pois os reservatórios atingem seu armazenamento máximo logo no início dos eventos e, assim, não resultam em diferenças significativas para o pico. Para amortecer o hidrograma simulado de TR de 50 anos que chega à UHE 14 de Julho para uma vazão máxima com TR de 2 anos seria necessário um volume para reservação de 1.171,88hm³ e para uma entrada com TR de 100 anos, 1.568,93hm³. Caso possuíssem um reservatório totalmente destinado ao controle de cheias, o volume total das três UHE juntas representaria, respectivamente, 9,91% e 7,41% destes volumes. Conclui-se, portanto, que os reservatórios existentes não possuem capacidade significativa de amortecer as inundações que atingem a bacia do Rio Taquari-Antas. Dadas as dimensões do volume que seria necessário alocar para o controle de inundações, em um ou mais reservatórios, e das prováveis intervenções necessárias para atingir este objetivo, também é possível afirmar que a adoção de reservatórios como principal método para o controle das inundações na bacia dificilmente seria viável.

In the watershed of the Taquari-Antas River, Rio Grande do Sul, there is a common occurrence of floods next to cities located near the bank of the river, as Lajeado, Estrela e Encantado. In the Antas River, upstream of these cities, are located hydroelectric power plants named UHE Castro Alves, UHE Monte Claro e UHE 14th de Julho, operated by the Rio das Antas Energy Complex- CERAN. In order to contribute to flood control in the watershed, this monograph examined the effect of using tanks to control flood events, first analyzing existing systems (hydroelectric plants of-river) and then analyzing a hypothetical scenario (definition of reservation volume needed). The analysis was performed based on the generation of hydrograms flood events with return time (TR) of 2, 5, 10, 15, 25, 30 and 50 years, using the hydrograms statistical method, and then they were propagated in each reservoir by modified Puls method. It was considered two initial conditions for the initial quota of the water level in the reservoirs: a) initial quota equal to the base of the dam (heel of dam) b) initial quota equal to the spillway crest. The results indicated that, in any situation of filling the reservoirs, the reduction in flow capacity of the full peak is 1.06% to 1.4% at UHE Castro Alves, 0.39% to 0.61% at UHE Monte Claro and from 1.1% to 1.37% at UHE July 14th because the reservoirs are saturated at the beginning of the events and this do not result in differences to the peak. To the simulated hydrogram of TR 50 that reaches the UHE July 14th would require a volume to reservation of 1.171,88hm³ and for a TR 100 years, 1.568,93hm³. If they had a tank fully intended for flood control, the total volume of the three HPP together is, respectively, 7.41% and 9.91% of this volume. It concludes, therefore, that the reservoirs of Ceran the plants do not have significant capacity to alleviate flooding that hit the Taquari-Antas river basin. Given to the dimensions that would be required to set aside for flood control, in one or more reservoirs, and the likely interventions needed to achieve this goal, it is also possible to state that the adoption of reservoirs as the main method for flood control in the basin would hardly be feasible.