Geotecnologias aplicadas à análise do assoreamento de reservatórios de hidrelétricas em cenário de escassez de dados de séries históricas

Abstract

Knowledge about potential sediment production is essential for the feasibility analysis to implement a Small Hydropower Plant (PCH, in Portuguese) for long term efficient operation. This study was developed in the PCH Costa Rica (MS) watershed, with approximately 1,200 km² that has limited historical series of hydrological and hydrosedimentological data what make reliable estimations and replication of results difficult. This study aimed to predict the potential soil loss and sediment yield using a model based on the software Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and Geographic Information Systems (GIS) techniques. The results showed that the PCH Costa Rica watershed has a high potential to produce sediments, with total amount reaching 1,049,522 Mg year-1, corresponding to 8.43 Mg ha-1 yr-1 and a continuous loss of soil layer of 0.0566 mm yr-1. SWAT modeling and geo-technologies were efficient in the evaluation and quantification of potential soil loss and sediment production in this watershed, even in a scenario of limited data. Modeling watershed using SWAT resulted in strong positive range (above 0.6) of Pearson correlation between simulated and observed values and moderate positive values (0.3 to 0.6) for the calibration and validation, respectively. This allows quantitative estimations of sediments generated in the watershed and identification of sub-basins with higher rates of sediment production by modeling. The assessment of changes in land use between 1984 and 2011 showed that in addition to the natural vulnerability of physical environment, the conversion of Savannah vegetation to agricultural use, without conservation practices, increased the erosion rates in recent decades, compromising the performance of PCH Costa Rica for energy production

Conhecer o potencial de produção de sedimentos é imprescindível na análise da viabilidade de implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH), para que não haja comprometimento da longevidade e da eficiência do empreendimento. Esse estudo foi desenvolvido na bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica (MS), de aproximadamente 1.200 km², que apresenta escassez de dados de séries históricas de dados hidrológicos e hidrossedimentológicos, o que consiste em desafio para a obtenção de resultados com grau de confiabilidade e passíveis de serem replicados. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial de perda de solo e produção de sedimentos por meio de modelagem utilizando o software Soil and Water Assessment Tool (SWAT) e geotecnologias de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Os resultados demonstraram uma elevada produção de sedimentos na bacia contribuinte da PCH Costa Rica, com valores totais que alcançaram 1.049.522 Mg ano-1, o correspondente a 8,43 Mg ha-1ano-1 e equivalente a perda de uma camada contínua de solo de 0,0566 mm por ano. A modelagem pelo SWAT e o uso de geotecnologias foram eficientes na avaliação e quantificação do potencial de perdas de solo e de contribuição para o assoreamento de reservatórios de hidrelétricas, mesmo em cenário de escassez de dados de séries históricas. A utilização do SWAT para a modelagem da bacia apresentou nos valores dos dados simulados e observados uma correlação ou momento de Pearson forte e positiva (acima de 0,6) e moderada positiva (entre 0,3 e 0,6) para calibração e validação respectivamente, o que permite utilizar os dados quantitativos de sedimentos gerados na bacia e identificar quais sub-bacias apresentam maiores taxas de produção de sedimentos. A avaliação das mudanças no uso do solo entre os anos de 1984 e 2011 demonstrou que além ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)