Verificação do impacto de reservatórios de usinas hidrelétricas no regime hidrológico de bacias hidrográficas utilizando o software IHA

Abstract

Resumo: Em estudos hidrológicos a questão ambiental de um rio está intimamente ligada ao regime de vazões, com enchentes, cheias, vazantes e secas. O regime hidrológico de um rio interage com processos geoquímicos e ecológicos do ecossistema fluvial. A presença de estruturas hidráulicas no rio pode causar inevitavelmente alteração hidrológica no regime de vazões com consequências presentes a montante e a jusante da estrutura. Diante desse contexto, buscou-se contribuir para um melhor entendimento das ferramentas disponíveis para avaliação de impactos de reservatórios de usinas hidrelétricas, mais especificamente na compreensão da capacidade do software Indicators of Hydrological Alteration (IHA) em identificar e quantificar os impactos ocasionados pela presença e operação de reservatórios no regime hidrológico. Para o desenvolvimento do estudo foram utilizados os regimes de vazões naturalizadas (pré-impacto) e defluentes (pós-impacto) a jusante dos reservatórios da UHE Manso e da UHE Passo Fundo. Foram analisados os 31 parâmetros presentes no software IHA. Posteriormente foram verificados os parâmetros significativamente alterados com a aplicação do teste de Wilcoxon pareado e, por fim, a comparação das Curvas de Permanência de Vazões com o teste de Kolmogorov-Smirnov. Os resultados do teste de Wilcoxon pareado mostraram que houve alteração significativa de 26 indicadores hidrológicos pelo reservatório da UHE Manso (vazão média de outubro, novembro, dezembro, janeiro, fevereiro, maio, junho, agosto, e setembro; vazão máxima de 1, 3, 7, 30 e 90 dias; data juliana mínima; número de pulsos altos e baixos; duração dos pulsos altos; taxa de ascenção e recessão; vazão mínima de 1, 3, 7, 30 e 90 dias). Para o reservatório da UHE Passo Fundo houve alteração significativa de 10 indicadores hidrológicos (vazão mínima de 1, 30, 90 dias; vazão máxima de 3, 7 e 30 dias; duração dos pulsos baixos; número de pulsos altos e baixos). A aplicação do teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov indicou que houve diferenças significativas para as curvas de permanência de vazão da UHE Manso e da UHE Passo Fundo. Conclui-se que o número de alterações hidrológicas identificadas pode estar atrelado ao nível de regularização dos reservatórios e às manobras operacionais para máxima produtividade. A utilização do IHA apresentou-se como ferramenta fundamental no avanço e no desenvolvimento de estudos que objetivam avaliar alterações hidrológicas de ações antrópicas. Os resultados dos estudos possibilitam um melhor entendimento do efeito de reservatórios de regularização no regime hidrológico de bacias hidrográficas e a possibilidade de adoção de estratégias de gestão de recursos hídricos para amenizar os impactos das alterações hidrológicas. Palavras-chave: Software IHA, Curva de Permanência de Vazões, alterações hidrológicas, ecossistema fluvial, gestão de recursos hídricos.

Abstract: In hydrological studies the environmental question of a river is closely linked to the flow regime, with floods, recesses and droughs. The hydrological regime of a river interacts with geochemical and ecological processes of the fluvial ecosystem. The presence of hydraulic structures in the river can inevitably cause hydrological alteration in the flow regime with consequences presents upstream and downstream of the structure. In this context, this work contributes to a better understanding of the tools available to evaluate the impacts of hydroelectric reservoirs, specifically in understanding the capacity of the Indicators of Hydrological Alteration software to identify and quantify the impacts caused by the presence and operation of reservoirs in the hydrological regime. For the development of the study, were used the naturalized (pre-impact) and defluent (post-impact) flow regimes downstream of the reservoirs of Manso hydropower plants and Passo Fundo hydropower plants. Were analyzed the 31 parameters present in the IHA software. Afterwards the parameters significantly altered were identified with the application of the paired Wilcoxon test and finally the comparison of the Flow-duration curve with the Kolmogorov-Smirnov test. The results of the paired Wilcoxon test showed that there were significant changes of 26 hydrological indicators by the Manso hydropower reservoir (average flow of October, November, December, January, February, May, June, August and September; maximum flow of 1, 3, 7 , 30 and 90 days; minimum julian data; number of high and low pulses; duration of high pulses; ascent and recession rate; minimum flow of 1, 3, 7, 30 and 90 days); For the Passo Fundo hydropower plant significant change of 10 hydrological indicators (Minimum flow of 1, 30, 90 days, maximum flow of 3, 7 and 30 days, duration of low pulses, number of pulses high and low). The application of the Kolmogorov-Smirnov goodness of fit test indicated that there were significant differences for the flow duration curves of the Manso hydropower plant and the Passo Fundo hydropower plant. It is concluded that the number of hydrological alterations identified can be linked to the level of reservoir regularization and operational maneuvers for maximum productivity. The use of the IHA was presented as a fundamental tool in the advancement and development of studies that aim to evaluate hydrological alterations of anthropic actions. The results of the studies allow a better understanding of the effect of regularization reservoirs in the hydrological regime of hydrographic basins and the possibility of adopting strategies of management of water resources to mitigate the impacts of hydrological alterations. Key-words: IHA software, Flow Duration Curve, hydrological changes, river ecosystem, water resources management.