Análise do balanço hídrico durante a estiagem de 2019 - 2021 no reservatório do Passaúna-PR

Abstract

Resumo: Este trabalho investiga a modelagem hidrológica do Reservatório Passaúna em Curitiba, Brasil, utilizando o General Lake Model (GLM). O estudo aborda o impacto dos períodos de estiagem entre 2019 e 2021, focando no balanço hídrico, na estratificação térmica e nos parâmetros físicos sob condições extremas. A metodologia inclui a aplicação do GLM e sua ferramenta de auto calibração (glmgui) para simular variações no nível da água e na temperatura da coluna de água. Os resultados indicam uma redução significativa no nível do reservatório durante os períodos de estiagem, associada principalmente à diminuição da entrada de água (consequência dos baixos índices pluviométricos). A estratificação térmica mostrou-se acentuada, com camadas térmicas bem definidas que dificultaram a mistura das águas. No entanto, foram observados períodos de homogeneização durante baixas temperaturas no inverno e também no verão. Ainda neste cenário, a ocorrência de estratificação térmica durante o inverno, devido a temperaturas elevadas, sugere uma alteração no comportamento térmico do reservatório. Cenários alternativos, como a redução da captação de água, a transposição da Pedreira Orleans e o efeito da semeadura de nuvens, mostraram impactos positivos na manutenção do nível do reservatório. A auto calibração do modelo foi eficaz na redução dos erros de simulação, garantindo maior precisão nos resultados. Esses-resultados fornecem insights valiosos para a gestão sustentável de reservatórios subtropicais em cenário de mudanças climáticas

Abstract: This study investigates the hydrological modeling of the Passaúna Reservoir in Curitiba, Brazil, using the General Lake Model (GLM). The research addresses the impact of drought periods between 2019 and 2021, focusing on water balance, thermal stratification, and physical parameters under extreme conditions. The methodology includes the application of the GLM and its auto calibration tool (glmgui) to simulate variations in water level and temperature in the water column. The results indicate a significant reduction in reservoir level during drought periods, mainly due to the decrease in water inflow (a consequence of low rainfall rates). Thermal stratification was pronounced, with well-defined thermal layers that hindered water mixing. However, periods of homogenization were observed during low winter temperatures as well as in the summer. In this context, the occurrence of thermal stratification during the winter, due to elevated temperatures, suggests an alteration in the reservoir's thermal behavior. Alternative scenarios, such as reduced water withdrawal, the Pedreira Orleans water transfer, and the effect of cloud seeding, showed positive impacts on maintaining the reservoir level. The model's auto-calibration effectively reduced simulation errors, ensuring greater accuracy in the results. These findings provide valuable insights for the sustainable management of subtropical reservoirs in the context of climate change