Avaliação do potencial hidráulico em bacias hidrográficas por meio de Sistemas de Informações Geográficas

Abstract

Os recursos hidrelétricos no País, tanto em termos da capacidade já instalada quanto de seu potencial ainda não explorado, representam um ativo de grande importância estratégica e econômica. Na geração de energia elétrica descentralizada, destacam-se as minicentrais hidrelétricas (MCHs) dentro de um contexto de preservação e gestão ambiental. Uma das ferramentas de uso crescente em estudos de viabilidade de implantação de MCHs e de reservatórios é o Sistema de Informações Geográficas (SIG). No presente trabalho, utilizou-se o ArcGis versão 9.0 para desenvolver uma metodologia visando à identificação de seções do curso de água de uma sub-bacia hidrográfica, com potencial para geração de energia hidrelétrica e construção de reservatórios, bem como para simular um reservatório capaz de atender à demanda de abastecimento de água na cidade de Viçosa, em 2030. O estudo foi desenvolvido na sub-bacia do rio Turvo Sujo, localizado nas cabeceiras do rio Doce. Para obtenção do modelo digital de elevação hidrograficamente consistente (MDEHC), utilizou-se: dados de altimetria (curvas de nível eqüidistantes de 20 m) e hidrografia na escala 1:50.000, obtidos de cartas topográficas no site do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), pontos cotados obtidos por levantamento topográfico ao longo do trecho encachoeirado da sub-bacia do Rio Turvo Sujo, incorporados às curvas de nível do IBGE; e dados digitais de altimetria (modelo digital de elevação - MDE) SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) com resolução de 90 m, importados do site da NASA via ftp. Utilizou-se, ainda, hidrografia na escala de 1:250.000, digitalizada a partir da folha topográfica do IBGE. Geraram-se MDEs com resoluções espaciais de 5 e 10 m, totalizando oito simulações entre os dados de entrada e as resoluções espaciais. Para as simulações em que utilizaram dados de entrada, constituídos de pontos cotados ao longo do levantamento topográfico e curvas do IBGE no restante da sub-bacia, hidrografia na escala de 1:50.000, para as duas resoluções espaciais (PTCM5 - 5 m e PTCM10 - 10 m), os resultados foram satisfatórios. O modelo não foi suficientemente sensível para determinar quedas de água com valores entre 2 a 8 m utilizando-se curvas de nível do IBGE, de 20 m como dados de entrada ou usando dados (MDEs) da NASA com célula de 90 m. A queda de água levantada em campo apresentou valor aproximado de 8,80 m, sendo que a simulação que mais se aproximou deste valor foi a PTCM5, apresentando praticamente o mesmo resultado, possibilitando gerar potência de 94,75 kW. No que se refere à determinação da capacidade de regularização máxima, por meio da metodologia usada, identificaramse nove seções com estreitamento menor que 100 m, ao longo do curso de água principal. No estudo de caso para simulação de um reservatório que atenda a demanda de abastecimento de água para a cidade de Viçosa, em 2030, fêz-se uma visita a campo nas seções 5, 6, 7 e 8, quando confirmaram-se os resultados encontrados com a utilização SIG. Além de estar mais bem localizada, a seção 8, poderá apresentar melhor custo/benefício por possuir maior bacia de acumulação de água.

The hydroelectric resources in the Country, either in terms of the capacity already installed and its potential still unexplored rather represent greatly strategic and economically important assets. In generation of the decentralized electric power, the hydroelectric minicentrals (MCHs) are distinguished within an environmental management and preservation context. One of the increasingly used tools in the studies of the viability for implanting either MCHs and reservoirs is the Geographical Information System (SIG). The ArcGis version 9.0 was used in this study, in order to develop a methodology for the identification of segments in the watercourse of a hydrographic sub-basin with potential to generate hydroelectric energy and the construction of reservoirs, as well as to simulate a reservoir able to attend the water supplying demand in Viçosa town, in the year 2030. The study was carried out in the sub-basin of Turvo river, that is located in the headwater of the Doce river. To obtaining the hydrologically consistent digital model (MDEHC), the following were used: altimetry data (level curves with 20m equidistant) and hydrography in scale 1:50.000 obtained from topographical maps in site of the Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE); quoted points obtained by topographical survey along the waterfall segment of the Rio Turvo sub-basin and incorporated into IBGE contour lines; and digital altimetry data (rise digital model - MDE) SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) with 90m resolution, imported from the NASA site via ftp. The hydrography at scale 1:250.000 and digitalized from the IBGE topographical map was also used. MDE's were generated with space resolutions of 5 and 10m, so totaling eight simulations among the input data and the spatial resolutions. For the simulations using the input data consisting of either points quoted along the topographical survey and IBGE curves in the remaining sub-basin, hydrography at scale 1:50.000 for both spatial resolutions (PTCM5 - 5m and PTCM10 - 10m), the results showed to be satisfactory. The model was not sufficiently sensitive to determining waterfalls with values from 2 to 8m, by using IBGE level curves of 20m as input data or using the NASA data (MDE's) with 90m cell. The waterfall surveyed in field showed a value around 8.80m, whereas the simulation that most approached this value was PTCM5, as practically presenting the same result, therefore turning possible to generate 94.75kW potency. Concerning to determination of the maximum regularization capacity by the used methodology, nine sections with narrowing lower than 100m were identified along the main watercourse. In the case study for simulation of a reservoir that could attend the water demand in Viçosa town, in 2030, a field visit was accomplished at the sections 5, 6, 7 and 8, when the results found by SIG were confirmed. Besides its better location, the section 8 can show better cost/benefit in the future because it has the higher water accumulation reservoir.