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FUNDAÇAO DE APOIO A PESQUISA DO ESTADO DA PARAÍBA – FAPESQ
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG
CENTRO DE CIÊNCIAS EM RECURSOS NATURAIS – CTRN
UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL – UAEC
ÁREA DE ENGENHARIA DE RECURSOS HÍDRICOS - AERH
RELATÓRIO FINAL
Analise do modelo de balanço hídrico “JHidro”
para o reservatório Epitácio Pessoa
Yago Swyan Gomes da Silva(PIBIC Jr.)
Orientador: Carlos de Oliveira Galvão(Professor Adjunto da Unidade Acadêmica de Engenharia Civil da UFCG)
Campina Grande – PB, 30 de Abril de 2009
SUMÁRIO
1. Introdução .......................................................................................2. Visitas técnicas .............................................................................
2.1. Defesa de tese de doutorado ..................................................2.2. Modelo reduzido da Barragem da Pedra .................................2.3. Bacia Escola são João do Cariri ..............................................2.4. Laboratório de Saneamento II e Microbiologia ........................2.5. Reunião cisternas ....................................................................2.6. Pré-defesa de mestrado ..........................................................
3. Relatórios ........................................................................................3.1. Barragens ................................................................................3.2. Cisternas ..................................................................................3.3. Água subterrânea ....................................................................3.4. Saneamento ............................................................................3.5. Balanço hídrico de reservatório...............................................
4. Pagina da IC (iniciação cientifica)................................................4.1. O TWiki ....................................................................................4.2. Escrita TWiki ............................................................................4.3. Anexando arquivos ..................................................................4.4. O uso do TWiki na iniciação cientifica .....................................
5. Açude Epitácio Pessoa ..................................................................5.1. Represa Epitácio Pessoa ........................................................
5.2. Dados da barragem .................................................................6. Balanço hídrico de Boqueirão ......................................................7. Dados para se fazer a simulação...................................................
7.1. Arquivos de entrada para fazer a simulação no JHidro.............
7.2. Construindo os arquivos no ambiente Windows........................
7.3. Conteúdo dos arquivos..............................................................
7.4. Pasta com os dados...................................................................
8. Passo 1 de 2.....................................................................................
45-955-66-77-888-99-179-1111-1212-1414-1616-1717-181717171818-2018-1919-202121-252222-2424-252525-272526-27
272727-28
27-28
2
8.1. Pagina do Jhidro........................................................................
8.2. Simulação- previsão de consenso.............................................
8.3. Previsões climáticas...................................................................
8.4. Período simulação.....................................................................
9. Passo 2 de 2.....................................................................................9.1. Simulação............................................................................................
10. Resultados da minha simulação feita no JHidro........................11. Material usado como referência...................................................
29-30
30-33
3
Introdução
O Programa de Iniciação Científica Junior foi realizado na Universidade
Federal de Campina Grande no Laboratório de Hidráulica II Manoel Gilberto de
Barros, onde realizaram-se as atividades de pesquisa durante um ano(maio de
2008 á maio de 2009). Fui orientado pelo professor Carlos de Oliveira Galvão
(professor adjunto da UAEC/UFCG), com apoio de alunos de graduação e pós-
graduação do seu grupo de pesquisa.
Esta se insere nos projetos REPENTE e SegHidro. O projeto SegHidro é
uma rede de compartilhamento que estuda as melhorias paras as atividades de
segurança hídrica (segurança de gestão de reservatórios de abastecimento de
água, sistema de gestão de planejamento agrícola e sistema de gestão de
aqüíferos fluviais). O projeto REPENTE (Rede de Monitoramento e Previsão de
Eventos Extremos e Seus Impactos no Nordeste) tem como objetivo estudar
sistemas de alertas extremos na região do Nordeste brasileiro e do Brasil ligados a
fenômenos climáticos e tempo.
Nos primeiros seis meses desempenharam-se atividades de pesquisa
através da confecção de relatórios e apresentações dentro do plano de trabalho
proposto. Realizaram-se visitas técnicas à Bacia Escola de São João do Cariri e
ao Laboratório de Saneamento II e Microbiologia da UFCG.
Nestes últimos seis meses as atividades tinham como foco a simulação de
balanço hídrico do Açude Epitácio Pessoa feito no JHidro, onde foram feitas
leituras de tutoriais com orientações de como realizar a mesma.
Através desse programa de iniciação cientifica foram realizadas atividades
importantes para a obtenção de conhecimentos sobre o desenvolvimento dos
projetos de pesquisa, realizando a produção de relatórios técnicos e
apresentações, a compreender mais sobre o meu foco de pesquisa que é a
operação de reservatórios, com ênfase em balanço hídrico e a realização de
simulações feitas no JHidro.
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5
2. Visitas técnicas
2.1. Defesa de Tese de Doutorado
Foi assistida a defesa de tese de doutorado de Ana Cláudia Fernandes Medeiros
Braga, que tinha como título “Geração e propagação da vazão a partir de simulações
com o modelo atmosférico BRAMS em bacias hidrográficas no Nordeste do Brasil”,
realizada no dia 30/05/08. Na defesa apresentada pela doutoranda foi falado sobre
precipitações e células que vão contar a quantidade de chuva que vai precipitar em
uma determinada bacia. Essas células determinam a chuva que vai precipitar naquele
local, e estão divididas perto das bacias. Com os dados de precipitação e outros dados
retirados das células é possível fazer um balanço hídrico desta bacia.
2.2. Modelo Reduzido da Barragem da Pedra
Na visita feita no dia 10/06/2008 ao Laboratório de Hidráulica II Manoel Gilberto
de Barros, foi mostrado o modelo reduzido da Barragem da Pedra que se encontra no
Sul da Bahia no Rio das Contas (Figura 1). Esse modelo foi encomendado pela
CHESF para o estudo dessa barragem. Foram estudadas nessa barragem problemas
existentes e que deviam ser melhorados, como métodos de manobrar as comportas,
e a erosão causada à jusante da casa de energia.
A visita foi apresentada pelo coordenador do laboratório professor Carlos de
Oliveira Galvão, que demonstrou como devem ser manobradas as comportas que de
acordo com Ismael (técnico de hidrologia do laboratório) a maneira que foi realizada
os estudos das comportas foi a que se deviam abrir mais as comportas do meio e
fechar mais as dos lados para não inundar a casa de energia.
Nesse modelo foram monitoradas as comportas para fazer com que esse
reservatório não liberasse tanta água de modo que ela secasse, e inundasse as
residências a jusante.
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Figura 1: modelo reduzido da Barragem da Pedra.
2.3. Bacia Escola de São João do Cariri
A visita técnica à Bacia Escola de São João do Cariri foi realizada no dia
27/06/08, e contou com a presença de mais um PIBIC Jr., Renato de Melo Filho,
Rodolfo Luiz Bezerra Nóbrega (mestrando em engenharia civil e ambiental) e
Ismael José Pereira (técnico em hidrologia). Foram visitados o Posto Pluviométrico
do município de São João do Cariri e a Bacia Experimental do Riacho dos
Namorados (Figura 2).
Neste encontro foi visto que uma bacia experimental é uma pequena parte de
uma bacia hidrográfica na qual são realizados estudos para se obter valores de
precipitação, evaporação, entre outros. Para a obtenção desses valores é preciso
utilizar instrumentos que facilitem essa atividade.
O Riacho dos Namorados é usado como uma bacia experimental dividida em
quatro sub-bacias para serem estudadas.
Instrumentos usados no posto pluviométrico do São João do Cariri
Nos postos pluviométricos são usados instrumentos que facilitam a obtenção de
dados, como os pluviômetros que medem a quantidade de água em milímetros que
pode nos fornecer o volume de água precipitado, os heliógrafos que medem a
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quantidade do brilho solar, os pluviografos que mede e registra a duração de chuva,
entre outros instrumentos (Figura 2).
Figura 2: fotos da visita ao posto pluviométrico de São João do Cariri.
2.4. Laboratório de Saneamento II e Microbiologia
No dia 29/07/08 foi feito uma visita ao Laboratório de Saneamento localiza-se na
Universidade Federal de Campina Grande no bloco CV (Figura 3). A visita foi
coordenada por Salomão Pascoal (bioquímico), que apresentou todas as salas do
laboratório (sala de pesagem e balança, sala de desinfecção, etc.) e os instrumentos
utilizados pelo mesmo nas análises físico-químicas e microbiológicas das amostras de
água. Salomão informou a origem das amostras de água que estavam sendo
analisadas, e sobre as doenças causadas pela má qualidade da água devido à falta
de saneamento. Exemplificou alguns procedimentos para detectar se a água está ou
não contaminada, como a tabela de Colilert, as amostras de placas e as de tubos, etc.
Além disso, pode-se observar que nessa área de saneamento é preciso que os
materiais de coletas sejam bem limpos e esterilizados para que não haja
contaminação nas amostras pela presença de amostras anteriores, para isso é
preciso usar alguns procedimentos de esterilização como o autoclave que desinfecta
o material através da pressão.
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Figura 3: visita ao laboratório de saneamento.
2.5. Reunião do Projeto Cisternas
As reuniões do projeto Melhoramentos Tecnológicos e Educação Ambiental para
a Sustentabilidade dos Projetos de Armazenamento de Água de Chuva em Cisternas
no Nordeste Semi-Árido (Cisternas) foram realizadas nos dias 18 e 19 de setembro na
UEPB no bloco de Psicologia. No dia 18 houve apresentações de trabalhos na qual
cada equipe apresentava relatórios referentes às suas pesquisas. No dia 19 houve
debates sobre as próximas etapas das pesquisas e uma pequena reunião sobre os
trabalhos apresentados.
2.6. Pré-defesa de Mestrado
Na pré-defesa realizada no dia 21/11/08 foram defendidos os seguintes
trabalhos:
Regras de operação para sistemas de abastecimento de água com baixo nível
de automação e sujeito a incertezas, por Ivonaldo de Sousa Lacerda;
Gerenciamento da demanda de água: propostas e alternativas na escala de
uma cidade, por Maria Josicleide Felipe Guedes;
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Localização ótima de equipamentos urbanos de abastecimento de água
utilizando técnicas de geoprocessamento, por Maria José de Sousa Cordão;
Estabelecimento de critérios de outorga de direito de uso para águas
subterrâneas, por Mirella Leôncio Motta e Costa;
Geotecnologia no estudo das interferências de ilhas de calor no regime
pluviométrico do estado da Paraíba, por Sandra Maria Araújo Ideião.
Os alunos realizam estas pré-defesas para mostrar seus trabalhos aos seus
orientadores e as pessoas ali presentes para serem questionados e serem dadas
sugestões que os ajudem na continuidade das pesquisas.
3. Relatórios
3.1. Barragens
As barragens são grandes reservatórios criados em um percurso de um rio para
reter grandes quantidades de água. Em regiões de clima semi-árido onde a maior
parte dos rios é intermitente (rios que só estão com água em tempos chuvosos) é
preciso reservar água para quando esses rios secarem, as reservas (barragens)
abastecerem aquela localidade. As barragens vão apresentar características, que
são: o volume mínimo, o volume morto, volume útil, volume Maximo, o volume de
espera, o Maximo maximorum e a crista de barramento (Figura 4).
Figura 4: barragem de Miranda
Fonte:http://mirandadodouro.jfreguesia.com/v2/images/stories/cards/barragem%20foto
%20final.jpg
10
Dimensionamento do reservatório
Para se fazer um dimensionamento de um volume de acumulação de um
reservatório diz a respeito: a sangria que alimenta a jusante, inundação de terras
alheias, salinização da água acumulada. O melhor método é aquele que levar o maior
numero de variáveis possíveis.
Modelos de simulação e de otimização
Modelos de simulação: São modelos que não geram imediatamente
resultados, mas se for executado várias vezes pode se ter resultados procurados.
Exemplo: Modelo cascata: desenvolvido no IPH (instituto de pesquisas
hidráulicas da UFRGS) (Lanna, 1996) para simular a vazão.
Modelos de otimização: São modelos criados com o objetivo de minimizar
possíveis problemas naquele reservatório.
Exemplo: Modelo Cisdergo: modelo desenvolvido por Curi et al (1997) para
estudar a alocação ótima das águas para abastecimento e irrigação.
Exemplo de barragem
A Barragem da Pedra esta situado no sul da Bahia no Rio das Contas. Ate
Jequié, sua bacia hidrográfica compreende o chamado alto Rio das Contas e entre os
afluentes de ambas as margens, salientam-se o Santo Antonio, Brumado, Gavião,
Sincorá, Ourives, Jacaré, e outros. Devido a o regime fluviométrico irregular foi criada
uma barragem (Barragem da Pedra) á 18 km de Jequié no local chamado de pedra. O
reservatório permite o controle das enchentes causadas a montante da cidade de
Jequié. A casa de energia produz 28.300 cv. A capacidade nominal do gerador é de
22.230 kva.
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3.2. Cisternas
Cisterna é uma tecnologia popular criada com a idéia de captar a água da chuva
nas regiões de clima seco. As cisternas têm sido uma das principais alternativas que
mitigam os efeitos da seca. Além disso, sem o armazenamento da água de chuva no
período chuvoso da região, a única maneira de se obter água nos tempos de seca
seria através de poços, barreiros, açudes que além de ser de má qualidade se
encontram muitas vezes distantes das residências. As cisternas são destinadas a
população rural e de baixa renda que sofrem com os efeitos da seca (Figura 5).
Figura 5: casa com cisterna.
Fonte: http://www.sertao24horas.com.br/cute/data/upimages/cisternas.jpg
Tipos de cisternas
Cisterna de placa e cimento: A construção dessa cisterna começa com a
escavação do solo, logo em seguida a laje do fundo á preparada. Depois das placas
serem confeccionadas elas são postas uma sobre a outra sendo rejuntada com
argamassa. Apenas um terço de sua altura total fica acima do chão mantendo sempre
sua água fresca
Cisterna de tela e arame: São cisternas construídas com tela de arame e
concreto. Usa-se a tela para deixar as paredes reforçadas fazendo assim com que as
paredes não precisem ser grossas barateando o seu custo.
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Cisterna de ferrocimento: É feita com a solidez do concreto e a flexibilidade do
aço. É uma boa alternativa para o armazenamento da água de chuva.
Cisterna de tijolo e cal: É construída com argamassa de cal pura. A sua maior
parte fica debaixo da terra ficando só uma cúpula de fora.
Benefícios de uma cisterna
Queda vertical nos casos de verminose, diminuí a dependência de carros pipas,
fixação da população naquela região, saúde e higiene da população, entre outras
muitas utilidades.
P1MC (Projeto 1 Milhão de Cisternas)
Este projeto tem o apóio de varias instituições dentre elas tem igrejas, ONGs,
etc. O programa tem como meta construir em até cinco anos um milhão de cisternas
beneficiando diretamente cinco milhões de pessoas. Com o armazenamento da água
de chuva em cisternas, é possível ter uma água com mais qualidade e
disponibilidade. A água retirada desta deve suprir a necessidade hídrica das famílias
para cozinhar, beber, e para a higiene mínima.
3.3. Água Subterrânea
Água subterrânea é toda aquela água que ocupa todos os vazios de uma
formação geológica. Um maciço rochoso ou um solo argiloso pode servir de leito para
as águas subterrâneas, pois permite que ela se acumule e preencha todos os
espaços vazios do solo. A maior reserva de água doce do mundo se encontra nas
geleiras (quase 70%) seguida pela existente no subsolo (quase 30%) representando
esta ultima cerca de 90% do total de água doce disponível para consumo humano.
Em algumas regiões do semi-árido as águas subterrâneas podem ser o único recurso
hídrico para uso humano.
Aqüífero livre e confinado
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Aqüífero livre: é aquele que são demarcados por uma camada permeável
(acima do nível freático) e por uma camada impermeável. Assim a recarga é feita no
próprio local, em todas as extensões da formação - recarga direta.
Aqüífero confinado: são formações geológicas que contem camadas
impermeáveis impedindo a sua recarga direta. Assim, a entrada de água no aqüífero
é feita, não por cima, mas sim pelas laterais.
Aqüífero: poros, cárstico e fissural.
Aqüífero poroso: Aquele no qual a água circula nos poros dos solos e grãos
constituintes das rochas sedimentares ou sedimentos.
Aqüífero cárstico: Aquele no qual a água circula pelas aberturas ou cavidades
causadas pela dissolução de rochas, principalmente nos calcários.
Aqüífero fissural: é aquele na qual a água circula pelas fraturas, fendas e
falhas na rocha.
Gestão das águas subterrâneas
A água subterrânea tem uma inter-relação com a água superficial: a água
superficial pode alimentar uma reserva de água subterrânea ou a água subterrânea
pode alimentar o rio.
A água subterrânea tem que ser conservada e usada adequadamente, a água
subterrânea pode ser retirado constantemente e em volumes altos. O bombeamento
pode continuar sem prejudicar a reserva porem se o bombeamento excede as taxas
de reposição natural à reserva vai ser prejudicada causando então o rebaixamento da
reserva subterrânea.
Quando a captação localiza-se perto do litoral tem que se tomarem cuidados
para evitar a entrada de água do mar nessa reserva causando a salinização da água.
Sabe-se que a água de chuva é quem abastece os aqüíferos e é necessário
proteger essas áreas. Nessas áreas nenhuma atividade poluidora deve ser instalada
como os distritos industriais agricultura tradicional, aterros sanitários, cemitérios, etc.
Nos aqüíferos livres a recarga vem de todas as partes da superfície. Para prevenir
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esse aqüífero é necessária que perto dele não seja encontrado fossa séptica, pois
pode contaminar esse aqüífero.
Aqüífero Guarani
O Aqüífero Guarani é a maior reserva subterrânea de água doce do mundo,
sendo também um dos maiores em todas as categorias (Figura 6)
A maior parte (70% ou 840 mil km²) da área ocupada pelo aqüífero - cerca de
1,2 milhões de km² - está no subsolo do Centro-Sudoeste do Brasil. O restante se
distribui entre o Nordeste da Argentina (255 mil km²), Noroeste do Uruguai (58 500
km²) e Sudeste do Paraguai (58 500 km²), nas bacias do Rio Paraná e do Chaco-
Paraná.
Figura 6: Aqüífero Guarani.
Fonte:http://www.moderna.com.br/moderna/didaticos/projeto/2006/1/imagem/
007a_tema1bim.jpg
3.4. Saneamento
O saneamento é uma atividade econômica voltada ao abastecimento de água
potável, tratamento de esgotos e o controle de pragas ou qualquer verme patogênico
visando à saúde da comunidade.
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Importância do saneamento
O saneamento é indispensável para a saúde da comunidade. A implantação de
sistemas públicos de abastecimento de água, esgotamento sanitário e destino
adequado do lixo trazem uma rápida e sensível melhoria na saúde e condições de
vida de uma população. Como exemplo: controle e prevenção de doenças (disenteria
bacteriana, cólera, febre tifóide, amebíase e outras.), promoção de hábitos higiênicos,
melhoria da limpeza pública, entre muitas outras.
Laboratório de saneamento
O laboratório de saneamento como já havia falado é também responsável pelo
estudo da qualidade da água e que para isso é preciso de instrumentos que facilitem
esse estudo. São estes:
Quanty tray sealer: é um instrumento que incuba amostras de água;
Espectrofotômetro: instrumento que através de espectro luminoso na qual o
material vai ser analisado através dessa luminosidade. . Através dessas
analises pode-se determinar a quantidade de substancias contida em um
determinado material;
Balança: essa balança vai pesar substâncias para se fazer outras com valores
certos. Ou seja, para se fazer outra substancia se pega a água pura e mistura a
outra, mas tem que saber o peso ideal.
Bico de bursen: é um instrumento na qual vai servir de chama para bactérias
presentes naquele lugar não consigam passar para os materiais;
Capela: local na qual apresenta um ventilador invertido que vai puxar o gás
liberado por alguma substancia;
Autoclave: instrumento que através da pressão vai esterilizar o material
deixando esse sem bactérias.
Estufa: é nela aonde são quadrados as amostras de água que pode ser em
tubos que da um valor não preciso, e as placas que da um valor preciso. É
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preciso que naquela estufa tenha uma temperatura ideal para o crescimento
das bactérias tendo umidade.
Amostras
Amostras de tubo: são amostras de água colocadas em tubos de vidro junto
com um pequeno pedaço de algodão esse algodão esta úmido e neles
aparecem pequenas bolinhas. Esse processo não apresenta uma exatidão,
mas nos dos valores que muitas vezes variam numa mesma amostra enquanto
no processo das placas este nos da uma exatidão precisa e mostra que aquele
valor é igual ao do ambiente.
Amostras de placa: são amostras de água colocadas em placas que são
colocadas na estufa. Depois de um tempo vai aparecer bolinhas, se a água
estiver contaminada, as bactérias contidas ali vão aumentar devido ao
“alimento” dado as bactérias.
3.5. Balanço hídrico de reservatório
O balanço hídrico é o cálculo da quantidade de água que precipita e que sai de
um reservatório em um determinado intervalo de tempo.
Formula:
St+1= St+ Pt + Qt – Et – Rt
onde:
t é o intervalo de simulação;
t+1 é o próximo intervalo de simulação;
S é volume de armazenamento no reservatório;
P é o volume de água precipitando sobre o reservatório;
Q vazão afluente ao reservatório;
E é o volume de água perdida (evaporação, infiltração, etc.);
R é retirada para consumo.
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K > St > Smin
onde:
K é o volume máximo;
St é o armazenamento do reservatório;
Smin é o volume morto.
Este balanço de reservatório vai ser importante, pois é através dele que opera-
se o reservatório.
4. Pagina da Internet da IC (iniciação cientifica)
4.1. O TWiki
O TWiki é uma ferramenta de escrita colaborativa na Web, que consiste em
possibilitar que várias pessoas geograficamente separadas interajam, criando
conteúdo utilizando apenas um navegador. Possibilita a grupos de pesquisa, com
núcleos em cidades diferentes, o compartilhamento de suas informações, sem
maiores dificuldades, em um mesmo ambiente na internet. No TWiki as webs podem
ter acesso restrito para determinados usuários ou grupos de usuários, ou pode ser
uma web de acesso livre.
4.2.Escrita TWiki
Embora o TWiki também aceite códigos HTML 3.2 e Javascript, este utiliza uma
“linguagem” própria, muito simples e fácil para edição de suas webs. Esta linguagem
simples é eficaz na edição e criação das webs entre participantes de determinado
grupo, onde o conhecimento de uma linguagem de programação como a HTML não é
comum.
4.3.Anexando arquivos No TWiki também é possível disponibilizar arquivos, relatórios, trabalhos, etc.
Facilitando ainda mais a interatividade e troca de informações entre determinado
18
grupo.
4.4.Uso do TWiki na IC
Como já foi falado, a linguagem TWiki é uma linguagem fácil tanto para a
compreensão como para a edição e com isso ajuda numa maior troca de informações
com outros grupos de usuários. Na IC (iniciação cientifica) foi utilizado o TWiki para
anexar arquivos (relatórios sobre barragens, cisternas, águas subterrâneas, etc.),
relatar as atividades realizadas (visitas técnicas, relatórios finalizados, leituras, etc.) e
as atividades planejadas como, por exemplo, fazer relatórios ou ler alguma
cartilha(Figura 7). O TWiki foi utilizado tanto para acompanhamento de atividades
como para disponibilizar os arquivos referentes à pesquisa
(http://www.hidro.ufcg.edu.br/~yago).
Figura 7: fotos da minha pagina do TWiki.
5. Açude Epitácio Pessoa 5.1. Represa Epitácio Pessoa
Situado na sub-bacia hidrográfica do Alto da Paraíba, que juntamente com as
sub-bacias hidrográficas do Rio Taperoá e do Médio e Baixo Paraíba constituem a
bacia hidrográfica do Rio Paraíba abrangendo uma área de 19.088,5 km² (Figura
8).
19
Açude Epitácio Pessoa
A represa abastece as cidades de Campina Grande, Boqueirão, Queimadas,
Pocinhos, Caturité, Riacho de Santo Antônio e Barra de São Miguel, no estado da
Paraíba.
A represa recebe água da sub-bacia hidrográfica do Rio Taperoá que se une
ao Rio Paraíba antes de ter sua água represada pelo açude.
Figura 8: Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba.
Fonte: http://www.aesa.pb.gov.br/comites/paraiba/imagens/mapap.jpg.
5.2. Dados da barragem A Barragem de Boqueirão tem como finalidade perenizar o Rio Paraíba e
abastecer cidades circunvizinhas.
O tipo de barragem: terra homogênea (Figura 9)
o Altura máxima da barragem (incluindo fundação): 55,70m;
o Extensão do coroamento: 347m;
o Largura do coroamento: 8m.
Vertedouro (sangradouro):o Principal: tipo soleira livre 200m de largura;
20
o Auxiliar: 80m;
o Descarga máxima: 2.610.000m³/s.
Cota da soleira (altura): sangradouro principal: 378,36m parte mais alta;
377,86m parte mais baixa. Desnível de 0,50 cm de altura na lâmina do vertedouro.
Sangradouro auxiliar: 379,36m - diferença de 1m de altura em relação ao
sangradouro principal.
Barragem auxiliar (barragem do sangradouro):o Tipo de terra homogênea;
o 7,50m de altura;
o 275m de extensão;
o 4m de largura.
Galeria (túnel, comportas): dói tubos com raio de 3,75m e 210m de extensão (da
torre de controle ao raio), com vazão de 2, 240m³/s.
Figura 9: esquema da Barragem de Boqueirão.Fonte:http://www.dnocs.gov.br/~dnocs/doc/canais/barragens/Barragem%20da%20Paraiba/boqueirao_de_cabaceiras.htm
21
Sangradouro auxiliar
Rocha de fundação
Superfície terreno natural
Barragem
Nível do coroamentoBarragem auxiliarSangradouro
6. Balanço hídrico de Boqueirão
Para se fazer um balanço hídrico é preciso ter dados do reservatório a ser
estudado que, no caso dessa pesquisa, foi o Açude Epitácio Pessoa (Açude de
Boqueirão).
Os dados necessários para este cálculo são: precipitação, vazão dos afluentes, demanda, a lâmina de evaporação e o volume no início do mês (Figura 10).
Figura 10: pequena planilha do balanço hídrico do Açude Epitácio Pessoa.
7. Dados Para se Fazer a Simulação
Como já foi mencionado, para se fazer um balanço hídrico são necessários
dados, e esses dados foram conseguidos com a ajuda de Thompson de Sá
22
(iniciação cientifica) na AESA. Esses dados foram usados para a simulação feita
no “JHidro”, ferramenta utilizada com a ajuda de apostilas e suporte da equipe
desenvolvedora da mesma (SegHidro).
7.1. Arquivos de entrada para fazer a simulação no JHidro
Criação dos arquivos de entrada que são:
Reservatórios (nome-do-reservatorio.res);
Demanda (nome-do-reservatorio.dem);
Histórico (nome-do-reservatorio.his);
Pesos de Períodos (nome-do-reservatorio.pes);
Lâmina (nome-do-reservatorio.lam);
Cenários (nome-do-reservatorio.cen);
Vazão (nome-do-reservatorio.phr );
Volumes Iniciais (VolumeInicial.txt).
7.2. Construindo os arquivos no ambiente Windows
São criadas pastas que vão conter os dados do Açude Epitácio Pessoa.
Essas pastas vão ser criadas no ambiente Windows.
Para isso é preciso ir ao Painel de Controle e acessar “opções de pasta”,
logo em seguida escolhe-se a aba de “modo de exibição” e desmarca-se a opção
“Ocultar as extensões dos tipos de arquivo conhecidos” (Figura 11).
23
Figura 11: Mostrando extensões dos tipos de arquivos conhecidos.
Fonte: Tutorial Reservatório – versão 2.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
Para a criação de pastas que vão guardar os arquivos é preciso clicar com o
botão direito em uma pasta vazia e acessar a opção “novo” e em seguida
“documento de texto” (Figura 12).
Figura 12: criando o documento de texto.
Fonte: Tutorial Reservatório – versão 2.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
Renomeia-se o arquivo criado, mudando sua extensão e logo em seguida
cria-se os outros seis arquivos (Figura 13).
res (Arquivo de dados do reservatório);
dem (Arquivo de demanda hídrica);
his (Arquivo de série histórica de precipitações e vazões);
pes (Arquivo de peso de períodos);
lam (Arquivo de lâmina de evaporação);
cen (Arquivo de cenário);
phr (Arquivo de vazão afluente);
txt (Arquivo de volume Inicial).
24
A
B
Figura 13: A - criando um novo tipo de arquivo; B – criados os arquivos de entrada
do JHidro.
Fonte: tutorial reservatório – versão 2.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
7.3. Conteúdo dos arquivos
Cada arquivo possui dados diferentes, de acordo com sua finalidade:
Arquivo de reservatório: Nele vai conter o nome do reservatório, a
sua capacidade máxima, volume morto e suas curvas
Arquivo de demanda: Neste arquivo vai conter os dados de demanda
do reservatório.
Arquivo de histórico: Vai conter uma serie histórica da vazão e de
precipitação.
Arquivo de peso: Este arquivo vai conter dados dos pesos dos
períodos secos, normais e chuvosos e as somas desses pesos tem
que ser igual a 1.
Arquivo de lamina: Os dados que vão estar nesse arquivo vão ser
referentes a lamina de evaporação.
Arquivo de cenário: Os cenários são gerados a partir da
multiplicação dos valores dos coeficientes para o volume inicial, vazão
afluente e demanda.
25
A B
Arquivo PHR: Arquivos de dado de vazão afluente.
Arquivo de volume inicial: Neste arquivo vai conter vários
reservatórios com dados de volume inicial e este arquivo deve estar
no formato ZIP.
7.4. Pasta com os dados
Após ter criado todos os arquivos a pasta que os contem deve ser
compactada no formato ZIP.
8. Passo 1 de 2
8.1. Pagina do JhidroNa pagina do Jhidro (endereço http://reservatorios.lsd.ufcg.edu.br) sua
pagina inicial mostra seu logotipo do SegHidro 2 e no seu canto esquerdo superior
tem a opção menu.
Para iniciar a simulação será necessário ir a opção “menu” e clicar em
“simulação - previsão de consenso” (Figura 14).
Figura 14: A - apresentação da pagina do JHidro; B – opção menu.
Fonte: tutorial reservatório – versão 2.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
8.2. Simulação- previsão de consensoAo clicar na opção “simulação- previsão de consenso” a janela de arquivos,
pesos, período é apresentado (Figura 15).
26
menu
A BB
Figura 15: passo 1 de 2- informações para simulação.
Fonte: tutorial reservatório – versão 2.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
Clica-se em arquivos e o seu arquivo ZIP será indicado ao portal o caminho
do arquivo no computador (que no meu caso é o reservatório boqueirão) para
adicionar ao arquivo de reservatório, a mesma coisa com o arquivo de volume
inicial (Figura 16).
Figura 16: A - envio do arquivo ZIP para a simulação do JHidro; B- documentos
ZIP nos arquivos reservatórios e volumes iniciais.
Fonte: tutorial reservatório – versão 1.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
8.3. Previsões climáticas
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Vão ser colocado nas caixas os valores de seco, normal e chuvoso (Figura
17).
Figura 17: preenchendo as caixas com valores de seco, normal e chuvoso.
Fonte: tutorial reservatório – versão 1.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
8.4. Período simulação
Vai ser colocado o período inicial e final da simulação, que no caso dessa
pesquisa, foi como inicio o mês de Janeiro e o final foi Dezembro (Figura 18).
Figura 18: período da simulação.
Fonte: tutorial reservatório – versão 1.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
9. Passo 2 de 2
Simulação
Ao preencher toda a primeira pagina do passo 1 de 2, é preciso clicar em
avançar para prosseguir.
Na pagina seguinte clica-se em iniciar simulação e é mostrada a próxima
pagina com a aba mostrando simulações recentes. Clica-se em cima do nome do
28
A B
seu reservatório e será exibido “cenário 1”. Dando um clique duplo será mostrada
a pagina dos resultados de simulação (Figura 19).
Figura 19: A- passo 2 de 2- aba de simulações recentes; B- resultados da simulação.
Fonte: tutorial reservatório – versão 1.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
Na pagina de resultados de simulação vai aparecer logo abaixo do gráfico de balanço
hídrico a aba de coeficientes utilizados na simulação e os detalhes do balanço hídrico que
para visualizá-los é só clicar.
Ao clicar em download de arquivos de resultados vai ser feito o download dos
arquivos que você deseja (figura 20).
Figura 20: Download dos resultados baixados.
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Fonte: tutorial reservatório – versão 1.0 http://seghidro2.lsd.ufcg.edu.br
10. Resultados da simulação feita no JHidro
Depois de ser feito o passo a passo da simulação do JHidro, foram feitos
download dos resultados:
!JHidro - Modelo de Operação de Reservatórios
!Reservatório: Boqueirao_Cais
!Capacidade: 12367300 m³
!Dados do Reservatório:
data/sessions/15159641/106/reservoirs/Boqueirao/reservatorioboqueirao.res
!Dados de Vazão.......:
data/sessions/15159641/106/reservoirs/Boqueirao/historicoboqueirao.his
!Data inicial.........: 1
!Data final...........: 12
!Volume inicial do reservatório: 7730732,00
!Demanda Mensal: 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04
Com os resultados do volume no final do mês construí um gráfico (Figura 21).
JAN - 7435467,91FEV - 7443363,03MAR - 8582453,48ABR - 9916476,23MAI - 10103343,81JUN - 10205557,74JUL - 10180438,67AGO - 10037880,78SET - 9791838,18OUT - 9480911,07NOV - 9126653,58DEZ - 8812670,03
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JAN FEV MAR
ABR MAI JUN JUL AGO
SET OUT
NOV
DEZ 0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
Volume Médio para um reservatório num período sazonal
Series1
Mês
Volu
me
(m3)
Figura 21: gráfico do volume médio no final do mês.
11.Material usado como referência
Cartilha da Cesp
A cartilha da Cesp trazia pequenas informações sobre:
Reservatórios de acumulação: são usados para acumular água de chuva;
Reservatórios a fio d’água: são reservatórios que mantém seu fluxo constante,
o volume de entrada é igual ao de vazão;
Vazões turbinadas: é a vazão que passa pela turbina gerando energia;
Vazão vertida: é a vazão que não gera energia;
Vazão afluente: é o volume de água que chega pela montante através de seus
afluentes;
Vazão defluente: é a vazão liberada pela usina;
Entre outras definições.
Cartilha de recursos hídricos (MMA e SRH)
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Esta cartilha dava algumas definições assim como a cartilha da Cesp, mas
também nos dava uma idéia sobre precipitação, de como se constrói poços
artesianos, uso consciente da água, o porquê da construção de reservatórios como as
cisternas ou barragens, o uso de água de chuva que é limpa, entre outros assuntos.
Relatório sobre reservatórios
Essa material continha informações sobre os maiores lagos artificiais, também
trazia informações sobre Coremas e o Açude Epitácio Pessoa.
Apresentação sobre açudes
Este material é uma apresentação no Power Point sobre açudes. Neste material
era apresentada as características de um reservatório (mínimo operacional, volume
morto, volume útil, volume de espera, etc.), operação e dimensionamento, métodos
de simulação e otimização, etc. este material foi usado por mim para fazer o relatório
sobre barragens na qual foi muito útil.
Sites da ANA e da AESA
Estes sites dão informações sobre bacias hidrográficas que estão situadas no
Brasil. A AESA vai dar informações sobre bacias hidrográficas que pertencem a um
só estado enquanto a ANA vai dar informações sobre bacias hidrográficas que
pertencem a mais de um estado.
Cartilha da FUNCEME
Nesta cartilha eram apresentados assuntos sobre meteorologia, recursos
hídricos, recursos ambientais e monitoramento. A parte relacionada à meteorologia
dava informações sobre clima, previsão do tempo, modelos numéricos usados para
indicar a quantidade de chuva no ano. As informações sobre recursos hídricos eram
sobre o ciclo da água, a água na natureza, a água subterrânea, etc. Se falava sobre
recursos ambientais levando em conta o estudo dos mapas, equipamentos usados
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para a construção de mapas, os problemas ambientais, etc. a parte relacionada ao
monitoramento falava sobre monitoramento meteorológico, boletins informativos sobre
o clima, etc.
Site do SegHidro
As aplicações que contribuirão com a segurança hídrica do nordeste são as
seguintes: sistema de gestão de reservatórios de abastecimento de água, sistema de
gestão e planejamento agrícola, sistema de gestão de aqüíferos aluviais. Elas serão
desenvolvidas sobre a plataforma de grade OurGrid e estarão disponíveis via portal
Web. Todo software desenvolvido neste projeto será distribuído gratuitamente, sob a
licença GPL.
Site da Universidade da Água
Neste site encontraremos definições e informações sobre recursos hídricos. Vai
ter informações sobre dessalinização da água, geração de energia hidráulica, a
distribuição da água no mundo, aqüíferos, tratamento de água, etc.
Site da HidroWeb
No site da HidroWeb pode-se encontrar informações sobre os postos
pluviométricos. É possível conseguir dados sobre a precipitação, vazão, etc. Esses
dados podem ser usados para se fazer balanços hídricos sobre um determinado
açude ou de uma bacia hidrográfica.
A fonte de pesquisa mais usada. Para se fazer relatórios alguns dados eram
tirados do Google. Nessa fonte podes se ter informações sobre recursos hídricos,
saneamento, meteorologia, e muitos outros assuntos contendo muitas informações
úteis.
Tutoriais do JHidro
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Foram estudados três tutoriais, onde mostravam como conseguir os dados de
precipitação, demanda, vazão dos afluentes, entre outros resultados que são
necessários para se fazer um balanço hídrico, explicavam como construir os arquivos
de entrada no ambiente Windows onde cada arquivo a ser criado iria ter as
informações (nome do reservatório, volume morto, capacidade, demanda, lamina de
evaporação, etc.) do reservatório que seria colocadas no JHidro para se fazer a
simulação.
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