Avaliação comparativa de métodos e técnicas batimétricas na obtenção das curvas Cota X Área X Volume de reservatórios em usinas hidrelétricas

Abstract

Levantamentos batimétricos em reservatórios de usinas hidrelétricas têm como objetivo atualizar as estimativas de volume, servindo como base de dados para estimativas futuras da capacidade de armazenamento de água e das taxas de sedimentação. Considerado um processo caro e demorado, a batimetria, quando má planejada, pode embutir erros na modelagem do terreno em função do espaçamento de aquisição entre as as seções topobatimétricas; consequentemente, levando a maiores erros nas respostas das curvas Cota x Área x Volume (CAVs) dos reservatórios. Sendo assim, a avaliação das técnicas atuais de aquisição batimétrica e dos métodos de interpolação, para uma melhor estimativa acerca dos volumes de reservatórios, se tornam importantes ferramentas no entendimento e gestão desses sistemas hídricos. Essa pesquisa tem como objetivo determinar de que forma levantamentos de dados com diferentes espaçamentos de aquisição e diferentes formas de interpolação influenciam no cálculo do volume de reservatórios. Os reservatórios utilizados nesse projeto são: UHE Chavantes; UHE Água Vermelha; UHE Capivara; UHE Irapé e UHE Rio das Pedras. Neste trabalho, foram extraídas seções transversais do mapa batimétrico gerado pela aquisição de dados de batimetria multifeixe, simulando uma aquisição de batimetria monofeixe com espaçamentos variados. Modelos Digitais de Terreno foram obtidos então, com o software ArcGis, a partir das metodologias de interpolação Topo to Raster e TIN. O volume de mínima normal foi calculado para cada MDT gerado e comparado com o volume do MDT da metodologia multifeixe. A partir dos volumes calculados foi possível realizar a regressão quadrática com qualidade de ajuste próximo a 100%. A regressão dos dados mostrou que quanto maior o espaçamento entre seções menor será o volume calculado. A subtração entre o MDT de maior espaçamento e o MDT de batimetria multifeixe, mostrou a diferença nos relevos e os erros presentes em cada interpolação. Com isso, regiões que apresentaram baixa complexidade de fundo (i.e. leito) não apresentaram variações significativas no volume estimado entre as técnicas batimétricas multifeixe e monofeixe, podendo ser aplicada a última metodologia, que é mais simples, de menor custo e resultado igualmente confiável na estimativa do cálculo de volume de reservatórios. No entanto, reservatórios com alta complexidade de fundo, apresentaram erros significativos na geração das curvas CAVs com o aumento da equidistância das seções. Dentre os interpoladores analisados, o Topo to Raster apresentou menor valor de RMS, portanto, os resultados mais confiáveis no cálculo de volume, principalmente, quando adicionada as linhas de drenagem à interpolação, representando o fundo dos reservatórios de forma mais acurada. Com relação às técnicas de aquisição, a resposta do volume é subestimada pela técnica monofeixe quando comparada com a técnica multifeixe. Esse resultado é função, principalmente, da abertura angular dos feixes (maior na técnica monofeixe) e da velocidade do som na água que, em geral, não é adquirida quando em levantamentos batimétricos monofeixe.