Análise de alternativas para o alteamento de nível em uma barragem de acumulação de água no município de Farroupilha/RS
Analysis of alternatives for level raising in a water accumulation dam in the municipality of Farroupilha/RS
DOI:
https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.5.p2507-2524Keywords:
Segurança Hídrica. Escassez hídrica. Alteamento de barragem. Reservatório de abastecimentoAbstract
The most frequent and intense drought events in the southern region of Brazil have affected the State of Rio Grande do Sul in recent years, intensifying from 2019 onwards, which resulted in a critical situation of water deficiency in the municipality of Farroupilha, target of this work, since its main artificial water reservoir has reached historic minimum levels. The present study aimed to analyze alternatives for raising the dam of the Burati stream, a source that contributes to the raw water reservoir of the municipality, in order to seek solutions for the water deficit and guarantee water security the population served.Therefore, cenarios of future demands were defined for further analysis of alternatives for raising through the water balance of the catchment basin. The results obtained show that if the reservoir remains responsible for supplying 80% of the consumers in the urban center of Farroupilha (Scenario 1), it will meet the projected demand for the scope of the project, without service failures. When assessing the demand to serve the entire urban population of Farroupilha (Scenario 2) and the maximum pumping uptake granted (Scenario 3), it was observed that during periods of water scarcity the demand would exceed the availability of water in the reservoir, requiring increase your booking capacity. In this context, the projection of the elevation of the height of the bus at 0.30 meters and 1.30 meters would meet Scenario 2 and Scenario 3, respectively. The projection and analysis carried out also shows that the elevation of 0.30 meters would generate less environmental and social impacts, presenting itself as the most viable alternative in the face of the proposed scenarios.
Keywords: Water Security. Water scarcity. Dam raising. Supply reservoir.
Downloads
References
Ai, Y., Ma, Z., Xie, X., Huang, T., Cheng, H., 2022. Optimization of ecological reservoir operation rules for a northern river in China: Balancing ecological and socio-economic water use. Ecological Indicators [Online] 138. Disponívelhttps://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.108822. Acesso: 27 mai. 2023.
Alvarez-Garreton, C., Boisier, J.P., Billi, M., Lefort, I., Marinao, R., Barría, P. 2023. Protecting environmental flows to achieve long-term water security. Journal of Environmental Management [Online] 328. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.116914. Acesso: 28 mai. 2023.
Akbar, H., Nilsalab, P., Silalertruksa, T., Gheewala, S. H., 2023. An inclusive approach for integrated systems: Incorporation of climate in the water-food-energy-land nexus index. Sustainable Production and Consumption [Online] 39, 42-52. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.spc.2023.05.005. Acesso: 27 mai. 2023.
Babuna, P., Yang, X., Tulcan, R. X. S., Dehui, B., Takase, M., Guba, B. Y., Han, C., Awudi, D. A., Li, M., 2023. Modeling water inequality and water security: The role of water governance. Journal of Environmental Management [online] 326. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.116815. Acesso: 27 mai. 2023.
Bahrami, N., Nikoo, M. R., Al-Rawas, G., Al-Wardy, M., Gandomi, A. H. Reservoir optimal operation with an integrated approach for managing floods and droughts using NSGA-III and prospect behavioral theory. Journal of Hydrology [Online] 610. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.127961. Acesso: 28 mai. 2023.
Baird, I.G., Silvano, R.A.M., Parlee, B., Poesch, M., Maclena, B., Napoleon, A., Lepine, M., Hallwass, G., 2021. The Downstream Impacts of Hydropower Dams and Indigenous and Local Knowledge: Examples from the Peace–Athabasca, Mekong, and Amazon. Environmental Management [Online] 67, 682–696. Disponível: https://doi.org/10.1007/s00267-020-01418-x. Acesso: 03 jun. 2023.
Beshavard, M., Adib, A. Ashrafi, S. M., Kisi, O., 2022. Establishing effective warning storage to derive optimal reservoir operation policy based on the drought condition. Agricultural Water Management [Online] 274. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.107948. Acesso: 28 mai. 2023.
Bortolin, T. A., Santos, L. M., Silva, A. G., Schneider, V. E., 2019. Sistema Web para estimativa de Evapotranspiração Potencial por diferentes métodos. Ciência e Natura [online] 41 (22), 01-14. Disponível: https://doi.org/10.5902/2179460X36937. Acesso: 02 ago. 2021.
Castro-Pardo,M., Martínez, P. F., Zabaleta, A., P., 2022. An initial assessment of water security in Europe using a DEA approach. Sustainable Technology and Entrepreneurship [Online] 1 (1). Disponível: https://doi.org/10.1016/j.stae.2022.1000002. Acesso: 30 mai. 2023.
Cauberghe, V., Vazquez-Casaubon, E; Sompel, D. V., 2021. Perceptions of water as commodity or uniqueness? The role of water value, scarcity concern and moral obligation on conservation behavior. Journal of Environmental Management [Online] 292. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112677. Acesso: 28 mai. 2023.
Cardoso, L. S., Junges, A. H., Tazzo, I. F., Varone, F., Varone, F. 2022. Comunicado agrometeorológico especial estiagem 2021/2022: estiagem ocorrida na safra 2021/2022 no estado do Rio Grande do Sul: avaliação semanal, de janeiro a março, das condições meteorológicas e dos impactos na produção agropecuária. Porto Alegre/RS. (Circular: divulgação técnica, n. 6). Disponível: https://www.agricultura.rs.gov.br/upload/arquivos/202205/12145418-comunicado-agrometeorologico-37-especial-estiagem-2022-ift-final.pdf. Acesso: 29 mai. 2023.
Carvalho, P. G. S. Barragens e seus impactos socioambientais, 2020. ANA, Brasília. (Curso de segurança de barragens: módulo I – barragens: aspectos legais, técnicos e socioambientais). Disponível: https://capacitacao.ana.gov.br/conhecerh/handle/ana/2179. Acesso em: 30 abr. 2021
CEMET/RS. Centro Estadual de Meteorologia, 2012. Nota técnica nº 10 (06/06/2012): a estiagem de 2011/2012 e sua influência na produção agropecuária do Rio Grande do Sul. Porto Alegre. Disponível: http://www.cemet.rs.gov.br/upload/20120606155033nota_tecnica_10_06_06_2012_final.pdf. Acesso: 06 nov. 2021.
Chen, B., Huang, A.; Bao, T., Zhu, Z., 2021. Deformation early-warning index for heightened gravity dam during impoundment period. Water Science and Engineering [online] 14 (1), 54-64, Disponível: https://doi.org/10.1016/j.wse.2021.03.001. Acesso: 16 mai. 2021.
CRH. Conselho de Recursos Hídricos do Rio Grande do Sul, 2012. Resolução nº 121, de 12 de dezembro. Aprova o enquadramento das águas superficiais da BACIA Hidrográfica do Rio Taquari-Antas. Porto Alegre.
CONSEMA. Conselho Estadual do Meio Ambiente, 2018. Resolução nº 388, de 08 de novembro. Dispõe sobre os critérios e diretrizes gerais, bem como define os estudos ambientais e os procedimentos básicos a serem seguidos no âmbito do licenciamento ambiental de Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCHs, e Centrais Geradoras Hidrelétricas - CGHs. Porto Alegre.
CPRM . Serviço Geológico do Brasil, 2023. Monitoramento hidrológico especial da estiagem nos estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina: boletim nº 05/2023. Disponível: http://www.cprm.gov.br/sace/boletins/secas_estiagens/2023/SC_RS/2023_005-20230130%20-%20153404.pdf. Acesso: 27 mai. 2023.
Cruz, R. C., Porto, M. L., Silveira, G. L., 2020. Vazões remanescentes em rios: evolução metodológica e linha do tempo no Rio Grande do Sul (RS). Ciências ambientais: recursos hídricos [Online] 164-183. Disponível: https://www.researchgate.net/publication/344180033_VAZOES_REMANESCENTES_EM_RIOS_EVOLUCAO_METODOLOGICA_E_LINHA_DO_TEMPO_NO_RIO_GRANDE_DO_SUL_RS. Acesso: 31 ago. 2021.
Dadebo, D., Obura, D., Kimera, D., 2023. Hydraulic modeling and prediction of performance for a drinking water supply system towards the achievement of sustainable development goals (SDGs): A system case study from Uganda. Groundwater for Sustainable Development [Online] 22. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.gsd.2023.100951. Acesso: 28 mai. 2023.
Defesa Civil, 2021. Saiba como decretar situação de emergência devido à estiagem no seu município. Porto Alegre. Disponível: https://www.defesacivil.rs.gov.br/upload/arquivos/202101/15114407-e-book-estiagem.pdf. Acesso em: 19 mar. 2021.
Ding, y., Xu, J., Wang, X., Cai, H., Zhou, Z., Sun, Y., Shi, H., 2021. Propagation of meteorological to hydrological drought for different climate regions in China. Journal of Environmental Management [Online] 283. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.111980. Acesso: 27 mai. 2023.
DW Engenharia Ltda., 2020. Laudo técnico sobre a condição de segurança das estruturas civis da barragem Casarin e dano potencial associado. Porto Alegre.
ECOPLAN Engenharia, Consultoria e Planejamento Ltda., 1979. Reservação complementar de manancial para abastecimento da E.T.A: Barragem do Arroio Burati (Casarin). Estudos hidrológicos e anteprojeto. Bento Gonçalves.
Ekka, A., Keshav, S., Pande, S., Zaag, P. V., Jiang, Y., 2022. Dam-induced hydrological alterations in the upper Cauvery River basin, India. Journal of Hydrology: Regional Studies [Online] 44. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2022.101231. Acesso: 03. jun 2023.
Ekmekcioğlu, O., Koc, K., Dabanli, I., Deniz, A., 2022. Prioritizing urban water scarcity mitigation strategies based on hybrid multi-criteria decision approach under fuzzy environment. Sustainable Cities and Society [Online] 87. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.scs.2022.104195. Acesso: 28 mai. 2023.
Fanzo, J., 2023. Understanding human water turnover in times of water scarcity. Cell Metabolism. [Online] 35 (2). Disponível: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.01.005. Acesso: 27 mai. 2023.
Farroupilha, 2020. Decreto nº 6.733, de 30 de abril. Declara estado de calamidade pública em todo o território do Município de Farroupilha, para fins de racionalização do uso dá água fornecida pela Companhia Riograndense de Saneamento - CORSAN.
Farroupilha, 2022. Decreto nº 7.131, de 25 de fevereiro. Racionaliza o uso de água fornecida pela Companhia Riograndense de Saneamento - CORSAN, e dá outras providências.
Fontes, A. R. F., Giudice, D. S., 2021. Impactos socioambientais nas construções de barragens hidrelétricas. Caderno de Ciências Sociais Aplicadas [Online] 18 (32). Disponível: https://doi.org/10.22481/ccsa.v18i32.9258. Acesso: 17 nov. 2021.
Foudi, S., McCartney, M., Markandya, A., Pascual, U., 2023. The impact of multipurpose dams on the values of nature's contributions to people under a water-energy-food nexus framing. Ecological Economics [Online] 206. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2023.107758. Acesso: 30 mai. 2023.
FUNASA. Fundação Nacional de Saúde, 2013. Termo de referência: elaboração de diagnósticos, estudos de concepção e viabilidade (relatório técnico preliminar – RTP), projetos básicos e executivos de engenharia e estudos ambientais para sistemas de abastecimento de água e de esgotamento sanitário. Disponível: http://www.funasa.gov.br/site/wp-content/files_mf/tr_elaboracao_projetos_saneamento_pac2.docx. Acesso: 13 jun. 2021.
Gao, Y., Zhang, W., Li, Y., Wu, H., Yang, N., Hui, C., 2021. Dams shift microbial community assembly and imprint nitrogen transformation along the Yangtze River. Water Research [Online] 189. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116579. Acesso: 27 mai. 2023.
Geirinhas, J. L.; Russo, A., Libonati, R., Sousa, P. M., Miralles, D. G., Trigo, R. M. Recent increasing frequency of compound summer drought and heatwaves in Southeast Brazil. Environmental Research Letters [Online] 16 (3). Disponível: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abe0eb. Acesso: 28 mai. 2023.
Gomes, M. S., Cavalcanti, I. F. A., Müller, G. V., 2021. 2019/2020 drought impacts on South America and atmospheric and oceanic influences. Weather and Climate Extremes [Online] 34. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.wace.2021.100404. Acesso: 28 mai. 2023.
Guo, Y., Huang, Q., Huang, S., Leng, Zheng, X., Fang, W., Deng, M., Song, S., 2021. Elucidating the effects of mega reservoir on watershed drought tolerance based on a drought propagation analytical method. Journal of Hydrology [Online] 598. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125738. Acesso: 27 mai. 2023.
Hargreaves, G. H., 1974. Precipitation dependability and potentials for an agricultural production for Northeast Brazil. Cusushash: EMBRAPA and Utah State University.
Hasenack, H., Weber, E., 2010 Base cartográfica vetorial contínua do Rio Grande do Sul - escala 1:50.000. Porto Alegre.
Huang, Z., Yuan, X., Liu, X., Tang, Q., 2023. Growing control of climate change on water scarcity alleviation over northern part of China. Journal of Hydrology: Regional Studies [online] 46. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101332. Acesso: 27 mai. 2023.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2001. Censo Brasileiro de 2000. Rio de Janeiro: Sistema IBGE de recuperação automática. Disponível: https://sidra.ibge.gov.br/pesquisa/censo-
demografico/demografico-2000/amostra-primeiros-resultados. Acesso: 12 jun.
IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2012. Censo Brasileiro de 2010. Rio de Janeiro: Sistema IBGE de recuperação automática. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br/pesquisa/censo-
demografico/demografico-2010/inicial. Acesso: 12 jun. 2021.
Jesus, F. S. M., Monteiro, A. M. V., Tomasella, J., 2023. Spatial Inequalities in Access to Safe Drinking Water in an Upper-Middle-Income Country: A Multi-Scale Analysis of Brazil. Water [Online] 15 (8). Disponível: http://dx.doi.org/10.3390/w15081620. Acesso: 28 mai. 2023.
Krztoń, W., Walusiak, E. Wilk-Woźniak, E., 2022. Possible consequences of climate change on global water resources stored in dam reservoirs. Science of The Total Environment [Online] 830. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154646. Acesso: 27 mai. 2023.
Li, W., Jiang, S., Zhao, Y., Li, H., Zhu, Y., He, G., Xu, Y., Shang, Y., 2023. A copula-based security risk evaluation and probability calculation for water-energy-food nexus. Science of The Total Environment [Online]] 856. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159236. Acesso: 27 mai. 2023.
Leveque, B., Burnet, J. B., Dorner, S., Bichai, F., 2021. Impact of climate change on the vulnerability of drinking water intakes in a northern region. Sustainable Cities and Society [Online] 66. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102656. Acesso: 09 mar. 2021.
Luís, A. A., Cabral P., 2021. Small dams/reservoirs site location analysis in a semi-arid region of Mozambique. International Soil and Water Conservation Research [Online] 9 (3), 381-393. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.iswcr.2021.02.002. Acesso: 02 mai. 2021.
Mcmahon, T. A., Mein, R. G., 1978. Reservoir capacity and yield. Editora Elsevier.
Mousavizadeh, S. R., Moeini, R., Shanehsazzadeh,A., 2023. Management of aquifer and dam reservoir quantitative-qualitative interaction. Agricultural Water Management [Online] 277. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2022.108116. Acesso: 28 mai. 2023.
Ongaratto, J. M., 2019. Avaliação do desempenho de diferentes métodos de evapotranspiração para a bacia hidrográfica Taquari-Antas/RS. (Trabalho e Conclusão de Curso). Universidade de Caxias do Sul (UCS), Caxias do Sul, RS, Brasil. Disponível: https://repositorio.ucs.br/xmlui/handle/11338/5892?locale-attribute=es. Acesso em: 03 ago. 2021.
Pintor,L. L., Mondejar, C. L. C., Bello, G. E., Ativo, A. O., Ningal, N. L., 2023. Water governance and food security of the irrigators association in Bago City, Negros Occidental, Philippines. Environmental Challenges [Online] 11. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.envc.2023.100687. Acesso: 27 mai. 2023.
Ren, K., Huang, Q., Huang, S., Ming, B., Leng, G.,2021. Identifying complex networks and operating scenarios for cascade water reservoirs for mitigating drought and flood impacts. Journal of Hydrology [Online] 594. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.125946. Acesso: 27 mai. 2023.
SEMA. Secretaria Estadual do Meio Ambiente e Infraestrutura do Rio Grande Do Sul, 2018. Resolução nº 306, de 12 de setembro. Dispõe sobre os critérios e diretrizes da vazão remanescente em Empreendimentos de Geração Hidroenergética, vinculados à outorga. Porto Alegre.
SEMA. Secretaria Estadual do Meio Ambiente e Infraestrutura do Rio Grande Do Sul, 2021. Boletim especial estiagem 2019/2021. Porto Alegre: Sala de Situação. Disponível: https://www.defesacivil.rs.gov.br/upload/arquivos/202107/20110227-boletim-especial-2021-sema.pdf. Acesso em: 23 ago. 2021.
Sherif, M., Abrar, M., Baig, F., Kabeer, S., 2023. Gulf Cooperation Council countries' water and climate research to strengthen UN's SDGs 6 and 13. Heliyon [Online] 9 (3). Disponível: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14584. Acesso: 29 mai. 2023.
SNIS. Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, 2019. Diagnóstico dos Serviços de Diagnóstico dos Serviços de Água e Esgotos. Disponível: http://www.snis.gov.br/diagnostico-anual-agua-e-esgotos/diagnostico-dos-servicosde-agua-e-esgotos-2019. Acesso: 13 jun. 2021.
Taka, M., Ahopelto, L., Fallon, A., Heino, M., Kallio, M., Kinnunen, P., Niva, V., Varis, O.,2021. The potential of water security in leveraging Agenda 2030. One Earth [Online] 4 (2). Disponível: https://doi.org/10.1016/j.oneear.2021.01.007. Acesso: 30 mai. 2023.
Tang, M., Yuan, L., Jiang, Z., Yang, X., Li, C., Liu, W., 2023.Characterization of hydrological droughts in Brazil using a novel multiscale index from GNSS. Journal of Hydrology [Online] 617. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128934. Acesso: 28 mai. 2023.
Tsutiya, M. T., 2006. Abastecimento de água (3ª ed). São Paulo: Departamento de Engenharia Hidráulica e Sanitária da Escola Politécnica de São Paulo.7
UNESCO. United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization, 2023. Relatório Mundial das Nações Unidas sobre o desenvolvimento dos recursos hídricos 2023: parcerias e cooperação para a água. Disponível: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000384657_por?posInSet=1&queryId=8bee5f6c-f15b-426a-a416-662eed9eca0c. Acesso: 28 mai. 2023.
Unfried, K., Kis-Katos, K., Poser, T., 2022. Water scarcity and social conflict. Journal of Environmental Economics and Management [online] 113. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jeem.2022.102633. Acesso: 01 mar. 2022.
Vigolo, M., Bortolin, T. A., Breda, B., Schneider, V. E., Gimenez, J. R., 2022. Caracterização fisiográfica e estimativa de vazão mínima da bacia de captação de uma barragem de acumulação de água. Anais do 30º Congresso Latino-Americano de Hidráulica. Foz do Iguaçu: Editora IAHR. Disponível: https://www.intechopen.com/books/dam-engineering-recent-advances-in-design-and-analysis/heightening-of-an-existing-embankment-dam-results-from-numerical-simulations. Acesso: 26 dez. 2022.
Xu, Z., Cai, X., Yin, X., Su, M., Wu, Y., Yang, Z., 2019. Is water shortage risk decreased at the expense of deteriorating water quality in a large water supply reservoir? Water Research [Online] 165. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.114984. Acesso: 30 mai. 2023.
Xu, Z., Cheng, L., Liu, P., Hou, Q., Cheng, S., Qin, S., Liu, L., Xia, J., 2022. Investigating the spatial variability of water security risk and its driving mechanisms in China using machine learning. Journal of Cleaner Production [Online] 362. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.132303. Acesso: 29 mai. 2023.
Yumeng, Z., Li, G., Mi, Z., Fu, Z., Wei, K., 2021. Heightening of an Existing Embankment Dam: Results from Numerical. Dam Engineering: recente advances in design and analysis [online]. Disponível: https://doi.org/10.5772/intechopen.92221. Acesso: 21 abr. 2021.
Zareian, M. J., 2021. Optimal water allocation at different levels of climate change to minimize water shortage in arid regions (Case Study: Zayandeh-Rud River Basin, Iran). Journal of Hydro-environment Research [online] 35, 13-30. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.jher.2021.01.004. Acesso: 09 mar. 2021.
Zhai, R., Tao, F., Chen, Y., Dai, H., Liu, Z., Fu, B., 2022. Future water security in the major basins of China under the 1.5 °C and 2.0 °C global warming scenarios. Science of The Total Environment [online] 849. Disponível: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157928. Acesso: 27 mai. 2023.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Brazilian Journal of Physical Geography
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with Revista Brasileira de Geografia Física agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) license that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted to make their work available online before or during the editorial process, on academic social networks, digital repositories, or preprint servers. After publication in Revista Brasileira de Geografia Física, authors are expected to update the preprint or postprint versions on the platforms where they were originally made available, providing a link to the final published version and any other relevant information, with proper recognition of authorship and the initial publication in this journal.
You are free to:
Share — copy and redistribute the material in any medium or format for any purpose, even commercially.
Adapt — remix, transform, and build upon the material for any purpose, even commercially.
The licensor cannot revoke these freedoms as long as you follow the license terms.
Under the following terms:
Attribution — You must give appropriate credit , provide a link to the license, and indicate if changes were made . You may do so in any reasonable manner, but not in any way that suggests the licensor endorses you or your use.
No additional restrictions — You may not apply legal terms or technological measures that legally restrict others from doing anything the license permits.
