Assessment of unavailable water flow from hydroelectric dams in river basins and the water use charge mechanism for the hydroelectric sector

Este artigo tem por objetivo apresentar uma metodologia para avaliação da vazão indisponibilizada aos demais usuários de bacias hidrográficas quando da implantação de aproveitamentos hidrelétricos, visando subsidiar o aprimoramento do mecanismo de cobrança vigente para o setor hidrelétrico. Propõe-se a alteração desse mecanismo de cobrança, que é baseado na energia gerada, por uma metodologia que considere a alteração na disponibilidade hídrica causada pelas usinas e que ao mesmo tempo tenha fundamentação teórica e física. Propõe-se nesta pesquisa a adoção das vazões indisponibilizadas pelas usinas hidrelétricas para quantificar o uso da água na estrutura de cobrança. Para determinação dessas vazões, foram selecionados os modelos hidrológicos da curva de permanência e do déficit total de água. Os modelos foram aplicados às usinas hidrelétricas de Foz do Areia, Segredo, Salto Santiago e Salto Osório, situadas no rio Iguaçu, no estado do Paraná. Os resultados obtidos indicam que as usinas com capacidade de regularização são mais oneradas que as usinas a fio d’água, e que as vazões indisponibilizadas obtidas pelo método do déficit são sempre superiores às obtidas pela curva de permanência, porém bastante adequadas quando se considera o cenário da vazão máxima outorgável.Palavras-chave:  Cobrança pelo uso da água; usinas hidrelétricas; vazão indisponibilizada; curva de permanência; déficit de água. AbstractAssessment of unavailable water flow from hydroelectric dams in river basins and the water use charge mechanism for the hydroelectric sector. The main purpose of this article is to present a methodology to evaluate unavailable flows from hydroelectric power plants in river basins, in order to improve the water use charge mechanism for the hydroelectric sector. This research propose a change in the existing charging mechanism, which is based on the energy generated, to one that considers the changes in the water availability caused by power plants to other users in the river basin. The methodology proposes the use of unavailable flows to quantify the water use. Obtaining unavailable flows involved the use of duration curves and water deficit methods. The proposed methodology was applied to the Foz do Areia, Segredo, Salto Santiago, and Salto Osório hydroelectric power plants located on the Iguaçu River, Paraná State. The results indicate that power plants with storage capacity are more burdened than power plants without storage capacity, and that the unavailable water flows obtained by the deficit method are always greater than that obtained from the duration curve, but quite appropriate when considering the water permits scenario.Keywords: Bulk water price; power dams; unavailability flows; duration curve; water deficit.The main purpose of this article is to present a methodology to evaluate unavailable flows from hydroelectric power plants in river basins, in order to improve the water use charge mechanism for the hydroelectric sector. This research propose a change in the existing charging mechanism, which is based on the energy generated, to one that considers the changes in the water availability caused by power plants to other users in the river basin. The methodology proposes the use of unavailable flows to quantify the water use. Obtaining unavailable flows involved the use of duration curves and water deficit methods. The proposed methodology was applied to the Foz do Areia, Segredo, Salto Santiago, and Salto Osório hydroelectric power plants located on the Iguaçu River, Paraná State. The results indicate that power plants with storage capacity are more burdened than power plants without storage capacity, and that the unavailable water flows obtained by the deficit method are always greater than that obtained from the duration curve, but quite appropriate when considering the water permits scenario

MEDIÇÕES DE CORRENTES E CURVA VAzÃO-MARÉ NA BAíA DE PARANAGUÁ, PR

The present work brings information on data surveys of estuarine currents accomplished in the Bay of Paranaguá,PR, Brazil, using electromagnetic current meters (S$) and of the Doppler effect (ADCP and ADP), aswell as the study of the suspended sediments observed in the water column. The comparison of the results of theobserved currents by all the instruments showed that these are very equivalent in this observation type. On theother hand, the water budgets, obtained with a data basis of the acoustic current meters, were compatible withthe tidal prism (tide circulation). Water budget data like these allowed the elaboration of the estuarine equivalentequations for water budget and water level, where when it is known, it is possible to calculate the water budgetin a given estuarine section. The analyses of suspended particulate matter (SPM) were used as well to try tocorrelate SPM with the intensity of the echo of ADCP, being observed that it is possible to use this intensity forestimates of SPM. From the dynamic point of view, the main characteristic observed in the circulation of the Bayof Paranaguá refers to the lateral heterogeneity of the sections. They seemed to be related to residual circulationwhere areas of the section are used mainly by the flood currents, being another for the ebb currents. Thispreferential circulation can explain the different lateral conditions in the channels. In the area of preponderanceof the flood currents, biological and sedimentological conditions are observed with more “marine” characteristics.On ebb areas, the opposite happens with fauna and sediments, as there are less marine and more continental or interior.O presente trabalho traz informações sobre coleta de dados de correntes realizadas na Baía de Paranaguá,PR, Brasil, utilizando correntômetros eletromagnéticos (S4) e de efeito Doppler (ADCP e ADP), assim como doestudo dos sedimentos em suspensão observados na coluna d’água. A comparação dos resultados das correntesobservadas, por todos os instrumentos, mostrou que estes são muito equivalentes neste tipo de observação. Poroutro lado, a vazão líquida obtida com base nos dados dos correntômetros acústicos resultaram completamentecompatíveis com o prisma de maré (vazão de maré). Os dados de vazão assim obtidos permitiram a elaboraçãodo equivalente estuarino das curvas de vazão, das quais, conhecido o nível, é possível calcular a vazão numadada seção. As análises de material particulado em suspensão foram utilizadas, também, para tentar correlacionaro MPS com a intensidade do eco do ADCP, observando-se que é possível utilizar esta intensidade paraestimativas do MPS. Desde o ponto de vista dinâmico, a principal característica observada na circulação daBaía de Paranaguá refere-se à heterogeneidade lateral das seções, onde apareceram claramente sistemas decirculação residual, em que as áreas da seção são usadas principalmente pelas correntes de enchente, sendooutras para as correntes de vazante. Esta circulação preferencial pode explicar as diferentes condições lateraisnos canais, onde na área de preponderância das correntes de enchente observam-se condições biológicas esedimentológicas com características mais “marinhas”, sendo que nas áreas de vazante, ocorre o contrário,com fauna e sedimentos menos marinhos e mais continentais ou interiores.

BALANÇO HÍDRICO DA BACIA DO RIO BARIGÜI, PR

O presente trabalho estabelece o balanço hídrico mensal da bacia do rio Barigüi para o período de 1985 a 2000, determinando para cada mês o armazenamento ativo de água na bacia. Foi utilizado um método de ajuste de evapotranspiração calculado com dados meteorológicos observados fora da bacia em análise. Para a evapotranspiração utilizaram-se estimativas médias de longo prazo da diferença entre precipitação e deflúvio, que foram ajustadas adotando a proporcionalidade entre armazenamento na bacia e evapotranspiração real. A contribuição do despejo de esgoto doméstico foi estimada a partir de dados demográficos sobre a população residente na bacia. Os fluxos de água subterrânea para dentro e fora da bacia foram desprezados. Os resultados obtidos foram coerentes com estudos similares realizados na mesma região e mostram uma precipitação média no período de 1.251 mm e um deflúvio médio de 751 mm com um coeficiente de escoamento médio de 0,50. Water balance of the Barigüi river basin in Paraná State - Brazil Abstract This paper consolidates the water balance of the Barigui River in the Metropolitan Area of Curitiba for the period of time 1985-2000, defining for each month the watershed storage. It is proposed an evapotranspiration approximation based upon meteorological data measured close to the watershed. Evapotranspiration is estimated using long term averages of the differences between precipitation and streamflow data adjusted by assuming that storage and real evapotranspiration are proportional. The sewage contribution was estimated by watershed demographic data. The results are consistent with similar studies and show an average precipitation amplitude of 1251 mm and streamflow of 751 mm over the period analyzed