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SERVIÇO AUTÔNOMO DE ÁGUA E ESGOTO DE GUANHÃES - SAAE GUANHÃES

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SERVIÇO AUTÔNOMO DE ÁGUA E

ESGOTO DE GUANHÃES - SAAE

GUANHÃES

ESTUDO DE ALTERNATIVAS PARA

AUMENTO NA CAPACIDADE DE

REGULARIZAÇÃO DE VAZÕES PARA O

MUNICÍPIO DE GUANHÃES/MG

RELATÓRIO TÉCNICO

Nº Documento: Nº Contrato/Lote:

HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 HBR82-18

0 09/10/18 EMISSÃO INICIAL SBA VLV

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 2 de 44

ÍNDICE

ITEM DESCRIÇÃO PÁGINA

1.0 INTRODUÇÃO 3

2.0 DADOS BÁSICOS 3

2.1 ESTAÇÕES PLUVIOMÉTRICAS 6

2.2 ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS 7

2.3 DADOS CLIMATOLÓGICOS 8

2.4 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SAAE GUANHÃES 9

3.0 ESTUDOS HIDROLÓGICOS 10

3.1 ANÁLISE DAS PRECIPITAÇÕES ANUAIS 11

3.2 VAZÃO MÉDIA DE LONGO TERMO 13

3.3 ANÁLISE DA ESTAÇÃO FLUVIOMÉTRICA DE REFERÊNCIA 14

3.4 SÉRIE DE VAZÕES REGIONALIZADA 15

3.5 VAZÃO MÍNIMA DE REFERÊNCIA 15

3.5.1 Vazão específica da estação de referência 15

3.5.2 Análise de Frequência de Mínimos da Série Regionalizada 20

3.5.3 Vazão mínima de referência adotada 23

4.0 BALANÇO HÍDRICO 23

4.1 PREMISSAS ADOTADAS 25

4.1.1 Curvas Cota-Área-Volume 25

4.1.2 Série de Vazões Afluentes 26

4.1.3 Série de Precipitação 30 4.1.4 Série de Evapotranspiração 31 4.2 RESULTADOS 31 4.2.1 Alternativa 01 33 4.2.2 Alternativa 02 37 4.2.3 Alternativa 03 39 5.0 CONCLUSÕES 42

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1.0 INTRODUÇÃO

Atualmente, para abastecimento do município de Guanhães-MG, o Serviço Autônomo de Água e Esgoto de Guanhães/MG - SAAE possui um ponto de captação no Ribeirão Graipu, localizado a 4 km do centro da cidade, sendo esta captação composta de barragem, caixa de areia, casa de bombas, stand-pipe e adutoras. A captação consta de uma barragem de nível em concreto que garante a alimentação da tubulação de tomada d’água e da caixa de areia.

Contudo, buscando aumentar a vazão de regularização para atender o crescimento das demandas de captação, o SAAE contratou o estudo apresentado neste documento, o qual oferece subsídios à tomada de decisão sobre qual a melhor alternativa para aumento da produção de água para o município.

Neste documento são apresentados os estudos hidrológicos desenvolvidos a fim de avaliar a construção de um ou mais barramentos com a finalidade de regularização de vazões para aumento da vazão captada.

Para melhor compreensão, além deste item inicial, este documento está dividido da seguinte maneira.

• Capítulo 2: apresentação dos dados básicos utilizados; • Capítulo 3: apresentação dos estudos hidrológicos;

• Capítulo 4: apresentação do balanço hídrico desenvolvido; • Capítulo 5: conclusões e recomendações finais.

2.0 DADOS BÁSICOS

O atual ponto de captação está localizado no Ribeirão Graipu, onde observa-se uma barragem em concreto para regularização de nível. Este ponto de captação possui uma área de drenagem de 68,9 km².

A área de drenagem deste ponto foi analisada, a fim de se definir possíveis locais para construção de barragens para regularização de vazão. Foram analisados inicialmente 3 possíveis pontos, conforme indicado na Figura 2-1.

As coordenadas dos pontos analisados, nas quais se encontram no Datum horizontal SIRGAS2000 zona 23S, bem como suas respectivas áreas de drenagem são observadas na Tabela 2-1.

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 4 de 44 Destaca-se que para a definição das áreas de drenagem bem como para a posterior definição das curvas cota-área-volume dos reservatórios propostos, foi utilizada a topografia ALOS PALSAR, disponibilizadas gratuitamente, cuja resolução espacial é de 12,5 m.

O satélite ALOS (Advanced Land Observing Satellite-1) foi lançado pela Agência de Exploração Aeroespacial Japonesa (JAXA) em 2006 e teve o fim de sua missão em 2011. Este satélite possui três sensores de imageamento de sensoriamento remoto, sendo um deles o PALSAR (Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar).

Tabela 2-1– Pontos de captação

Nome Latitude Longitude El. (m) AD (km²)

Ponto de Captação Atual -18,7547 -42,9677 756 68,9

Possível Ponto de Captação 1 -18,7515 -42,9696 757 67,6

Possível Ponto de Captação 2 -18,7411 -42,9739 782 18,2

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2.1 ESTAÇÕES PLUVIOMÉTRICAS

As estações pluviométricas utilizadas neste estudo foram definidas a partir da avaliação de série histórica e da proximidade e similaridades fisiográficas com a área de interesse. Foram utilizados dados pluviométricos diários, disponibilizados pela Agência Nacional das Águas – ANA.

Para o desenvolvimento dos estudos, foram analisadas as estações pluviométricas apresentadas na Tabela 2-2 e posicionadas conforme a Figura 2-2. Ressalta-se que as estações com extensão de série e consistência de dados inadequadas para o desenvolvimento dos trabalhos foram excluídas do estudo e as mesmas estão indicadas nesta mesma tabela.

Tabela 2-2– Estações pluviométricas analisadas

Código Nome Período Latitude Longitude

Distância do ponto atual de captação (km) El. (m) 1842007 GUANHÃES 1945-2018 -18,7722 -42,9311 4,3 808 1842017* BARREIRAS 1978-1978 -18,9333 -42,9167 20,5 - 1842021* PORTO SANTA RITA 1985-1999 -18,9503 -42,3567 68,1 255 1843004* SENHORA DO PORTO 1945-1946 -18,8833 -43,1000 20,0 330 1843011* SERRO 1984-2018 -18,5928 -43,4125 50,2 940 1843015* POVOADO DE VAU 1999-2018 -18,4175 -43,5256 69,9 860 1943002 CONCEIÇÃO DO MATO DENTRO 1968-2018 -19,0167 -43,4442 58,0 675

1943064* RUA SÃO PAULO 1940-1945 -19,9247 -43,9414 27,4 -

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Figura 2-2– Estações pluviométricas analisadas e adotadas

2.2 ESTAÇÕES FLUVIOMÉTRICAS

As estações fluviométricas analisadas estão apresentadas na Tabela 2-3 e posicionadas conforme a Figura 2-3. As estações adotadas foram escolhidas por sua extensa série histórica, proximidade com o ponto de estudo, área de drenagem e orografia similar a captação. Foram obtidos dados diários de estações fluviométricas disponibilizados pela Agência Nacional das Águas – ANA.

Tabela 2-3– Estações fluviométricas adotadas

Código Nome Período Latitude Longitude

Área de Drenagem (km²) Curso d’água 54001000* POVOADO DE VAU 1999-2018 -18,4175 -43,5253 371 RIO JEQUITINHONHA 56750000 CONCEIÇÃO DO MATO DENTRO 1945-2015 -19,0144 -43,4461 302 RIO SANTO ANTÔNIO

56765000 DOM JOAQUIM 1945-2018 -18,9606 -43,2431 976 RIO DO PEIXE

56775000* FERROS 1940-2015 -19,2322 -43,0200 4090 RIO SANTO

ANTÔNIO

56787000* FAZENDA

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Código Nome Período Latitude Longitude

Área de Drenagem

(km²)

Curso d’água

56800000 SENHORA DO

PORTO 1945-2018 -18,8947 -43,0825 1520 RIO GUANHÃES

56815000* PONTE DAS

ARARAS 1944-1955 -19,1167 -42,7833 2420 RIO GUANHÃES

56845000 FAZENDA CORRENTE 1952-2016 -18,8947 -42,7125 1050 RIO CORRENTE GRANDE 56846000* PORTO SANTA RITA 1975-2015 -18,9517 -42,3592 1970 RIO CORRENTE GRANDE 56860000* SÃO PEDRO DO SUAÇUÍ 1965-2015 -18,3631 -42,6022 2570 RIO SUAÇUÍ GRANDE *Estações excluídas.

Figura 2-3 – Estações fluviométricas analisadas e adotadas

2.3 DADOS CLIMATOLÓGICOS

Para a escolha da estação climatológica, utilizou-se aquela mais próxima da área de estudo. A estação de Conceição do Mato Dentro está localizada a aproximadamente 80,0 km do local de referência. Na Tabela 2-4 são apresentadas as coordenadas da estação utilizada no estudo, nas quais se encontram no Datum horizontal SIRGAS2000 zona 23S. Os dados

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 9 de 44 mensais de evaporação da estação climatológica Conceição do Mato Dentro foram retirados da publicação Normais Climatológicas, elaborado pelo Instituto Nacional de Meteorologia.

Tabela 2-4– Coordenadas da Estação Climatológica

Estação Latitude Longitude

Conceição do

Mato Dentro -19,02° -43,43º

Fonte: INMET, 20181.

2.4 ESTAÇÃO DE MONITORAMENTO SAAE GUANHÃES

Para o desenvolvimento dos estudos, foram analisados os dados de monitoramento disponibilizados pela SAAE Guanhães referentes ao vertimento da atual barragem de regularização de nível e também os dados referentes a captação.

Os dados de vertimento compreendem o período de 2008 a 2018, enquanto que os dados de captação são referentes ao período de 2015 a 2018. Contudo, observa-se que os dados de vertimento possuem diversas falhas ao longo deste período, sendo 2015-2016 o único ano hidrológico sem falhas. Os dados de vertimento encontram-se na Tabela 2-5, enquanto os de captação na Tabela 2-6.

Dessa forma os dados de monitoramento foram utilizados para comparação e validação dos dados das estações fluviométricas consideradas, sendo esta etapa fundamental para validação do estudo. Na Figura 2-4 é apresentado o vertedouro da atual barragem de regularização de nível.

1 Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Estações Automáticas. Disponível em:

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Figura 2-4– Vertedouro com monitoramento semanal.

Tabela 2-5– Média mensal do vertimento da barragem de nível – L/s

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

2015 485 1054 533 652 692 543 467 395 399 146 366 586

2016 1780 611 701 552 751 569 532 486 327 451 - -

Tabela 2-6– Média mensal da captação da barragem de nível – L/s

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

2015 74,5 65,2 61,1 64,0 61,3 61,1 59,7 62,9 60,8 54,2 66,1 69,8

2016 64,8 62,4 66,9 66,6 65,7 66,3 65,9 65,6 66,0 65,8 64,6 63,6

3.0 ESTUDOS HIDROLÓGICOS

Para desenvolvimento do balanço hídrico e avaliação de possíveis novos barramentos foram desenvolvidos estudos para definição das variáveis hidrológicas envolvidas, sendo: série de precipitação, série de vazões afluentes, vazão mínima defluente.

Destaca-se que para critério de comparação dos resultados obtidos e aplicabilidade dos dados pluviométricos juntamente aos fluviométricos adotou-se o período comum de série histórica entre 1969 e 2017.

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 11 de 44 3.1 ANÁLISE DAS PRECIPITAÇÕES ANUAIS

Para desenvolvimento do balanço hídrico das estações fluviométricas e caracterização do regime de vazões dos pontos de interesse é necessário que para cada estação fluviométrica seja atribuída uma estação pluviométrica de referencia, que represente a pluviosidade de sua área de drenagem. Assim, para caracterização do regime de chuvas na bacia hidrográfica no atual ponto de captação e nos possíveis novos locais de captação realizou-se uma análise das estações pluviométricas apresentadas no item 2.1.

A estação Guanhães (1847002) foi adotada como referência para o atual ponto de captação e também para os possíveis pontos avaliados, devido a sua proximidade com os reservatórios e por possuir consistência de dados adequada para sua utilização

A estação Guanhães também foi adotada como referência para as estações fluviométricas Fazenda Corrente (56845000) e Senhora do Porto (56800000), uma vez que se trata da estação pluviométrica com consistência de dados que melhor representa as áreas destas estações supracitadas.

Já a estação de Conceição do Mato Dentro (1943002) foi adotada como referência para as estações fluviométricas Conceição do Mato Dentro (56750000) e Dom Joaquim (56765000), por melhor representar as áreas das estações anteriores e possuir boa consistência de dados.

A Tabela 3-1 a seguir apresenta as precipitações totais anuais médias para as estações pluviométricas analisadas.

Tabela 3-1– Precipitação total anual média das estações pluviométricas analisadas

Código Estação Distância do Ponto Atual de Captação (km) El. (m) P total anual (mm) 1842007 GUANHÃES 4,3 808 1525

1943002 CONCEIÇÃO DO MATO DENTRO 58 675 1422

A Tabela 3-2 apresenta as médias mensais para o período de 1969 a 2017, bem como o total anual e média total anual para a estação de referência, Guanhães (1842007).

Tabela 3-2 – Série histórica de precipitações da estação Guanhães (1842007) - mm

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO

HIDROLÓGICO TOTAL 1969 215 82,6 87,6 97,2 29,6 71,7 0,200 0,00 2,60 122 358 430 - - 1970 666 44,0 84,0 98,2 0,00 10,6 17,6 9,20 112 323 597 66,6 1969-1970 1952 1971 87,3 120 246 67,2 1,60 174 13,2 0,100 34,2 180 571 123 1970-1971 1729 1972 185 328 119 230 45,2 16,0 66,8 31,9 75,0 349 512 651 1971-1972 1970 1973 209 120 659 41,0 1,50 1,00 11,8 0,00 25,6 609 490 447 1972-1973 2582 1974 333 46,1 312 158 29,6 0,700 1,00 8,00 1,20 173 85,4 232 1973-1974 2436

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 12 de 44

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO

HIDROLÓGICO TOTAL 1975 233 103 89,1 78,6 7,70 3,20 7,40 0,00 16,9 180 329 126 1974-1975 1029 1976 6,60 194 52,8 28,8 29,4 0,00 6,00 11,1 169 181 266 343 1975-1976 1133 1977 308 57,2 31,3 173 18,3 5,50 10,3 1,80 12,6 41,7 276 202 1976-1977 1408 1978 367 194 60,3 41,0 84,8 12,2 36,0 0,900 10,3 170 167 200 1977-1978 1326 1979 271 304 114 44,6 86,5 0,900 13,4 23,0 12,2 107 168 231 1978-1979 1408 1980 398 141 4,90 142 13,7 32,2 29,0 1,10 63,4 17,0 173 249 1979-1980 1330 1981 355 64,7 340 27,4 41,4 24,3 0,300 18,0 0,00 259 363 302 1980-1981 1309 1982 314 21,7 447 102 27,6 0,400 1,50 11,0 8,80 24,9 10,1 167 1981-1982 1857 1983 365 183 179 93,0 39,5 0,00 6,00 0,600 70,4 133 251 252 1982-1983 1139 1984 54,0 36,8 211 19,9 22,2 0,00 1,60 49,1 39,9 156 187 232 1983-1984 1071 1985 484 96,9 181 19,1 15,7 4,00 2,70 5,30 92,4 168 190 257 1984-1985 1476 1986 231 75,0 20,2 71,8 9,40 15,2 16,3 136 9,50 51,6 95,0 143 1985-1986 1199 1987 178 12,2 240 46,6 15,2 17,2 10,0 0,00 41,6 95,4 129 370 1986-1987 851 1988 130 181 77,2 88,9 3,00 0,00 0,00 1,00 0,00 144 136 495 1987-1988 1076 1989 52,2 132 99,6 7,30 5,70 53,7 16,0 7,40 16,0 172 206 229 1988-1989 1165 1990 16,4 87,9 98,2 17,0 64,6 6,90 58,2 70,8 40,2 85,1 157 128 1989-1990 1067 1991 174 271 220 30,2 85,5 4,80 25,6 0,00 29,2 39,7 459 209 1990-1991 1210 1992 457 229 58,1 51,4 2,20 6,40 9,50 15,0 112 202 358 356 1991-1992 1648 1993 270 52,5 16,5 134 39,1 40,8 1,00 3,70 81,6 84,3 74,8 302 1992-1993 1555 1994 243 60,3 313 88,0 12,7 21,4 16,6 0,00 3,10 19,7 183 200 1993-1994 1220 1995 43,8 230 121 101 24,6 0,00 13,1 2,40 2,80 304 307 402 1994-1995 942 1996 74,2 90,3 140 206 6,00 1,60 1,00 4,20 89,1 66,3 255 281 1995-1996 1625 1997 218 190 219 165 22,6 17,8 2,90 0,900 66,9 81,3 162 404 1996-1997 1505 1998 163 138 137 25,6 61,9 1,70 11,4 16,7 0,500 69,7 372 308 1997-1998 1204 1999 131 79,8 187 19,2 6,20 0,700 5,20 1,70 2,30 114 288 301 1998-1999 1183 2000 246 128 364 9,40 4,40 0,900 6,30 31,6 81,8 30,0 318 242 1999-2000 1576 2001 37,1 57,3 114 21,6 67,8 20,3 1,00 78,0 33,6 70,9 271 283 2000-2001 1020 2002 237 301 35,8 17,8 12,0 6,00 1,10 10,7 122 52,0 220 409 2001-2002 1368 2003 307 66,2 98,4 38,8 7,60 0,00 0,900 10,8 17,5 85,5 167 300 2002-2003 1228 2004 245 314 146 128 6,20 11,8 40,9 0,00 0,00 24,3 112 450 2003-2004 1445 2005 269 155 268 14,1 35,2 11,6 2,30 2,50 20,7 14,9 337 260 2004-2005 1364 2006 7,70 79,7 300 124 0,00 2,20 2,20 1,00 66,7 84,5 227 409 2005-2006 1195 2007 315 88,5 29,0 49,1 0,00 0,00 3,80 0,00 1,00 10,2 69,9 116 2006-2007 1207 2008 276 104 224 77,4 48,5 0,00 0,00 18,3 89,7 83,7 247 359 2007-2008 1035 2009 290 63,0 172 140 5,00 34,9 1,20 19,9 61,5 250 43,2 181 2008-2009 1478 2010 19,2 53,1 169 57,5 47,4 8,80 5,80 0,00 3,40 89,6 219 325 2009-2010 839 2011 70,6 66,8 181 127 0,00 2,90 6,60 0,600 0,400 141 263 272 2010-2011 1090 2012 263 83,8 143 12,1 75,2 38,4 5,50 30,0 17,8 49,4 381 86,0 2011-2012 1343 2013 186 47,6 161 38,6 31,1 16,6 0,800 1,00 33,8 99,2 66,5 521 2012-2013 1033 2014 34,1 6,30 129 43,0 6,80 4,00 6,90 7,20 12,0 191 199 148 2013-2014 936

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ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO

HIDROLÓGICO TOTAL 2015 14,2 213 53,3 60,6 78,8 18,7 5,00 4,20 1,80 55,5 137 226 2014-2015 988 2016 465 124 79,6 83,6 41,9 2,70 2,50 1,50 45,6 126 170 177 2015-2016 1265 2017 36,8 137 117 60,4 35,7 6,20 12,9 0,00 1,50 24,5 168 136 2016-2017 881 P TOTAL MÉDIA 1335

3.2 VAZÃO MÉDIA DE LONGO TERMO

A fim de escolher a estação de referência para o cálculo da vazão média de longo termo (QMLT)

dos pontos de captação, buscou-se, primeiramente, analisar as perdas para as estações fluviométricas selecionadas.

Na análise hidrológica realizada, considera-se perdas a porcentagem da chuva que não se transformou em escoamento superficial, estando inclusos as porcentagens de infiltração, interceptação e evaporação. Para obtenção deste valor transforma-se a QMLT (m³/s) da

estação em análise em deflúvio (mm/ano), por meio da divisão da referida vazão por sua respectiva área de drenagem. De posse do deflúvio e da precipitação total anual média (mm/ano), é possível saber a porcentagem da chuva que é classificada como perda.

Para fins de comparação e auxílio na seleção da estação de referência, calculou-se também as perdas para o atual ponto de captação, utilizando os dados de monitoramento da SAAE e a estação de Guanhães como referência para estação pluviométrica. Destaca-se que só foi possível realizar este cálculo para o ano hidrológico de 2015-2016, por ser o único ano com a série de dados completo.

Conforme Tabela 3-3 observa-se que a estação Fazenda Corrente (56845000) possui perdas mais elevadas que as demais estações (75%), mas observa-se também que esta perda é a mais próxima da perda observada no atual ponto de captação (73,1 %).

Devido à similaridade das perdas e a área de interesse estar contida na área de drenagem da estação Fazenda Corrente (56845000), adotou-se a referida estação como referência para o presente estudo.

Tabela 3-3 - Vazão específica média de longo termo para o barramento e para as estações analisadas Estação Código Estação Fluviométrica AD (km²) Código Estação Pluviométrica QMLT (m³/s) Deflúvio (mm/ano) Ptotal (mm/ano) Perdas (mm/ano) Perdas (%) Ponto de Captação Atual - 68,9 1842007 0,744 341 1265 924 73,1 Conceição do Mato Dentro 56750000 302 1943002 7,07 739 1422 683 48,1 Dom Joaquim 56765000 976 1943002 14,9 482 1422 940 66,1 Senhora do Porto 56800000 1520 1842007 18,3 380 1335 955 71,5

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 14 de 44 Estação Código Estação Fluviométrica AD (km²) Código Estação Pluviométrica QMLT (m³/s) Deflúvio (mm/ano) Ptotal (mm/ano) Perdas (mm/ano) Perdas (%) Fazenda Correte 56845000 1050 1842007 11,1 333 1335 1002 75,0

De posse da porcentagem de perdas (75%) e do deflúvio (333 mm/ano), para cada ponto de interesse calculou-se a referida QMLT, conforme apresentado na Tabela 3-4.

Tabela 3-4 - Vazão específica média de longo termo para os possíveis pontos de captação Estação AD (km²) QMLT (m³/s) Deflúvio (mm/ano) Ptotal (mm/ano) Perdas (mm/ano) Perdas (%)

Ponto Captação Atual 68,9 0,727 333 1335 1002 75,0

Captação 1 67,6 0,714 333 1335 1002 75,0

Captação 2 18,2 0,192 333 1335 1002 75,0

Captação 3 26,9 0,284 333 1335 1002 75,0

Ressalta-se que a vazão média de longo termo é utilizada para o cálculo da série de vazões afluente, conforme apresentado no item 3.3, e é também utilizada em uma das metodologias de cálculo da vazão mínima, conforme apresentado no item 3.4.

3.3 ANÁLISE DA ESTAÇÃO FLUVIOMÉTRICA DE REFERÊNCIA

Após escolha da estação fluviométrica de referência (Fazenda Corrente) plotou-se para a mesma suas curvas de permanência para períodos de 10 anos, com o intuito de analisar o comportamento das vazões ao longo dos anos eo comportamento hidrolgógicoda região de interesse.

Conforme Figura 3-1 observa-se que as vazões entre 1966 e 2005 oscilaram ao longo do tempo, aumentando ou diminuindo sempre próximas à uma curva média, contudo, nos últimos 10 anos as vazões atingiram seus menores valores de toda série histórica estudada e se descolaram significativamente das demais curvas.

Baseado nesta análise, verifica-se claramente que as últimas estiagens, especialmente entre 2015 e 2017, apresentaram os menores valores da série histórica da região. Neste sentido, os dimensionamentos dos reservatórios para regularização de vazões foram realizados considerando, principalmente, estes anos.

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Figura 3-1 - Curva de permanência para a estação de referência (Fazenda Corrente – 56845000)

3.4 SÉRIE DE VAZÕES REGIONALIZADA

Para o cálculo da série de vazões afluentes aos pontos de captação utilizou-se os dados da estação fluviométrica Fazenda Corrente (56845000). Aplicou-se proporção por vazão média de longo termo, a qual foi calculada conforme metodologia descrita no item anterior.

3.5 VAZÃO MÍNIMA DE REFERÊNCIA

A vazão mínima de referência corresponde aos quantis com duração de 7 dias e período de retorno de 10 anos (Q7,10). Essa vazão é utilizada como referência pelo órgão gestor de

recursos hídricos nos processos de outorga no Estado de Minas Gerais (SEMAD-IGAM) para definir o fluxo residual mínimo a ser mantido a jusante da captação.

Nos subitens a seguir são apresentados os valores de vazão mínima de referência calculada por diferentes metodologias.

3.5.1 Vazão específica da estação de referência

Para o cálculo da Q7,10 nos possíveis pontos de captação e no barramento de nível, foi

realizado por meio de regionalização das vazões mínimas Q7,10 e Q30,10 (quantis com duração

mensal e período de retorno de 10 anos) da estação fluviométrica analisada. Para tanto, ajustou-se a distribuição empírica de Weibull, considerada representativa para eventos de mínimas, para os dados empíricos obtidos por análise de frequência dos mínimos.

(16)

Enfatiza-HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 16 de 44 se que antes da análise estatística foi realizada análise de consistência dos registros diários de vazão, sendo descartados os anos que contem falhas nos períodos de seca.

O valor obtido para Q7,10 e Q30,10 foi de 1640 L/s e 1950 L/s, respectivamente para a estação

Fazenda Corrente (56845000). As Figura 3-2, Figura 3-3, Figura 3-4, Figura 3-5, Figura 3-6, Figura 3-7, Figura 3-8 e Figura 3-9 ilustram o ajuste estatístico para estações analisadas.

Figura 3-2– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q7 da Estação Fazenda Corrente

Figura 3-3– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q30 da Estação Fazenda Corrente

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 1 10 100 Q7 (m ³/s )

Tempo de Retorno (Anos)

Distribuição Empírica

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Figura 3-4– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q7 da Estação Conceição do Mato Dentro

Figura 3-5– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q30 da Estação Conceição do Mato Dentro

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Figura 3-6– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q7 da Estação Dom Joaquim

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Figura 3-8– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q7 da Estação Senhora do Porto

Figura 3-9– Ajuste de probabilidades de Weibull para Q30 da Estação Senhora do Porto

Com os valores obtidos, foi feita uma relação entre Q7,10 e Q30,10, onde o valor de Q7,10 foi

dividido pelo valor de Q30,10, encontrando, assim, uma relação de proporcionalidade entre eles.

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 20 de 44 Q30,10 pela área de drenagem respectiva a estação. Essa relação foi feita para todos as

estações fluviométricas analisadas como mostra a Tabela 3-5.

Tabela 3-5 – Valores de Q7,10 e Q30,10 das estações fluviométricas

Estação Código AD (km²) Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s) q7,10 (L/s×km²) q30,10 (L/s×km²) Q7,10/Q30,10

Conceição do Mato Dentro 56750000 302 0,680 0,914 2,25 3,03 0,744

Dom Joaquim 56765000 976 1,18 1,63 1,21 1,67 0,723

Fazenda Corrente 56845000 1050 1,64 1,95 1,57 1,86 0,841

Senhora do Porto 56800000 1520 2,42 3,12 1,59 2,05 0,775

De posse dos valores das vazões mínimas da estação de referência, Fazenda Corrente (56845000), foi possível obter os valores de Q7,10 e Q30,10 para os pontos de captação,

multiplicando, para Q30,10, a vazão específica q30,10 pela área de drenagem de cada ponto de

captação e, para a Q7,10, multiplicando o valor encontrado anteriormente pela relação

Q7,10/Q30,10 para a estação Fazenda Corrente. Os valores obtidos são apresentados a seguir

na Tabela 3-6.

Tabela 3-6 – Valores de Q7,10 e Q30,10 dos pontos de captação analisados Estação AD (km²) Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s)

Ponto de Captação Atual 68,9 0,108 0,128

Captação 1 67,6 0,106 0,126

Captação 2 18,2 0,028 0,034

Captação 3 26,9 0,042 0,050

3.5.2 Análise de Frequência de Mínimos da Série Regionalizada

Da mesma forma como apresentado no item 3.4.1, ajustou-se a distribuição teórica de Weibull às amostras de mínimos anuais das vazões médias mensais regionalizadas para o ponto de captação atual e para os possíveis novos pontos. Considerou-se o período da série de vazões de janeiro de 1969 a dezembro de 2017, excluindo-se os anos de 1988 e 1989, devido a duplicação de dados existentes, e o ano de 2016 por possuir falhas em meses secos.

Nas Figura 3-10, Figura 3-11, Figura 3-12 e Figura 3-13 são apresentados os ajustes realizados para a captação atual e para os possíveis pontos de captação.

(21)

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Figura 3-10– Ajuste de probabilidades de Weibull para as amostras de mínimos anuais da série regionalizada para o ponto de captação atual

Figura 3-11– Ajuste de probabilidades de Weibull para as amostras de mínimos anuais da série regionalizada para a captação 1

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Figura 3-12– Ajuste de probabilidades de Weibull para as amostras de mínimos anuais da série regionalizada para a captação 2

Figura 3-13– Ajuste de probabilidades de Weibull para as amostras de mínimos anuais da série regionalizada para captação 3

Assim, ao valor da Q30,10 aplicou-se a relação Q7/Q30 para a estação Fazenda Corrente,

conforme item 3.4.1, sendo esta a estação fluviométrica de referência, obtendo o valor para a Q7,10. Os resultados para os pontos encontram-se na Tabela 3-7 abaixo.

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Tabela 3-7 – Valores de Q7,10 e Q30,10 dos pontos de captação analisados Estação AD (km²) Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s)

Ponto de Captação Atual 68,9 0,108 0,128

Captação 1 67,6 0,106 0,126

Captação 2 18,2 0,028 0,034

Captação 3 26,9 0,042 0,050

3.5.3 Vazão mínima de referência adotada

Os valores obtidos para as vazões mínimas de referência pelos dois métodos supracitados estão apresentados na Tabela 3-8.

Tabela 3-8 - Resumo vazões mínimas calculadas

Vazão específica Análise de frequência

Estação Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s) Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s)

Ponto de Captação Atual 0,108 0,128 0,108 0,128

Captação 1 0,106 0,126 0,106 0,126

Captação 2 0,028 0,034 0,028 0,034

Captação 3 0,042 0,050 0,042 0,050

Observa-se que os valores obtidos através das duas metodologias foram similares, não sendo observadas diferenças entre os resultados quando consideradas três casas decimais. Assim adotou-se para continuidade dos estudos os valores obtidos pela metodologia de análise de frequência de mínimos da série regionalizada, por se tratar de uma metodologia onde as perdas da estação de referência foi comparada as perdas do atual ponto de captação.

4.0 BALANÇO HÍDRICO

Para verificar a capacidade de regularização de vazões naturais nos possíveis pontos de captação, foi desenvolvido o estudo de balanço hídrico. Este consiste em uma comparação entre variáveis de entrada, variáveis de saída em reação à variação de volume do barramento de regularização de nível. Estas variáveis podem ser definidas como:

• Variáveis de entrada: vazão natural do curso d’água estudado e precipitação direta no espelho d’água do barramento;

• Variáveis de saída: evaporação direta no espelho d’água, fluxo residual mínimo e a vazão captada.

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 24 de 44 Para conhecer a variação do nível do reservatório, foi realizado uma operação de simulação a cada passo de tempo estabelecido na modelagem (mês), e esta pode ser representada pela equação abaixo.

∆𝑉

∆𝑡 = [(𝑄𝑎𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒+ 𝑃𝑚𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙× 𝐴𝑒𝑠𝑝𝑒𝑙ℎ𝑜) − (𝐸𝑟× 𝐴𝑒𝑠𝑝𝑒𝑙ℎ𝑜+ 𝑄𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 + 𝑄𝑏𝑜𝑚𝑏𝑒𝑎𝑑𝑎)]

Na qual:

• ∆𝑉⁄ : Variação do volume no intervalo de tempo (mensal); ∆𝑡

• Qafluente: Vazão média mensal afluente aos pontos de captação regionalizados a partir

da estação fluviométrica de referência (56845000);

• Pmensal: Precipitação mensal sobre a superfície do espelho d’água a partir da estação

pluviométrica de referência (1842007); • Er: Evaporação na área do espelho d’água;

• Aespelho: Área do espelho d’água;

• Qresidual: Vazão residual mínima que deverá ser garantida a jusante do barramento;

• Qbombeada: Vazão de água captada.

A operação de simulação do balanço hídrico foi realizada com o auxílio do modelo matemático Goldsim, e a Figura 4-1 mostra o arranjo considerado nas simulações.

Figura 4-1– Arranjo das simulações pelo Goldsim

Uma vez que a série histórica de vazões possui 49 anos de dados regionalizados, como apresentado no item 4.2, foram realizadas 49 simulações , sendo que a cada simualação variou-se o ano de início da série, considerando todos os meses preenchidos e sem falhas.

(25)

HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 25 de 44 Este método, conhecido como Monte Carlo, permite que se analise as diferentes possibilidades de ocorrência da série histórica disponível, aumentando a confiabilidade do estudo.

4.1 PREMISSAS ADOTADAS

Como premissa para o balanço hídrico dos possíveis reservatórios considerou-se que todos eles se encontram inicialmente cheios. Foi considerado, também, que o volume máximo que pode ser captado é referente ao volume total do reservatório, não sendo considerado volume morto. Assim, sempre que o NA alcançou a cota de fundo do respectivo reservatório, considerou-se como não possível a captação desejada. A definição do volume morto e volume de trânsito de cheias deverá ser definido em etapa de projeto conceitual dos barramentos.

4.1.1 Curvas Cota-Área-Volume

Para conhecer a variação de área e volume dos barramentos, é necessária a definição das curvas cota-área-volume de cada possível ponto de captação. As curvas são apresentadas nas Tabela 4-1, Tabela 4-2 e Tabela 4-3. É importante ressaltar que essas informações foram extraídas por meio de topografia secundária (topografia de satélite – ALOS PALSAR), como informado no item 2.0.

Assim, as curvas apresentadas a seguir são uma estimativa e, para fins de projeto, deverão ser detalhadas por meio de levantamento de campo. Desta forma, para melhor compreensão do estudo, se torna mais importante a consideração do volume armazenado que a altura do barramento.

Tabela 4-1 – Curva cota-área-volume da captação 1

Elevação (m) Área (m²) Volume (m³)

757,00 50.676 0 758,00 93.566 126.044 759,00 142.608 243.274 760,00 192.339 410.128 761,00 240.108 625.911 762,00 286.313 888.783 763,00 339.264 1.201.198 764,00 393.114 1.567.057

Tabela 4-2 – Curva cota-área-volume da captação 2

Elevação (m) Área (m²) Volume (m³)

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Elevação (m) Área (m²) Volume (m³)

780,00 78.950 139.898 781,00 118.898 238.143 782,00 163.123 378.572 783,00 207.380 563.382 784,00 248.567 791.045 785,00 297.068 1.063.502 786,00 345.181 1.384.326 787,00 383.204 1.748.353 788,00 414.764 2.147.232 789,00 449.388 2.579.193

Tabela 4-3 – Curva cota-área-volume da captação 3

Elevação (m) Área (m²) Volume (m³)

773,00 35.056 0 774,00 58.327 80.818 775,00 90.809 154.789 776,00 122.459 261.030 777,00 163.867 403.691 778,00 201.920 586.254 779,00 237.561 805.753 780,00 271.616 1.060.151

4.1.2 Série de Vazões Afluentes

Conforme apresentado no item 3.2, a estação de referência para geração das vazões é a estação Fazenda Corrente (56845000). Contudo, existem falhas de monitoramento nos anos de 1988, 1989 e 2016 foi realizado o preenchimento destas a partir da estação Senhora do Porto (56800000) por regressão linear. Para o mês de dezembro de 1988, como todas as estações da região também possuíam falhas assumiu-se a média dos meses de dezembro do período em estudo (1969-2017).

Com a estação de referência preenchida, com base na proporção de QMLT, foram geradas

séries completas de vazão para os 3 pontos avaliados, conforme apresentado na Tabela 4-4, Tabela 4-5 e Tabela 4-6.

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Tabela 4-4– Série de vazões afluentes à captação obtida pela QMLT na Captação 1–

m³/s

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1969 0,718 0,585 0,576 0,502 0,375 0,395 0,324 0,263 0,226 0,303 0,915 1,77 1970 1,94 1,42 0,747 0,659 0,460 0,398 0,407 0,354 0,446 0,914 1,06 0,827 1971 0,500 0,426 0,432 0,360 0,311 0,367 0,277 0,222 0,235 0,469 2,25 1,66 1972 0,779 0,640 0,697 0,536 0,474 0,347 0,363 0,333 0,296 0,535 0,899 1,13 1973 0,835 0,731 2,22 1,13 0,744 0,579 0,479 0,392 0,360 0,866 1,01 1,23 1974 1,67 1,13 0,941 0,829 0,634 0,507 0,428 0,412 0,312 0,572 0,555 0,932 1975 1,60 0,840 0,585 0,622 0,415 0,348 0,342 0,285 0,270 0,653 1,11 0,855 1976 0,369 0,698 0,368 0,325 0,303 0,228 0,224 0,198 0,467 0,544 1,15 1,47 1977 1,89 1,57 0,787 0,971 0,602 0,480 0,411 0,334 0,319 0,361 0,849 0,905 1978 1,96 1,28 1,000 0,798 0,676 0,568 0,490 0,407 0,345 0,668 0,742 0,846 1979 1,83 3,97 1,87 1,26 0,946 0,862 0,717 0,653 0,558 0,641 1,01 1,07 1980 2,04 1,90 0,932 1,14 0,722 0,672 0,610 0,479 0,457 0,420 0,631 1,03 1981 1,46 0,754 1,22 1,04 0,680 0,641 0,480 0,435 0,351 0,612 1,76 1,68 1982 2,45 1,33 2,40 2,14 1,38 1,04 0,847 0,764 0,644 0,591 0,465 0,700 1983 2,29 1,74 1,72 1,34 0,958 0,773 0,645 0,544 0,583 0,896 1,13 1,92 1984 0,896 0,611 0,983 0,900 0,532 0,438 0,402 0,395 0,465 0,538 0,686 1,64 1985 3,17 1,82 1,80 1,03 0,841 0,686 0,622 0,563 0,592 0,841 0,987 1,60 1986 2,27 1,17 0,692 0,636 0,551 0,512 0,440 0,600 0,406 0,355 0,471 0,719 1987 0,814 0,425 1,05 0,567 0,405 0,385 0,301 0,247 0,263 0,249 0,634 1,44 1988 1,03 0,763 0,660 0,573 0,460 0,425 0,409 0,398 0,371 0,485 0,633 1,23 1989 1,46 0,794 0,752 0,549 0,386 0,330 0,289 0,251 0,185 0,356 0,655 1,31 1990 0,486 0,453 0,374 0,256 0,357 0,229 0,370 0,260 0,331 0,354 0,473 0,435 1991 0,940 1,13 1,01 0,632 0,564 0,391 0,313 0,269 0,347 0,318 1,47 0,940 1992 2,62 3,48 1,41 0,892 0,744 0,582 0,514 0,463 0,575 0,875 1,77 2,18 1993 2,15 1,28 0,805 0,966 0,741 0,614 0,460 0,423 0,409 0,486 0,409 1,03 1994 1,33 0,524 1,47 0,979 0,558 0,472 0,425 0,342 0,288 0,246 0,588 1,21 1995 0,420 0,942 0,703 0,744 0,495 0,378 0,329 0,267 0,198 0,460 1,23 1,56 1996 1,21 0,572 0,566 0,617 0,394 0,325 0,266 0,253 0,322 0,319 0,912 1,11 1997 1,90 0,674 1,59 0,978 0,637 0,539 0,414 0,341 0,379 0,466 0,443 2,39 1998 1,04 0,811 0,708 0,517 0,395 0,402 0,350 0,279 0,204 0,232 1,02 1,37 1999 1,18 0,472 0,890 0,391 0,325 0,274 0,256 0,218 0,182 0,296 1,05 1,41 2000 1,23 1,27 1,96 0,895 0,589 0,465 0,413 0,369 0,472 0,288 1,32 1,63 2001 0,973 0,492 0,541 0,340 0,342 0,318 0,261 0,255 0,267 0,297 1,06 1,14 2002 1,78 1,53 0,760 0,527 0,407 0,343 0,305 0,262 0,464 0,300 0,793 1,28 2003 2,17 0,856 0,705 0,562 0,387 0,326 0,286 0,262 0,263 0,359 0,465 0,917 2004 1,63 1,65 1,16 1,13 0,621 0,504 0,501 0,382 0,288 0,244 0,294 1,96 2005 1,90 1,86 2,48 1,01 0,808 0,651 0,533 0,441 0,383 0,308 1,08 1,65 2006 0,638 0,379 0,933 0,702 0,409 0,349 0,316 0,272 0,305 0,427 1,14 2,80 2007 1,87 1,51 0,773 0,586 0,482 0,402 0,356 0,305 0,264 0,212 0,353 0,396 2008 0,611 0,992 0,719 0,441 0,418 0,259 0,219 0,178 0,205 0,259 0,871 1,51

(28)

HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 28 de 44

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

2009 2,07 1,09 0,786 1,00 0,478 0,436 0,344 0,281 0,305 0,654 0,952 0,764 2010 0,483 0,264 0,484 0,381 0,302 0,231 0,192 0,156 0,130 0,215 0,618 1,02 2011 0,975 0,278 1,15 0,805 0,351 0,275 0,233 0,193 0,147 0,298 0,701 1,38 2012 2,02 0,614 0,524 0,351 0,365 0,295 0,230 0,211 0,178 0,155 0,694 0,700 2013 0,458 0,486 0,269 0,371 0,209 0,244 0,151 0,116 0,113 0,198 0,161 1,57 2014 0,565 0,207 0,269 0,279 0,159 0,146 0,126 0,112 0,082 0,265 0,630 0,635 2015 0,136 1,00 0,273 0,273 0,364 0,206 0,149 0,505 1,08 0,054 0,181 0,258 2016 1,31 0,330 0,304 0,120 0,267 0,130 0,095 0,290 0,058 0,083 0,260 0,517 2017 0,136 0,507 0,300 0,193 0,174 0,114 0,086 0,063 0,047 0,042 0,150 0,428

Tabela 4-5– Série de vazões afluentes à captação obtida pela QMLT na Captação 2–

m³/s

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1969 0,193 0,157 0,155 0,135 0,101 0,106 0,087 0,071 0,061 0,081 0,246 0,475 1970 0,522 0,382 0,201 0,177 0,124 0,107 0,109 0,095 0,120 0,245 0,283 0,222 1971 0,134 0,114 0,116 0,097 0,084 0,099 0,074 0,060 0,063 0,126 0,605 0,445 1972 0,209 0,172 0,187 0,144 0,127 0,093 0,097 0,089 0,080 0,144 0,241 0,304 1973 0,224 0,196 0,595 0,303 0,200 0,155 0,129 0,105 0,097 0,232 0,272 0,330 1974 0,448 0,304 0,253 0,223 0,170 0,136 0,115 0,111 0,084 0,154 0,149 0,250 1975 0,429 0,226 0,157 0,167 0,111 0,094 0,092 0,077 0,072 0,175 0,298 0,230 1976 0,099 0,187 0,099 0,087 0,081 0,061 0,060 0,053 0,125 0,146 0,310 0,394 1977 0,509 0,422 0,211 0,261 0,162 0,129 0,110 0,090 0,086 0,097 0,228 0,243 1978 0,527 0,344 0,269 0,214 0,182 0,152 0,132 0,109 0,093 0,179 0,199 0,227 1979 0,490 1,07 0,501 0,338 0,254 0,231 0,193 0,175 0,150 0,172 0,271 0,287 1980 0,547 0,512 0,250 0,307 0,194 0,180 0,164 0,129 0,123 0,113 0,169 0,276 1981 0,393 0,202 0,327 0,280 0,183 0,172 0,129 0,117 0,094 0,164 0,473 0,452 1982 0,658 0,358 0,645 0,576 0,370 0,279 0,227 0,205 0,173 0,159 0,125 0,188 1983 0,614 0,467 0,461 0,359 0,257 0,208 0,173 0,146 0,157 0,241 0,304 0,515 1984 0,240 0,164 0,264 0,242 0,143 0,118 0,108 0,106 0,125 0,144 0,184 0,440 1985 0,851 0,488 0,483 0,276 0,226 0,184 0,167 0,151 0,159 0,226 0,265 0,429 1986 0,610 0,314 0,186 0,171 0,148 0,138 0,118 0,161 0,109 0,095 0,126 0,193 1987 0,219 0,114 0,281 0,152 0,109 0,103 0,081 0,066 0,071 0,067 0,170 0,387 1988 0,278 0,205 0,177 0,154 0,123 0,114 0,110 0,107 0,100 0,130 0,170 0,330 1989 0,391 0,213 0,202 0,147 0,104 0,089 0,078 0,067 0,050 0,096 0,176 0,352 1990 0,131 0,122 0,100 0,069 0,096 0,061 0,099 0,070 0,089 0,095 0,127 0,117 1991 0,253 0,304 0,270 0,170 0,152 0,105 0,084 0,072 0,093 0,085 0,394 0,253 1992 0,704 0,934 0,379 0,239 0,200 0,156 0,138 0,124 0,154 0,235 0,475 0,586 1993 0,577 0,343 0,216 0,259 0,199 0,165 0,124 0,114 0,110 0,131 0,110 0,275 1994 0,358 0,141 0,396 0,263 0,150 0,127 0,114 0,092 0,077 0,066 0,158 0,324 1995 0,113 0,253 0,189 0,200 0,133 0,102 0,088 0,072 0,053 0,123 0,331 0,418 1996 0,324 0,154 0,152 0,166 0,106 0,087 0,071 0,068 0,086 0,086 0,245 0,299 1997 0,510 0,181 0,426 0,263 0,171 0,145 0,111 0,091 0,102 0,125 0,119 0,641

(29)

HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 29 de 44

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1998 0,280 0,218 0,190 0,139 0,106 0,108 0,094 0,075 0,055 0,062 0,275 0,369 1999 0,316 0,127 0,239 0,105 0,087 0,074 0,069 0,058 0,049 0,080 0,283 0,379 2000 0,330 0,342 0,525 0,240 0,158 0,125 0,111 0,099 0,127 0,077 0,354 0,438 2001 0,261 0,132 0,145 0,091 0,092 0,086 0,070 0,069 0,072 0,080 0,284 0,307 2002 0,478 0,410 0,204 0,141 0,109 0,092 0,082 0,070 0,125 0,080 0,213 0,343 2003 0,584 0,230 0,189 0,151 0,104 0,087 0,077 0,070 0,071 0,096 0,125 0,246 2004 0,437 0,443 0,311 0,304 0,167 0,135 0,135 0,103 0,077 0,066 0,079 0,527 2005 0,511 0,499 0,667 0,273 0,217 0,175 0,143 0,118 0,103 0,083 0,289 0,443 2006 0,171 0,102 0,251 0,189 0,110 0,094 0,085 0,073 0,082 0,115 0,307 0,753 2007 0,501 0,405 0,208 0,157 0,129 0,108 0,096 0,082 0,071 0,057 0,095 0,106 2008 0,164 0,266 0,193 0,118 0,112 0,069 0,059 0,048 0,055 0,069 0,234 0,406 2009 0,555 0,292 0,211 0,270 0,128 0,117 0,092 0,075 0,082 0,176 0,256 0,205 2010 0,130 0,071 0,130 0,102 0,081 0,062 0,052 0,042 0,035 0,058 0,166 0,275 2011 0,262 0,075 0,310 0,216 0,094 0,074 0,062 0,052 0,039 0,080 0,188 0,370 2012 0,541 0,165 0,141 0,094 0,098 0,079 0,062 0,057 0,048 0,042 0,186 0,188 2013 0,123 0,130 0,072 0,100 0,056 0,066 0,041 0,031 0,030 0,053 0,043 0,421 2014 0,152 0,056 0,072 0,075 0,043 0,039 0,034 0,030 0,022 0,071 0,169 0,171 2015 0,037 0,269 0,073 0,073 0,098 0,055 0,040 0,136 0,289 0,015 0,049 0,069 2016 0,353 0,089 0,082 0,032 0,072 0,035 0,025 0,078 0,016 0,022 0,070 0,139 2017 0,036 0,136 0,081 0,052 0,047 0,031 0,023 0,017 0,013 0,011 0,040 0,115

Tabela 4-6– Série de vazões afluentes à captação obtida pela QMLT na Captação 3 –

m³/s

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1969 0,285 0,232 0,229 0,199 0,149 0,157 0,129 0,104 0,090 0,120 0,363 0,703 1970 0,772 0,564 0,297 0,262 0,183 0,158 0,162 0,141 0,177 0,363 0,419 0,329 1971 0,199 0,169 0,172 0,143 0,124 0,146 0,110 0,088 0,093 0,186 0,895 0,658 1972 0,309 0,254 0,277 0,213 0,188 0,138 0,144 0,132 0,118 0,212 0,357 0,450 1973 0,332 0,290 0,880 0,448 0,295 0,230 0,190 0,156 0,143 0,344 0,403 0,488 1974 0,663 0,449 0,374 0,329 0,252 0,201 0,170 0,164 0,124 0,227 0,220 0,370 1975 0,634 0,333 0,232 0,247 0,165 0,138 0,136 0,113 0,107 0,259 0,441 0,340 1976 0,147 0,277 0,146 0,129 0,120 0,091 0,089 0,079 0,186 0,216 0,458 0,583 1977 0,752 0,623 0,313 0,385 0,239 0,191 0,163 0,133 0,127 0,143 0,337 0,359 1978 0,780 0,508 0,397 0,317 0,269 0,225 0,195 0,162 0,137 0,265 0,294 0,336 1979 0,725 1,58 0,742 0,500 0,376 0,342 0,285 0,259 0,222 0,254 0,400 0,424 1980 0,809 0,756 0,370 0,455 0,287 0,267 0,242 0,190 0,182 0,167 0,251 0,408 1981 0,581 0,299 0,483 0,414 0,270 0,255 0,191 0,173 0,140 0,243 0,699 0,668 1982 0,973 0,529 0,953 0,851 0,548 0,413 0,336 0,304 0,256 0,235 0,185 0,278 1983 0,908 0,691 0,682 0,531 0,380 0,307 0,256 0,216 0,232 0,356 0,450 0,761 1984 0,356 0,243 0,390 0,358 0,211 0,174 0,160 0,157 0,185 0,214 0,272 0,651 1985 1,26 0,721 0,714 0,408 0,334 0,272 0,247 0,224 0,235 0,334 0,392 0,634 1986 0,902 0,464 0,275 0,253 0,219 0,203 0,175 0,238 0,161 0,141 0,187 0,286

(30)

HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 30 de 44

ANO JAN FEV MAR ABR MAIO JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

1987 0,323 0,169 0,416 0,225 0,161 0,153 0,120 0,098 0,105 0,099 0,252 0,573 1988 0,411 0,303 0,262 0,228 0,182 0,169 0,162 0,158 0,147 0,193 0,251 0,487 1989 0,578 0,315 0,299 0,218 0,153 0,131 0,115 0,100 0,073 0,141 0,260 0,520 1990 0,193 0,180 0,149 0,102 0,142 0,091 0,147 0,103 0,131 0,141 0,188 0,173 1991 0,373 0,450 0,400 0,251 0,224 0,155 0,124 0,107 0,138 0,126 0,583 0,373 1992 1,04 1,38 0,560 0,354 0,295 0,231 0,204 0,184 0,228 0,347 0,703 0,866 1993 0,853 0,508 0,320 0,384 0,294 0,244 0,183 0,168 0,162 0,193 0,162 0,407 1994 0,530 0,208 0,585 0,389 0,222 0,187 0,169 0,136 0,115 0,098 0,234 0,479 1995 0,167 0,374 0,279 0,295 0,197 0,150 0,131 0,106 0,079 0,183 0,489 0,618 1996 0,479 0,227 0,225 0,245 0,156 0,129 0,106 0,100 0,128 0,127 0,362 0,442 1997 0,754 0,267 0,631 0,388 0,253 0,214 0,164 0,135 0,150 0,185 0,176 0,948 1998 0,414 0,322 0,281 0,205 0,157 0,160 0,139 0,111 0,081 0,092 0,406 0,546 1999 0,467 0,188 0,353 0,155 0,129 0,109 0,102 0,086 0,072 0,118 0,418 0,560 2000 0,488 0,505 0,777 0,355 0,234 0,185 0,164 0,147 0,188 0,114 0,523 0,648 2001 0,386 0,195 0,215 0,135 0,136 0,126 0,104 0,101 0,106 0,118 0,419 0,455 2002 0,706 0,606 0,302 0,209 0,162 0,136 0,121 0,104 0,184 0,119 0,315 0,507 2003 0,864 0,340 0,280 0,223 0,154 0,129 0,114 0,104 0,104 0,142 0,185 0,364 2004 0,647 0,655 0,460 0,450 0,247 0,200 0,199 0,152 0,114 0,097 0,117 0,779 2005 0,755 0,738 0,986 0,403 0,321 0,258 0,211 0,175 0,152 0,122 0,428 0,655 2006 0,253 0,150 0,370 0,279 0,163 0,139 0,125 0,108 0,121 0,170 0,454 1,11 2007 0,741 0,598 0,307 0,233 0,191 0,160 0,141 0,121 0,105 0,084 0,140 0,157 2008 0,243 0,394 0,286 0,175 0,166 0,103 0,087 0,071 0,081 0,103 0,346 0,600 2009 0,820 0,432 0,312 0,399 0,190 0,173 0,137 0,112 0,121 0,260 0,378 0,303 2010 0,192 0,105 0,192 0,151 0,120 0,092 0,076 0,062 0,052 0,085 0,246 0,406 2011 0,387 0,110 0,458 0,320 0,140 0,109 0,092 0,076 0,058 0,118 0,278 0,548 2012 0,801 0,244 0,208 0,140 0,145 0,117 0,091 0,084 0,071 0,062 0,276 0,278 2013 0,182 0,193 0,107 0,147 0,083 0,097 0,060 0,046 0,045 0,079 0,064 0,623 2014 0,224 0,082 0,107 0,111 0,063 0,058 0,050 0,044 0,033 0,105 0,250 0,252 2015 0,054 0,397 0,108 0,108 0,144 0,082 0,059 0,200 0,427 0,021 0,072 0,103 2016 0,522 0,131 0,121 0,048 0,106 0,052 0,038 0,115 0,023 0,033 0,103 0,205 2017 0,054 0,201 0,119 0,077 0,069 0,045 0,034 0,025 0,019 0,017 0,060 0,170 4.1.3 Série de Precipitação

Conforme item 3.1 a estação pluviométrica de referência, a qual também foi utilizada no balanço hídrico, é a estação Guanhães (1847002).

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 31 de 44 4.1.4 Série de Evapotranspiração

Para determinação da evaporação na área do espelho d’água, foram utilizados dados de evapotranspiração potencial do município de Conceição do Mato Dentro, fornecidos pelo INMET, conforme item 2.3. Estes valores se encontram na Tabela 4-7.

Tabela 4-7 – Valores de evapotranspiração potencial - mm

Mês Evapotranspiração Conceição do Mato Dentro Janeiro 141 Fevereiro 125 Março 125 Abril 102 Maio 85,0 Junho 63,5 Julho 66,5 Agosto 81,0 Setembro 106 Outubro 134 Novembro 132 Dezembro 143 Total 1304 4.2 RESULTADOS

Para aumento da capacidade de captação foram avaliadas três alternativas, conforme descrito a seguir:

• Alternativa 01: Uma barragem no ponto de captação 1;

• Alternativa 02: Duas barragens. Uma a montante, no ponto de captação 2, e um barramento no ponto de captação 1;

• Alternativa 03: Três barragens. Duas a montante, no ponto de captação 2 e 3, e um barramento no ponto de captação 1;

O ponto de captação atual e os pontos de captação possíveis estão representados na Figura

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Figura 4-2 – Possíveis pontos de captação avaliados

Para todas as alternativas, considerou-se que o atual ponto de captação é mantido, de modo que os reservatórios, posicionados a montante do mesmo, permitem apenas a regularização das vazões.

Destaca-se ainda que segundo Resolução Conjunta SEMAD/IGAM nº 1548/2012, a vazão mínima a ser mantida a jusante de cada barramento deverá corresponder a 50% da Q7,10

calculada no item 3.4, valor este considerado como vazão residual para todas as alternativas.

Em todos os cenários avaliados considerou-se a vazão de captação de 100 L/s e a vazão residual de 53,04 L/s.

Ressalta-se que os riscos apresentados neste estudo estão baseados na série histórica de 49 anos apresentada anteriormente, com isso, não está sendo considerado riscos de

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 33 de 44 4.2.1 Alternativa 01

Esta alternativa considera a construção de apenas uma barragem, sendo esta localizada no ponto de captação 1.

Foram avaliados diferentes volumes armazenados, e para cada volume foi obtida a probabilidade de falha do reservatório, isto é, dentre os 588 meses simulados (49 anos), em quantos meses o nível do reservatório atinge seu valor mínimo, não sendo possível captar a totalidade da vazão desejada.

Os volumes avaliados para esta alternativa bem como suas respectivas probabilidades de falha estão apresentados na Tabela 4-8, na qualobserva-se que para o cenário onde a probabilidade de falha indicou 0% é necessário um volume de armazenamento de 1.201.198 m³.

Destaca-se que os meses (dentre os 588 simulados) que obtiveram falha estão situados no final da série considerada, indicando que as vazões, principalmente dos últimos 5 anos, foram inferiores as demais vazões do período trabalhado. Este resultado está coerente com a análise da curva de permanência realizada para a estação de referência no item 3.3 o presente estudo.

Tabela 4-8 – Risco de falha cenários Alternativa 01

CENÁRIOS ALTERNATIVA 01

Volume Máximo (m³) 410.128 888.783 1.201.198

NA Máximo (m) 760,00 762,00 763,00

Altura Máxima (m) 3 5 6

Meses com falha (em 588

meses) - Risco 1,02% 0,34% 0%

A fim de exemplificar o risco de falha do cenário de altura máxima de 3 m da alternativa 01 apresenta-se a Figura 4-3, onde observa-se que o nível de água das 49 simulações atingem a cota mínima do reservatório (757,00 m). Na Figura 4-4 apresenta-se apenas a primeira simulação (1 de 49) onde fica indicado que a falha do reservatório está associada as baixas vazões observadas nos últimos anos.

A Figura 4-6 indica a área alagada, segundo topografia secundária, referente aos volumes supracitados. Nesta figura também são apresentados os possíveis pontos de interferência da região em relação aos reservatórios propostos.

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Figura 4-3 - Flutuação do NA para as 49 simulações realizadas

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 35 de 44 Em visita de campo realizada a área de interesse observa-se que a região avaliada possui potencial para reservação referente ao barramento de 3 m de altura sem atingir os pontos de interferência levantados. Destaca-se, contudo, a necessidade de levantamento de campo para definição precisa das cotas de fundo de vale e possíveis pontos de interferência a fim de validar as observações de campo.

O local sugerido para construção deste reservatório é apresentado na Figura 4-5. Em visita de campo não se observa uma seção com ombreiras pronunciadas, que favoreça a construção de um barramento. Contudo, por se tratar do ponto avaliado com maior área de drenagem e mais próximo ao atual ponto de captação, os fatores de dificuldade construtiva não levaram à eliminação do ponto apresentado. Além disso, para a fase de projeto deste barramento, deverá ser realizada vistoria detalhada para definição da melhor seção para implantação do barramento a fim de redução da movimentação de terra.

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 37 de 44 4.2.2 Alternativa 02

Essa alternativa considera a construção de duas barragens, uma no ponto de captação 1 e outra na captação 2.

Para o desenvolvimento desta alternativa considerou-se que a captação 1 terá volume de 410.128 m³. Esta premissa foi adotada visto que este é o menor volume considerado e consequentemente o que traz menores probabilidades de interferência na área avaliada.

Os volumes avaliados para esta alternativa bem como suas respectivas probabilidades de falha estão apresentados na Tabela 4-9. Observa-se que para o cenário onde a probabilidade de falha indicou 0% é necessário um volume de armazenamento de 410.128 m³ na captação 1 e 2.147.232 m³ na captação 2.

Tabela 4-9 – Risco de falha cenários Alternativa 02

CENÁRIOS ALTERNATIVA 02 Captação 1 Volume Máximo (m³) 410.128 410.128 NA Máximo (m) 760,00 760,00 Altura Máxima (m) 3 3 Captação 2 Volume Máximo (m³) 791.045 2.147.232 NA Máximo (m) 784,00 788,00 Altura Máxima (m) 5 9

Meses com falha (em 588

meses) - Risco 0,34% 0%

A Figura 4-7 indica a área alagada, segundo topografia secundária, referente aos volumes supracitados. Nesta figura também são apresentados os possíveis pontos de interferência da região em relação aos reservatórios propostos.

Em visita de campo realizada a área de interesse observa-se que a região avaliada possui potencial para reservação referente ao barramento de 9 m de altura sem atingir os pontos de interferência levantados. Destaca-se, contudo, a necessidade de levantamento de campo para definição precisa das cotas de fundo de vale e possíveis pontos de interferência a fim de validar as observações de campo.

O local sugerido para construção deste reservatório é observado na Figura 4-8. Em visita de campo observa-se que o ponto selecionado se trata de uma seção bem definida, onde atualmente existe uma pequena barragem de concreto (Figura 4-9).

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Figura 4-8 - Local sugerido para barramento Alternativa 02

Figura 4-9 – Barragem de concreto no local sugerido para barramento Alternativa 02

4.2.3 Alternativa 03

Esta alternativa considera a construção de três barragens sendo estas localizadas no ponto de captação 1, no ponto de captação 2 e no ponto de captação 3.

Para o desenvolvimento desta alternativa considerou-se que a captação 1 terá volume de 410.128 m³ e a captação 2 o volume de 791.045 m³. A definição do volume da captação 1 se

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HBR82-18-SAAE-GUA-REL001 40 de 44 deu pela limitação da área onde a mesma está inserida, enquanto que a definição do volume para a captação 2 ocorre a fim de se avaliar um cenário apenas com pequenos barramentos.

Os volumes avaliados para esta alternativa bem como suas respectivas probabilidades de falha estão apresentados na Tabela 4-10. Observa-se que para o cenário onde a probabilidade de falha indicou 0% é necessário um volume de armazenamento de 410.128 m³ na captação 791.045 m³ na captação 2 e 586.254 m³ na captação 3.

Tabela 4-10 – Risco de falha cenários Alternativa 03

CENÁRIOS ALTERNATIVA 03 Captação 01 Volume Máximo (m³) 410.128 410.128 NA Máximo (m) 760,00 760,00 Altura Máxima (m) 3 3 Captação 02 Volume Máximo (m³) 791.045 791.045 NA Máximo (m) 784,00 784,00 Altura Máxima (m) 5 5 Captação 03 Volume Máximo (m³) 261.030 586.254 NA Máximo (m) 776,00 778,00 Altura Máxima (m) 3 5

Meses com falha (em 588

meses) - Risco 0,34% 0%

A Figura 4-10 indica a área alagada, segundo topografia secundária, referente aos volumes supracitados. Nesta figura também são apresentados os possíveis pontos de interferência da região em relação aos reservatórios propostos.

Em visita de campo realizada a área de interesse observa-se que a região avaliada possui potencial para reservação referente ao barramento de 5 m de altura sem atingir os pontos de interferência levantados. Destaca-se, contudo, a necessidade de levantamento de campo para definição precisa das cotas de fundo de vale e possíveis pontos de interferência a fim de validar as observações de campo.

O local sugerido para construção deste reservatório é observado na Figura 4-11. Em visita de campo observa-se que embora seja uma região com largas seções há na região indicada uma potencial seção para construção de barramento.

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Figura 4-11 – Local sugerido para barramento Alternativa 03 5.0 CONCLUSÕES

Neste documento são apresentados os estudos para avaliação do aumento da vazão de regularização pela SAAE de Guanhães, para o município de Guanhães/MG, sendo definidas as vazões médias de longo termo para quatro possíveis pontos de captação sugeridos, além

da Q7,10 e Q30,10. Esses estudos fomentaram propostas de construção de novos reservatórios,

avaliados em três alternativas diferentes.

Os estudos foram desenvolvidos com base em registros oficiais de dados fluviométricos e pluviométricos das estações da rede de monitoramento da Agência Nacional de Águas - ANA.

Para definição da QMLT aplicou-se a metodologia onde a porcentagem das perdas para a bacia

da estação fluviométrica de referência é igual para a bacia dos pontos em estudo e por meio da Ptotal da estação pluviométrica de referência para os pontos calcula-se o deflúvio e a QMLT

de cada possível ponto de captação, além do ponto atual (Tabela 5-1).

Tabela 5-1 - Vazão média de longo termo para os possíveis pontos de captação

Estação AD (km²) QMLT (m³/s)

Ponto Captação Atual 68,9 0,727

Captação 1 67,6 0,714

Captação 2 18,2 0,192

Captação 3 26,9 0,284

Para avaliação da vazão mínima em cada ponto de captação possível, optou-se pelos valores obtidos pela análise de frequência de mínimos da série regionalizada e o valor de Q30,10 foi

transformado em Q7,10 através da relação Q7,10/Q30,10 da estação fluviométrica de referência

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Tabela 5-2 – Valores de Q7,10 e Q30,10 dos pontos de captação analisados Estação AD (km²) Q7,10 (m³/s) Q30,10 (m³/s)

Ponto de Captação Atual 68,9 0,108 0,128

Captação 1 67,6 0,106 0,126

Captação 2 18,2 0,028 0,034

Captação 3 26,9 0,042 0,050

A partir destas informações, além das informações de curva cota-volume de cada ponto possível e da evapotranspiração da estação normal climatológica escolhida, fornecida pelo Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, foram definidas alternativas de captação para a realização do balanço hídrico.

Como premissa para o balanço hídrico dos possíveis reservatórios considerou-se que todos eles se encontram inicialmente cheios. Foi considerado, também, que o volume máximo que pode ser captado é referente ao volume total do reservatório, não sendo considerado volume morto ou volume para trânsito de cheias, os quais deverão ser dimensionados em fase de projeto, mas que não intereferem no objetivo do presente estudo. Assim, sempre que o NA alcançou a cota de fundo do respectivo reservatório, considerou-se como não possível a captação desejada, da mesma maneira, sempre que o NA alcança a elevação máxima dos barramentos, todo o volume excedente é vertido.

Em todos os cenários avaliados considerou-se a vazão de captação de 100 L/s e a vazão residual de 53,04 L/s no ponto de captação 1. A vazão residual segue as definições da Resolução Conjunta SEMAD/IGAM nº1548/2012, a qual define que vazão mínima a ser mantida a jusante do barramento deverá ser correspondente a 50% da Q7,10.

Após análise dos resultados apresentados no item 4.2 sugere-se que sejam avaliadas a alternativa com construção de 3 barramentos. Esta alternativa corresponde àquela com menor potencial de interferências na área, além de indicar barramentos de menor porte.

Outra vantagem da alternativa sugerida seria a possibilidade de construção destes barramentos separadamente, em função de orçamento, demanda ou liberação do processo de construção.

Os dados dos três reservatórios sugeridos encontram-se na Tabela 5-3.

Destaca-se, contudo, a necessidade de levantamento de campo para definição precisa das cotas de fundo de vale e possíveis pontos de interferência a fim de validar as alternativas propostas. Após esta validação, já em nível de projeto, será necessário um levantamento topográfico de precisão para definição precisa das curvas cota-área-volume e local de construção do maciço, etapa na qual também serão necessárias campanhas de sondagem e ensaios geotécnicos da área escolhida para o maciço.

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Tabela 5-3 – Alternativa sugerida

ALTERNATIVA 03 SUGERIDA Captação 01 Volume Máximo (m³) 410.128 NA Máximo (m) 760,00 Altura Máxima (m) 3 Captação 02 Volume Máximo (m³) 791.045 NA Máximo (m) 784,00 Altura Máxima (m) 5 Captação 03 Volume Máximo (m³) 586.254 NA Máximo (m) 778,00 Altura Máxima (m) 5

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