XVI SEMIN4RIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS

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XVI SEMIN4RIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS

USINA DE FURNAS

ASSOREAMENTO DO RESERVAT6RIO INFLUENCIA DO PROCESSO NAS INUNDAQOES

TEMA II

ERTON CARVALHO ENGENHEIRO CIVIL

FURNAS - CENTRAIS ELETRICAS S.A.

JOSE EDUARDO MAIA CASTRO ENGENHEIRO CIVIL

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1. INTRODUQAO

As inundacoes verificadas nos ultimos anos na localidade de

Ri-beirao Vermelho (Fig. 1), a montante do Reservatorio da Usina

de Furnas, fez com que fossem realizados estudos que

permi-tissem diagnosticar as causas principais do agravamento destas

inundagoes, estimar as niveis de seguranga para ocupagao das

reas adjacentes a calha fluvial, bem coma sugerir medidas corre

tivas para o equacionamento do problema.

2. ANALISE DO PROBLEM

0 Rio Grande, a montante da Usina de Furnas, virgem da

influen-cia do homem ate meados de 1960, sofreu sensiveis mutacoes no

seu regime hidro-sedimentologico com a implementacao dos reser-vatorios de Camargos e de Furnas, respectivamente a partir de maio de 1960 e janeiro de 1963.

A experiencia tem comprovado que as reservatorios artificiais provocam a decantacao e retencao dos materiais solidos, rompen do o equilibria sedimentologico do curso d'agua, inclusive lan Cando, a jusante das barragens, uma 5gua esteril, desprovida de seres vivos e materiais solidos c com maior poder energetico. Nestas condicoes, o rio tende a procurar um novo perfil de equi librio, causando muitas vezes erosoes significativas no leito e margens e eventualmento colocando em risco obras de arte ou ou-tros tipos de estruturas implantadas sobre a calha fluvial e ad jacencias. Abstraindo-se dos demais problemas ambientais da cri acao do reservatorio em relacao ao eco-sistema anteriormente existente, o mesmo gera, atraves do processo do assoreamento, restricoes a sua vida util e altera o comportamento das inunda-g6es nos trechos fluviais sujeitos a influencia de remanso. n nestes trechos que se inicia o mecanismo do decantacao dos ma-teriais solidos em suspensao e sao evidenciados, de uma manei-ra significativa, as depositos dos materiais solidos de armanei-rasta mento. Convem ressaltar quo esse assoreamento resulta do varios fatores, estando entre eles o desmatamento no planificado e o mau use do solo das margens. Nesses casos, podem ocorrer prejui zos as comunidades ribeirinhas, principalmente quando da ocor -r&ncia de cheias excepcionais. Este fenomeno foi diagnosticado na regiao da cidade de Ribeirao Vermelho e circunvizinhancas conforme descrito nos itens seguintes.

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3. ESTUDOS REALIZADOS

Foi realizado um levantamento das cheias ocorridas em

Ribei-rao Vermelho, nas condigoes naturais, periodo de 01/46 a 04/60,

e apos a implantagao dos reservatorios, periodo de 05/60 a

05/83. Os valores maximos anuais do ultimo periodo foram

obti-dos atraves de correlagoes com os postos Fazenda Laranjeiras

(Rio Aiuruoca), Madre de Deus de Minas (Rio Grande), Ibituruna

(Rio das Mortes) e Itumirim (Rio Capivari), todos eles

situa-dos em locais sem influencia de reservatorio (Fig.l).

As vaz6es extremas em fungao dos tempos de recorrencia foram do

terminadas atraves do ajuste da distribuigao de Gumbel a serie

de vaz6es maximas naturais,abrangendo todo o periodo 46/83,con

forme Quadro 1.

Os niveis d'agua para diversas recorrencias em condigoes

natu-rais foram determinados atraves da curva-chave do posto

fluvio-metrico de Ribeirao Vermelho. Para as condigoes atuais, apos a

construgao da Usina Hidroeletrica de Furnas, os mesmos foram ob

tidos atraves da aplicagao de programa de remanso baseado na

metodologia do "Standard Step Method", num trecho do Rio

Gran-de com 49,7 km, compreendido entre o reservatorio da UIIF Gran-de

Furnas e a cidade de Ribeirao Vermelho,envolvendo 41 sego-es transversais. A aferigao do coeficiente de "Manning" foi feita para varias vaz6es observadas na faixa de 350 a 1596 m3/s, con-forme Quadro 2. Convem ressaltar que os altos valores do coefi-ciente de "Manning",indicados no quadro anterior, deixaram de ter expressividade como indicagao apenas da rugosidade no tre-cho em questao. Na realidade estes valores sao representativos de um novo parametro que envolve, alem da rugosidade, os efei-tos da geometria e assoreamento no trecho fluvial provocado po-lo reservatorio. 0 Quadro 3 apresenta,para vaz6es de varias re-correncias,os niveis d'agua em Ribeirao Vermelho,considerando a reservatorio de Furnas em alguns niveis operativos. A simulagaoi, atraves do programa de remanso,para varias vazoes associadas a depleg6es no reservatorio, da cota 768,00 a 762,00 m, mostrou que a influencia. do reservatorio so se faz sentir pares vazoes inferiores a 1.000 m3/s. As Fig. 2 e 3 mostram o comportamento das curvas de remanso para vazoes de 900 e 1500 m3/s respectiva

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i

mente. Estes estudos permitiram definir, para o posto de

Ribei-rao Vermelho, as isolinhas de remanso correspondentes a

situa-g6es de niveis d'agua no reservatorio e compara-las com a curva

-chave natural (Fig.4). Pela analise destas fung6es,pode-se

ve-rificar que ha uma diferenga de aproximadamente 2,70 a 3,00m en

tre a curva natural e as isolinhas de remanso, indicando tambem

que as deplecoes no reservatorio no influenciaram, de maneira

significativa,o comportamento dos niveis d'agua, neste local,pa

ra vazoes superiores a 1000 m3/s. Este valor corresponde a uma

vazao

natural de aproximadamente 2 anos de

recorrencia,

o que

vem mostrar que as deplecoes no reservatorio no amenizam os

e-feitos de inundarao da cidade de Ribeirao Vermelho para vazoes

excepcionais. Por outro lado, essa influencia e representativa

para as vaz6es de maior frcqu6ncia, como mostram as curvas de permanencia da Fig.5. A conclusao mais importante e a constata

gao do assoreamento generalizado da calha fluvial o qual provo cou sua elevagao em aproximadamente 3m. As Fig . 4 e 5, acima re-feridas, mostram este defasamento entre a curva-chave natural e as isolinhas de remanso, bem como a defasagem das curvas de du-rarao.

De maneira analoga, esses estudos foram realizados consideran-do-se restrigoes operativas na Usina Hidrocletrica de Camargos,

situada a montante, obtendo-se maior influencia na amenizagao das enchentes na cidade de Ribeirao Vermelho. Por exemplo, a cheia ocorrida em 22/03/83, com aproximadamente 21 anos de re-correncia, atingiu no local a elevagao 773,40m, isto e, 68cm superior ao nivel d'agua quo ocorreria caso acontecesse uma va-zao de 21 anos do recorr&ncia, com uma restrigao em Itutinga/ Camargos de 300 m3/s.

4. CONCLUSAO

Foi constatado, atrav&s dos estudos realizados,que houve um as-soreamento generalizado do estirao fluvial do Rio Grande no tre cho da cidade de Ribeirao Vermelho ate a entrada do reservato-rio da Usina Hidroel&trica do Furnas. Este assoreamento agra-vou os efeitos das enchentes locais, principalmente no que se refere a permanencia das inundacoes.

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Observou-se que o eventual controle sobre as vazoes a montante

de Ribeirao Vermelho a mais importante do que o estabelecimento

de deplecoes no Reservatorio de Furnas.

RESUMO

0 trabalho analisa os efeitos do agravamento das inundacoes que

vem ocorrendo na localidade de Ribeirao Vermelho, as margens do

Rio Grande, no estado de Minas Gerais, decorrentes de processo

de assoreamento, nao so funcao da existencia do reservatorio da

Using de Furnas, como tambem pela grande quantidade de materia

solida proveniente de desmatamentos e da ocupacao desordenada

das margens do rio principal e adjacencias. Compara o atual

processo de inundacao com as condicoes que existiam antes da cons

-trucao da barragem, permitindo enfatizar os efeitos ambientais

decorrentes da implantacao do reservatorio. Apresenta tambem uma

analise estatistica das ref^ridas cheias, bem como o aumento da

permanencia das inundacoes.

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QUADRO 1

Vaz6es de Projeto em Ribeirao Vermelho

TR (ANOS) Q M3/S 1 1450 2 1844 3 2074 4 2237 5 2364 10 27 58 15 2988 20 3152 25 3279 30 3382 50 3672 75 3903 100 4066 200 4460 500 4981 1000 5374 2000 5768 5000 6289 10000 6683

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QUADRO 2

Pesquisa do valor de "n" para niveis observados em 82/83.

DATA

23/05/833

17/05/83

14/06/83

18/06/83

19/06/83

27/06/83

27/04/83

3 06/04/83

29/04/83

3 03/06/833

3

16/06/83 14/06/83 14/04/833 3 13/04/83 31/05/833 10/06/83 09/06/833 06/06/83 14/01/833 03/01/83 26/12/822 22/03/83 LEITURA EM REGUA EM RIB. VERMELHO (m) COTA DO"NA" DO "NA" EM RESERVA-RIBEIRAO TORIO DE VERMELHO FURNAS (m) (m) VAZAO EM MACAIA (m3/s) n (AJUSTA-DO)

0,40

768,90

767,66

350 0,20

0,70

769,20

-

381 -0,80

769,30

-

394 -1,02

769,52

767,61

680 -1,20

769,70

767,60

652 -1,37

769,87

767,70

524 0,22

1,40

769,90

-

520 -1,54

770,04

767,57

572 -1,70

770,20

767,88

611 0,22

1,90

770,40

767,92

605

-2,01 770,61 767,65 720 0,22 2,34 770,84 767,69 750 -2,48 770,98 767,89 770 -2,68 771,18 767,96 770 0,22 2,89 771,39 767,95 720 -3,00 771,50 767,88 790 -3,28 771,78 767,91 990 0,23 - 772,30 767,91 1177 0,24 - 772,47 767,06 1284 0,24 - 772,30 767,27 1323 0,24 - 772,45 767,41 1408 0,24 - 773,40 768,00 1596 0,29

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QUADRO 3

Niveis d'agua em Ribeirao Vermelho

para diversas recorrencias

TR QREG

NA em Ribeirao Vermelho para

NR Furnas na (m)

(anos)

(m3/s)

768,00

767,50

767,00

766,50

10 1417 772,61 772,51 772,50 772,49 15 1515 773,09 772,91 772,91 772,91 20 1584 773,39 773,37 773,37 773,35 30 1680 773,57 773,55 773,54 773,54 50 1799 773,78 773,76 773,75 773,75 100 1959 774,04 774,04 774,03 774,03

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0 0 N 562 0 u 0 Q N W Y 0 pn W j .Q 4 W Q wr 0 -° O > N u m °- t J O D of • "po -"i J Wa< p -2 O or w OW W 42 N N p¢ O W -W n t J u>

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(11)

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COTA ALTIMETRICA (m) 4 772-770,

- N.A. EM RIBEIRAO VERMELHO

EM CONDIc6ES NATURAIS

768

764

500 1000 1500

VAZOES(m3/s)

FIG.4 - N.A. EM RIBEIRAO VERMELHO ANTES E APOS A CONSTRUQAO DAS UHE DE ITUTINGA /CAMARGOS E FURNAS.

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NIVEIS D'AGUA (m) N A EM RIBEIRAO VERMELHO N R FURNA$: 768,00m N A EM RIBEIRAO VERMELHO NR z 766,00m FURNAS

N.A EM RIBEIRAO VERMELHO EM

CONDICOES NATURAIS

0

r I t __. 7

-25 50 75 100 _{PERMANENCIA (%)}

FIG. 5 - CURVA DE PERMANENCIA EM RIBEIRAO VERMELHO PARA DIVERSOS NIVEIS NO RESERVATORIO DE

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