Modelagem da qualidade da água no trecho de vazão reduzida (TVR) devido à instalação do aproveitamento hidrelétrico da Capim Branco I no Rio Araguari, MG

The Capim Branco I hydroelectric is located in Araguari river, in the Brazilian state of Minas Gerais. In this hydroelectric, there is the need of keeping a minimum flow in the former river bed, because the dam position and the power plant impose a different flow. The Capim Branco Ilow flow reach (LFR) has a length of 9 km and it was specified that a minimum flow of 7 m3 s-1 should be kept in the reach. In order to raise the water level in the low flow reach, the Environmental Agency FEAM determined the construction of some intermediate dikes along the river bed. The LFR´s tributary Terra Branca receives the discharge of treated wastewater coming from the city of Uberlândia. As part of this study, water quality of the low-flow reach was modeled, in order to gain insight into its possible behavior under different scenarios (without and with intermediate dikes). The constituents modeled were: dissolved oxygen (DO), biochemical oxygen demand (BOD), nitrogen fractions, phosphorus fractions, algae and thermotolerant coliforms. QUAL2E equations were used and implemented into a FORTRAN code. The model takes into account point-source pollution and diffuse pollution (incremental load along the river reach). Uncertainty analysis was performed, presenting probabilistic results and allowing identification of the most important coefficients in the LFR water-quality model. In this study, water quality data in the low-flow reach (still without the intermediate dykes) wascollected on a monthly basis, and operational records from the wastewater treatment plant were used. The simulated results indicate, in general, very good conditions for most of the water quality parameters, but a concern on the dissolved oxygen concentrations after the introduction of the dykes, with a possibility of non-compliance with the Brazilian environmental standards. From the sensitivity analysis, the variables most influenced in the model results were the conversion coefficients (without and with dikes), the initial conditions in the reach (without dikes) and the hydraulic characteristics of the reach (with dikes).

A UHE Capim Branco I foi implantada no rio Araguari, no estado de Minas Gerais. A geração de energia dessa UHE depende do desvio da maior parte da vazão do rio Araguari para um túnel de adução que conduz a água à casa de força, de onde será retornada ao curso natural do rio. Com esse desvio, o leito natural do rio, com extensão de cerca de 9 km, passará a receber uma vazão de 7 m3 s-1. Esse segmento caracteriza o denominado Trecho de Vazão Reduzida (TVR). Em decorrência da diminuição da vazão e conseqüente alteração do perfil hidráulico do trecho, o que traria uma série de impactos ambientais, foi proposta pela FEAM uma medida mitigadora: a implantação de soleiras vertentes transversais ao fluxo. Além disso, o córrego Terra Branca,afluente do rio Araguari no TVR, recebe os efluentes da Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) Ipanema, responsável pelo tratamento de esgotos provenientes de três bairros de Uberlândia-MG. Este trabalho objetiva efetuar a modelagem de qualidade da água no trecho de vazão reduzida da UHE Capim Branco I, enfocando: oxigênio dissolvido (OD), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), série nitrogenada, fósforo (orgânico e inorgânico), algas (clorofila a) e coliformes termotolerantes. Para isso, foram implementadas em linguagem FORTRAN as equações do modelo QUAL2E para as diferentes condições hidrodinâmicas (TVR enquanto rio, antes da instalação das soleiras e TVR enquanto reservatórios em série, após a instalação das soleiras vertentes), sem considerar a dispersão longitudinal. O modelo considera tanto as contribuições pontuais quanto a poluição difusa (contribuição incremental ao longo do trecho). Além disso, foi efetuada análise de incerteza apresentando resultados em termos probabilísticos e identificando os coeficientes mais importantes na modelagem de qualidade da água no TVR. Para uma boa aplicação dos modelos utilizados, foi realizado o monitoramento de qualidade da água do TVR e a análise de dados secundários dos afluentes e efluentes da ETE Ipanema. Observou-se que poderá ocorrer uma deterioração da qualidade da água em função da construção das soleiras uma vez que as simulações para OD nesse cenário apresentaram valores fora dos padrões da Resolução CONAMA 357/05. Quanto à análise desensibilidade mostram-se importantes os coeficientes de conversão para ambos os modelos, as condições iniciais para o modelo sem as soleiras vertentes e as características hidráulicas dos reservatórios para o modelo com as soleiras vertentes.