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Título: Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde
Título em inglês: Hidrossedimentology and water availability of Poilão dam watershed, Cape Verde Islands
Autor(es): Teixeira, José João Lopes
Orientador(es): Araújo, Jose Carlos de
Palavras-chave: Polião, Barragem de (Cabo Verde)
Water availability
Poilão dam
Assoreamento
Operação de reservatórios
Reservatórios
Data do documento: 2011
Citação: TEIXEIRA, J. J. L. (2011)
Resumo: O Arquipélago de Cabo Verde, situado na costa ocidental africana, sofre influência do deserto de Saara tornando o clima caracterizado por pluviometria muito baixa e distribuída irregularmente no espaço e no tempo. As chuvas são muito concentradas, gerando grandes escoamentos para o mar. O aumento da disponibilidade hídrica requer além da construção e manutenção de infraestrutura de captação e conservação de águas pluviais, uma gestão eficiente destes recursos. Atualmente, constitui um dos eixos estratégicos da política do Estado de Cabo Verde, a captação, o armazenamento e a mobilização de águas superficiais através de construção de barragens. Estudos do comportamento hidrológico e sedimentológico do reservatório e da sua bacia de contribuição constituem premissas básicas para adequados dimensionamento, gestão e monitoramento da referida infraestrutura. É nesse sentido que o presente estudo objetivou sistematizar informações hidrológicas e sedimentológicas da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão (BP) e apresentou proposta operacional de longo prazo. A área de estudo ocupa 28 km² da Bacia Hidrográfica da Ribeira Seca (BHRS) na Ilha de Santiago. A altitude da bacia varia de 99 m, situada na cota da barragem, até 1394 m. Para o estudo, foram utilizados e sistematizados série pluviométrica de 1973 a 2010, registros de vazão instantânea do período 1984 a 2000 e registros agroclimáticos da área de estudo de 1981 a 2004. Para o preenchimento das falhas tanto dos escoamentos como da descarga sólida em suspensão, foi utilizado o método de curva chave. Para estimativa de produção de sedimentos na bacia, aplicou-se a Equação Universal de Perda de Solo (USLE) associada à razão de aporte de sedimentos (SDR). O índice de retenção de sedimentos no reservatório foi estimado pelo método de Brune e a distribuição de sedimento pelo método empírico de redução de área descrito por Borland e Miller e revisado por Lara. Para gerar e simular curvas de vazão versus garantia foi utilizado código computacional VYELAS, desenvolvido por Araújo e baseado na abordagem de Campos. Também foi avaliada uma possível redução da vazão de retirada do período 2006 a 2026, provocada pelo assoreamento do reservatório. Concluiu-se que, em média, a precipitação anual é de 323 mm, concentrando-se 73% nos meses de agosto e setembro; a bacia de contribuição apresenta número de curva (CN) 76, com abstração inicial (Ia) de 26 mm, coeficiente de escoamento de 19% e vazão anual afluente de 1,7 hm³ (Cv = 0,73); a disponibilidade hídrica para garantia de 85% é 0,548 hm³/ano e não 0,671 hm³/ano, como indica o projeto original da barragem. Com uma descarga sólida avaliada em 22.185 m³/ano, estima-se que, até o ano de 2026, a capacidade do reservatório seja reduzida a uma taxa de 1,8 % ao ano, devido ao assoreamento, provocando uma redução de 41% da disponibilidade hídrica inicial. Em 2026, segundo as estimativas dessa pesquisa, as perdas por evaporação e sangria deverão ser da ordem de 81% da vazão afluente ao reservatório. Na base desses resultados se apresentou proposta de operação da Barragem de Poilão.
Abstract: Cape Verde Islands, located in the West African coast, are influenced by the Sahara desert, making the climate characterized by very low rainfall and great spatial and temporal variability. The rainfall events are highly concentrated generating large flows to the sea. The increase of water availability requires construction and maintenance of infrastructure to capture and conserve rainwater, and also an efficient management of these resources. Nowadays, capture, storage and mobilization of water surface through construction of dams is one of the strategic priorities of the policy of the State of Cape Verde. Studies of hydrology and sedimentology of the only existing reservoir (Poilão Dam, 1.2 hm³) and its watershed are the basic requirements for adequate design, management and monitoring of this infrastructure. In this sense, the present study aimed at systematizing hydrological and sediment information of the Poilão Dam and providing a long-term operational proposal. The altitude of the basin varies from 99 m, situated on the dam, up to 1394m. For the study, the following data were used and systematized: rainfall dataset from 1973 to 2010; records of instantaneous flow for the period of 1984 to 2000; and agro-climatic records from 1981 to 2004. To fill the gaps of both flow and suspended-sediment discharge, the rating-curve method was used. To estimate sediment yield in the watershed it was applied the Universal Soil Loss Equation (USLE), associated with the Sediment Delivery Ratio (SDR). The sediment release efficiency rate of the reservoir was estimated by Brune method and the sediment distribution inside the reservoir by the empirical area reduction method described by Borland and Miller, and reviewed by Lara. To assess water availability, water yield versus reliability curves were used. These curves were obtained by the computer code VYELAS, developed by Araújo and based on Campos approach. The reduction of the water yield (caused by the reservoir silting) within the period from 2006 to 2026 was also assessed. It was concluded that the average annual rainfall in the watershed is 323 mm, concentrating 73% in August and September; the watershed presents a number of curve (CN) of 76 with an initial abstraction (Ia) of 26 mm, the runoff coefficient is 19% and the average annual inflow is 1.7 hm³ (coefficient of variation 0.73); the water availability at 85% reliability level is estimated at 0.548 hm³/year and not 0.671 hm³/year as the original design indicates. With a sediment discharge estimated at 22,185 m³/year, it was concluded that, by the year 2026, the annual reservoir storage capacity reduction rate is 1.18% (due to siltation), causing a 41% reduction of the initial water availability. At that time, losses due to evaporation and spillway overflow totalize 81% of annual inflow. Based on these results, a Poilão reservoir operation proposal is presented.
Descrição: TEIXEIRA, José João Lopes. Hidrossedimentologia e disponibilidade hídrica da bacia hidrográfica da Barragem de Poilão, Cabo Verde. 2011. 99 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/18612
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