Afluências naturais às usinas hidrelétricas¶
As afluências naturais às usinas hidrelétricas correspondem à chegada de água nos reservatórios das usinas hidrelétricas proveniente da água das chuvas, e que não depende da operação de eventuais usinas hidrelétricas que estejam a montante na cascata. Fisicamente, estas afuências naturais correspondem às águas que chegam ao reservatório a montante da barragem, provenientes de:
chuvas que incidem diretamente sobre o lago da usina;
vazões em todos os rios afluentes às usinas, sejam ele representados ou não na Topologia Hidráulica considerada nos modelos;
vazões que percolam no solo e que, futuramente, irão atingir o reservatório de forma subterrânea, pelos aquíferos.
Em relação ao manuseio dos dados de entrada pelas instituições e tratamento pelos modelos do CEPEL, distinguem-se dois tipos de vazões naturais afluentes: a Vazão natural total e a Vazão natural incremental.
Vazão natural total¶
Corresponde à afluência que chegaria à usina, na seção onde se situa sua barragem, caso não houvesse reservatórios a montante nos rios. Ou seja, a vazão natural total \(Qnat_i^t\) corresponde a toda afluência natural que chega à usina \(i\), no período \(t\), proveniente da área de contribuição referente a essa seção de rio, na bacia hidrográfica em que se situa.
Este conceito é importante principalmente no tratamento das secao-series-historicas-vazoes naturais afluente às usinas hidrelétricas, visto que o horizonte temporal compreendido por essas séries (que existem desde 1932) extrapola a janela de tempo de operação dos reservatórios. Assim, o conceito de vazão total é essencial para o tratamento adequado das séries históricas na realização da secao-modelagem-incerteza-hidrologica
Vazão natural incremental¶
A vazão natural incremental \(Qinc_i^t\) é a que efetivamente chega de forma natural à usina hidrelétrica \(i\), considerando a topologia dos reservatórios no período \(t\). Assim, esta vazão é proveniente da área de contribuição da bacia hidrográfica a que pertence a usina \(i\), porém somente até o próximo reservatório de montante.
A figura a seguir ilustra esse conceito, para o exemplo em que existem dois reservatórios \(A\) e \(B\) em cascata.
Desprezando-se eventuais efeitos de tempo de viagem, a relação entre as vazões incrementais e totais das usinas da figura é dada por:
\(Qinc_A^t = Qnat_A^t\)
\(Qinc_B^t = Qnat_A^t - Qnat_B^t\)
Ressalta-se que, quando há confluências entre rios nas usinas, que é uma situação bastante comum, o cálculo da vazão incremental deve levar em consideração as vazões naturais totais em todas as usinas pertence ao conjunto \(M_i\) de usinas imediatamente à montante da usina \(i\), como mostrado a seguir.
\(Qinc_i^t = \sum\limits_{j \in M_i}{Qnat_j^t} - Qnat_i^t\)
As afluências naturais às usinas hidrelétricas são consideradas nas restrições de Balanço Hídrico nos Reservatórios. Nos modelos NEWAVE e DECOMP consideram-se diversos cenários de vazão afluente para cada período, de acordo com as metodologias descritas na seção de secao-modelagem-incerteza-hidrologica e secao-geracao-cenarios.