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Version: 1.0.63

Balanço Hídrico

Balanço hídrico é o resultado da quantidade de água que entra e sai de um sistema em um determinado intervalo de tempo. O balanço hídrico pode ser contabilizado analisando diversas escalas espaciais (global, intermediária, local).

Na operação de usinas hidrelétricas, o balanço hídrico é o método básico adotado na reconstituição da vazão natural afluente aos aproveitamentos hidrelétricos da usina. Quando justificável, podem ser adotados outros métodos alternativos, tais como os métodos baseados na regressão ou propagação de vazões de postos fluviométricos localizados a montante dos aproveitamentos. Quando adotado o método do balanço hídrico, torna-se necessário retirar o efeito da evaporação líquida sobre o espelho d’água formado pelo reservatório.

Cálculo Balanço Hídrico​

Balanço Hídrico é o método básico adotado na reconstituição da vazão natural afluente aos aproveitamentos hidrelétricos de uma usina hidrelétrica. A partir das informações de vazões afluentes, turbinadas e vertidas médias diárias ou de intervalos de tempos menores, fornecidas pelos Agentes de Geração, dos tempos de viagem médio da água entre os aproveitamentos e da topologia dos sistemas de reservatórios de aproveitamentos hidrelétricos são calculadas as vazões naturais.

Em termos de execução, o Balanço Hídrico consiste do cálculo de vazão afluente para cada hora de operação, dessa forma, calcula-se a vazão afluente para os conjuntos de operações realizadas dentro de intervalos de tempo de uma hora. A seguir apresentamos o cálculo para a determinação de vazão afluente, bem como os demais cálculos necessários.

Vazão afluente​

Q_{afluente} = Δ_{volume} + Q_{defluente}

onde,

Q_afluente - vazão afluente;

Δ_volume - variação de volume;

Q_defluente - vazão defluente.

Variação de volume​

Δ_{volume} = V_{NAR_{t1}} - V_{NAR_{t0}}

onde,

V_NARt1 - volume do reservatório para o NAR no instante t1;

V_NARt0 - volume do reservatório para o NAR no instante t0 (operação anterior à operação t1).

Vazão defluente​

Q_{defluente} = Q_{turbinas} + Q_{vcc} + Q_{vsc} + Q_{sanitária} +Q_{transposição}

onde,

Q_defluente - vazão defluente: somatório das vazões das estruturas da usina;

Q_turbinada - vazão turbinada: somatório das vazões de unidades geradoras;

Q_vcc - vazão vertida: somatório das vazões de comportas;

Q_vsc - vazão vertida: somatório das vazões de comportas;

Q_sanitária - vazão sanitárias: somatório das vazões sanitárias;

Q_transposição - vazão de transposição.

Aplicação​

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Fluxo de processamento de operações para cálculo de Balanço Hídrico.

  • Calcula Queda Queda = NAR Principal - NA Jusante

  • Determina estado do reservatório A partir do valor de NAR Principal da operação e dos estados de referência do reservatório, definidos na seção Setup, é encontrado o estado do reservatório;

  • Calcula vazão turbinada Calcula vazões de turbinas. Obs. sub-operações com campo Geração vazios recebem o valor de geração da operação em hora cheia;

  • Calcula vazão vertida Calcula vazões de comporta (vertedor com comporta) e vertedouros (vertedor sem comporta);

  • Calcula vazão sanitária

  • Calcula vazão de transposição

  • Calcula vazão escada de peixe

  • Calcula vazão de eclusa

  • Calcula variação de volume

A partir dos valores de NAR principal da operação que está sendo processada e o NAR Principal da operação anterior, são encontrados os respectivos valores de volume para os NARs, na CAV da usina, e feita a diferença entre os volumes encontrados.