Avaliação comparativa de métodos e técnicas batimétricas na obtenção das curvas Cota X Área X Volume de reservatórios em usinas hidrelétricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: França, Paulo Henrique Praça de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/36153
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019.
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spelling Avaliação comparativa de métodos e técnicas batimétricas na obtenção das curvas Cota X Área X Volume de reservatórios em usinas hidrelétricasCurvas Cota x Área x Volume (CAVs)Reservatórios - hidrelétricaBatimetriaÁgua - armazenamentoDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2019.Levantamentos batimétricos em reservatórios de usinas hidrelétricas têm como objetivo atualizar as estimativas de volume, servindo como base de dados para estimativas futuras da capacidade de armazenamento de água e das taxas de sedimentação. Considerado um processo caro e demorado, a batimetria, quando má planejada, pode embutir erros na modelagem do terreno em função do espaçamento de aquisição entre as as seções topobatimétricas; consequentemente, levando a maiores erros nas respostas das curvas Cota x Área x Volume (CAVs) dos reservatórios. Sendo assim, a avaliação das técnicas atuais de aquisição batimétrica e dos métodos de interpolação, para uma melhor estimativa acerca dos volumes de reservatórios, se tornam importantes ferramentas no entendimento e gestão desses sistemas hídricos. Essa pesquisa tem como objetivo determinar de que forma levantamentos de dados com diferentes espaçamentos de aquisição e diferentes formas de interpolação influenciam no cálculo do volume de reservatórios. Os reservatórios utilizados nesse projeto são: UHE Chavantes; UHE Água Vermelha; UHE Capivara; UHE Irapé e UHE Rio das Pedras. Neste trabalho, foram extraídas seções transversais do mapa batimétrico gerado pela aquisição de dados de batimetria multifeixe, simulando uma aquisição de batimetria monofeixe com espaçamentos variados. Modelos Digitais de Terreno foram obtidos então, com o software ArcGis, a partir das metodologias de interpolação Topo to Raster e TIN. O volume de mínima normal foi calculado para cada MDT gerado e comparado com o volume do MDT da metodologia multifeixe. A partir dos volumes calculados foi possível realizar a regressão quadrática com qualidade de ajuste próximo a 100%. A regressão dos dados mostrou que quanto maior o espaçamento entre seções menor será o volume calculado. A subtração entre o MDT de maior espaçamento e o MDT de batimetria multifeixe, mostrou a diferença nos relevos e os erros presentes em cada interpolação. Com isso, regiões que apresentaram baixa complexidade de fundo (i.e. leito) não apresentaram variações significativas no volume estimado entre as técnicas batimétricas multifeixe e monofeixe, podendo ser aplicada a última metodologia, que é mais simples, de menor custo e resultado igualmente confiável na estimativa do cálculo de volume de reservatórios. No entanto, reservatórios com alta complexidade de fundo, apresentaram erros significativos na geração das curvas CAVs com o aumento da equidistância das seções. Dentre os interpoladores analisados, o Topo to Raster apresentou menor valor de RMS, portanto, os resultados mais confiáveis no cálculo de volume, principalmente, quando adicionada as linhas de drenagem à interpolação, representando o fundo dos reservatórios de forma mais acurada. Com relação às técnicas de aquisição, a resposta do volume é subestimada pela técnica monofeixe quando comparada com a técnica multifeixe. Esse resultado é função, principalmente, da abertura angular dos feixes (maior na técnica monofeixe) e da velocidade do som na água que, em geral, não é adquirida quando em levantamentos batimétricos monofeixe.Bathymetric surveys in water reservoirs aim to update the volume estimates, serving as a database for future estimates of water storage capacity and sedimentation rates. Considered an expensive and time-consuming process, the bathymetry, when badly planned, can embed errors in the terrain modeling as a function of the acquisition spacing between the topobatimetric sections; consequently, leading to larger errors in the responses to the elevation-area-volume curves of the reservoirs. Therefore, the evaluation of current techniques of bathymetric surveys and interpolation methods, for a better estimation of reservoir volumes, become important tools for the understanding and management of these water systems. This work aims to determine how data surveys with different acquisition spacing and different forms of interpolation influence the calculation of the reservoir volume. The reservoirs used in this project are: HPP Chavantes; HPP Água Vermelha; HPP Capivara; HPP Irapé and HPP Rio das Pedras. In this work, cross sections were extracted from the bathymetric map generated by the multibeam survey, simulating a singlebeam survey with varied spacings. Digital Terrain Models were then obtained, using ArcGis software, from Topo to Raster and TIN interpolation methodologies. The minimum volume was calculated for each DTM generated and compared to the DTM volume of the multibeam methodology. From the calculated volumes it was possible to perform quadratic regression with adjustment quality close to 100%. The regression of the data showed that the larger the spacing between sections, the smaller the calculated volume. The subtraction between the DTM of greater spacing and the DTM of multibeam bathymetry showed the difference in the reliefs and the errors presented in each interpolation. Thus, regions that presented low terrain complexity didn’t present significant variations in the estimated volume between multibeam and singlebeam bathymetric techniques, and that the last methodology, which is simpler and of lower cost has equally reliable results in the estimation of the volume calculation. However, reservoirs with high terrain complexity presented significant errors in the generation of elevation-area-volume curves with increasing equidistance of the sections. Among the interpolators analyzed, the Topo to Raster presented lower RMS value, therefore, the more reliable results in the volume calculation, especially when the drainage lines were added to the interpolation, representing the bottom of the reservoirs more accurately. Regarding the survey techniques, the volume response is underestimated by the singlebeam technique when compared to the multibeam technique. This result is mainly a function of the angular aperture of beams (higher in the singlebeam technique) and the velocity of sound in the water, which is not usually acquired during singlebeam bathymetric surveys.Ianniruberto, MarcoFrança, Paulo Henrique Praça de2020-01-16T20:12:11Z2020-01-16T20:12:11Z2020-01-162019-03-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFRANÇA, Paulo Henrique Praça de. Avaliação comparativa de métodos e técnicas batimétricas na obtenção das curvas Cota X Área X Volume de reservatórios em usinas hidrelétricas. 2019. 102 f., il. Dissertação (Mestrado em Geociências Aplicadas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2019.https://repositorio.unb.br/handle/10482/36153A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-14T20:10:19Zoai:repositorio.unb.br:10482/36153Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-14T20:10:19Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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