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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.44.2020.tde-13022020-155411
Document
Author
Full name
Marcelo Garcia Pereira de Camargo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Sawakuchi, Andre Oliveira (President)
Gonçalves, Luis Gustavo Gonçalves de
Jannuzzi, Gilberto de Martino
Title in Portuguese
Variabilidade da vazão do Rio Xingu na região da UHE Belo Monte sob cenários de projeções multimodelo de mudança climática
Keywords in Portuguese
Bacia do Rio Xingu
Mudança climática
Simulação numérica hidrológica
UHE Belo Monte
Abstract in Portuguese
A Usina Hidrelétrica de Energia (UHE) Belo Monte está localizada no Rio Xingu, na chamada "Volta Grande do Xingu". Inaugurada em 2016, a UHE Belo Monte é a maior hidrelétrica brasileira em termos de potência instalada. No entanto, dos 11.233 MW instalados, a geração efetiva média de energia é estimada em 4.500 MW. Isto se dá pela alta sazonalidade do Rio Xingu, cuja vazão varia em até 40 vezes entre meses de seca e cheia. Além disso, esta estimativa de geração efetiva não considera os cenários de mudança climática e as projeções climáticas para a Amazônia, que em parte indicam taxas menores de precipitação na região do Leste, além de aumento na frequência de eventos extremos de seca. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é simular a vazão do Rio Xingu no período 2020-2050 a partir de projeções de precipitação oferecidas por cinco modelos climáticos internacionais, e também discutir os possíveis efeitos de mudanças na vazão sobre a produção de energia pela UHE Belo Monte, além da possível intensificação dos impactos já existentes sobre a população humana e ecossistemas da Volta Grande. Utilizou-se modelo numérico hidrológico que simula a vazão por meio de cálculos de escoamento superficial derivado da interação entre topografia e precipitação. Resultados apontam variabilidade nas projeções de precipitação multimodelo, com tendência de redução. Após calibração do modelo com a simulação de vazões históricas e comparação entre valores simulados e observados, pode-se prosseguir à simulação com base nas projeções de precipitação futura. Resultados das simulações indicam, para quatro dos cinco modelos climáticas, reduções na vazão da ordem de 20 a 30%, comparativamente às históricas. Tal redução possui implicações de caráter econômico, envolvendo a produção energética da UHE Belo Monte, que deverá decrescer em proporção similar, e também socioambientais, tais como a intensificação dos conflitos pelo uso da água, além da ampliação de impactos sobre ecossistemas aquáticos e de floresta alagável. Neste contexto, destacam-se os impactos causados à população diretamente afetada pela implementação do reservatório Pimental, que alterou drasticamente a dinâmica hidrossedimentológica da calha do Rio Xingu. Assim, o trabalho discute possíveis cenários e consequências socioambientais em face da mudança climática global.
Title in English
Xingu River's discharge variability over Belo Monte hydropower plant's region under scenarios of multimodel climate change projecions
Keywords in English
Belo Monte hydropower plant
Climate change
Numerical hidrologic simulation
Xingu River Basin
Abstract in English
The Belo Monte hydropower plant is located on the Brazilian portion of the Amazon rainforest, in the so-called "Big Bend" of the Xingu River. Officially inaugurated in May 2016, the Belo Monte Dam is the largest entirely Brazilian hydroelectric power plant in terms of installed capacity, and the fourth one in the world. However, of the 11.233 MW of installed capacity, the effective generation of energy will be 4.500MW, on average. This happens due to the high seasonality of the Xingu River, whose discharge can change by up to 40 times between dry and wet seasons. Nevertheless, this estimation of the effective energy generation does not consider climate change scenarios projected for the Amazon, which often suggest that eastern Amazon, especially the Xingu River basin, might be considerably drier in the next decades, with drought events happening more frequently and with a higher intensity. In this context, the main goal of this work is to simulate Xingu River's future discharge (2020-2050) based on future precipitation projections obtained from five of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5) climatic models. It also focus on discussing the possible effects of relevant changes in the river's discharge over Belo Monte Dam's hydropower generation capacity, as well as on the highly significant socio-environmental impacts that already exist. For this purpose, a numeric hydrological model was applied, simulating discharge through runoff calculations derived from the interaction between topography and rainfall. Results point out a decreasing trend in surface water availability, with a 20-30% lower discharge in 2050 when compared to historical data for four out of five models. These results have concerning implications not only on the economic sphere, impacted by Belo Monte's future energy generation, which might decline in a similar proportion, but also over socio-environmental aspects, such as an increase in water conflicts and intensification of impacts over aquatic and floodplain ecosystems. In this context, this work also discusses possible socio-environmental consequences and scenarios regarding global changes in climate.
 
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Publishing Date
2020-02-13
 
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