Os impactos da operação da tomada d’água nos transientes hidráulicos, na ressuspensão de sedimentos e na qualidade da água do maior reservatório de uso múltiplo da América Latina

RESUMO

Esse estudo investiga numericamente os efeitos da operação da tomada d’água do reservatório Castanhão, Ceará, Brasil. Primeiramente, foi realizada a modelagem hidráulica transiente utilizando o ALLIEVI. Os resultados indicaram que, mesmo para as condições de fechamento mais rápido da válvula da tomada d’água, o impacto dos transientes hidráulicos foi desprezível. Em seguida, foram realizadas simulações de dinâmica de fluidos computacional (CFD) utilizando o FLUENT para investigar os padrões de fluxo induzidos próximos à captação de água. Com os valores de turbulência obtidos, um modelo empírico em função da energia cinética turbulenta foi aplicado para avaliar os limiares para ressuspensão de sedimentos. Os resultados mostraram que o fluxo convergente em direção à tomada d’água gerou turbulência suficiente no fundo do reservatório para ressuspender o sedimento. Entretanto, a extensão longitudinal da ressuspensão foi limitada às áreas relativamente próximas à tomada d’água. Finalmente, simulações de CFD foram realizadas sob condições bem misturadas e estratificadas termicamente/quimicamente, considerando diferentes vazões de retirada. Para baixas vazões, a maior parte do fluxo foi retirada das camadas de água superiores. Por outro lado, para altas vazões, um fluxo significativo também foi retirado das camadas de água inferiores. Como resultado desses diferentes padrões de escoamentos induzidos, os valores dos parâmetros de qualidade da água na saída aumentaram até cerca de 30% para condições de água estratificada.

Palavras-chave:
Operação da tomada d’água; Transientes hidráulicos; Ressuspensão de sedimentos; Qualidade da água; Regiões tropicais semiáridas; Grandes reservatórios