Guia técnico

Batimetria de reservatório e atualização da curva cota-área-volume

A curva cota-área-volume (CAV) de um reservatório informa, para cada nível d'água, a área inundada e o volume armazenado. A atualização da curva cota-área-volume parte de um levantamento topobatimétrico: batimetria da parte molhada e topografia da faixa seca até o nível operacional normal, no mesmo referencial altimétrico. Desse conjunto sai um modelo digital do reservatório, e dele saem área e volume a cada cota. Em usinas hidrelétricas despachadas centralizadamente pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), a Resolução Conjunta ANA/ANEEL nº 127/2022 fixa o primeiro ciclo de atualização aos 10 anos de operação comercial.

O que a curva descreve e por que ela envelhece

A curva entra no planejamento operacional e nos estudos hidrológicos do aproveitamento. Em muitos reservatórios, a curva em uso ainda é a do projeto ou a de um levantamento antigo.

O sedimento trazido pelos rios se deposita desde o enchimento. A deposição se concentra na entrada dos tributários e nos trechos de baixa velocidade. O sedimento depositado abaixo de uma cota reduz o volume armazenado até ela, e a tabela antiga não registra essa perda. A comparação entre a superfície atual e uma referência anterior dá o volume ocupado por sedimento. O contexto do setor e a execução em campo estão em batimetria de reservatórios de hidrelétricas.

Em barragens de rejeitos, a curva medida sustenta a estimativa de volume armazenado e de capacidade remanescente; ver barragens e mineração.

O que a Resolução Conjunta ANA/ANEEL nº 127/2022 exige

A Resolução Conjunta nº 127, de 26 de julho de 2022, é da Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico (ANA) e da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). Ela trata de empreendimentos hidrelétricos com potência instalada acima de 1 000 kW e está em vigor desde 1º de janeiro de 2023. Reservatórios de abastecimento e de irrigação sem geração ficam fora do seu escopo. A resolução revogou, a partir de 31 de dezembro de 2022, a Resolução Conjunta nº 3, de 10 de agosto de 2010. O art. 8º, sobre assoreamento e tabelas Cota x Área x Volume, vale para as usinas despachadas centralizadamente pelo ONS.

Art. 8ºO que estabelece
Inciso Iprimeiro ciclo de avaliação do assoreamento, com atualização das tabelas, ao completar 10 anos do início da operação comercial
§ 1ºprojeto de atualização enviado à ANA até 6 meses antes de completar os 10 anos
§ 2ºrelatório de atualização enviado até 18 meses após a aprovação do projeto pela ANA
Inciso IIciclos seguintes, se necessário, com base na análise do assoreamento em seções de controle instaladas no reservatório
§ 3ºmonitoramento do assoreamento a partir da publicação, pela ANA, dos resultados do primeiro relatório no Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH)
§ 4ºusinas que cumpriram o art. 8º da resolução de 2010 ficam fora dos prazos dos §§ 1º e 2º
§ 5ºem casos excepcionais, a ANEEL ou a ANA pode fixar outra periodicidade, com fundamentação
§ 6ºpor interesse sistêmico, reservatórios de usinas não despachadas centralizadamente podem ser incluídos, a pedido do ONS e com fundamentação técnica

A resolução de 2010 previa nova atualização a cada 10 anos. Pela 127/2022, depois do primeiro ciclo, o acompanhamento passa às seções de controle. O documento Perguntas e Respostas da ANA sobre a 127/2022 (setembro de 2022) registra que não serão necessários novos levantamentos completos a cada 10 anos.

Os detalhes técnicos ficaram para diretrizes da ANA. Na página da resolução, atualizada em 5 de maio de 2026, as Diretrizes para Elaboração de Projeto e Relatório de Atualização das Tabelas Cota x Área x Volume constam como "a ser publicada". Para o método, a ANA publicou em dezembro de 2013 o documento Orientações para Atualização das Curvas Cota x Área x Volume, escrito para a resolução de 2010. Os critérios a seguir vêm dele.

Topobatimetria: parte molhada e parte seca no mesmo referencial

O documento de 2013 pede batimetria com ecobatímetro e posicionamento cinemático em tempo real (RTK), georreferenciado ao Sistema Geodésico Brasileiro (SGB). A ligação ao SGB passa por uma Rede de Vértices Geodésicos (RVG) implantada na área, com pelo menos 10 marcos de concreto. Esse número é de referência e cresce com o tamanho do reservatório.

A faixa seca vai do nível d'água em que a batimetria foi feita até o nível operacional normal, e usa o mesmo referencial altimétrico da batimetria. O texto admite topografia convencional, GPS, restituição aerofotogramétrica, imageamento por satélite, interferometria radar ou perfilamento a laser. O contorno do reservatório usa SIRGAS2000 (época 2000,4) na planimetria e o datum de Imbituba na altimetria, em escala 1:10.000 ou de mais detalhe. Como o ecobatímetro só mede onde há água, a cota do reservatório na data da campanha define a largura da faixa seca a levantar.

Para converter a altura do GNSS em cota, o modelo geoidal precisa ter erro posicional abaixo de 20 cm. Onde o MapGeo 2010, modelo do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) citado no documento, não atinge esse valor, elabora-se um Modelo Geoidal Local (MGL), com pelo menos 20 % dos marcos da RVG reservados para a verificação.

O texto da ANA fala em altitude ortométrica. Desde o reajustamento da rede altimétrica divulgado pelo IBGE em julho de 2018 (REALT-2018), as altitudes de referência do SGB são altitudes normais. O termo de referência deve declarar o sistema de altitudes, o modelo de conversão e a relação com a cota usada pela usina.

Linhas, densidade e precisão da batimetria

O documento admite ecobatímetro monofeixe ou multifeixe. Com monofeixe, o corpo principal é coberto por linhas de sondagem regulares e equidistantes. O espaçamento das seções transversais sai de uma fórmula com a área do reservatório no nível operacional normal, em hectares, e a extensão do corpo principal, em quilômetros. O próprio texto trata o resultado como valor de referência. As linhas longitudinais ficam a 3 vezes o espaçamento das transversais, e nos braços, afluentes e canais o espaçamento transversal cai pela metade.

Com multifeixe, as linhas de sondagem correm longitudinais às isóbatas e a observação do leito tem de ser plena, sem lacunas. Para os dois métodos, o documento pede equipamento de registro contínuo digital com precisão de até 20 cm na medição isolada. A coleta mínima é de 1 ponto a cada 2 m ao longo da linha. Os critérios para escolher o método em cada trecho estão em monofeixe ou multifeixe.

O ecobatímetro é aferido nos dias de sondagem, com placa de aferição ou perfilador de velocidade do som. Em reservatórios, a estratificação térmica afeta a medição acústica da profundidade, e os perfis de velocidade do som (SVP) acompanham a campanha.

As profundidades são corrigidas pela variação do nível durante a sondagem. O documento pede pelo menos uma seção de réguas linimétricas com uma referência de nível (RN), cuja cota fica atrelada ao mesmo referencial altimétrico que definiu o nível operacional normal. Como alternativa, sugere o GNSS RTK para obter a altitude da embarcação. Também aconselha instalar a antena GNSS e o transdutor no mesmo eixo, para evitar correções de offset.

Do modelo digital à curva cota-área-volume

O modelo digital do reservatório reúne todos os pontos medidos nas partes seca e molhada, com a linha de contorno como linha de quebra (breakline). Para a interpolação, o documento pede "um método de interpolação adequado", sem indicar qual.

A curva sai de um plano de corte deslocado a cada 50 cm, da cota mínima até o nível operacional normal. Em cada posição do plano, a área é a superfície inundada dentro do contorno, e o volume é o espaço entre o plano e o fundo modelado.

A comparação com a curva anterior mede o assoreamento quando as duas estão no mesmo referencial altimétrico. Uma diferença entre referenciais aparece no cálculo como variação de volume sem relação com sedimento. Por isso o relatório declara o referencial da curva nova e a conversão aplicada à antiga. As tabelas já aprovadas pela ANA estão disponíveis no endereço virtual da agência, e servem de ponto de partida.

Seções de controle entre um ciclo e outro

Depois do primeiro ciclo, a 127/2022 acompanha o assoreamento por seções de controle. O documento de 2013 dimensiona essas seções pela criticidade do reservatório ao assoreamento. A avaliação combina o potencial de produção de sedimentos da bacia, a posição do reservatório na cascata, o regime de operação e a magnitude e a importância dos efeitos do assoreamento. O resultado enquadra o reservatório em criticidade alta, média ou baixa.

Um reservatório de baixa criticidade recebe um conjunto de três seções topobatimétricas no quartil superior (trecho de montante), incluindo a zona de remanso. Os de criticidade média recebem dois conjuntos, e os de alta, três, em locais distintos. Em reservatórios com mais de um braço ativo e tributários importantes, cada braço leva pelo menos um conjunto.

Dentro de cada conjunto, o espaçamento entre as três seções é da ordem de cinco vezes a largura do rio em condições naturais, no mínimo. Cada seção é materializada por dois marcos de concreto, um em cada margem, longe da linha de operação normal e de preferência além da linha do nível máximo maximorum. As diretrizes da 127/2022 ainda não foram publicadas. Até lá, o critério de 2013 pode orientar a proposta, e a decisão cabe à ANA, que aprova o projeto de atualização (art. 8º, § 2º).

Plataforma nos braços rasos e na entrada dos tributários

A batimetria precisa chegar às margens e aos braços rasos, onde a embarcação tripulada nem sempre opera com segurança. Nesses trechos, a WAMS usa o USV Hi-Target iBoat BS15, embarcação de superfície não tripulada lançada da margem por dois operadores, sem rampa nem embarcação de apoio, com posicionamento RTK integrado. Com o ecobatímetro multifeixe SatLab HydroBeam M4 a bordo, o BS15 faz batimetria multifeixe nos braços. No corpo principal, o multifeixe aumenta a densidade de sondagens nos taludes submersos e no talvegue original.

Na entrada dos tributários, o BS15 também leva o perfilador acústico de correntes (ADCP) Hi-Target iFlow RP600, para medir a vazão junto com o estudo de assoreamento; ver medição de vazão com ADCP.

Entregáveis do levantamento

Com topografia ou GNSS na faixa seca, o documento de 2013 lista estes produtos:

  • memoriais descritivos dos marcos e arquivos RINEX de todos os levantamentos GNSS;
  • relatório com a metodologia adotada;
  • cadernetas de campo da parte seca;
  • arquivo DWG e arquivo geodatabase ou shapefile;
  • modelo digital de elevação das partes seca e molhada, em GeoTIFF;
  • um só arquivo ASCII com latitude, longitude e altitude de cada ponto do levantamento topobatimétrico;
  • ecogramas e arquivos digitais da parte molhada;
  • caderneta das observações de flutuação do nível do reservatório.

A tabela cota-área-volume a cada 50 cm (documento de 2013) e, nas usinas do art. 8º, o relatório de atualização enviado à ANA completam a entrega.

O que o termo de referência precisa fixar

  • enquadramento: ciclo do art. 8º da 127/2022 ou outra finalidade;
  • polígono até o nível operacional normal, com braços e tributários;
  • referencial altimétrico, sistema de altitudes, modelo geoidal e relação com a cota da usina;
  • método por trecho (monofeixe ou multifeixe), espaçamento ou cobertura, densidade e precisão;
  • aferição do ecobatímetro, perfis de velocidade do som e correção do nível;
  • método da faixa seca e cota prevista do reservatório na campanha;
  • intervalo da curva e curva anterior usada na comparação;
  • seções de controle e marcos;
  • entregáveis e formatos.

Os itens comuns a qualquer levantamento estão em termo de referência de levantamento batimétrico.

Perguntas frequentes

A usina precisa refazer a batimetria completa a cada 10 anos?

A 127/2022 não exige isso. A usina despachada pelo ONS faz o primeiro ciclo ao completar 10 anos de operação comercial. Os ciclos seguintes acontecem se a análise das seções de controle indicar necessidade. Em casos excepcionais, a ANEEL ou a ANA pode fixar outra periodicidade. A atualização a cada 10 anos era regra da resolução de 2010, revogada.

O ecobatímetro monofeixe atende à atualização da curva?

Atende, pelo documento da ANA de 2013, com linhas de sondagem regulares e equidistantes e espaçamento reduzido à metade nos braços. Com multifeixe, as linhas seguem as isóbatas e a cobertura do leito é plena.

De quanto em quanto se calcula a curva?

O documento de 2013 pede pontos da curva a cada 50 cm, da cota mínima até o nível operacional normal, obtidos por um plano de corte sobre o modelo digital do reservatório.

Qual referencial altimétrico usar?

O documento de 2013 liga o levantamento ao SGB por uma RVG, usa o mesmo referencial altimétrico nas partes seca e molhada e atrela a RN das réguas ao referencial que definiu o nível operacional normal. O termo de referência declara o sistema de altitudes, o modelo geoidal e a relação com a cota da usina, para que a curva nova possa ser comparada com a anterior.

Onde obter a curva aprovada anterior?

A ANA disponibiliza em seu endereço virtual os dados dos relatórios de atualização das tabelas (art. 9º da 127/2022). A página da resolução indica mapas e arquivos das tabelas já aprovadas.

Proposta técnica

Para pedir uma proposta técnica de atualização da curva, envie o nome do reservatório, o nível operacional normal, a data e o referencial da curva em uso e o prazo pela página de batimetria.

Fontes externas citadas

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