FECHAMENTO DA BARRAGEM DE TUCURUI
CONSEQUENCIAS A JUSANTE: PREVISOES E RESULTADOS
Eng2 Pedro Diego Jensen
THEMAG Engenharia Ltda
Eng2 Alvaro Lima de Araujo
ELETRONORTE
RESUMO
Sao apresentados os estudos realizados para previnir efeitos ambientais a jusante
da usina de Tucurul durante o perlodo de fechamento da barragem para
enchimento do reservat6rio.
Urn dos aspectos abordados foi o comportamento dos niveis d'agua no rio
Tocantins entre a barragem e a cidade de Cameta, onde existem populacoes
ribeirinhas que dependem do rio. Outro assunto principal foi a evolucao da
salinidade no rio Guama, onde esta localizada a tomada d'a gua para
abastecimento da cidade de Belem.
As previsoes foram realizadas com base em estudos do sistema hidrografico e a
aplicacao de modelos matematicos especfficos.
Os levantamentos realizados durante o periodo do fechamento mostraram que as
previsoes foram basicamente corretas, permitindo adotar as medidas apropriadas
para controle dos efeitos e mitigacao dos impactos junto as populag6es afetadas.
1. 0 EMPREENDIMENTO DE TUCURU I E A REGIAO DE JUSANTE
A usina hidreletrica de Tucurul, de 4000 MW instalados em primeira etapa e mais 4000 MW na segunda etapa,
esta localizada no trecho final do rio Tocantins, 300 km ao Sul da cidade de Belem.
0 rio Tocantins possui uma area de drenagem de 758.000 km2 no local da barragem, e nenhum afluente a
jusante da mesma, no trecho de 200 km que termina na baia de Marajb, onde o Tocantins conflue corn o Rio
Para.
A vazao media no local da barragem a de 11.100 m3/s, sendo 1.100 m3/s a vazao minima observada e 68.400
m3/s a maxima. 0 trimestre mais seco, muito regular, vai de agosto a outubro, com vazao media da ordem
de 2.700 m3/s e o perfodo de cheias, de dezembro a maio, apresenta uma vazao media de 18.000 m3/s.
0 sistema hfdrico natural a jusante de Tucurul (ver Ilustracao n2 1) a bastante complexo pela interagdo entre
a bacia do rio Para, que contorna a Ilha do Marajb pelo Sul e a foz do Amazonas, que abraga a ilha de Marajb
pelo oeste e pelo norte.
A confluencia dos rios Tocantins e Para forma a Baia de Marajb, de comportamento estuarino, sujeita a
oscilacao de mare e intrusao salina do Oceano Atlantico. A baia de Maraj6 recebe, pela margem direita, os
rios Moju e Acara, que correm paralelos ao Tocantins e o rio Guama, com area de drenagem de 56.000 km2.
0 rio Para, sujeito a oscilag6es de mare no seu curso principal, alem de contar com area de drenagem
propria, interage com o rio Amazonas atraves de uma rede de "furos", sendo os principals o de Tajapuru e o
dos Macacos. 0 escoamento nos furos esta sujeito aos efeitos das mare e aos niveis d'agua do Amazonas,
que sao funrao da vazao no mesmo.
No trecho de 200 km do rio Tocantins a jusante de Tucurul existe uma popularao ribeirinha disperse e algumas cidades importantes como Cameta, Baiao, Nazare dos Patos e Tucurul.
A populacao dessas cidades, e obviamente a das margens do rio, dependem fortemente do mesmo para
abastecimento , saneamento, alimentarao e transporte.
Nas maiores estiagens do Tocantins, a velocidade do escoamento e o calado na regiao de Nazare dos Patos
limitam a navegacao de porte, e o efeito de mare foi observado ate Tucurul corn amplitudes da ordem de 25 cm.
A cidade de Belem , na ocasiao com 1 milhao e cem mil habitantes, capital do Estado do Para, tem a tomada
d'agua do seu sistema de abastecimento localizada no rio Guama, proximo a Bala de Marajb, no trecho
sujeito a oscilag6es de mare e intrusao salina.
Em particular nos anos de 1.969, 1.981 e 1.983, os teores de cloretos no rio Guama junto a tomada d'agua da
COSANPA (Companhia de Saneamento do Para) ultrapassaram o valor de 400 mg/I, colocando em perigo o
sistema que abastece 90% da populagdo de Belem.
- XIX SEMIN ARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 553
0 Sistema da COSANPA, mostrado esquematicamente na Ilustragao n° 2, possui os lagos de Agua Preta e
Bolonha que, mesmo corn pequena bacia de drenagem pr6pria , conseguiram nessas oportunidades diluir a
salinidade de pico captada no rio Guama e abastecer Belem com teores de cloretos inferiores a 250 mg/I,
maximo estipulado pelas normas brasileiras.
2, 0 FECHAMENTO DO RIO
0 enchimento do reservatorio de Tucurui foi previsto no projeto a partir do fecharnento das adufas da ultima
fase de desvio.
0 desnfvel entre o No na estiagem e o nivel d'agua maxima normal do reservat6rio a de 65 m. A interrupgao
do fluxo verifica-se ate o enchimento atingir a soleira do vertedouro, na cota 52 m. Ate essa cota, 45 m acima
do nfvel d'agua de estiagem, existe um volume de 13 bilhoes de m3, o qual deveria ser preenchido em torno
de 60 dias, de acordo com estimativas realizadas durante o projeto.
Com fins de planejamento das medidas mitigadoras necesserias e ate de promover eventuais mudangas na
programagao do fechamento, dois assuntos principais foram investigados a jusante: o comportamento dos
niveis d'agua no periodo de interrupgao do fluxo, e as consequencias dessa interrupgao na salinidade junto a
tomada d'agua da COSANPA, em Belem.
Paralelamente, foi realizado um levantamento e um diagn6stico s6cio-econ6mico das populagoes ribeirinhas
entre Tucurui e Cameta, no sentido de individualizar as eventuais problemas que poderiam ser criados com a
interrupgao da vazao em Tucurui e o rebaixamento consequente dos niveis d'agua.
3. REVISAO DOS N(VEIS D 'AGUA DE JUSANTE
A profundidade d'agua que se estabeleceria no trecho do rio Tocantins a jusante de Tucurui - ate a cidade de
Cametfi - durante a interrupgao do fluxo para enchimento do reservat6rio, constituiu-se na condicionante
fIsica primordial para previ sao das consequencias ambientais do fechamento da barragem.
0 leito do rio na regiao da obra situa -se em cotas abaixo do nfvel medio do mar, pelo qual admitiu-se que na
situagao do escoamento nulo, a influencia da mare poderia ser sensfvel ate a segao da barragem.
Com o objetivo de se prever o comportamento do rio a jusante de Tucurui com interrupgao do fluxo, foi
realizado um calculo em computador com modelo matematico hidrodinamico baseado nas equagoes de
Saint-Venant completas.
0 sistema de equagoes a diferengas parciais hiperb6licas foi resolvido pelo metodo implicito de diferengas
finitas. 0 sistema de equagoes algebricas resultante foi linearizado e as inc6gnitas calculadas seguindo 0
procedimento de dupla varredura, valido para a matriz tridiagonal resultante.
0 modelo foi montado com as secoes do rio Tocantins , entre Tucurui e a confluencia com o rio Para, obtidas
de cartas de navegag5o e calibrado com linhas d'Agua observadas, em particular durante as estiagens.
Na secao de jusante foram impostos niveis d'agua variaveis de acordo com a mare (tabuas de mare do porto
de Belem) e na seg5o de montante a condig5o de vazao nula.
0 resultado indicou que a influencia da mare atingiria o pe da barragem, onde as oscilacoes teriam amplitude
da ordem de 0,50 m (em Belem, a amplitude de mare atinge de 2 a 3 metros) e com nivel d'agua medio em
torno da cota 1,00 m referida ao zero IBGE. 0 nivel d'agua minimo hist6rico em Tucurui, observado em
setembro de 1.971, foi de 2,60 m. 0 calculo mostrou ainda que em nenhuma seg5o do rio a profundidade
minima seria menor que 1,00 m, prevendo-se em consequencia a continuidade da navegag5o para calados
pequenos.
A llustragAo n° 3 apresenta o perfil longitudinal do rio Tocantins entre Tucurui e Cameta, com a indicacao das
laminas d'agua naturais para a menor vazao observada e para a situag5o prevista de vazao nula. Nota-se a
existencia de calados de navegagao satisfat6rios mesmo nos pontos criticos: travessao de nazare dos Patos
e proximidades de baio.
4. REVISAO DOS TEORES DE SALINIDADE
Os estudos para previsao da influencia do rio Tocantins nos teores de salinidade (ou de cloretos) no rio
Guama se defrontaram com urn sistema hidrografico complexo e bastante desconhecido, descrito sumariamente no item 1. Deste modo, as trabalhos abrangerao levantamentos de dados e analises hidrol6gicos dos
principals rios contribuintes, quais sejam Amazonas, Tocantins e Guama; medigoes de salinidade ao longo
da Baia de Maraj6; obteng5o e analise de registros do teor de cloretos, realizados pela COSANPA, na
tomada d'agua do Guama e em Mosqueiro (Bala de Maraj6); estudos de correlagAo salinidade - vazao; e
montagem, calibragem e utilizag5o de um modelo matematico unidimensional de difusao - advecgAo de sal
dissolvido na Baia de Maraj6 e no rio Guama.
A Ilustragao n° 4 apresenta as valores hist6ricos de vazao e de salinidade mais importantes.
- 554 - - XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -
0 estudo de correlagoes indicou a grande Importancia das vazoes do rio Guame e das vazoes de estiagem
do rio Amazonas bern como o pouco significado das vazoes de estiagem do Rio Tocantins, nos teores
meximos de cloretos observados na tomada d'egua da COSANPA.
Esse fato a mostrado na Ilustragao n° 5 que apresenta as correlagoes da vazao anual minima dos rios
Guame, Amazonas e Tocantins com os teores de cloretos meximos de cada ano na tomada d'egua da
COSANPA do rio Guame.
A analise fisica do problema mostrou que o rio Guame deve ser o principal agente do fen6meno, por ser o
diluidor direto do sal oceanico trazida pelas mares; que o rio Amazonas influi de duas maneiras: atraves da
vazao introduzida no rio Pare pelos furos de Tajapuru e dos Macacos e da salinidade na boca do estuerio de
Maraj6, que recebe as eguas do canal sul do Amazonas. 0 rio Tocantins, por outro lado, devido ao seu
regime irregular, possui naturalmente vazoes de estiagem muito reduzidas, contribuindo comparativamente
pouco para a diluigao da salinidade nos periodos de seca.
Com o prop6sito de se obter previsoes da evolugao da salinidade em fungao de previsoes (ou de hip6teses)
sobre as vazoes dos rios contribuintes principais (Tocantins, Para e Guame) e da salinidade na boca do
estuerio de Maraj6, que a fungao da vazao do rio Amazonas, foi montado um modelo matemetico de difusao
e convecgao do teor de sal dissolvido.
0 modelo a unidimensional e representa a salinidade media na segao de celculo ao longo de um ciclo de
mare. Sao consideradas segoes da Baia de Maraj6 desde o mar ate a confluencia dos rios Pare e Tocantins e
do rio Guama (incluindo a Bata de Guajara) ate alguns quilometros a montante da tomada d'agua da
COSANPA.
As equag6es diferenciais a derivadas parciais que representam o fenomeno foram transformadas em
equagoes algebricas pelo metodo de diferengas finitas e resolvidas em computador.
0 coeficiente de dispersao, necessario para os calculos, foi estimado a partir das medigoes de salinidade
realizadas pela COSANPA ao longo do rio Guama e pela ELETRONORTE na Baia de Maraj6.
Para realizar previsoes do teor de salinidade foi necessario estimar-se as vazoes dos rios Tocantins, Guama e
Amazonas.
Foi realizada uma primeira estimativa baseada em hip6teses de probabilidade de ocorrencia, no sentido de
planejar as medidas mitigat6rias. Esse primeiro calculo confirmou a pequena influencia do Tocantins, resultando portanto baixas probabilidades de ocorrencia de teores de salinidade excessivos durante o fechamento.
A partir do mes de agosto do ano do fechamento (1.984) foi possfvel prever-se a vazao dos rios Tocantins e
Guama por curva de deplegao, com a suposigao pessimista, mas bastante plausivel, de ausencia de chuvas
no periodo, e se fez uma hip6tese de estiagem excepcional do rio Amazonas.
A Ilustragao nQ 6 mostra as previsoes realizadas nos meses de agosto e outubro de 1.984, apreciando-se que
a previsao de agosto ficou excessivamente do lado da seguranga, em fungao da falta de precisao dos dados
disponfveis naquela epoca.
5. AQOES DE CONTROLE E MITIGAcAO
a. Agnes no trecho Tucurui - Cameta
De acordo com a magnitude dos efeitos, o trecho foi dividido em dois:
Area Crftica de Impactos, entre Tucurui e Nazare dos Patos, e
Area Passivel de Efeitos Localizados, de Nazare dos Patos a Baiao, incluindo as localidades de Vila
Xininga, Joana Peres, Nova Jutaf, Jutaf, Rua do Fogo e Acatinga.
Foram implementadas medidas no que tange a:
- suprimento de agua
- assistencia medica
- abastecimento alimentar
Em termos de suprimento de agua, foram abastecidos dep6sitos temporarios nas localidades que
poderiam ficar com as tomadas d'Agua desativadas ou com acesso dificultado pela descida do nivel do
rio.
Em relagao a assistencia medica, foram aprovisionados Postos de Saude em Muru, Nazara dos Patos e
Vila Xininga. Alem disto, foi montado um esquema de atendimento m6vel em "voadeiras" e em "kombiambulancias", operando a partir do centro de Tucurui.
A assistencia alimentar foi colocada como apenas de emergencia, caso ocorressem problemas de abastecimento em alguma localidade, o que poderia acontecer, de acordo com a analise realizada, apenas
em pequenos povoados com menos de 200 habitantes. Foi providenciado um estoque de alimentos e o
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 555 -
esquema de transporte correspondente.
b. Agnes relativas ao abastecimento de agua de Belem
Em fungao da possivel - embora pouco provavel - ocorr6ncia de altos teores de salinidade na tomada
d'6gua do rio Guam6, foram pianejados e realizados em conjunto pela ELETRONORTE e a COSANPA
uma s6rie de agues destinadas a aumentar a capacidade do sistema para garantir o abastecimento de
agua potavel a cidade de Belem.
A incorporagao do reservat6rio de Bolonha e do canal do ligagao Agua Preta -Bolonha, obra ja em
execugao pela COSANPA e que entrou em operagao antes da estiagem de 1.984 , aumentou o poder de
diluigao do sistema pars enfrentar picos de salinidade da agua do Guama.
Em cooperagao com a ELETRONORTE foram realizadas as seguintes obras:
- dragagem da regiao de aproximagao a tomada d 'agua no rio Guama, que se apresentava assoreada
com perda de eficidncia.
- recuperagao da adutora de ago de diametro 1.500 mm nos 230 m de seu comprimento.
instalagao de uma unidade elevat6ria flutuante complementar de 1.000 litros por segundo , Incluindo
subestagao el6trica . correspondente.
Foi planejada e executada uma operagao do sistema de adugao e reservagao destinada a bombear nos
perfodos diarios de menor salinidade (dependendo do ciclo de mare ) e com o objetivo de se utilizar da
melhor forma possivel a reserva de agua doce acumulada nos perfodos de chuva (reservattrios Agua
Preta e Bolonha ). Ver Ilustragao n° 2.
6. FENOMENOS OBSERVADOS - COMPARACAO COM AS PREVISOES
De acordo com o planejamento da obra , a barragem de Tucuruf foi fechada totalmente em infcio de
setembro de 1.984 e a agua comegou a escoar novamente , apes ultrapassar a soleira do vertedouro, na
segunda quinzena de novembro , ficando o No sem alimentagao de montante por um perfodo de aproximadamente dois meses e meio.
a. Nivels d 'agua no trecho Tucuruf-Cameta
A Ilustragao n2 7 mostra a evolugao dos niveis d'agua em Tucuruf e em Nazar6 dos Patos durante o
enchimento do reservat6rio , e as faixas de variagao calculadas. Pode-se observar que as amplitudes de
oscilagao foram previstas com precisao centim6trica e que, em relagao a niveis d 'agua maximos e
mfnimos observados , as diferengas foram Inferiores a 50 cm.
Em termos dos inconvenientes causados as populagoes pode ser destacado o seguinte:
Nao foram observadas restrigOes de acesso fluvial as localidades ribeirinhas , corn excegao de Nova
Jutaf, em fungao do furo de Jutaf ficar totalmente seco.
A navegagao ao longo Tocantins nao sofreu interrupgao. Por medida de seguranga , a carga das
embarcagoes fol aliviada no trecho Nazara-Tucuruf, e constatou-se o aparecimento de bancos de areia
entre Baiao e Nazara.
Nao foram constatadas restrigoes ao abastecimento de agua , sendo utilizados os pogos abertos para
atender a emergancia.
No perfodo de fechamento nao foram observadas aiterag3es na disponibilidade de pesca.
b. Teores de salinidade na Agua de abastecimento para Belem
A Ilustragao n° 6 mostra os valores de salinidade observados na tomada d'agua do rio Guama e no abastecimento a cidade de Belem (ap(s diluigao nos lagos de Agua Preta e Bolonha).
Pode -se verificar que a previsao de outubro ficou been pr6xima da realidade, corn uma diferenga a favor
da seguranga para a agua de abastecimento, em particular pelo bombeamento preferencial nos perlodos
do dia em que a salinidade a mais baixa.
As oscilagoes de perfodo quinzenal , verificadas na curva de salinidade medida na tomada d'agua,
refletiram o aumento da amplitude das mares de sizfgia, efeito nao levado em conta pelo modelo
matematico que represents um comportamento madio continuo.
Os valores observados mostraram claramente que nao houve nenhum problema no abastecimento da
cidade, em fungao do comportamento normal da vazao nos rios Guama e Amazonas e da pequena
influancia do rio Tocantins, totalmente fechado no perfodo.
7. CONCLUSOES
0 caso apresentado mostra que prognbsticos do comportamento do sistema ffsico sao fundamentals pare
planejamento de medidas mitigadoras de efeitos amblentais provocados por grandes empreendimentos
hidrfiulicos.
- 556 - - XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -
Previsoes corretas , dentro do nfvel de precisao compativel com dados necessarlamente limitados , permitem
o planejamento do empreendimento e a realizagao de agues que minimizem os efeitos e compensem os impactos provocados nas popuiagoes a serem afetadas.
No caso particular em pauta, os estudos realizados permitiram melhorar o conhecimento da dinamica do
compiexo hidrico do estuario de Marajb e sistematizar alguns dados de importancia para o abastecimento de
6gua de Berm.
7. AGRADECIMENTO
Os autores agradecem a ELETRONORTE, Centrais Elatricas do Norte do Brasil S.A., pela autorizagao para
divulgagao do presente trabaiho.
cc: AAC
.4TLAiv rIco
IR'iT^ ^r I,' ;iE,r
;lAT`, I...
SISTEMA FIIDRICO REGIONAL
ILUSTRACAO N° 1
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 557 -
c
Q
I
'
C
u
I-
IL
W
•'
1
0
--4
0
H
W
W y^ W
I
a
-
„
^^^
O
W
M1
0
I
W
J
0
a¢
L n
I I
i
I1
ILUSTRACAO N° 2
- 558 - - XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -
t,13 il VD
7-
IJ
C
Uw
u
N
1 0
r ti
> p
L
V) Z
IC.
4.
V'
1
L)
C
f-
N
W' U
L
1- Iv
LL
0
l-
to IJ
W
L.
0
L•
t
I
> ..
O
-C,Ire
0
C
a
SOlvd SOO 3y7Zv\
47
Q
3ovo::) -inan3nl
O - VNISn -intlnonl
rl
-r0
N
r W J rnD..o '13AiP OO r_O:)
M
r
I L USTRAcAO N! 3
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -
- 559 -
0
0
0
0
s
^I✓
K
0
f
L
n
0
O
o
C
0
0
0
0
0
0
L
N
0 0
N h
y V
.1 0
u o
41 u
r u
ILUSTRAcAO. N? 4
-560-
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS
rI00
COiWLLVO UO R")
JA2FCIm1:">)
1
COH'l:LA: !J 00 PC I KANTU
<Oy
2 ?W 2 0O
^ocl
i^:f
.:nU
Vt.Z AO Im^^ Si
CORHELA;A.i 00 RIO GUAIdA
O
O
U
0
)DC
q
zw
xc
4 00
5co
7^o
rDO
VAZAOIm3/sI
ILUSTRAcAO No 5
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 561 -
G
I
I
^l
1
it
3
i
fl
!
.
(
I
t
^
y
^(
•^
1
I
/
O
`
•i
``
off; 3
o
,
c a•
•
y
• e
.
y •4
^
r
1 //
,- ^
;^o^•
0
0
zap. :.
f
°
^.q^•^^
I
^
^i
.1 1
1. '
t
Z e e
t
<
^ Y o E
^•
'111
Kf
I
^
^
^1
I.
r
^
J 1 11 1
f
1
/
t4/
f
t1
9
twlrel
t
«rN •1i• .eta .°u a• e"1&
ILUSTRACAO No 6
- 562 - - XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -
1
1
1
I
1
I
I
.
^
a
ir
>
^'
C
{ ¢
1
1
1
.. ` N Q
I
IQ
u
I
QIi
a a
1
CL 0.
o
N
W
S
J
I
I
1
1
•
1
.
I
I
1
I
t
I
II{
1
I
1
1 I
'O
Ir
v
r
1
-^
(
W
`W
W
O
W
O
OI
O
JI
vi
ul
U
V^
O
Q
Q
O
V
V^
I
W
O)
^
NI
OI
^)
^I
pI
NI
OI
2I
li
+
{1 i
J
n
O
0
N
-
O
N
•3 0 ©1 OL3Z .13d - (u ) T H
O
'3'D91 Oa32 'A3a
I LUSTRAc;.O N° 7
- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 563 -
ww..