Adaptation pathways to reconcile hydropower generation and aquatic ecosystems restoration

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Dalcin, Ana Paula
• Orientador(a): Marques, Guilherme Fernandes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Gestão de recursos hídricos; Usinas hidrelétricas; Vazão ambiental; Ecossistemas; Operação de reservatórios
• Palavras-chave em Inglês: Environmental flows; Water resources management; Ecosystem restoration; Hydropower planning; Multiobjective optimization; Climate change
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/265176

As demandas crescentes por água, alimentos e energia, além da necessidade de proteger os ecossistemas, tornam a gestão dos recursos hídricos, bem como a operação de sistemas hídricos, uma tarefa desafiadora. Em bacias com aproveitamento hidrelétrico, a modificação do regime de vazões decorrente da operação dos reservatórios altera o equilíbrio natural dos ecossistemas aquáticos. Espécies migratórias de peixes e serviços ecossistêmicos associados ficam particularmente vulneráveis, uma vez que o sucesso da migração e recrutamento depende da sincronização entre o regime de vazão e o ciclo reprodutivo. Embora haja consenso sobre a importância de restaurar as demandas ecossistêmicas suprimidas e alcançar um equilíbrio que permita múltiplos usos, o atual quadro de governança carece de uma compreensão abrangente dos trade-offs envolvidos e dos mecanismos para garantir a distribuição equitativa dos custos de adaptação entre os usuários. O presente estudo contribui para o campo, propondo soluções para aprimorar a governança de bacias antropizadas, combinando (1) a identificação das relações vazão-ecológicas por meio da quantificação da resposta de múltiplas opções de restauração do regime de vazão por meio de um indicador de desempenho do ecossistema, (2) a incorporação dessas relações vazão-ecológicas juntamente com condições hidroclimáticas nas decisões operacionais de sistemas hidrelétricos (denominadas Vazões Ambientais Dinâmicas e Adaptativas - DAE-flows) para criar soluções dinâmicas de operação de reservatórios, (3) o cálculo dos trade-offs de reoperação de múltiplos níveis de restauração de regime de vazão ambiental e (4) o desenvolvimento de mecanismos para compartilhar os custos relacionados entre as partes interessadas. Nesse sentido, o mercado de eletricidade é proposto como arranjo institucional e mecanismo de financiamento para apoiar a restauração de regimes de vazão em áreas ambientalmente sensíveis. A Bacia Hidrográfica do Alto Paraná, Brasil, caracterizada como uma das mais represadas da América do Sul, com 65 usinas hidrelétricas integradas ao Sistema Integrado Nacional, é um exemplo recorrente da necessidade de reconciliação entre a geração de energia e a conservação de serviços ecossistêmicos, sendo utilizada como área de estudo. Os resultados indicam que podemos aumentar a capacidade dos sistemas hídricos para incorporar demandas ambientais historicamente suprimidas sem impor uma restrição rígida aos usos econômicos. Ao considerar os efeitos de longo prazo da operação ao projetar estratégias de operação para múltiplos usuários, obtemos um desempenho aprimorado tanto na geração de energia hidrelétrica quanto no atendimento às demandas do ecossistema. Assim, durante períodos de seca severa, a água ainda pode ser realocada para a produção de energia hidrelétrica (como é feito atualmente), porém com menor impacto ambiental.