Assessment and statistics of Brazilian hydroelectric power plants: Dam areas versus installed and firm power

The Brazilian relief, predominantly composed by small mountains and plateaus, contributed to formation of rivers with high amount of falls. With exception to North-eastern Brazil, the climate of this country are rainy, which contributes to maintain water flows high. These elements are essential to a high hydroelectric potential, contributing to the choice of hydroelectric power plants as the main technology of electricity generation in Brazil. Though this is a renewable source, whose utilized resource is free, dams must to be established which generates a high environmental and social impact. The objective of this study is to evaluate the impact caused by these dams through the use of environmental indexes. These indexes are ratio formed by installed power with dam area of a hydro power plant, and ratio formed by firm power with this dam area. In this study, the greatest media values were found in South, Southeast, and Northeast regions respectively, and the smallest media values were found in North and Mid-West regions, respectively. The greatest encountered media indexes were also found in dams established in the 1950s. In the last six decades, the smallest indexes were registered by darns established in the 1980s. These indexes could be utilized as important instruments for environmental impact assessments, and could enable a dam to be established that depletes an ecosystem as less as possible.

Natural infection by Paramphistomoidea Stiles and Goldberger, 1910 trematodes in wild Marsh Deer (Blastocerus dichotomus Illiger, 1815) from Sérgio Mottas's hydroelectric power station flooding area.

Studies on helminthfauna of marsh deer Blastocerus dichotomus Illiger, 1815 are rare, although helminthic diseases are an important cause of mortality in these animals. Fifteen male and female adult marsh deer from Sergio Motta's hydroelectric power station flooding area at Paraná River which died during the capture and quarantine procedures, between 1998 and 1999, were necropsied. Three trematodes species, Paramphistomum cervi, Balanorchis anastrofus and Zygocotyle lunatum, all belonging to superfamily Paramphistomoidea, were identified. The obtained trematodes were identified, counted and their respectives descriptors of infection were determined. All necropsied animals were infected by helminths. Paramphistomum cervi was the most prevalent species, while Zygocotyle lunatum was found in only one animal.

Severe population decline of marsh deer, Blastocerus dichotomus (Cetartiodactyla: Cervidae), a threatened species, caused by flooding related to a hydroelectric power plant

Balancing power production and environmental conservation can be problematic. The objective of this study was to investigate the abundance of marsh deer in the Paraná River Basin, above the Sergio Motta (Porto Primavera) Dam, before and after the impact of the dam closure. A fixed-wing, flat window aircraft was used to survey study transects. Observations were recorded based on the distance sampling line transect method, assuming that the detection probability decreases with increased distance. The abundance of marsh deer in the survey region prior to flooding was estimated to be 974 individuals (CV = 0.23). The overall abundance dropped from 974 to 444 (CV = 0.26) individuals after flooding, an overall reduction of 54%. This reduction can be attributed to the direct impact of the flooding process, but it was likely exacerbated by indirect effects, such as increased disease, hunting, and reduction in food availability. Prior to flooding, the marsh deer was distributed widely throughout the dam's catchment area; however, the marsh deer habitat was almost completely destroyed by the flooding process. This situation highlights the need to implement management strategies that ensure the survival of the remaining fragmented population.

Transmission network expansion planning for the Colombian electrical system: Connecting the Ituango hydroelectric power plant

The hydroelectric power plant Hidroltuango represents a major expansion for the Colombian electrical system (with a total capacity of 2400 MW). This paper analyzes the possible interconnections and investments involved in connecting Hidroltuango, in order to strengthen the Colombian national transmission system. A Mixed Binary Linear Programming (MBLP) model was used to solve the Multistage Transmission Network Expansion Planning (MTEP) problem of the Colombian electrical system, taking the N-1 safety criterion into account. The N-1 safety criterion indicates that the transmission system must be expanded so that the system will continue to operate properly if an outage in a system element (within a pre-defined set of contingencies) occurs. The use of a MBLP model guaranteed the convergence with existing classical optimization methods and the optimal solution for the MTEP using commercial solvers. Multiple scenarios for generation and demand were used to consider uncertainties within these parameters. The model was implemented using the algebraic modeling language AMPL and solved using the commercial solver CPLEX. The proposed model was then applied to the Colombian electrical system using the planning horizon of 2018-2025. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Spinning reserve opportunity cost in hydroelectric plants

Starting from the deregulated process of the Electric Sector, there was the need to attribute responsibilities to several agents and to elaborate appropriate forms of remuneration of the services rendered by the same. One of the services of great importance within this new electric sector is the Ancillary Services. Among the various types of Ancillary Services, Spinning Reserve is a service necessary for maintaining the integrity of the transmission system from either generation interruptions or load variations. This paper uses the application of the Economic Dispatch theory with the objective of quantifies the availability of Spinning Reserve supply in hydroelectric plants. The proposed methodology utilizes the generating units as well as their efficiencies so as to attend the total demand with the minimum water discharge. The proposed methodology was tested through the data provided by the Água Vermelha Hydroelectric Power Plant. These tests permitted the opportunity cost valuation to the Spinning Reserve supply in hydroelectric plants. © 2005 IEEE.

Discharge pulses of hydroelectric dams and their effects in the downstream limnological conditions: A case study in a large tropical river (SE Brazil)

To address daily fluctuations in electricity demands, the quantities of water passing through the turbines of hydropower plants can vary significantly (up to fourfold) during a 24-h cycle. This study evaluates the effects of hourly variations in water discharges on the limnological conditions observed in two below-dam river stretches. The study reservoirs, Capivara and Taquaruçu, are the 9th and 10th reservoirs in a cascade of dams in the Paranapanema River in south-east Brazil. The reservoirs exhibit different trophic conditions, water retention times, thermal regimes and spillway positions. Capivara Reservoir is deeper, meso-eutrophic, with a high water retention time and hypolimnetic discharges (32 m) varying between 500 and 1400 m3 s-1. In contrast, Taquaruçu Reservoir is relatively shallow, oligo-mesotrophic, and has a low retention time, with water discharges varying between 500 and 2000 m3 s-1. Its turbine water intake zone also is more superficial (7 m). For two periods of the year, winter and summer, profiles of limnological measurements were developed in the lacustrine (above-dam site) zones of the reservoirs, as well as in the downstream river stretches (below-dam site). In both cases, the sampling was carried out at 4-h intervals over a complete nictemeral cycle. The results demonstrated that the reservoir operating regime (water discharge variations) promoted significant differences in the conditions of the river below the dams, especially for water velocity, turbidity, and nutrient and suspended solids concentrations. The reservoir physical characteristics, including depth, thermal stratification and outlet structure, are also key factors influencing the limnology and water quality at the below-dam sampling sites. In the case of Capivara Reservoir, for example, the low dissolved oxygen concentration (<5.0 mg L-1) in its bottom water layer was transferred to the downstream river stretches during the summer. These study results demonstrated that it is important to continue such investigations as a means of verifying whether or not these high-amplitude/low-frequency variations could negatively affect the downstream river biota. © 2009 The Authors. Journal compilation © 2009 Blackwell Publishing Asia Pty Ltd.

Avaliação da sensibilidade de diversas espécies de plantas daninhas aquáticas ao carfentrazone-ethyl, em ambiente controlado

Plantas aquáticas, especialmente macrófitas, tornam-se sério problema em hidrelétricas, afetando a múltipla utilização dos corpos d'água, incluindo produção de peixes e atividades de pesca, perdas d'água por evapotranspiração, esportes aquáticos, canoagem, irrigação e produção de energia nas usinas hidrelétricas. Com o objetivo de analisar o potencial de uso do carfentrazone-ethyl no controle das principais plantas daninhas aquáticas no Brasil, foi instalado um experimento em vasos com água. Utilizaram-se os seguintes tratamentos herbicidas (g i.a. ha-1): carfentrazone-ethyl a 15, 30 e 60; glyphosate a 4.536; 2,4-D a 4.690; imazapyr a 1.250; e uma testemunha sem herbicida. Esses tratamentos foram testados nas seguintes espécies: Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes, Myriophyllum aquaticum, Brachiaria arrecta, Hydrocotyle umbellata, Typha sp. e Echinochloa polystachya. As avaliações foram efetuadas aos 7, 14, 21 e 28 dias após os tratamentos. Os resultados mostraram que o carfentrazone-ethyl foi eficiente no controle de E. crassipes (maior dose) e P. stratiotes (duas maiores doses), com efeito supressivo sobre S. auriculata. Foi observado que nas outras plantas daninhas estudadas não houve eficiência de controle.

Prevalence and histopathology of Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) in Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836 from Volta Grande Reservoir, MG, Brazil

O presente trabalho estudou a prevalência e a histopatologia de Neoechinorhynchus curemai Noronha, 1973 (Acanthocephala: Neoechinorhynchidae) em curimbatá, Prochilodus lineatus Valenciennes, 1836. Dezoito peixes com comprimento total médio de 46,7 + 1,1 cm e peso médio de 1.674,8 + 75,6 g foram coletados com rede, bimestralmente, de dezembro de 1995 a dezembro de 1996 na usina hidrelétrica do Reservatório de Volta Grande (Cemig), Minas Gerais, Brasil. Dos peixes analisados, 15 estavam infectados com acantocéfalos no intestino (prevalência de 83,3%). A maior intensidade média ocorreu em agosto de 1996, com 66,5 (16 a 208) parasitos. A análise histopatológica revelou completa descamação do epitélio intestinal com severa hiperplasia e hipertrofia das células caliciformes. Observou-se, ainda, forte reação inflamatória na submucosa, deslocamento de feixes, associado a edemas, bem como infiltração mononuclear e eosinofílica.

Superação de dormência de sementes de Ceratophyllum demersum

Dentre as várias plantas daninhas aquáticas imersas que proliferam nos reservatórios de usinas hidrelétricas, destaca-se em importância Ceratophyllum demersum, devido à sua grande capacidade de reprodução e produção de biomassa. Contudo, apesar de problemática, estudos relacionados com o mecanismo de propagação e persistência dessa espécie em ambiente aquático são bastante escassos no Brasil. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi avaliar diferentes métodos de superação de dormência em sementes desta planta daninha aquática coletadas na Lagoa Vírgula, localizada no rio Tietê-SP. As sementes coletadas foram divididas em dois lotes, sendo um constituído por sementes acondicionadas em um recipiente contendo água destilada e o outro por sementes acondicionadas em sacos de papel em condições de câmara fria (16,8 ºC). Após 650 dias da coleta das sementes, foram realizados os testes de superação de dormência, utilizando os seguintes tratamentos: escarificação manual; imersão em ácido sulfúrico concentrado (98%) por 5, 15, 25 e 35 minutos; imersão em água quente (98 ºC); e testemunha A, constituída pelo lote de sementes acondicionadas em um recipiente contendo água destilada, e uma testemunha B, constituída pelo lote de sementes acondicionadas em saco de papel. Os resultados demonstraram que a espécie C. demersum produz sementes férteis e podem permanecer viáveis no sedimento por vários anos após a fecundação. A escarificação das sementes foi o método mais eficaz na superação da dormência, sendo significativamente superior aos demais tratamentos e apresentando 65,0% de germinação aos 79 DAT. Ficou evidente a necessidade de realização de mais estudos para determinação de uma metodologia mais adequada à avaliação de dormência em sementes de C. demersum.

Caracterização da comunidade de plantas aquáticas de dezoito reservatórios pertencentes a cinco bacias hidrográficas do Estado de São Paulo

O objetivo deste trabalho foi o de avaliar e comparar a composição florística de 18 reservatórios pertencentes a cinco bacias hidrográficas do Estado de São Paulo. Os levantamentos foram realizados no período de fevereiro a setembro de 2002, com o auxílio de um barco. Percorreu-se a margem dos reservatórios das bacias hidrográficas dos rios Paraíba, Paraná, Paranapanema, Grande e Tietê, à velocidade de 30 km h-1. A cada 20 minutos, estabeleceu-se um ponto de amostragem, determinando-se sua posição por meio de GPS. em cada ponto, em área de 1.000 m², identificaram-se as espécies ocorrentes e respectivas densidades, em porcentagem da área amostrada. Foram identificadas 39 espécies, distribuídas em 21 famílias, destacando-se as flutuantes Salvinia auriculata, Eichhornia crassipes, Eichhornia azurea e Pistia stratiotes e as emersas Polygonum lapathifolium, Brachiaria arrecta,Brachiaria mutica, Cyperus sp. e Typha latifolia, considerando as quatro espécies com maior freqüência em cada bacia. O maior índice de similaridade (0,71) ocorreu entre as bacias dos rios Paranapanema e Grande, e o menor (0,49), entre as bacias dos rios Paraíba e Tietê.

O direito ambiental na sala de aula: significados de uma prática educativa no ensino médio

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeitos na atividade microbiana e fertilidade em cultivo de barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Adubação química e orgânica na recuperação da fertilidade de subsolo degradado e na micorrização do Stryphnodendron polyphyllum

Com a construção da usina hidrelétrica de Ilha Solteira no final da década de 1960, algumas áreas foram desmatadas, servindo como área de empréstimo. Os solos dessas áreas foram retirados e estas adquiriram características físicas, químicas e biológicas distantes das ideais. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos da aplicação da adubação química e orgânica na fertilidade do subsolo degradado e micorrização de Stryphnodendron polyphyllum (barbatimão). A área localiza-se na fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão (FEPE) da UNESP/Ilha Solteira, em Selvíria - MS. Com delineamento de blocos ao acaso, em parcelas de 250 m² (10 x 25 m), foram avaliados 10 tratamentos: testemunha; calagem; adubação N + P; calagem + N + P; N + P + aguapé; N + P + bagaço de cana; N + P + aguapé + bagaço de cana; calagem + N + P + aguapé; calagem + N + P + bagaço de cana; e calagem + N + P + bagaço de cana + aguapé. Avaliaram-se as características químicas do solo e o crescimento do barbatimão em cinco períodos (junho, agosto, novembro e dezembro de 2005 e março de 2006), e a micorrização, em março de 2006. Observou-se que o subsolo continuou apresentando caráter ácido e pobreza em nutrientes após um ano de avaliação. O crescimento da planta aumentou ao longo do período, com os maiores valores para os tratamentos que receberam calagem, adubação e resíduos orgânicos, especialmente o aguapé. A colonização micorrízica foi influenciada positivamente pela presença de resíduos orgânicos, e o número de esporos, pelos tratamentos com presença de aguapé.

Recuperação do subsolo em área de empréstimo usada para construção de hidrelétrica

Áreas degradadas referem-se a ecossistemas alterados, onde perdas ou adições são as formas mais comuns de perturbações e degradações ambientais. As áreas de empréstimo em hidrelétricas podem ser consideradas áreas degradadas, pois delas foram retirados os horizontes superficiais do solo. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar a recuperação de atributos físicos e da matéria orgânica do subsolo de um Latossolo Vermelho distrófico, degradado pela retirada de solo para construção de usina hidrelétrica, por meio de adubação verde e aplicação de calcário e gesso. A pesquisa foi implantada em 1992 e os tratamentos constituíram-se de: testemunha (solo mobilizado e vegetação espontânea); mucuna-preta; guandu até 1994, seguido por feijão-de-porco; calcário + mucuna-preta; calcário + guandu até 1994, seguido por feijão-de-porco; calcário + gesso + mucuna-preta e calcário + gesso + guandu até 1994, seguido por feijão-de-porco. Os tratamentos foram implantados seguindo o esquema em blocos casualizados com quatro repetições. Após sete anos, em 1999, foram avaliadas a porosidade do solo, a macroporosidade, a microporosidade, a densidade do solo, matéria orgânica e a produção de massa seca da braquiária. Os tratamentos adotados estão contribuindo para a recuperação dos atributos físicos do subsolo exposto, e o tratamento com mucuna-preta, sem a correção do solo, tem se mostrado mais promissor. Os efeitos da recuperação do solo estão atingindo a profundidade de 0,00-0,10 m.

Recuperação de área degradada por construção de hidroelétrica com adubação verde e corretivo

As áreas de empréstimo em hidrelétricas são as áreas remanescentes da construção da fundação da barragem e podem ser consideradas áreas degradadas, pois delas foram retirados os horizontes superficiais do solo. Este trabalho teve como objetivo estudar a recuperação de um Latossolo Vermelho distrófico, degradado por construção civil (Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira-SP), por meio de adubação verde e aplicação de calagem e gessagem. Os tratamentos constituíram-se de: testemunha (solo mobilizado e vegetação espontânea); mucuna-preta e guandu até 1994. Depois foram substituídos por feijão-de-porco; calcário + mucuna-preta; calcário + guandu até 1994. Nova substituição foi feita por feijão-de-porco; calcário + gesso + mucuna-preta e calcário + gesso + guandu até 1994. Outra substituição foi feita por feijão-de-porco. Esses tratamentos foram estabelecidos em blocos casualizados com quatro repetições: após quatro anos com os adubos verdes, um ano com milho, um ano com aveia-preta e dois anos com braquiária. Foram avaliados: pH, teores de Ca2+, Mg2+, P, K, capacidade de troca catiônica, saturação por bases e teor de matéria orgânica. Os tratamentos adotados estão recuperando os atributos químicos do solo degradado, e a mucuna-preta apresentou os melhores resultados, quando comparada ao guandu e feijão-de-porco. Os efeitos da recuperação dos atributos químicos do solo alcançaram a profundidade de 0,0-0,2 m. As técnicas adotadas para recuperação desses atributos químicos (adubação verde, calagem e gessagem) no primeiro ano atingiram a profundidade do solo de 0,0-0,1 m e, somente após cinco anos, de 0,0-0,2 m.