Um lago de barragem , lago de reservatório ou reservatório é um corpo de água cujo nível é controlado por uma ou mais estruturas e é usado para fins utilitários. O lago da barragem é alimentado pelo escoamento de água e pela confluência de rios localizados a montante.
Os reservatórios têm vários usos que podem ser combinados, em particular para fornecer água bruta a um sistema de purificação de água | sistema de abastecimento e distribuição de água potável , ou a um sistema de irrigação , para regular o fluxo de cursos. Água a jusante , canais de alimentação, alimentação de turbinas de uma usina hidrelétrica .
Um reservatório é um local natural ou artificial (de realização humana parcial ou total) utilizado para o armazenamento, regulação e controle dos recursos hídricos . O termo polissêmico "reservatório" também pode ser definido como um espaço de armazenamento de fluidos, gases, lubrificantes ou hidrocarbonetos . Os tanques de água ao nível do solo, altos ou enterrados também são chamados de cisternas . A maioria dos tanques subterrâneos é usada para armazenar líquidos, principalmente água ou óleo . As lagoas , lago ou bacia, natural ou artificial, para armazenamento, regulação e controle da água também são chamadas de “reservatórios” .
Uma bacia artificial ou alargada, um lago artificial é criado para o armazenamento de água , ou para criar um corpo de água, através de um dique através de um vale , ou uma represa , ou através de uma eclusa . Os lagos artificiais também podem ser criados por escavação ou pela construção de vários muros de contenção.
Uma barragem construída em um vale depende da topografia natural para fornecer a maior parte da bacia do reservatório. As barragens geralmente estão localizadas em uma parte estreita de um vale, a jusante de uma bacia natural. Os lados do vale atuam como paredes naturais, com a barragem localizada no ponto prático mais estreito para fornecer resistência e o menor custo de construção possível. Em muitos projetos de construção de lagoas, as pessoas precisam ser realocadas e realocadas, artefatos históricos ou ambientes raros devem ser deslocados. Abu Simbel , deslocado antes da construção da barragem de Aswan para criar o Lago Nasser do Nilo no Egito , ou Borgo San Pietro de Petrella Salto durante a construção do Lago del Salto são exemplos de relocação de infraestrutura.
A construção de um reservatório em um vale geralmente requer que o rio seja desviado durante parte da construção, geralmente através de um túnel temporário ou canal de desvio.
Em áreas montanhosas, os lagos de barragens são freqüentemente construídos através do alargamento dos lagos existentes. Às vezes, em tais reservatórios, o novo nível de água superior excede a altura da bacia hidrográfica em um ou mais dos fluxos de alimentação, como em Llyn Clywedog no centro de Gales . Nesses casos, barragens laterais adicionais são necessárias para conter o tanque.
Quando a topografia é inadequada para um único grande reservatório, vários reservatórios menores podem ser construídos em uma cadeia, como no vale do rio Taff no País de Gales, onde os reservatórios Llwyn-on, Cantref e Beacons formam uma cadeia.
Os tanques costeiros são tanques de armazenamento de água doce localizados na costa próximo à foz do rio e que armazenam a água da enchente de um riacho. Como a construção do reservatório terrestre consome muita terra, o reservatório costeiro é econômica e tecnicamente preferido porque não invade a terra. Muitos reservatórios costeiros foram construídos na Ásia e na Europa. Saemanguem na Coréia do Sul, Marina Barrage em Cingapura, Qingcaosha na China e Plover Cove em Hong Kong são alguns exemplos de reservatórios costeiros existentes.
Quando a água é bombeada ou sifonada de um rio de qualidade ou tamanho variável, reservatórios podem ser construídos nas margens para armazenar a água. Esses reservatórios são geralmente formados em parte por escavação e em parte pela construção de um dique circular completo ou banco de cerco, que pode exceder 6 km de circunferência. O fundo do reservatório e o dique devem ter um revestimento ou núcleo impermeável: inicialmente eles eram feitos de argila (concreto de terra, argila empoçada ), mas esse sistema geralmente foi substituído pelo uso moderno de núcleo central de argila compactada ( argila laminada ) A água armazenada em tais reservatórios pode permanecer lá por vários meses, durante os quais os processos biológicos normais podem reduzir drasticamente muitos contaminantes e eliminar quase qualquer turbidez . O uso de reservatórios nas margens também permite interromper a captação de água por um período de tempo, quando o rio está inaceitavelmente poluído ou quando as condições de vazão são muito baixas devido à seca . O sistema de abastecimento de água de Londres é um exemplo de uso de armazenamento em terra: a água vem do Tamisa e do Rio Lee ; vários grandes reservatórios do aterro do Tâmisa, como o reservatório Queen Mary, podem ser vistos ao se aproximar do Aeroporto Heathrow de Londres .
Os tanques de serviço armazenam água potável totalmente tratada perto do ponto de distribuição. Muitos reservatórios de serviço são construídos como torres de água , estruturas elevadas em pilares de concreto onde a paisagem é relativamente plana. Outros reservatórios de serviço podem ser quase inteiramente subterrâneos, especialmente em áreas acidentadas ou montanhosas. No Reino Unido, a Thames Water tem muitos reservatórios subterrâneos (às vezes também chamados de cisternas ) construídos em 1800, a maioria dos quais revestidos de tijolos. O reservatório Honor Oak em Londres, por exemplo, construído entre 1901 e 1909, quando foi concluído, o maior reservatório subterrâneo de tijolos do mundo, ainda continua sendo um dos maiores da Europa.
Os tanques de serviço desempenham várias funções, incluindo garantir queda de água suficiente no sistema de distribuição de água e fornecer capacidade de água para equalizar o pico de demanda do consumidor, permitindo que a estação de tratamento opere com eficiência ideal. Grandes tanques de serviço também podem ser gerenciados para reduzir o custo de bombeamento, enchendo o tanque nos horários em que os custos de energia são baixos.
Desde os tempos antigos , foram feitas tentativas de armazenar água, especialmente para irrigação, por meio da construção de represas nos rios. Estas deduções são frequentemente instrumental piscina e do XX ° século muitos grandes reservatórios têm sido planejamento ou gestão de peixe (incluindo nos trópicos). Esta atividade relacionada às vezes contribuiu para a introdução e disseminação de espécies invasoras . Durante o esvaziamento do tanque, às vezes são organizadas operações de recuperação de peixes.
Por volta de 3000 aC, as crateras de vulcões extintos da Arábia eram usadas como reservatórios para irrigação por fazendeiros .
O clima seco e a escassez de água na Índia (em) levaram ao desenvolvimento inicial de poços ( Bâoli ) e gestão técnica de recursos hídricos , incluindo a construção de um reservatório em Girnar em 3000 J.- C .. lagos artificiais datados do V th século foram descobertos na Grécia antiga. O lago artificial Bhojsagar no actual estado indiano de Madhya Pradesh , construído no XI th século, cobrindo 650 km 2 área.
O Reino de Kush inventou o Hafir , um tipo de reservatório, durante o período Meroítico . 800 hafirs antigos e modernos estão registrados na cidade Meroítica de Butana . Os Hafirs captam água durante a estação chuvosa para garantir que a água esteja disponível por vários meses durante a estação seca, para fornecer água potável, irrigar campos e dar água ao gado. O Grande Reservatório perto do Templo do Leão em Musawwarat es-Sufra é um hafir notável em Kush.
No Sri Lanka , grandes reservatórios foram criados pelos antigos reis cingaleses a fim de economizar água para irrigação. O famoso rei do Sri Lanka Parākramabāhu I, do Sri Lanka, declarou que nenhuma gota d'água deveria entrar no oceano sem beneficiar a humanidade. Ele criou o reservatório Parakrama Samudra (Mar do Rei Parakrama). Vastos reservatórios artificiais também foram construídos por vários reinos antigos de Bengala, Assam e Camboja.
Muitos reservatórios de rios diques e a maioria dos reservatórios costeiros são usados para fornecer água bruta a uma estação de tratamento de água que fornece água potável por meio de uma rede de distribuição. O tanque não retém a água apenas até que ela seja necessária - também pode ser a primeira parte do processo de tratamento da água. O tempo de retenção da água antes de ser liberada é chamado de tempo de retenção . Esta é uma característica do projeto que permite que as partículas e o lodo se assentem, bem como o tempo para o tratamento biológico natural com algas , bactérias e zooplâncton que vivem naturalmente na água. Porém, processos limnológicos naturais em lagos de clima temperado produzem estratificação de temperatura na água, que tende a distribuir certos elementos como manganês e fósforo em águas profundas e anóxicas, durante os meses de verão. No outono e no inverno, o lago fica completamente misturado novamente. Em épocas de seca, às vezes é necessário tirar água fria do fundo do reservatório, e altos níveis de manganês, em particular, podem causar problemas nas estações de tratamento de água.
Um lago de barragem acoplado a uma usina hidrelétrica permite armazenar água para uso nos períodos de pico de consumo e aproveitar a altura de queda gerada pela barragem para tirar toda a energia de seus geradores elétricos.
Em 2005, cerca de 25% das 33.105 grandes barragens do mundo (com mais de 15 metros de altura) foram usadas para energia hidrelétrica . Os Estados Unidos geram 3% de sua eletricidade em 33.105 represas de todos os tamanhos. Uma iniciativa está em andamento para renovar mais barragens para fazer bom uso da infraestrutura existente e para fornecer a muitas pequenas comunidades uma fonte confiável de energia. Um reservatório que produz hidroeletricidade consiste em turbinas conectadas ao reservatório por tubos de grande diâmetro. Esses geradores podem estar na base da barragem ou a uma certa distância. Em um vale plano de rio, um reservatório deve ser profundo o suficiente para criar uma carga hidráulica nas turbinas; e se houver períodos de seca, o reservatório deve conter água suficiente para atingir a vazão média do rio ao longo do ano ou anos. A hidroeletricidade a fio de água em um vale íngreme com fluxo constante não precisa de reservatório.
Alguns reservatórios que produzem energia hidrelétrica usam o carregamento da bomba: um reservatório de alto nível é enchido com água usando bombas elétricas de alto desempenho, nos momentos em que a demanda de eletricidade é baixa, e então usa essa água. Armazenada para gerar eletricidade, liberando água para um reservatório de baixo nível quando a demanda por eletricidade é alta. Esses sistemas são chamados de armazenamento bombeado .
Os reservatórios podem ser usados de várias maneiras para controlar o fluxo de água em córregos a jusante:
Abastecimento de água a jusante - a água pode ser descarregada de um reservatório superior para que possa ser levada para água potável mais abaixo no sistema, às vezes centenas de quilômetros mais a jusante. Irrigação - a água em um reservatório de irrigação pode ser descarregada em sistemas de canais para uso em terras agrícolas ou sistemas de água secundários. A irrigação também pode ser suportada por reservatórios que mantêm o fluxo do rio, permitindo que a água seja levada para irrigação mais abaixo. Controle de enchentes - também conhecido como reservatórios de equilíbrio ou bacias de compensação, os reservatórios de controle de enchentes coletam água durante épocas de chuvas muito fortes e a liberam lentamente nas semanas ou meses seguintes. Alguns desses reservatórios são construídos ao longo da linha do rio, com o fluxo contínuo sendo controlado por uma placa de orifício . Quando o fluxo do rio excede a capacidade da placa de orifício, a água se acumula atrás da barragem; mas assim que o fluxo diminui, a água atrás da barragem é lentamente liberada até que o reservatório se esvazie novamente. Em alguns casos, esses reservatórios funcionam apenas algumas vezes em uma década, e a terra atrás do reservatório pode ser desenvolvida como comunidade ou área de recreação. Uma nova geração de represas de equilíbrio está sendo desenvolvida para combater as possíveis consequências das mudanças climáticas . Eles são chamados de " controle de inundação do reservatório " (em inglês : Reservatório de Detenção de Inundações ). Como esses reservatórios permanecerão secos por longos períodos, pode haver o risco de o caroço de argila secar, reduzindo sua estabilidade estrutural. Desenvolvimentos recentes incluem o uso de um núcleo de enchimento composto feito de materiais reciclados como alternativa à argila. Canais - Onde a água de um riacho natural não está disponível para ser desviada para um canal , um reservatório pode ser construído para garantir o nível da água no canal: por exemplo, quando um canal sobe por eclusas para cruzar uma cadeia de morros. Recreação - a água pode ser liberada de um reservatório para criar ou complementar as condições em corredeiras para a canoagem e outros esportes em corredeiras . Em rios com salmonídeos , lançamentos especiais (chamados de freshets na Grã-Bretanha, corrente de água doce (?)) São feitos para encorajar comportamentos migratórios naturais em peixes e para fornecer uma variedade de condições de pesca para os pescadores.Os canais são vias navegáveis artificiais. Portanto, é necessário abastecê-los com água através de reservatórios que armazenam água para regular o nível da água. No caso de um canal com um alcance de divisão , um reservatório específico é mais frequentemente fornecido para abastecer esse alcance .
Esses tanques consistem em:
Os reservatórios podem ser usados para equilibrar o fluxo em sistemas altamente gerenciados, absorvendo água durante taxas de fluxo altas e liberando-a durante taxas de fluxo baixas. Para que funcione sem bombeamento, é necessário um controle cuidadoso dos níveis de água por meio de açudes . Conforme uma grande tempestade se aproxima, os operadores da barragem calculam quanta água a tempestade adicionará ao reservatório. Se a previsão de águas pluviais transbordar do reservatório, a água é drenada lentamente do reservatório antes e durante a tempestade. Se isso for feito com tempo suficiente, a grande tempestade não encherá o reservatório e as áreas a jusante não terão fluxos prejudiciais. Previsões meteorológicas precisas são essenciais para que os operadores de barragens planejem adequadamente os rebaixamentos antes de um evento de chuva forte. Operadores de barragens atribuíram as enchentes de 2010-2011 em Queensland à má previsão do tempo. Exemplos de reservatórios altamente gerenciados são a Barragem de Burrendong na Austrália e o Lago Bala ( Llyn Tegid ) no Norte do País de Gales . O Lago Bala é um lago natural cujo nível foi elevado por uma barragem baixa e para o qual o Rio Dee flui ou descarrega dependendo das condições de fluxo, como parte do sistema de regulação do Rio Dee. Este modo de operação é uma forma de capacidade hidráulica no sistema fluvial.
Muitos reservatórios costumam ter certos usos recreativos , como pesca e passeios de barco . Regras especiais podem ser aplicadas para a segurança pública e para proteger a qualidade da água e ecologia da área circundante. Muitos reservatórios agora apóiam e incentivam atividades recreativas menos formais e menos estruturadas, como história natural , observação de pássaros , pintura de paisagens , caminhadas e passeios pedestres , e muitas vezes fornecem painéis informativos e materiais. Interpretação para encorajar o uso responsável.
A água que cai como chuva a montante do reservatório, bem como qualquer água subterrânea que emerge como nascentes, é armazenada no reservatório. Qualquer excesso de água pode ser descarregado através de um açude especialmente projetado. A água armazenada pode ser alimentada pela gravidade para uso como água potável , para gerar hidroeletricidade ou para manter o fluxo do rio para apoiar usos a jusante. Às vezes, os reservatórios podem ser gerenciados para reter a água durante eventos de chuva forte para prevenir ou reduzir inundações a jusante. Alguns tanques suportam vários usos e as regras de operação podem ser complexas.
A maioria dos reservatórios modernos tem uma torre de extração especialmente projetada que pode drenar a água do reservatório em diferentes níveis, tanto para acessar a água quando o nível da água cai quanto para permitir que a água flua. Qualidade específica de ser descarregada no rio a jusante como " água de compensação " ( fluxo reservado ): os operadores de muitos reservatórios de montanha ou rio têm a obrigação de descarregar água no rio a jusante para manter a qualidade do rio, apoiar a pesca, manter usos industriais e recreativos a jusante ou para outros fins. Essas descargas são conhecidas como água de reposição .
As unidades utilizadas para medir as áreas e volumes dos reservatórios variam de país para país. Na maioria dos países do mundo, as áreas dos reservatórios são expressas em quilômetros quadrados; nos Estados Unidos, são comumente usados acres. Para volume, metros cúbicos ou quilômetros cúbicos são amplamente usados, com pés-acre sendo usados nos Estados Unidos.
A capacidade, volume ou armazenamento de um tanque é geralmente dividido em áreas separadas. O armazenamento morto ou inativo ( inglês : armazenamento morto ou inativo ) refere-se à água em um reservatório que não pode ser drenado por gravidade através das estruturas de drenagem de uma barragem, vertedouro ou entrada da usina e não pode ser bombeado. A fatia morta permite que os sedimentos se assentem, o que melhora a qualidade da água e também cria uma área para peixes durante os níveis baixos. A capacidade útil de um reservatório ou sua reserva útil (em inglês : armazenamento ativo ou armazenamento vivo ) é a parte do reservatório que pode ser usada para controle de enchentes, produção de energia, navegação e descargas a jusante. Além disso, a "capacidade de controle de inundação" (em inglês : capacidade de controle de inundação ) de um tanque é a quantidade de água que pode regular durante uma inundação. A "capacidade adicional" (em inglês : capacidade de sobrecarga ) é a capacidade do tanque acima do limite de transbordamento (em inglês : crista do vertedouro ) que não pode ser regulada.
Nos EUA, a água abaixo do nível máximo normal de um tanque é chamada de "reserva de água" (em inglês : conservação de piscina ).
No Reino Unido, o “nível normal de retenção” ( inglês : nível superior da água ) descreve o estado do reservatório cheio, enquanto “totalmente retirado” descreve o volume mínimo retido.
Há uma grande variedade de software para modelagem de reservatório, ferramentas altamente especializadas de gerenciamento de programa de segurança (DSPMT) até WAFLEX (in) relativamente simples , modelos integrados como o sistema de avaliação e planejamento de água (in) (WEAP) que coloca as operações do tanque no contexto do sistema de oferta e demanda expandida.
Um lago de barragem é um reservatório que recebe da bacia hidrográfica , insumos hídricos, mas também insumos sólidos do ambiente do lago da barragem, denominado sedimento , cujas características estão fortemente ligadas à geologia e morfologia do reservatório. o desenho do lago da barragem e seu tempo de acumulação no reservatório da barragem. Os sedimentos têm várias origens e o seu transporte ocorre principalmente de duas formas, por carga de fundo ou suspensão .
O acúmulo dessas partículas sólidas no reservatório tem várias causas , sendo as principais as condições de operação da barragem, a qualidade da coluna d'água , obstruções nas tomadas de água , funcionamento e estruturas das válvulas , segurança, etc.
As partículas sólidas são de origem natural - endógenas, ou seja, provêm da matéria orgânica, ou exógenas , de partículas minerais - ou antropogênicas. As partículas naturais vêm da erosão eólica dos solos, da erosão hídrica da bacia e das folhas das árvores carregadas pelo vento e caídas nos cursos de água. As partículas de origem antropogênica são de natureza orgânica e provêm de atividades industriais, urbanas e agrícolas. Essas partículas são fonte de assoreamento e poluição de reservatórios de água por conterem poluentes, principalmente metais pesados ( oligoelementos metálicos ).
O transporte de sedimentos nos reservatórios de água é feito principalmente por carga de fundo ou por suspensão: O transporte por carga de fundo é um movimento de fundo por ciclo de rolagem ou saltação que diz respeito a materiais grosseiros (areia, cascalho ...). Transporte suspenso é o transporte realizado principalmente durante os períodos de inundação. As partículas suspensas na água de acordo com a direção do movimento e a velocidade do fluxo. Segundo fontes da EDF , os materiais suspensos constituem normalmente 90 a 95% de todos os materiais transportados.
Ao analisar o mecanismo de deposição de sedimentos de acordo com o diagrama de Hjulstrom, vemos que a taxa de sedimentação e o transporte de partículas de sedimento estão ligados aos tamanhos de suas partículas . Para areias finas e seixos, quanto maior a velocidade do fluxo, mais grãos grandes podem ser mobilizados. O fenômeno é o oposto para partículas de menor tamanho de partícula, que são caracterizadas por sua força coesiva e um efeito eletrostático.
Globalmente, os sedimentos são compostos por vários elementos que podem ser agrupados em várias fases: uma fase orgânica, uma fase inorgânica ou mineral, poluentes e água.
A água satura os sedimentos do fundo das barragens. Está presente em todos os componentes dos sedimentos. Uma vez dragados os sedimentos das barragens, a água ocupa cerca de 100 a 300% em massa, ou seja, os sedimentos dos reservatórios ficam totalmente saturados durante a dragagem . No entanto, é bom notar que o tipo de conteúdo de água dos sedimentos depende fortemente do tipo de dragagem usado.
A fase orgânica é composta principalmente de matéria orgânica viva, matéria orgânica fresca, húmus , compostos em evolução. Esta fase, em termos de massa, é menos representativa em comparação com a fase mineral, mas modifica muito as características físicas das partículas.
A fase inorgânica ou mineral composta principalmente por seixos, cascalho, cascalho , areia , esqueletos de um organismo, constitui a parte granular dos sedimentos. É essencialmente esta parte que está na base do assoreamento dos reservatórios de água. Essas partículas são principalmente de origem terrígena e vêm da erosão do solo.
Os poluentes aderem às partículas sólidas e são fontes de poluição da coluna d'água do reservatório, do solo e do lençol freático . Segundo a literatura, os poluentes são constituídos essencialmente por oligoelementos metálicos, resultantes das atividades humanas de armazenamento de resíduos industriais e urbanos, práticas agrícolas e poluição atmosférica. Também deve ser notado que as partículas no fundo dos reservatórios de água são muito finas e podem conter uma enorme quantidade de poluentes.
Devido às práticas agrícolas que exacerbam os fenômenos de erosão do solo e fontes de poluição por pesticidas e eutrofizantes , muitos reservatórios de barragens assorearam e seus sedimentos podem ter se tornado tóxicos ou inadequados para uso como aditivo agrícola (que já foi seu destino). A artificialização dos cursos de água que induzem tem fortes impactos nos fluxos sazonais, na circulação dos peixes migradores, nos volumes de água reservados ( fluxos reservados ) para a jusante, mas também na taxa de oxigénio. E na temperatura da água no reservatório mas também a jusante.
Comparando cursos de água muito semelhantes, um dos quais possui lago-reservatório e o outro não, constatamos que, no verão, a presença de lago-represa modifica a temperatura de forma muito complexa. com fortes variações em função das condições hidrometeorológicas, da forma como o reservatório é utilizado para regular os caudais a jusante, a configuração da barragem e o seu volume de água (cf. inércia térmica), uma possível estratificação térmica do reservatório e a profundidade de captação de água lançada a jusante. Algumas barragens possuem equipamento de delaminação (é o caso, por exemplo, do lago Mas Chaban ( Charente , França)).
O efeito na temperatura varia com o tempo, dia, estação e até ano a ano. Isso tem consequências para a biologia do rio. Quanto mais fria a água, menos oxigênio dissolvido ela pode conter. Os salmonídeos precisam de uma água bem fresca. Além disso, muitos patógenos se aglomeram mais facilmente em águas quentes e pobres em oxigênio.
Todos os reservatórios estarão sujeitos a uma avaliação monetária de custo / benefício antes da construção para ver se vale a pena continuar o projeto. No entanto, essa análise muitas vezes pode ignorar os impactos ambientais das barragens e dos reservatórios que elas contêm. Certos impactos, como a produção de gases de efeito estufa associados à fabricação de concreto, são relativamente fáceis de estimar. Outros efeitos sobre o meio ambiente natural e os efeitos sociais e culturais podem ser mais difíceis de avaliar, mas a identificação e quantificação desses problemas são agora comumente exigidas em grandes projetos de construção em países desenvolvidos.
Os lagos naturais recebem sedimentos orgânicos que se decompõem em um ambiente anaeróbico , liberando metano e dióxido de carbono . O metano liberado é cerca de 8 vezes mais potente como gás de efeito estufa do que o dióxido de carbono.
À medida que um reservatório artificial se enche, as plantas existentes ficam submersas e, durante os anos que leva para esse material se decompor, liberará muito mais gases do efeito estufa do que os lagos. Um reservatório localizado em um vale ou desfiladeiro estreito pode cobrir relativamente pouca vegetação, enquanto um reservatório localizado em uma planície pode inundar uma grande quantidade de vegetação. O local pode primeiro ser limpo de vegetação ou simplesmente inundado. As inundações tropicais podem produzir muito mais gases de efeito estufa do que nas regiões temperadas.
A tabela a seguir mostra as emissões do reservatório em miligramas por metro quadrado por dia para diferentes corpos d'água.
Localização | Dióxido de carbono | Metano |
---|---|---|
Lagos | 700 | 9 |
Tanques temperados | 1.500 | 20 |
Reservatórios tropicais | 3000 | 100 |
Dependendo da área inundada em relação à energia produzida, um reservatório construído para a produção de hidroeletricidade pode reduzir ou aumentar a produção líquida de gases de efeito estufa em comparação com outras fontes de energia.
Um estudo do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia descobriu que os reservatórios de hidrelétricas liberam um grande pulso de dióxido de carbono de árvores em decomposição deixadas em pé nos reservatórios, especialmente durante a primeira década após as enchentes. Isso eleva o impacto das barragens no aquecimento global a níveis muito mais altos do que aconteceria com a produção da mesma energia a partir de combustíveis fósseis. De acordo com o relatório da Comissão Mundial de Barragens (Barragens e Desenvolvimento), quando o reservatório é relativamente grande e nenhum desmatamento prévio da floresta foi realizado na área inundada, as emissões de gases de efeito estufa do reservatório podem ser maiores do que as de um combustível de petróleo convencional. estação de energia térmica. Por exemplo, em 1990, o reservatório atrás da Barragem de Balbina no Brasil (inaugurado em 1987) teve mais de 20 vezes mais impacto sobre o aquecimento global do que produzir a mesma energia a partir de combustíveis fósseis, devido à grande área inundada por unidade de eletricidade produzida.
A barragem de Tucuruí, no Brasil (concluída em 1984), teve apenas 0,4 vezes o impacto sobre o aquecimento global do que produzir a mesma energia a partir de combustíveis fósseis.
Um estudo de dois anos sobre a liberação de dióxido de carbono e metano no Canadá concluiu que, embora os reservatórios hidrelétricos emitam gases de efeito estufa, isso ocorre em uma escala muito menor do que as usinas termelétricas de capacidade semelhante. A hidreletricidade geralmente emite 35 a 70 vezes menos gases de efeito estufa por TWh de eletricidade do que as usinas termelétricas.
Uma diminuição na poluição do ar ocorre quando uma barragem é usada no lugar da produção de energia térmica , pois a eletricidade produzida a partir da produção hidrelétrica não dá origem a quaisquer emissões de gases de combustão. Combustíveis fósseis (incluindo dióxido de enxofre , óxido nítrico e óxido de carbono do carvão ).
As barragens podem criar um obstáculo para a migração de peixes, prendê-los em uma área, produzir alimentos e habitat para várias aves aquáticas. Eles também podem inundar vários ecossistemas terrestres e causar extinções.
A criação de reservatórios pode alterar o ciclo biogeoquímico natural do mercúrio . Após a formação inicial de um reservatório, há um aumento acentuado na produção de metilmercúrio tóxico (MeHg) por metilação microbiana em solos inundados e turfa. Os níveis de MeHg também aumentam no zooplâncton e nos peixes.
As barragens podem reduzir drasticamente a quantidade de água que chega aos países a jusante, causando estresse hídrico entre os países, por exemplo, Sudão e Egito , o que prejudica as empresas agrícolas nos países a jusante e reduz a água potável.
Fazendas e vilas, por exemplo Ashopton , podem ser inundadas pela criação de reservatórios, arruinando muitos meios de subsistência. Por isso mesmo, 80 milhões de pessoas no mundo (número em 2009, segundo o livro didático Edexcel GCSE Geografia) tiveram que ser deslocadas à força devido à construção de barragens.
A limnologia dos reservatórios tem muitas semelhanças com a dos lagos de tamanho equivalente. No entanto, existem diferenças significativas. Muitos reservatórios experimentam variações consideráveis de nível, produzindo grandes áreas que ficam intermitentemente submersas ou drenadas. Isso limita muito a produtividade ou os bancos de água e também limita o número de espécies capazes de sobreviver nessas condições.
Os reservatórios de terras altas tendem a ter um tempo de residência muito mais curto (quanto tempo a água, ou qualquer substância, permanece em um determinado compartimento do ciclo hidrológico) do que os lagos naturais, o que pode levar a um ciclo mais rápido de nutrientes através do corpo d'água. perdido no sistema mais rapidamente. Isso pode ser visto como uma incompatibilidade entre a química da água e a biologia da água, com uma tendência de os componentes biológicos serem mais oligotróficos do que a química sugere. (Lago oligotrófico é um lago com déficit de nutrientes para as plantas e geralmente contém uma grande quantidade de oxigênio dissolvido sem estratificação marcada.)
Por outro lado, os reservatórios de planície que retiram água de rios ricos em nutrientes podem exibir características eutróficas exageradas porque o tempo de residência no reservatório é muito mais longo do que no rio e os sistemas biológicos têm uma oportunidade muito maior de usar os nutrientes disponíveis.
Reservatórios profundos com torres de extração de vários níveis podem descarregar água fria profunda no rio a jusante, reduzindo significativamente o tamanho de qualquer hipolimnio . Isso, por sua vez, pode reduzir as concentrações de fósforo liberadas durante qualquer evento anual de mistura e, portanto, pode reduzir a produtividade .
Uma sismicidade induzida (a sismicidade acionada por reservatório RTS) tem sido frequentemente atribuída ao enchimento (enchimento com água) dos tanques, porque os eventos sísmicos ocorreram perto de barragens ou em seus tanques no passado. Esses eventos podem ter sido desencadeados pelo enchimento ou operação do reservatório, e são minoria em relação à quantidade de reservatórios do mundo. Entre mais de 100 eventos registrados, alguns exemplos incluem a barragem mais antiga de Marathon , 60 m , Grécia (1929), a Represa Hoover nos EUA (1935), 221 m de altura. A maioria dos eventos envolve grandes represas e pequenas quantidades de sismicidade. Os únicos quatro eventos registrados com magnitude 6,0 (M w ) incluem a barragem Koyna na Índia a 103 m de altura, a barragem Kremasta na Grécia, 120 metros de altura, que registrou 6,3 M w , barragem Kariba na Zâmbia 122 m a 6,25-M w e Xinfengjiang dam 105 m na China em 6,1 m w . Disputas surgiram quando ocorreu o RTS por falta de conhecimento hidrogeológico no momento da ocorrência. Acredita-se, entretanto, que a infiltração de água nos poros e o peso do tanque contribuam para os modelos RTS. Para que o RTS ocorra, deve haver uma estrutura sísmica perto da barragem ou de seu reservatório, e a estrutura sísmica deve estar próxima à ruptura. Além disso, a água deve ser capaz de se infiltrar nas camadas profundas de rocha; mesmo para uma barragem que armazene um reservatório a mais de 100 m, o impacto do peso adicional da água do reservatório no campo de estresse crustal perto do hipocentro - que pode estar localizado a uma profundidade de mais de 10 km - é insignificante em comparação com o tensões de peso morto do maciço rochoso.
Os reservatórios podem alterar o microclima local, aumentando a umidade e reduzindo os extremos de temperatura, especialmente em áreas secas. Algumas vinícolas do sul da Austrália também afirmam que esses efeitos aumentam a qualidade da produção de vinho.
Em muitos países, grandes reservatórios são rigidamente regulamentados na tentativa de prevenir ou minimizar falhas de contenção.
Grande parte do esforço é direcionado para a barragem e suas estruturas consideradas a parte mais fraca da estrutura geral; o objetivo desses controles é evitar uma descarga descontrolada de água do reservatório. Falhas em reservatórios podem gerar enormes aumentos de fluxo em um vale de rio, com potencial destrutivo para cidades e vilas rio acima. A falha de contenção em Llyn Eigiau, por exemplo, matou 17 pessoas (veja também Rupturas de Barragem ).
Um caso notável de tanques usados como instrumento de guerra envolveu o ataque Dambusters da Força Aérea Real à Alemanha durante a Segunda Guerra Mundial (codinome " Operação Chastise "), no qual três barragens de tanques alemãs foram selecionadas para destruição.
A qualidade da água bruta do lago determina o método de tratamento usado para torná-la potável antes da distribuição. Além dos tratamentos convencionais voltados para a remoção de matéria em suspensão e desinfecção da água ( cloração por exemplo), pode ser necessário o uso de microfiltros ou mesmo nanofiltros , por exemplo, no caso de presença no fitoplâncton de cianofíceas passíveis de sintetizar toxinas .
O lago também pode ser usado para natação ou atividades aquáticas. Neste caso, existe na França um sistema de vigilância sanitária implementado pelas Agências Regionais de Saúde , a cargo da operadora.
Em 2005, 33.105 grandes barragens (≥ 15 m de altura) foram listadas pela Comissão Internacional de Grandes Barragens (ICOLD).