Um reservatório é, mais comumente, um lago natural ou artificial ampliado, lagoa ou represa criado usando uma barragem ou eclusa para armazenar água. Os reservatórios podem ser criados de várias maneiras, incluindo o controle de um curso de água que drena um corpo de água existente, interrompendo um curso de água para formar um embainhamento dentro dele, por meio de escavação ou construção de qualquer número de paredes de contenção ou diques. Definido como um espaço de armazenamento de fluidos, os reservatórios podem conter água ou gases, incluindo hidrocarbonetos. Os reservatórios de tanques os armazenam em tanques do nível do solo, elevados ou enterrados. Os reservatórios de água também são chamados de cisternas. A maioria dos reservatórios subterrâneos é usada para armazenar líquidos, principalmente água ou petróleo, abaixo do solo.

O estado da Califórnia possui um grande número de reservatórios. Muitos, embora não todos, são acessíveis ao público em parques e áreas de recreação, e esses lagos contribuem significativamente para a beleza do estado, já que muitos deles estão localizados na cordilheira do Diablo e na Sierra Nevada.

Compreendo
O clima da Califórnia é mediterrâneo, com a maior parte da chuva e neve caindo no inverno em grande parte do estado; e em muitas regiões populosas, como Sacramento e Bay Area, a precipitação no verão é quase desconhecida, enquanto a precipitação no inverno é abundante. Portanto, os reservatórios são necessários para sustentar a grande e crescente população da Califórnia ao longo do ano.

A precipitação de inverno, que cai como neve na Sierra Nevada e como chuva na Cordilheira do Diablo, se acumula em rios e riachos em desfiladeiros e vales. Os rios que fluem da Sierra Nevada acabam levando ao Vale de San Joaquin e de lá ao Delta do Sacramento, enquanto aqueles da cordilheira Diablo desaguam na Baía de São Francisco através dos riachos Alameda e Coyote. Prefeituras como as de San Francisco e Los Angeles reconheceram a necessidade de água e, apesar das preocupações ambientais, construíram represas (formando, portanto, reservatórios) nesses rios e riachos para fins de armazenamento de água. Canais subterrâneos complexos, como o Aqueduto Hetch Hetchy, junto com os canais do Vale Central, traziam água dos novos reservatórios rurais para as principais cidades. Um dos vales mais bonitos dos Estados Unidos, Yosemite Valley ‘

A crescente urbanização das porções sul e oeste do estado, junto com a expansão suburbana ao redor da capital do estado, causou a continuação da construção e expansão dos reservatórios existentes, e há poucos sinais de que a tendência terminará, já que a população do estado continua a se expandir rapidamente . Infelizmente, muitos cânions e vales não são mais encontrados, mas em muitos lugares isso foi compensado com a criação de áreas de recreação ao redor dos reservatórios, e atividades como passeios de barco e pesca tornaram-se possíveis em leitos de rios antes secos e riachos temporários. (No caso do Reservatório Los Vaqueros, por exemplo, o abastecimento de água não é dos cânions secos próximos, mas sim do Delta do Sacramento, que tem um nível variável de conteúdo de sal. O lago / reservatório em si é ironicamente em um semideserto .)

Uma vez que a profundidade dos cânions e vales montanhosos torna esses lugares locais ideais para reservatórios, os reservatórios da Califórnia são encontrados em cadeias de montanhas ou no sopé delas. A abundância de desfiladeiros remotos na cordilheira do Diablo, junto com a grande profundidade dos desfiladeiros e vales da Sierra, junto com mais desfiladeiros no sopé, concentrou reservatórios nessas áreas. Seria uma tarefa impossível listar todos os reservatórios da Califórnia (há tantos deles), mas alguns dos grandes e particularmente bonitos deles estão incluídos aqui.

Alguns deles são adicionalmente significativos para o contexto histórico e / ou meteorológico, como o Lago Oroville, que ultrapassou sua capacidade máxima devido à alta precipitação durante a estação chuvosa, enquanto outros durante a seca de 2010 secaram quase completamente. Apesar do fato de que secas e inundações devem ter causado dores de cabeça para engenheiros e funcionários do governo ao longo dos muitos desastres naturais da história do estado, muitos dos impactos desses eventos e as histórias de tais eventos foram amplamente esquecidos (com exceção do Lago Oroville incidente), e os incidentes que deveriam ser mais conhecidos podem agora ser marcados com nada mais do que uma placa imperceptível ao lado de um edifício inundado.

Tipos

Vales represados
Uma barragem construída em um vale depende da topografia natural para fornecer a maior parte da bacia do reservatório. As barragens normalmente estão localizadas em uma parte estreita de um vale a jusante de uma bacia natural. As laterais do vale atuam como paredes naturais, com a barragem localizada no ponto prático mais estreito para fornecer resistência e o menor custo de construção. Em muitos projetos de construção de reservatórios, as pessoas devem ser movidas e realojadas, artefatos históricos removidos ou ambientes raros realocados. Os exemplos incluem os templos de Abu Simbel (que foram movidos antes da construção da Represa de Aswan para criar o Lago Nasser do Nilo no Egito), a realocação da vila de Capel Celyn durante a construção de Llyn Celyn. e a realocação de Borgo San Pietro de Petrella Salto durante a construção do Lago Salto.

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 contorno.

Em regiões montanhosas, os reservatórios são freqüentemente construídos através da ampliação 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 riachos alimentadores, como em Llyn Clywedog em Mid Wales. Em tais casos, barragens laterais adicionais são necessárias para conter o reservatório.

Onde a topografia é pouco adequada para um único grande reservatório, vários reservatórios menores podem ser construídos em uma cadeia, como no vale do rio Taff, onde os reservatórios Llwyn-on, Cantref e Beacons formam uma cadeia vale acima.

Costeiro
Os reservatórios costeiros são reservatórios de armazenamento de água doce localizados na costa marítima perto da foz do rio para armazenar a água da enchente de um rio. Como a construção do reservatório com base em terra está repleta de submersão substancial de terra, o reservatório costeiro é economicamente e tecnicamente preferido, uma vez que não usa uma área de terra escassa. 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, etc. são alguns dos poucos reservatórios costeiros existentes.

Lado do banco
Onde a água é bombeada ou sifonada de um rio de qualidade ou tamanho variável, reservatórios nas margens podem ser construídos para armazenar a água. Esses reservatórios são geralmente formados em parte por escavação e em parte pela construção de um dique ou dique envolvente completo, que pode exceder 6 km (4 milhas) de circunferência. Tanto o fundo do reservatório quanto o cômoro devem ter um forro ou núcleo impermeável: inicialmente eram feitos de argila empoçada, mas isso geralmente foi substituído pelo uso moderno de argila laminada.

A água armazenada em tais reservatórios pode permanecer lá por vários meses, durante os quais os processos biológicos normais podem reduzir substancialmente muitos contaminantes e quase eliminar qualquer turbidez. O uso de reservatórios nas margens também permite que a captação de água seja interrompida por algum tempo, quando o rio está inaceitavelmente poluído ou quando as condições de fluxo são muito baixas devido à seca. O sistema de abastecimento de água de Londres é um exemplo do uso de armazenamento nas margens: a água é retirada do rio Tamisa e do rio Lee; vários grandes reservatórios do lado do Tamisa, como o reservatório Queen Mary, podem ser vistos ao longo da abordagem do Aeroporto de Heathrow em Londres.

Serviço
Os reservatórios de serviço armazenam água potável totalmente tratada próximo ao ponto de distribuição. Muitos reservatórios de serviço são construídos como torres de água, geralmente como estruturas elevadas em pilares de concreto onde a paisagem é relativamente plana. Outros reservatórios de serviço podem ser quase inteiramente subterrâneos, especialmente em regiões mais 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. Um bom exemplo é o Reservatório Honor Oak em Londres, construído entre 1901 e 1909. Quando foi concluído, dizia-se que era o maior reservatório subterrâneo construído em tijolo do mundo e ainda é um dos maiores da Europa. Este reservatório agora faz parte da extensão sul do Tâmisa Water Ring Main.

Os reservatórios de serviço desempenham várias funções, incluindo garantir queda de água suficiente no sistema de distribuição de água e fornecer capacidade de água para equilibrar a demanda de pico dos consumidores, permitindo que a estação de tratamento funcione com eficiência ideal. Grandes reservatórios de serviço também podem ser gerenciados para reduzir o custo de bombeamento, por meio do reabastecimento do reservatório em horários em que os custos de energia são baixos.

Reservatórios
Folsom Lake Folsom Lake está próximo – como seu nome indica – da cidade de Folsom, que por sua vez fica a nordeste de Sacramento, a capital do estado; a barragem pode ser vista de uma das estradas locais.
Hetch Hetchy Hetch Hetchy fica ao norte do Vale de Yosemite, no Parque Nacional de Yosemite. Outrora um vale não muito diferente de seu vizinho ao sul, agora é o local de um reservatório longo e bastante estreito ao lado do qual há uma trilha de caminhada. O Aqueduto Hetch Hetchy segue subterrâneo em direção à área da Baía de São Francisco.
Lago Clementine O lago Clementine perto de Auburn é um reservatório de tamanho moderado nos cânions profundos e estreitos da região. A montante de uma ponte altíssima, uma trilha e uma estrada vão até o reservatório, a trilha indo diretamente sob a ponte, embora a barragem (foto na faixa) seja espetacular em si mesma.
Lago Del Valle O Lago Del Valle é cercado pelo Parque Regional Del Valle, que é dominado por colinas ao norte – com vista para penhascos, campos de golfe, vinhedos e, claro, o lago – e montanhas cobertas de pinhais ao sul. Existem duas entradas para o parque, uma no norte, a partir da qual você deve caminhar até o topo da cordilheira para ver o lago, e outra no sul, que vai diretamente para o extremo sul do lago. Arroyo Del Valle desagua no lago desta extremidade, embora o nível da água do riacho seja inconsistente. Existem alguns parques de campismo no extremo sul do parque.
Lago McClure e 6 reservatórios Don Pedro Reservoir Don Pedro estão no sopé da Sierra Nevada.
Lago Nacimiento O Lago Nacimiento está próximo ao seu vizinho Lago San Antonio Lago San Antonio, não se confundindo com o outro reservatório de San Antonio, também um reservatório, na Baía Leste. O lago Nacimiento é grande e bonito, mas em um local bastante remoto, não muito longe de Paso Robles. Além de seu gêmeo próximo, que secou quase completamente durante a seca de 2010, há poucos pontos de interesse importantes na área; é realmente uma das “joias escondidas” da Califórnia. A forma do lago, quando vista em um mapa, lembra a de um dragão.
Lago Oroville O lago Oroville é famoso por exceder sua capacidade máxima durante as enchentes da década de 2010, como resultado de uma estação chuvosa particularmente úmida. O vertedouro de emergência foi usado e milhares de residentes da vizinha Oroville foram evacuados. O lago em si é um dos maiores reservatórios no sopé da Sierra.
Reservatório Los Vaqueros Reservatório Los Vaqueros entrou na “grande liga” dos reservatórios no início de 2010, quando sua barragem foi elevada para acomodar um reservatório maior, e a marina e algumas trilhas foram movidas para o bem dessas mudanças, que foram colocadas em prática para traga mais água para o condado de Contra Costa. O lado oeste do lago e a região ao norte dele fazem parte de uma reserva, e há quilômetros de caminhada, embora algumas trilhas fora do lago sejam bastante remotas. Ao sul está o gigante Parque Eólico Altamont Pass, enquanto a leste do lago estão as Cavernas Vasco, que ao contrário do seu nome consistem mais de terreno rochoso do que cavernas reais.
Reservatório de San Luis O Reservatório de San Luis no sopé oriental da Cordilheira do Diablo é um grande lago cercado pelas colinas douradas da borda oeste do Vale Central, a sudeste da Bay Area e a leste de Gilroy.
Shasta Lake Shasta Lake fica perto do Monte Shasta, uma das montanhas mais altas do estado, no extremo norte do Vale Central, onde as cordilheiras encontram as cascatas.

Usos

Abastecimento direto de água
Muitos reservatórios de rios represados ​​e a maioria dos reservatórios de margens são usados ​​para fornecer água bruta para uma estação de tratamento de água que fornece água potável através de adutoras. O reservatório não retém apenas a água até que ela seja necessária: também pode ser a primeira parte do processo de tratamento da água. O tempo que a água é retida antes de ser liberada é conhecido como tempo de retenção. Trata-se de uma característica do projeto que permite a sedimentação de partículas e sedimentos, bem como tempo para o tratamento biológico natural com algas, bactérias e zooplâncton que vivem naturalmente na água. No entanto, os processos limnológicos naturais em lagos de clima temperado produzem estratificação de temperatura na água, que tende a dividir alguns elementos, como manganês e fósforo, em águas profundas e anóxicas durante os meses de verão. No outono e no inverno, o lago volta a ficar totalmente misturado. Durante condições de seca, às vezes é necessário drenar a água fria do fundo, e os níveis elevados de manganês em particular podem causar problemas nas estações de tratamento de água.

Hidroeletricidade
Em 2005, cerca de 25% das 33.105 grandes barragens do mundo (com mais de 15 metros de altura) foram usadas para hidroeletricidade. Os EUA produzem 3% de sua eletricidade em 80.000 barragens de todos os tamanhos. Uma iniciativa está em andamento para reformar mais barragens como um bom uso da infraestrutura existente para fornecer a muitas comunidades menores uma fonte confiável de energia. Um reservatório de geração de hidroeletricidade inclui turbinas conectadas ao corpo de água retido por tubos de grande diâmetro. Esses grupos geradores podem estar na base da barragem ou a alguma distância. Em um vale plano de rio, um reservatório precisa ser profundo o suficiente para criar uma queda d’água nas turbinas; e se houver períodos de seca, o reservatório precisa reter água suficiente para medir a vazão do rio durante o (s) ano (s). A hidrelétrica de fio d’água em um vale íngreme com fluxo constante não precisa de reservatório.

Alguns reservatórios que geram hidroeletricidade usam recarga bombeada: um reservatório de alto nível é preenchido com água usando bombas elétricas de alto desempenho em momentos em que a demanda de eletricidade é baixa e, em seguida, usa essa água armazenada para gerar eletricidade, liberando a água armazenada em um nível baixo reservatório quando a demanda de eletricidade é alta. Esses sistemas são chamados de esquemas de armazenamento por bomba.

Controle de fontes de água
Os reservatórios podem ser usados ​​de várias maneiras para controlar como a água flui através dos cursos d’água a jusante:

Abastecimento de água a jusante – a água pode ser liberada de um reservatório de terra firme para que possa ser captada para água potável mais abaixo no sistema, às vezes centenas de milhas mais abaixo.
Irrigação – a água em um reservatório de irrigação pode ser lançada em redes de canais para uso em fazendas ou sistemas de água secundários. A irrigação também pode ser suportada por reservatórios que mantêm os fluxos dos rios, permitindo que a água seja captada para irrigação na parte inferior do rio.
Controle de enchentes – também conhecido como reservatórios de “atenuação” ou “equilíbrio”, os reservatórios de controle de enchentes coletam água em épocas de chuvas muito altas e a liberam lentamente durante as semanas ou meses seguintes. Alguns desses reservatórios são construídos ao longo da linha do rio, com o fluxo para a frente 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 a vazão 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 área atrás do reservatório pode ser desenvolvida como comunidade ou área de recreação. Uma nova geração de barragens de equilíbrio está sendo desenvolvida para combater as possíveis consequências das mudanças climáticas. Eles são chamados ”
Canais – Onde a água de um curso de água 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 através de eclusas para cruzar uma série de morros.
Recreação – a água pode ser liberada de um reservatório para criar ou complementar as condições das corredeiras para a canoagem e outros esportes em corredeiras. Em rios com salmonídeos, lançamentos especiais (na Grã-Bretanha chamados de freshets) são feitos para encorajar comportamentos de migração natural em peixes e para fornecer uma variedade de condições de pesca para pescadores.

Balanceamento de fluxo
Os reservatórios podem ser usados ​​para equilibrar o fluxo em sistemas altamente gerenciados, captando água durante fluxos altos e liberando-a novamente durante fluxos baixos. Para que funcione sem bombeamento, é necessário um controle cuidadoso dos níveis de água por meio de vertedouros. Quando uma grande tempestade se aproxima, os operadores da barragem calculam o volume de água que a tempestade adicionará ao reservatório. Se a previsão do tempo a água da chuva transbordar do reservatório, a água é lentamente liberada do reservatório antes e durante a tempestade. Se feito com tempo de espera 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 da barragem possam planejar corretamente os rebaixamentos antes de um evento de alta precipitação. Os operadores da barragem responsabilizaram a previsão do tempo pelas enchentes de Queensland de 2010-2011. Exemplos de reservatórios altamente gerenciados são a Barragem de Burrendong na Austrália e o Lago Bala (Llyn Tegid) no Norte de Gales. O Lago Bala é um lago natural cujo nível foi elevado por uma barragem baixa e no 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 capacitância hidráulica no sistema fluvial.

Lazer
Muitos reservatórios geralmente permitem alguns usos recreativos, como pesca e passeios de barco. Regras especiais podem ser aplicadas para a segurança do público e para proteger a qualidade da água e a ecologia da área circundante. Muitos reservatórios agora apóiam e encorajam recreação menos formal e menos estruturada, como história natural, observação de pássaros, pintura de paisagens, caminhadas e passeios pedestres, e muitas vezes fornecem painéis informativos e material de interpretação para encorajar o uso responsável.

Operação
A água que cai como chuva a montante do reservatório, juntamente com qualquer água subterrânea que emerge como nascentes, é armazenada no reservatório. Qualquer excesso de água pode ser derramado por meio de um vertedouro projetado especificamente. A água armazenada pode ser canalizada por gravidade para uso como água potável, para gerar hidroeletricidade ou para manter os fluxos dos rios para apoiar os usos a jusante. Ocasionalmente, os reservatórios podem ser gerenciados para reter água durante eventos de alta precipitação para prevenir ou reduzir inundações a jusante. Alguns reservatórios 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 descarregar água do reservatório em diferentes níveis, tanto para acessar a água conforme o nível da água cai, quanto para permitir que a água de uma qualidade específica seja descarregada no rio a jusante como “compensação água “: os operadores de muitos reservatórios de terras altas ou fluviais têm obrigações de liberar água no rio a jusante para manter a qualidade do rio, apoiar a pesca, manter usos industriais e recreativos a jusante ou para uma série de outros fins. Essas liberações são conhecidas como água de compensação.

Terminologia
As unidades usadas para medir as áreas e volumes dos reservatórios variam de país para país. Na maior parte do mundo, as áreas dos reservatórios são expressas em quilômetros quadrados; nos Estados Unidos, são comumente usados ​​acres. Para o volume, metros cúbicos ou quilômetros cúbicos são amplamente usados, com pés-acre usados ​​nos EUA.

A capacidade, volume ou armazenamento de um reservatório é geralmente dividido em áreas distintas. Armazenamento morto ou inativo refere-se à água em um reservatório que não pode ser drenada por gravidade através de uma represa, vertedouro ou entrada da usina e só pode ser bombeada para fora. O armazenamento morto permite que os sedimentos se assentem, o que melhora a qualidade da água e também cria uma área para peixes durante os níveis baixos. Armazenamento ativo ou ativo é a parte do reservatório que pode ser usada para controle de enchentes, produção de energia, navegação e liberações a jusante. Além disso, a “capacidade de controle de enchentes” de um reservatório é a quantidade de água que ele pode regular durante as enchentes. A “capacidade de sobrecarga” é a capacidade do reservatório acima da crista do vertedouro que não pode ser regulada.

Nos Estados Unidos, a água abaixo do nível máximo normal de um reservatório é chamada de “piscina de conservação”.

No Reino Unido, “nível de água superior” descreve o estado do reservatório cheio, enquanto “totalmente esgotado” descreve o volume mínimo retido.

Modelagem de gestão de reservatório
Há uma grande variedade de software para modelagem de reservatórios, desde o especialista em Dam Safety Program Management Tools (DSPMT) até o relativamente simples WAFLEX, até modelos integrados como o sistema de avaliação e planejamento de água (WEAP) que colocam as operações do reservatório no contexto do sistema -demandas e suprimentos abrangentes.

Segurança
Em muitos países, os grandes reservatórios são estritamente regulamentados para tentar prevenir ou minimizar as falhas de contenção.

Embora grande parte do esforço seja direcionado para a barragem e suas estruturas associadas como a parte mais fraca da estrutura geral, o objetivo de tais controles é evitar uma liberação descontrolada de água do reservatório. Falhas em reservatórios podem gerar grandes aumentos no fluxo abaixo de um vale de rio, com o potencial de arrastar cidades e vilas e causar perdas consideráveis ​​de vidas, como a devastação após a falha de contenção em Llyn Eigiau que matou 17 pessoas. (Ver também Lista de rompimentos de barragens)

Um caso notável de reservatórios sendo usados ​​como um instrumento de guerra envolveu o ataque Dambusters da Força Aérea Britânica à Alemanha na Segunda Guerra Mundial (codinome “Operação Chastise”), em que três barragens de reservatório alemãs foram selecionadas para serem rompidas a fim de danificar os alemães infraestrutura e recursos de manufatura e energia derivados dos rios Ruhr e Eder. O impacto econômico e social foi derivado dos enormes volumes de água anteriormente armazenados que varreram os vales, causando destruição. Esse ataque mais tarde se tornou a base de vários filmes.