A UHE Paraibuna é o aproveitamento hidrelétrico mais a montante do rio Paraíba do Sul, drenando uma área de 4.094km². A área total do seu reservatório é de 224km², composta pelo reservatório de Paraibuna, que tem área de 177km², interligado ao reservatório de Paraitinga, com 47km². O enchimento do reservatório de Paraibuna teve início em 08/01/1974, e o de Paraitinga, em 30/04/1976. A integração dos reservatórios ocorreu em 27/08/1976.
Os dados operacionais do reservatório de Paraibuna permitiram a reconstituição das vazões afluentes no período de 08/01/1974 a 31/12/2005.
O aproveitamento de Santa Branca está localizado a jusante da UHE Paraibuna. Seu enchimento teve início em 19/12/1959, e sua bacia drena uma área de 4.911km².
Foram feitas modificações nas vazões turbinadas com base na análise do rendimento e da produtibilidade da usina. Essas modificações permitiram corrigir as diversas ocorrências de vazões incrementais afluentes com valores negativos ou valores de rendimento e produtibilidade inconsistentes.
Os dados operacionais do reservatório de Santa Branca permitiram a reconstituição das vazões afluentes no período de 19/12/1959 a 31/12/2005.
O aproveitamento de Jaguari está localizado no rio Jaguari, afluente da margem esquerda do rio Paraíba do Sul, a jusante da UHE Santa Branca. Seu enchimento teve início em 05/12/1969, e sua bacia drena uma área de 1.310km².
A análise de consistência do reservatório Jaguari revelou que não há dados de NA do reservatório no período de 05/12/1969 a 31/07/1971.
Os dados operacionais do reservatório Jaguari permitiram a reconstituição das vazões afluentes, com exceção do período acima mencionado de 05/12/1969 a 31/07/1971. No entanto, foram utilizadas as vazões afluentes e defluentes fornecidas pelo agente para esse período.
O aproveitamento Funil tem imediatamente a montante os aproveitamentos Jaguari e Santa Branca. O enchimento do reservatório de Funil teve início em 30/10/1969, e sua bacia drena uma área de 13.457km².
A série mensal afluente à usina apresenta vazões incrementais negativas em relação à série do posto fluviométrico Queluz. Os valores negativos ocorrem em 11% dos meses comparados no período de dezembro de 1969 a dezembro de 2005, quando a série de vazões afluentes foi obtida por balanço hídrico. Foram realizadas algumas verificações, mas não foi possível eliminar esses valores negativos.
Foram observadas, também, inconsistências nos valores de vazão defluente, quando comparados com as vazões nos postos fluviométricos existentes logo a jusante da usina de Funil. A principal razão dessas inconsistências seria a curva de vazão do vertedouro do aproveitamento de Funil, que foi substituída em março de 1991, após ser constatado que a curva original do modelo reduzido estaria resultando em valores superiores aos reais. A partir dessa observação, foi elaborada a seguinte metodologia para a correção dos valores de vazão vertida da UHE Funil:
até 31/12/1974, não foi efetuada nenhuma correção, pois o posto Resende - 58250000 não tem dados disponíveis, e o posto Itatiaia - 58242000 resultaria em vazões vertidas de mesma magnitude ou até maiores que as vazões vertidas informadas;
de 1º/01/1975 a 31/12/1978, nas datas com registro de vertimento, a vazão vertida foi considerada como a vazão de Resende, corrigida por proporcionalidade entre as áreas de drenagem, subtraída da vazão turbinada;
de 1º/01/1979 a 09/05/1982, nas datas com registro de vertimento, a vazão vertida foi a vazão de Itatiaia, corrigida por proporcionalidade entre as áreas de drenagem, subtraída da vazão turbinada;
de 10/05/1982 a 28/02/1991, nas datas com registro de vertimento, a vazão vertida foi a vazão de Resende, corrigida por proporcionalidade entre as áreas de drenagem, subtraída da vazão turbinada.
Essas correções afetaram também as vazões defluentes, devido à parcela de vertimento, e, consequentemente, as vazões afluentes obtidas por balanço hídrico do reservatório, que foram recalculadas no período de 1º/01/1975 a 28/02/1991.
O enchimento do reservatório do aproveitamento Santa Cecília teve início em 1º/03/1952, e sua bacia drena uma área de 16.609km². Tem imediatamente a montante o aproveitamento de Funil.
Não há dados de NA do reservatório de Santa Cecília no período de 1º/07/1965 a 31/12/1982, nesse período, foram utilizados os dados de vazão afluente, vazão defluente e vazão bombeada informados pelo agente responsável pelo aproveitamento.
Alguns valores de vazão bombeada na estação elevatória de Santa Cecília são negativos, como aqueles apresentados nos dias 23 e 24/01/1992. De acordo com as instruções de operação, é possível, em situações excepcionais, a inversão do fluxo de bombeamento passando a descarregar a vazão por gravidade. Nos mencionados dias, o reservatório de Tócos apresentou vertimento médio de 139,1m³/s e 231,6m³/s, respectivamente, e, no dia 24/01/199,2 o reservatório de Santana teve uma descarga média de 101,2 m³/s. Para minimizar a descarga por Santana, o bombeamento de Santa Cecília foi paralisado, e o fluxo invertido, a partir de abertura de válvula, passando a descarregar por gravidade por uma unidade (com limitação, para não haver comprometimento da bomba), no Paraíba do Sul. Nos referidos casos, a vazão descarregada pelo sistema de Santa Cecília é considerada como vazão bombeada negativa.
O reservatório de Tócos foi implantado em 1913, a partir da construção da barragem no rio Piraí, no Município fluminense de Rio Claro, fazendo parte do subsistema Lajes. O reservatório de Tócos, com apenas 5,29hm³ de volume total, foi implantado com o objetivo exclusivo de derivar por gravidade as águas do rio Piraí para o reservatório de Lajes, transpondo até 25m³/s.
Embora com pouca capacidade de amortecimento, esse reservatório, que é dotado de um vertedouro de superfície livre, passou a auxiliar também no controle de cheias do rio Piraí.
O Desvio de Tócos começou a funcionar após o término da construção da barragem, através de um túnel que possui 8,5km de comprimento em rocha sã, desviando as águas para o reservatório de Lajes, no ribeirão das Lajes, componente da bacia do rio Guandu.
Em um ponto intermediário desse túnel, as águas do ribeirão Vargem são desviadas para dentro do túnel, chamado Desvio Vargem (Ralo Coletor). Na saída do túnel, existe um controle denominado Rosário, que mede a vazão defluente do túnel. Em Desvio Vargem existe uma estação fluviométrica para medir a vazão desviada do ribeirão Vargem para o túnel. Não existe medição da vazão afluente ao túnel em Tócos, essa vazão é obtida pela diferença entre o Rosário e o Desvio Vargem.
Após a consistência dos níveis e do cálculo das vazões afluentes por balanço hídrico, verificou-se a diferença entre a vazão afluente consistida e a informada, constatando-se que os valores de vazão afluente obtidos por balanço hídrico foram, na maior parte do tempo, praticamente iguais às vazões afluentes informadas.
O reservatório de Santana faz parte do subsistema Paraíba-Piraí, recebendo águas bombeadas da Usina Elevatória de Santa Cecília e os deflúvios do rio Piraí, subtraídos das vazões desviadas no túnel Tócos-Lajes. As vazões bombeadas na UEL Santa Cecília são limitadas pela capacidade de engolimento das 4 bombas instaladas, com capacidade total de 160m³/s, e pela necessidade de atendimento de uma vazão mínima para jusante no rio Paraíba do Sul de 90m³/s.
Do reservatório de Santana, as águas acumuladas são bombeadas, pela UEL Vigário, para o reservatório de Vigário (quatro bombas com capacidade total de 190m³/s), que alimenta a usina Nilo Peçanha, através de um túnel de adução. Por uma câmara de válvulas subterrânea, as águas provenientes do reservatório de Vigário podem ser desviadas para a casa de válvulas e também alimentar as unidades geradoras da usina de Fontes Nova.
Em cumprimento ao acordo realizado com a Prefeitura Municipal de Barra do Piraí, é realizado vertimento na barragem de Santana, em dias alternados, liberando 32m³/s durante 15 minutos, a fim de melhorar as condições sanitárias a jusante da barragem.
Para análise de consistência das vazões afluentes ao reservatório de Santana, não havia postos para serem utilizados como referência de montante ou jusante.
Vale ressaltar que não é adequado reconstituir as vazões naturais afluentes ao aproveitamento de Santana pelo cálculo do balanço hídrico do reservatório. A área de drenagem incremental da bacia hidrográfica do rio Piraí, entre os reservatórios Tócos e Santana, é de 527km², considerando uma vazão específica de 15 a 20L/s.km², a vazão média de longo termo esperada deve estar entre 8 e 10,5m³/s. Por sua vez, as vazões médias bombeadas pelas usinas elevatórias de Santa Cecília e Vigário são de aproximadamente 140m³/s. Dessa forma, as magnitudes das vazões incrementais do rio Piraí, entre os reservatórios Tócos e Santana, estão abaixo da precisão das vazões bombeadas nas usinas elevatórias de Santa Cecília e Vigário.
O enchimento do reservatório de Ilha dos Pombos teve início em 1º/03/1924, e sua bacia drena uma área de 32.265km². Portanto, esse aproveitamento já estava em operação ao longo de todo o período reconstituído (1931-2005).
Os dados operativos de Ilha dos Pombos apresentam falhas, que impossibilitam o balanço hídrico do reservatório, nos períodos de 1º/01/1931 a 1º/07/1933, 1º/01/1947 a 1º/05/1947, 1º/06/1947 a 30/06/1947 e de 17/11/1953 a 31/12/1982. Além dessas falhas, de acordo com informações da Light, foram identificados erros nos cálculos das vazões turbinadas após a repotencialização da usina. Assim, a partir de 28/06/1999, data de entrada da primeira máquina nova, os dados de vazão do aproveitamento de Ilha dos Pombos foram considerados inconsistentes e não foram utilizados. Com isso, dos 900 meses da série de vazões reconstituída, só é possível realizar o cálculo do balanço hídrico em 437 meses (49% dos meses). Nesses períodos com dados operativos suficientes, a série de vazões diárias afluentes à UHE Ilha dos Pombos foi analisada junto à série de vazões médias mensais no posto fluviométrico Anta G (30.572km²), que controla 94,8% da área de contribuição à usina e possui vazões consistentes de 1930 a 2005.
Na comparação desses fluviogramas, foram considerados como inconsistentes 39 meses na série de vazões calculadas para a usina. Sendo assim, nos períodos com dados operativos consistentes, 398 meses (44% dos meses), a série de vazões diárias afluentes à UHE Ilha dos Pombos foi obtida por balanço hídrico no reservatório.
Apesar das falhas e inconsistências nos dados operativos, a série de vazões afluentes informadas abrange todo o período de interesse. Buscou-se comparar o comportamento das vazões mensais afluentes, obtidas por balanço hídrico e informadas (janeiro de 1931 a dezembro de 2005). Em alguns períodos, a série informada apresenta valores semelhantes aos obtidos pelo balanço hídrico, conforme esperado, no entanto, em vários meses, ocorre uma diferença significativa entre os dois valores, dificultando a adoção da série de vazões informada nos períodos sem outros dados operativos.