Stochastic Assessment Of Environmental Flows In Semiarid Environments

The regimen of environmental flows (EF) must be included as terms of environmental demand in the management of water resources. Even though there are numerous methods for the computation of EF, the criteria applied at different steps in the calculation process are quite subjective whereas the results are fixed values that must be meet by water planners. This study presents a friendly-user tool for the assessment of the probability of compliance of a certain EF scenario with the natural regimen in a semiarid area in southern Spain. 250 replications of a 25-yr period of different hydrological variables (rainfall, minimum and maximum flows, ...) were obtained at the study site from the combination of Monte Carlo technique and local hydrological relationships. Several assumptions are made such as the independence of annual rainfall from year to year and the variability of occurrence of the meteorological agents, mainly precipitation as the main source of uncertainty. Inputs to the tool are easily selected from a first menu and comprise measured rainfall data, EF values and the hydrological relationships for at least a 20-yr period. The outputs are the probabilities of compliance of the different components of the EF for the study period. From this, local optimization can be applied to establish EF components with a certain level of compliance in the study period. Different options for graphic output and analysis of results are included in terms of graphs and tables in several formats. This methodology turned out to be a useful tool for the implementation of an uncertainty analysis within the scope of environmental flows in water management and allowed the simulation of the impacts of several water resource development scenarios in the study site.

Evaluating And Optimizing Sustainable Drainage Design To Maximize Multiple Benefits: Case Studies In China

In the past, the focus of drainage design was on sizing pipes and storages in order to provide sufficient network capacity. This traditional approach, together with computer software and technical guidance, had been successful for many years. However, due to rapid population growth and urbanisation, the requirements of a “good” drainage design have also changed significantly. In addition to water management, other aspects such as environmental impacts, amenity values and carbon footprint have to be considered during the design process. Going forward, we need to address the key sustainability issues carefully and practically. The key challenge of moving from simple objectives (e.g. capacity and costs) to complicated objectives (e.g. capacity, flood risk, environment, amenity etc) is the difficulty to strike a balance between various objectives and to justify potential benefits and compromises. In order to assist decision makers, we developed a new decision support system for drainage design. The system consists of two main components – a multi-criteria evaluation framework for drainage systems and a multi-objective optimisation tool. The evaluation framework is used for the quantification of performance, life-cycle costs and benefits of different drainage systems. The optimisation tool can search for feasible combinations of design parameters such as the sizes, order and type of drainage components that maximise multiple benefits. In this paper, we will discuss real-world application of the decision support system. A number of case studies have been developed based on recent drainage projects in China. We will use the case studies to illustrate how the evaluation framework highlights and compares the pros and cons of various design options. We will also discuss how the design parameters can be optimised based on the preferences of decision makers. The work described here is the output of an EngD project funded by EPSRC and XP Solutions.

A Study On The Flow Characteristics Influenced By Hydraulic Structure At A Channel Junction

Natural riversare consisting of various networks as junction andstreams. And sediment and erosion are occurred by specific stream condition. When flood season,large discharge flew in the river and river bed changed by high flow velocity. Especially junction area’s flow characteristics are very complex. The purpose of this study is to analyze the flow characteristics in channel junction, which are most influenced by large discharge like flooding and input water from tributary. We investigate the flow characteristics by using hydrodynamics and transport module in MIKE 3 FM. MIKE 3 FM model was helpful tool to analysis 3D hydrodynamics, erosion and sediment effect from channel bed. We analyze flow characteristics at channel junction. Also we consider hydraulic structures like a bridge pier which is influencing flow characteristics like a flow velocity, water level, erosion and scour depth in channel bed. In the model, we controlled discharge condition according to Froude Number and reflect various grain diameter size and flow ratio change in main stream and tributary. In the result, flow velocity, water level, erosion and sediment depth are analyzed. Additionally, we suggest a these result relationship with equations. This study will help the understand flow characteristics and influence of hydraulic structure in channel junction. Acknowledgments This research was supported by a grant (12-TI-C01) from Advanced Water Management Research Program funded by Ministry of Land, Infrastructure and Transport of Korean government.

Informação, participação e cobrança pelo uso da água: um relato do processo no comitê para integração da bacia do rio Paraíba do Sul

Esta dissertação relata o uso da informação no processo decisório havido na bacia do rio Paraíba do Sul em torno da implementação da cobrança pelo uso da água bruta,instituída pela Política Nacional de Recursos Hídricos. De grande importância no cenárionacional essa bacia hidrográfica foi escolhida como foco de estudo por se tratar de umaexperiência pioneira de implementação de um Sistema de Gestão de Recursos Hídricosem rios de domínio da União, tendo como pano de fundo a complexidade do federalismobrasileiro e a falta de tradição em processos participativos para tomada de decisão nestecampo. O estudo mostra, ainda, como a cobrança pelo uso da água foi um fator deaglutinação dos atores da bacia, como o capital social acumulado foi fundamental para oprocesso de negociação, e finalmente, como o uso da informação técnica, ao contráriodo que se imaginava, proporcionou avanços significativos na metodologia e critériospropostos para implementação desse importante instrumento de gestão das águas.

Sistemas de informações sobre recursos hídricos e a dupla dominialidade das águas: o caso da integração do sistema nacional e dos sistemas estaduais de recursos hídricos na Bacia do Rio Paraíba do Sul

The National Water Management Policy was defined by Law 9.433/97 (Water Act), establishing the hydrographic basin as the management unity, independently of geographic limits and respective federal organisms. Nevertheless, water management entities and instruments are directly associated to different federal entities located within the same basin, and depend on them for being effective. The absence of law mechanisms that conciliate the various requisitions of federal organisms located in the same basin is a challenge still without brazilian law support. This study describes the integration process of information systems in Paraíba do Sul river basin. It also emphasizes integration restrictions of these systems, the cooperation level and the instruments used by the various actors and federal organisms in order to meet National Water Management Policy objectives. The management instrument Water Management Information System is presented as an important component that helps the stakeholders decision making process involved in water management, respecting federalism and the water domains defined in the brazilian constitution, and according to the policy established in the Water Act. In theoretical aspects, this work presents the basic concepts of National Water Management Policy institutional arrangement, considering the network aspects in public policy, the limits imposed by federalism and the way that the water domains is defined in the brazilian constitution and according to the brazilian Water Act. Besides, it identifies the most significant questions related with information systems implementation in public administration and water management. It also illustrates how cooperative federalism and information systems may create conditions that do guarantee the National Water Management Policy management instruments operationality within a hydrographic basin. The action research method was used to develop the research and the selected entity was the Fundação Superintendência Estadual de Rios e Lagoas (Serla). Serla was the water management entity in Rio de Janeiro state, at the research beginning. Others methods as bibliographic and documentary research were also used, aiming to describe the hydrographic basin, as well as the processes and systems concerned with the implementation of the National Water Management Policy in Paraíba do Sul basin.

A responsabilidade do município no uso racional da água: possibilidade de inovação e gestão por desempenho

A água é um bem escasso, com demanda crescente tanto pelo crescimento das populações como pelo maior uso da água pelos novos processos e produtos impostos pelos padrões de conforto e bem estar da vida moderna e na produção de alimentos. Ao mesmo tempo em que aumenta a demanda de água,com seus usos múltiplos, a sua qualidade vem diminuindo pela degradação ambiental. Ouso racional da água deve ser tratado comointeresse público que se traduz na busca sistemática de diminuição dos desperdícios de água. No Brasil existem políticas públicasfederais que incluem esta preocupação, mas que devem ser aprimoradas, pois não exigem uma gestão por desempenho dos operadores dos sistemas de água. O governo local, municipal, tem dupla responsabilidade: como produtor de água, via sistemas públicos de águaecomo grande consumidor, através da rede de sistemas prediais públicos. A gestão dos desperdícios de água é focadono incentivo à cultura da medição, na prática do Balanço Hídrico dos sistemas de água, na gestão do consumo descentralizado nas unidades públicas consumidoras, e incentivos motivacionais para o melhor uso, com ênfase na transparência das informações.

Integração de modelos espaciais e temporais para predições de níveis freáticos extremos

O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço‑temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos - muito profundos ou muito superficiais - e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.

O princípio constitucional da eficiência aplicado à outorga e à cobrança da água produzida na exploração petrolífera

Water production is unavoidable during a petrol well s lifetime. The amount of produced water associated with oil varies a lot. It can reach values which account to 50% in volume up to nearly 100%, at the end of the well s economic life. It could be verified that, once the water reaches the productive wells, there must be a management of this produced water. Its destiny is defined after a precise study, after which the best option is chosen between relieving it into the environment, re-injecting it into the producing container or disposing it into non-producing formations. Whichever option is made by the involved professionals, after the necessary analysis, it shall consider, besides the technical and economical aspects, also the alternatives which entail less environmental impact. The purpose of the present research is to conduct a study about the application of the constitutional principle of efficiency on the instruments worked out by the public administration on water management, specifically the water use licence and charging for the use in the management of water resources applicable to water production at the petrol wells. In this attempt, before entering the proper approach of the efficiency of the mentioned instruments, it was necessary not only bring to light the doctrinal perception about the constitutional principle of administrative efficiency, but also make some considerations concerning to the structure of the national water resources management, set by the Federal Constitution (1988) and the federal legislation (9433/97)

Manejo da irrigação na cultura do feijoeiro em sistemas plantio direto e convencional

O manejo inadequado do solo e da água é limitante à produtividade do feijoeiro irrigado. O objetivo deste trabalho foi avaliar dois métodos de manejo da irrigação, um via solo (tensiometria) e outro via clima (tanque Classe A), conjugados com os sistemas plantio direto e convencional de manejo do solo com a cultura do feijoeiro de inverno, no segundo ano de plantio direto, em Jaboticabal - SP. Foi medido o potencial mátrico do solo e estimada a variação diária do armazenamento de água no solo, na camada de 0 a 0,40 m de profundidade, e avaliados os componentes de produtividade, além de determinadas a evapotranspiração real média e a eficiência média de uso de água pela cultura. O sistema de preparo convencional do solo com manejo de irrigação pelo tanque Classe A proporcionou maior produtividade de grãos, evapotranspiração média e eficiência de uso de água pela cultura, seguido pelo plantio direto com manejo de irrigação por tensiometria e por tanque Classe A. O sistema plantio direto foi menos suscetível às variações hídricas no solo decorrentes dos manejos de irrigação empregados do que o sistema de preparo convencional, resultando em menor variação na produtividade de grãos.

Efeito de diferentes períodos de irrigação no desenvolvimento, produção e qualidade de sementes na cultura do milho (Zea mays L.)

O presente trabalho foi realizado em área demonstrativa de irrigação do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, da Universidade Estadual Paulista (FCAV/UNESP), Jaboticabal - SP, tendo como objetivo avaliar os efeitos da deficiência hídrica no desenvolvimento da planta, na produção e na qualidade fisiológica de sementes da cultura do milho (Zea mays L.). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com os tratamentos em esquema fatorial 2 x 3, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram da utilização de sementes de milho híbrido BR201 e DINA-70, com três períodos de irrigação: 1) durante todo o ciclo; 2) após o período vegetativo (após a emissão da 12ª folha), e 3) até 20 dias após o florescimento (antes do período de enchimento dos grãos). Concluiu-se que a deficiência hídrica durante o período vegetativo (irrigação após a emissão da 12ª folha) foi a mais prejudicial à cultura e à produção; essa deficiência hídrica não afetou a qualidade fisiológica das sementes produzidas, e o híbrido DINA-70 apresentou melhores resultados para os parâmetros fisiológicos e de produção que o híbrido BR201.

Test of a microlysimeter for measurement of soil evaporation

A quantificação da evaporação do solo é requerida em estudos de balanço hídrico de culturas e em aplicações que visam a aumentar a eficiência do uso da água pelos cultivos. O objetivo deste trabalho foi testar um modelo de microlisímetro (ML) para medir a evaporação do solo em condições irrigada e não irrigada. Os MLs foram construídos utilizando tubos de PVC rígido, medindo 100 mm de diâmetro interno, 150 mm de profundidade e 2,5 mm de espessura da parede. Quatro MLs foram assentados sobre a superfície de dois lisímetros de pesagem de alta precisão conduzidos com solo nu, previamente instalados no Iapar, em Londrina-PR. Os lisímetros tinham dimensões de 1,4 m de largura, 1,9 m de comprimento e 1,3 m de profundidade, e estavam sendo conduzidos com e sem irrigação. A evaporação medida nos MLs (E ML) foi comparada com a medida nos lisímetros (E L), durante quatro períodos do ano. As diferenças entre E ML e E L foram mínimas para condições de baixa e elevada demanda atmosférica, e também para condições de solo irrigado ou não irrigado, indicado que o modelo de ML testado neste trabalho é adequado para medir a evaporação do solo.

Grapevine root distribution in drip and microsprinkler irrigation

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise de crescimento do crisântemo de vaso, cultivar Puritan, irrigado em diferentes tensões de água em ambiente protegido

A irrigação é prática fundamental para o cultivo de crisântemo, porém seu manejo adequado tem sido negligenciado pelos produtores, resultando em prejuízos no crescimento vegetal e conseqüentes decréscimos na produtividade e na qualidade do produto final. Para melhorar a representatividade dos dados obtidos, o experimento foi desenvolvido na propriedade de um produtor tradicional, no Distrito de Holambra II, município de Paranapanema-SP (23º4'S e 49º00'W). O objetivo principal do trabalho foi identificar a tensão de água no substrato (potencial matricial) que resultasse em melhor crescimento e desenvolvimento do crisântemo em vaso, cultivar Puritan. Os tratamentos foram definidos por seis níveis de tensão de água no substrato: -2, -3, -4,- 6,-10 e -30 kPa. Conclui-se, que a melhor qualidade do crisântemo em vaso foi obtida nos potenciais de água no substrato de -2, -6 e -10 kPa e que a tensão de -30 kPa, embora tenha levado à redução na qualidade comercial do crisântemo, resultou em maior durabilidade pós- colheita.

Estresse hídrico em plantio de Eucalyptus grandis vs. Eucalyptus urophylla, em função do solo, substrato e manejo hídrico de viveiro

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chemical and physical attributes of two substratum for eucalypt seedling production

This work evaluated the viability of one commercial substrate with pinus bark, vermiculite and 30% of coconut fiber for Eucalyptus grandis seedlings production under different water management: 6, 8, 10, 12 e 14 mm day(-1). In relation to the substrates, it was evaluated, before and after the seedlings production, the total content of carbon, nitrogen and organic substances, pH and EC of the extract, the content of macronutrients (P, K, Ca, S, Mg) and macronutrients (B, Fe, Mn, Cu, Zn), as well as total porosity, density and water retention. It was evaluated the macro and mcronutrients accumulation in the roots and in the aerial part of the seedlings, 105 days after sowing. It was concluded that the substrates presented some distinct properties of those cited as ideal for production in containers with irrigation and fertilization. At the end of the production process, both substrates registered nutrient content little influenced by water management what would guarantee the initial development of the plants in the field.