Sistema de suporte à decisão espacial aplicado à análise da vulnerabilidade dos recursos hídricos na bacia Guapi-Macacu / RJ.

No contexto do planejamento e gestão dos recursos hídricos em bacias hidrográficas, é crescente a demanda por informações consistentes relativas ao estado do ambiente e pressões ambientais de forma integrada, para que possam informar à população e subsidiar atividades do setor público e privado. Essa demanda pode ser satisfeita com a modelagem e integração em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), com propriedades e funções de processamento que permitem sua utilização em ambiente integrado. Desta forma, neste trabalho é apresentada uma metodologia para a avaliação muticriterial dos recursos hídricos de bacias hidrográficas, que vai desde a seleção de indicadores e definição dos pesos, até a execução de avaliações e espacialização de resultados. Esta metodologia é composta por duas fases: avaliação da vulnerabilidade dos recursos hídricos de uma bacia hidrográfica a partir do uso de sistemas de suporte à decisão espacial, e, avaliação da qualidade das águas através da adaptação de um Índice de Qualidade das Águas. Foi adotada uma base de conhecimento, sistemas de suporte à decisão, SIG e uma ferramenta computacional que integra estes resultados permitindo a geração de análises com cenários da vulnerabilidade dos recursos hídricos. Em paralelo, a qualidade das águas das sub-bacias hidrográficas foi obtida a partir da adaptação do cálculo do Índice de Qualidade das águas proposto pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB) e aplicação do Índice de Toxidez. Os resultados mostraram sub-bacias com seus recursos hídricos mais ou menos vulneráveis, bem como sub-bacias com toxidez acima da legislação. A avaliação integrada entre áreas mais vulneráveis e que apresentam menor qualidade e/ou maior toxidez poderá nortear a tomada de decisão e projetos visando a conservação dos recursos hídricos em bacias hidrográficas.

Informe de la Reunión de Expertos sobre Capacitación en Materia de Gestión de Proyectos y Sistemas de Recursos Hídricos = Report of the Expert Meeting on Training in the Management of Water Resources Projects and Systems

Presenta la organización y resumen de los debates de la reunión que tuvo como objetivo discutir los resultados de los estudios de casos sobre oferta y demanda de capacitación en materia de gestión de proyectos y sistemas de recursos hídricos en algunos países de la región.

Propuesta metodológica para la identificación de medidas de adaptación al cambio climático en sistemas de recursos hídricos

Esta tesis realiza una contribución metodológica en el estudio de medidas de adaptación potencialmente adecuadas a largo plazo, donde los sistemas de recursos hídricos experimentan fuertes presiones debido a los efectos del cambio climático. Esta metodología integra el análisis físico del sistema, basándose en el uso de indicadores que valoran el comportamiento de éste, y el análisis económico mediante el uso del valor del agua. El procedimiento metodológico inicia con la construcción de un conjunto de escenarios futuros, que capturan por un lado las características de variabilidad de las aportaciones de diversos modelos climáticos y, por otro, las características hidrológicas de la zona de estudio. Las zonas de estudio seleccionadas fueron las cuencas del Guadalquivir, Duero y Ebro y se utilizaron como datos observados las series de escorrentía en régimen natural estimadas por el modelo SIMPA que está calibrado en la totalidad del territorio español. Estas series observadas corresponden al periodo 1961-1990. Los escenarios futuros construidos representan el periodo 2071-2100. La identificación de medidas de adaptación se apoyó en el uso de indicadores que sean capaces de caracterizar el comportamiento de un sistema de recursos hídricos frente a los efectos del cambio climático. Para ello se seleccionaron los indicadores de calidad de servicio (I1) y de confiabilidad de la demanda (I2) propuestos por Martin-Carrasco et al. (2012). Estos indicadores valoran el comportamiento de un sistema mediante la identificación de los problemas de escasez de agua que presente, y requieren para su cuantificación el uso de un modelo de optimización. Para este estudio se ha trabajado con el modelo de optimización OPTIGES. La determinación de estos indicadores fue realizada para análisis a corto plazo donde los efectos del cambio climático no son de relevancia, por lo que fue necesario analizar su capacidad para ser usados en sistemas afectados por dichos efectos. Para este análisis se seleccionaron tres cuencas españolas: Guadalquivir, Duero y Ebro, determinándose que I2 no es adecuado para este tipo de escenarios. Por ello se propuso un nuevo indicador “Indicador de calidad de servicio bajo cambio climático” (I2p) que mantiene los mismos criterios de valoración que I2 pero que responde mejor bajo fuertes reducciones de aportaciones producto del cambio climático. La metodología propuesta para la identificación de medidas de adaptación se basa en un proceso iterativo en el cual se van afectando diversos elementos que conforman el esquema del sistema bajo acciones de gestión previamente identificadas, hasta llegar a un comportamiento óptimo dado por el gestor. Las mejoras de estas afectaciones son cuantificadas mediante los indicadores I1 e I2p, y de este conjunto de valores se selecciona la que se acerca más al comportamiento óptimo. Debido a la extensa cantidad de información manejada en este análisis, se desarrolló una herramienta de cálculo automatizada en Matlab. El proceso seguido por esta herramienta es: (i) Ejecución del modelo OPTIGES para las diferentes modificaciones por acciones de gestión; (ii) Cálculo de los valores de I1 e I2p para cada una de estas afectaciones; y (iii) Selección de la mejor opción. Este proceso se repite hasta llegar al comportamiento óptimo buscado, permitiendo la identificación de las medidas de adaptación mas adecuadas. La aplicación de la metodología para la identificación de medidas de adaptación se realizó en la cuenca del Guadalquivir, por ser de las tres cuencas analizadas bajo los indicadores I1 e I2p la que presenta los problemas más serios de escasez de agua. Para la identificación de medidas de adaptación se analizaron dos acciones de gestión: 1) incremento de los volúmenes de regulación y 2) reducción de las demandas de riego, primero bajo la valoración del comportamiento físico del sistema (análisis de sensibilidad) permitiendo identificar que la primera acción de gestión no genera cambios importantes en el comportamiento del sistema, que si se presentan bajo la segunda acción. Posteriormente, con la acción que genera cambios importantes en el comportamiento del sistema (segunda acción) se identificaron las medidas de adaptación más adecuadas, mediante el análisis físico y económico del sistema. Se concluyó que en la cuenca del Guadalquivir, la acción de reducción de las demandas de riego permite minimizar e incluso eliminar los problemas de escasez de agua que se presentarían a futuro bajo diferentes proyecciones hidrológicas, aunque estas mejoras implicarían fuertes reducciones en dichas demandas. Siendo las demandas más afectadas aquellas ubicadas en cabecera de cuenca. Los criterios para la reducción de las demandas se encuentran en función de las productividades y garantías con las que son atendidas dichas demandas. This thesis makes a methodological contribution to the study of potentially suitable adaptation measures in the long term, where water resource systems undergo strong pressure due to the effects of climate change. This methodology integrates the physical analysis of the system, by the use of indicators which assess its behavior, and the economic analysis by the use of the value of water. The methodological procedure begins with the building of a set of future scenarios that capture, by one hand, the characteristics and variability of the streamflow of various climate models and, on the other hand, the hydrological characteristics of the study area. The study areas chosen were the Guadalquivir, Ebro and Duero basins, and as observed data where used runoff series in natural regimen estimated by the SIMPA model, which is calibrated in the whole Spanish territory. The observed series are for the 1961-1990 period. The future scenarios built represent the 2071-2100 periods. The identification of adaptation measures relied on the use of indicators that were able of characterize the behavior of one water resource system facing the effects of climate change. Because of that, the Demand Satisfaction Index (I1) and the Demand Reliability Index (I2) proposed by Martin-Carrasco et al. (2012) were selected. These indicators assess the behavior of a system by identifying the water scarcity problems that it presents, and require in order to be quantified the use of one optimization model. For this study the OPTIGES optimization model has been used. The determination of the indicators was made for the short-term analysis where the climates change effect are not relevant, so it was necessary to analyze their capability to be used in systems affected by those these. For this analysis three Spanish basins were selected: Guadalquivir, Duero and Ebro. It was determined that the indicator I2 is not suitable for this type of scenario. It was proposed a new indicator called “Demand Reliability Index under climate change” (I2p), which keeps the same assessment criteria than I2, but responsive under heavy reductions of streamflow due to climate change. The proposed methodology for identifying adaptation measures is based on an iterative process, in which the different elements of the system´s schema are affected by previously defined management actions, until reach an optimal behavior given by the manager. The improvements of affectations are measured by indicators I1 e I2p, and from this set of values it is selected the affectation that is closer to the optimal behavior. Due to the large amount of information managed in this analysis, it was developed an automatic calculation tool in Matlab. The process followed by this tool is: Firstly, it executes the OPTIGES model for the different modifications by management actions; secondly, it calculates the values of I1 e I2p for each of these affectations; and finally it chooses the best option. This process is performed for the different iterations that are required until reach the optimal behavior, allowing to identify the most appropriate adaptation measured. The application of the methodology for the identification of adaptation measures was conducted in the Guadalquivir basin, due to this was from the three basins analyzed under the indicators I1 e I2p, which presents the most serious problems of water scarcity. For the identification of adaptation measures there were analyzed two management actions: 1) To increase the regulation volumes, and 2) to reduce the irrigation demands, first under the assessment of the physical behavior of the system (sensibility analysis), allowing to identify that the first management action does not generate significant changes in the system´s behavior, which there are present under the second management action. Afterwards, with the management action that generates significant changes in the system´s behavior (second management action), there were identified the most adequate adaptation measures, through the physical and economic analysis of the system. It was concluded that in the Guadalquivir basin, the action of reduction of irrigation demands allows to minimize or even eliminate the water scarcity problems that could exist in the future under different hydrologic projections, although this improvements should involve strong reductions of the irrigation demands. Being the most affected demands those located in basins head. The criteria for reducing the demands are based on the productivities and reliabilities with which such demands are meet.

ANÁLISE DA DISTRIBUIÇÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO AÇUDE ORÓS: BACIA HIDROGRÁFICA DO JAGUARIBE/CE - BRASIL

A bacia hidrográfica do rio Jaguaribe está situada em sua grande parte a sudoeste do Estado do Ceará, com uma pequena parcela a noroeste do Estado de Pernambuco. As nascentes do rio que nomeiam esta bacia localizam-se na Serra da Joaninha, município de Tauá, possuindo um padrão dendrítico do tipo exorréica, onde deságua no Oceano Atlântico, na cidade de Fortim, com uma extensão aproximada de 610 km. O açude Orós está inserido no médio curso da bacia hidrográfica Jaguaribana, onde o mesmo foi construído para suprir o déficit hídrico estadual. O objetivo do estudo é analisar a distribuição hídrica do açude Orós na região Jaguaribana, tomando enfoque nas necessidades de cada município assistido. A metodologia consiste em análise bibliográfica, cartográfica e pesquisa de campo. Pode-se constatar a importância do Comitê de Bacias Hidrográficas na administração dos recursos hídricos na área pesquisada, interferindo nos aspectos ambientais e socioeconômicos da região.

Avaliação de conflitos de usos múltiplos de água na bacia hidrográfica do Rio Jaguari - SP, através de simulação computacional

No gerenciamento de recursos hídricos, a bacia hidrográfica é considerada a unidade natural de gestão. Suas características físicas definem um espaço onde a água converge para uma saída comum. O desenvolvimento integrado de uma bacia, bem como os possíveis conflitos ocasionados por demandas concorrentes do mesmo recurso, devem ser administrados respeitando esse conceito de unidade. No caso específico da bacia hidrográfica do Rio Jaguari, existe uma crescente preocupação relacionada aos usos múltiplos da água superficial. O rio Jaguari, importante afluente do Paraíba do Sul no estado de São Paulo, tem suas águas represadas para geração de energia elétrica e regularização de vazões. Nos últimos anos, tem-se constatado um crescente rebaixamento dos níveis operacionais da represa do Jaguari. Segundo estudos da sociedade civil organizada local, a tendência é de esgotamento do reservatório em poucos anos. Este trabalho aborda a questão do rebaixamento dos níveis de Jaguari através da aplicação do software DHI Mike Basin 2000. Trata-se de um simulador genérico para sistemas de recursos hídricos, de ampla aplicação. A bacia do Jaguari é representada em um modelo matemático e são simulados quatro cenários distintos de usos de água na bacia. Verifica-se que o problema é real e requer uma intervenção multi-institucional para ser solucionado.

Simulação da oferta e demanda de recursos hídricos nas bacias dos rios piracicaba, capivarí e jundiaí: Uma análise em dinâmica de sistemas

A dynamic systems water resources simulation model was developed as a tool to help to analyze water resources management alternatives for the Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Water Basins (BH-PCJ). Different politics policy were simulated for 40-year. The model estimates water supply and demand, as well as contamination load from several consumers. Six runs were performed using average precipitation value, changing water supply and demand, and different volumes diverted from BH-PCJ to BH-Alto Tietê For the Business as Usual, the Sustainability Index went from 0.41 in 2010 to 0.22 by 2050; the Water Use Index changed from 80.7% in 2010, to 125.5% by 2050; and the Falkenmark Index changed from 1,302 m 3 person -1 year -1 in 2010 to 774 m 3 P -1 year -1 by 2050. It was noticed that sanitation is one of the biggest concerns in the near future at PCJ River Basin.

Aplicação de sistemas de informações geográficas e, gestão de recursos hídricos subterrâneos

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Planejamento da recomposição florestal pela análise multicriterial na sub-bacia do córrego do descalvado visando a conservação de recursos hídricos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Geotecnologias para a análise da bacia hidrográfica do Córrego Wenzel - Rio Claro/SP: proposta de gestão de recursos hídricos

The expansion of urban in medium-sized citie, increase the importance of action planning and management of natural resources, among which water is the most important. Such action should include the integration of physical and man-made elements involved. In this context, it becomesimportant for watershed analysis and the use of geotecnologies. Thus, the objective was to demonstrate the contribution of the geo, as a tool for managing a river basin, allowing the integration of physical data and the analysis of anthropogenic environmental scenarios in urban areas. The area chosen, the basin of the Wenzel, is located in Rio Claro / SP, a city whose urbanization process has been intense and continuous. Thematic maps were generated from the physical environment: soil, slope and geological, as well as maps of land use. With regard to land use maps, these were drawn from the visual interpretation of material aerophotogrammetric, considering the years 1995 and 2010, performing an evolutionary analysis. It was observed that the area presents small variation in the physical and structural aspects, with lithological and geomorphological formation favoring the occurrence of floods, erosion and siltation. These processes are accelerated by the forms of land use, with intense urbanization during the period between 1995 and 2010, and poor preservation of permanent preservation areasand. In the floodplain areas there is a high waste disposal is the most notable environmental problem

Análise automática de Outorga de recursos hídricos para irrigação.

Este trabalho apresenta este módulo, cujo objetivo é auxiliar a ANA na tomada de decisões de forma prática por meio da Web e reduzir o tempo para análise de outorga para irrigação.

Interfaces de modelos ambientais e sistemas de informação geográfica para gestão territorial da contaminação de recursos hídricos .

A presente publicação descreve alguns modelos capazes de simular o comportamento e o destino de agrotóxicos e outros contaminantes, e destaca como esses modelos podem ser mais efetivos quando agrega-se, a eles, a capacidade de lidar com a dimensão espacial.

População, prospectiva e gestão dos recursos hídricos: uma metodologia de informação geográfica para o apoio à decisão

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Geografia e Planeamento Regional, área da Detecção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Proteção dos recursos hídricos de areas urbanas em crescimento : avaliação multi-critérios em sistemas de informações geográficas

Urbanization is one of the greatest manifestations of human activities. Nowadays, world’s explosive urbanization and the problems connected with it pose an important social question. Unbridled urbanization has an expressive tendency to cause dramatic problems, especially on the water resources in terms of quantitative and qualitative changes. Sheltered in a policy delimited in master plan, the planning of the city must incorporate – according to local realities and its particularities –appropriate patterns of landscape in order to achieve sustainable development. The current article aims to establish which zones in Porto Alegre city are more suitable for urbanization. It uses a Multi Criteria Evaluation process in a geographical information systems environment, taking into account human and natural factors and the current Master Plan for the city, with a focus on water resources.

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.