1

Água: Uma visão multidisciplinar da alocação entre os múltiplos

usos

Água: Uma visão multidisciplinar da alocação entre os múltiplos

usos

Wilson Fadlo Curi

Outubro 2008

U F C GGRUPO DE PESQUISA

GRUPO DE OTIMIZAÇÃO TOTAL DA ÁGUAwww.gota.eng.brwww.rioss.com

COORDENADORESProf. Dr. Wilson Fadlo Curi

Prof. Dra. Rosires Catão Curi

Wilson F. Curi

UFCG

NOSSO SITE

Wilson F. Curi

UFCG Principais linhas de pesquisa

�Planejamento integrado de sistemas de recursos hídricos(com uso de sistemas de informação e de métodos de simulação e otimização multiobjetivo)– Operação de reservatórios– Demandas (múltiplos usos)

• Abastecimento humano e animal• Agricultura irrigada• Piscicultura• Geração de energia, • Recreação e turismo, • Ecológicas, etc.

– Qualidade da água– Operação de sistemas de abastecimento de água, – Outorga, cobrança, análises de risco, etc.

Wilson F. Curi

UFCG

2

PÓS-DOCsDr. Alcigeimes Batista CelesteDr. Cicero A. Granjeiro LimaDOUTORESDr. Andrea Carla LimaDr. Dayse Luna BarbosaDr. Cicero Aurelio Granjeiro LimaDr. Paulo Romero SerranoDr. Adalberto AragãoDOUTORANDOSMSc. Rosinete Batista dos SantosMSc. Valterlin da Silva SantosMSc. Allan Sarmento VieiraMSc. Vladimir Costa AlencarMSc. José Carlos MotaMSc. Guttemberg da Silva SilvinoMSc. Francisco Antonio Neto

MESTRESMSc. Dayse Luna BarbosaMSc. Rosinete Batista dos SantosMSc. Roberta Lima BarbosaMSc. Talita Gabrielle AragãoMSc. Francisco FonsecaMSc. Valterlin da Silva SantosMSc. Allan Sarmento VieiraMSc. Mosefran Barbosa MacedoMSc. Alcidney Batista CelesteMSc. Gabriela Coelho PedreiraMSc. Carlos André Barbosa da SilvaMSc. Djalena Marques de MeloMSc. Sérgio Roberto Alves FariaMSc. Aldo Sidney Oliv. AlbuquerqueMSc. José Florentino Porto Jr.MSc. Marcia Araujo de AlmeidaMSc. Paulo Romero G. S. AndradeMSc. Maria Betania de OliveiraMSc. Eunice Porto CâmaraMSc. Kleber Teodomiro FormigaMSc. Raimundo Gluber Lima CunhaMSc. Rosana Cavalcanti Araujo SilvaMSc. Eduardo Felipe Correia Oliveira

MESTRANDOSEng. Nilton Cesar da SilvaEng. Daniela da Silva SantosEng. Eduardo VitorinoEng. Samea Valenska AlvesEng. Wendel Silva Cabral

INICIAÇÃO CIENTÍFICANilton Cesar da SilvaRoberta Lima BarbosaThiago da Silva AlmeidaMosefran B. Macedo FirminoAlcidney Batista CelesteSebastião Simão da SilvaAiruska Kelly Bernardo NobregaSoraya Gomes NascimentoPatrícia Cordeiro de AraujoWillo Herbert Pontes PinheiroJosé Carlos Cavalcanti da SilvaFrancisco Wellber Lucena CabralDanielson Vieira de AraujoRonnie Santiago LoureiroManoel Henrique N. MarinhoEstacio Tavares Wanderley NetoAlessandro A. C. SáMarcio GamaSergio Porto CarneiroValderi Romão da SilvaWathenaida Patricio SantosJosé Moura SoaresAlcigeimes Batista Celeste

Formação de Recursos HumanosWilson F. Curi

UFCG

Necessidade de planejamentoUso de recursos hídricos

Oferta-Demanda(água em quantidade

e qualidade)

>0

Conflito de usose objetivos(sazonal ou permanente)

Como (re)distribuirou usar a água?

<0

Tem que ser do GERAL para o

PARTICULAR(integrado)

Pode ser do PARTICULAR para

o GERAL

GestãoDinâmico no tempo e no espaço

Situação de escassez

Planejamentoe Gerenciamento(viabilidade técnica, econômica, política,ambiental, alcance

social, etc.)

Wilson F. Curi

UFCG

EXEMPLO:Ceará

PEIXE

ALTO PIRANHAS

PIANCÓ

Pernambuco

ESPINHARAS

MÉDIO PIRANHAS

ALTO PARAÍBA

SERIDO

SERIDO

JACU

Rio Grande Norte

TAPEROÁ

CURIMATAU

MAMANGUAPE

Pernambuco

MÉDIO PARAÍBA

OceanoAtlântico

GRAMAME

MIRIRI

CAMARATUBA

BAIXO PARAÍBA

7°30'

6°30'

7°00'

8°00'

6°00'

38°30' 38°00' 37°30' 37°00' 36°30' 36°00' 35°30' 35°00'

LEGENDA:

Reservatório

Localização do perímetro

Rede de drenagem

Sede dos municípios

Limites das baciashidrigráficas

Coremas/Mãe D'Água

6°30'

7°30'

7°00'

6°00'

38°30' 38°00' 37°30' 37°00'

ALTO PIRANHAS

CearáPEÍXE

Perímetro

Rio Grande doNorte

AparecidaSousa

PIANCÓ

Pernambuco

MÉDIO PIRANHAS

ESPINHARAS

Perímetro irrigado de Sousa - PB

Nordeste do Brasil na Região Semi-árida

Wilson F. Curi

UFCG

Perímetro irrigado de Sousa:

Est. Elevatória Adutora Res.Superior p/perimetro Canal da Redenção

Reserv.inferior e Casa de MáquinasVista do perímetro a ser irrigado

Wilson F. Curi

UFCG

3

O Perímetro

- área total de 13.560 ha, 10.330 ha de terras irrigáveis e 4.880 ha terras tipo II e III- lotes: 25 empresariais (50 a 300ha), 42 p/ agrônomos, 98 p/técnicos e 141 p/colonos- solos com diferentes profundidades, drenagem e aptidão agrícola- vazão máxima de chegada: 4 m3/s (Canal da Redenção de 37 Km)- PROBLEMA: maximizar benefícios (e.g. receita líquida) com a escolha de

• tipos de culturas e áreas• sistemas de irrigação e bombeamento

Dados do perímetro:•Área total mensal•Dados Precipitação e Evaporação•Unidades de produção

•Cota•Área máxima

Dados das culturas•Plano cultural•Coeficiente de cultivo•Produtividade•Custo de produção•Preço de venda•Áreas máximas e mínimas•Taxas financeiras•Dependência da qualidade água•Sistemas irrigação/bombeamento

•Requer. sucção e recalque•Eficiências•Requerimentos financeiros

3sd

4sd

2sd

3sd

3s

3sd

3sd

3sd

2s

4sd

2s

4sd

3s

3sd

2s

3sd

2s

4sd

2s

2s 3sd

2s

2s 2sd

3sd

3sd

2sd

4sd

3sd

2s

3sd

4sd

2sd

4sd

6std

3sd

3sd

2s3sd

2sd4sd

2sd

3sd

2s

4sd4sd

2sd

3sd

4sd2s

2s

6std

4sd

4std

2s

6std

4sd

4std

3sd

4sd

4sd

4std

6std

4std

2s

4sd

4sd

3sd

4sd

3sd

3sd

2sd

3sd

2sd

4sd

4sd

4sd

3sd

4std2sd

3s

3sd

4sd

4sd

3sd

4sd

4sd 4sd

2s

4sd

4sd3s

3s

4std

2s

6std

585 Km 590 Km 595 Km 600 Km

PEIXE

PIRANHAS

R

OI

RIO

DO

Reservatório(s)

Rio Emas23,7 hm3

Reservatório Coremas

h<220m=> 4880 hah>220m=>10331ha284 lotes

Max.Vol.: 720 hm3

Cidade de Sousa

Cidade de Coremas

Usina Hidrelétrica

Vertedor

Rodovia

Canal

Max.Vol.: 648 hm3

Reservatório Mãe D’Água

Cidade de Piancó

Rio Piancó480,3 hm3

Rio Piancó

Para o Estado do Rio Grande do Norte

Canal Aberto37 Km e 4 m3/s

Perímetro Irrigado 1822 ha

Evaporação2300 mm

Precipitação800 mm

Rio Aguiar30,2 hm3

barragem

Wilson F. Curi

UFCG

Sistema Coremas-Mãe D’ÁguaWilson F. Curi

UFCG

Barragem Reservatório Coremas

Reservatório Mãe D’Agua

Vertedouro

Reservatório Coremas

Canal de Ligação entre reservatórios

Barragem

Geração de Energia

Vertedouro

Uso do(s) reservatório(s):-Abastecimento urbano (33 cidades) e rural: 740 mil habitantes (>0,8 m3/s)

•Incluir outras cidades ou transposição para outras bacias

-Irrigação : 1822 ha nas vizinhanças e 4.880 ha nas várzeas de Sousa

-Piscicultura: extensiva (pouca tipo intensiva)

-Geração de energia: 2 geradores de 2.200 KVA (3m3/s, cota>32,5m)

-Regularização de vazão para o Rio Grande do Norte (min. 4m3/s)

OBJETIVOS: econômicos, sociais, ambientais, políticos, etc.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Cenários

Te

mp

o (

ano

s)

Redução vazão % Tempo (anos) para situação crítica

Conflito de usos e

objetivos

Wilson F. Curi

UFCG

4

Dados p/ modelo matemático

Co MA Co MA Co MA Co MA Co MA

Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 Caso 5

Possíveis situações físicas:piancóemas aguiar

QQP

E Q

P

Q

Q Qlig

d

i

coco

Emama

Qs

h

h hh h h

s

up colig ma i

MãeD'ÁguaCoremas

Vco Vma

VárzeasdeSouza

GeradorEnegiaElétrica

Rio Piancó

hf

Reservatórios:

�Vazões afluentes e qualidade água

�Precipitações e evaporações

�Vertedores e descarregadores

�Relações cota x área x volume

�Cotas canais e tomadas d´água (abast.,irrig.,geração energia, etc.)

�Capacidades calhas de rios

�Vol. max. e min. operacionais

�Vol. iniciais

Piscicultura:�Custo da alevinagem�Produtividade�Preço de venda�Despesca anual

Hidrelétrica:�Potência max. instalada�Rendimento turbina/gerador�Capacidade do conduto forçado �Perda de carga nos condutos�Preço venda do KWH gerado

Canais, calhas de rio, etc.

Wilson F. Curi

UFCGA bacia hidrográfica do rio Piancó

N O V A O L I N D A

G A R R O T E S

C O N C E I Ç Ã O

M A N A Í R A

S Ã O J O S É

I B I A R A

V E L H OC U R R A L

I T A P O R A N G A

D IA M A N T E B R A N C AP E D R A

S E R R AG R A N D E

I G A R A C Y

A G U I A R

O L H O D 'Á G U A

I M A C U L A D A

P R I N C E S AIS A B E L

J U R U

T A V A R E S

C A T I N G U E IR A

P I A N C Ó

C O R E M A S

E M A S

P O M B A L

S A N T A N A D O S

B O A V E N T U R A

Á G U AB R A N C A

D E C A IA N A

S A N T A N AD E M A N G U E IR A

B A C I A D O R I O P I A N C Ó

H i d r o g r a f i a

Projetos beneficiados pelo sistema Municípios abastecidos pelo sistema Legenda

Nome do Projeto Área irrigada (ha)

1 - Redondo2 – Bruscas3 – Gravatá4 – Piancó Brotas5 - Piancó e Pianco III6 - Piancó7 –Várzeas de Sousa

500500934285

2.300550

5.100

Pombal

Ibiara

Conceição

Curral Velho

Santana de Mangueira

Santana dos Garrotes

Itaporanga

Nova Olinda

São Bento

Abastecimento de cidade

Perímetro irrigado1

1

23

4,5,6

7 Mais de 15 reservatórios ( >92.6 hm3)(Região:1336 açudes=>0,14

açudes/Km2

24 reservatórios de montante Abastece 17municípios

Trecho Coremas-Açu

Trecho Abastec. Desend. Irrigação Indústria Piscic. Total

Açude 0,004 0,004 0,096 0,000 0,013 0,117

Rio Piancó 0,583 0,004 0,702 0,000 0,001 1,290

Rio Piranhas 0,229 0,010 1,599 0,004 0,022 1,865

Total 0,816 0,018 2,397 0,004 0,036 3,271

Demandas Hídricas TotaisDemandas Hídricas Totais

MontanteMontante ReservatórioReservatório

JusanteJusante

Fonte: Marco RegulatórioFonte: Marco Regulatório

Abastec. Desend. Irrig. Indust. Total

0,420 0.129 6,458 0,038 7,045Fonte: PDRH, 1997Fonte: PDRH, 1997

Uso Demanda (m³/s)Abastecimento Humano 0.229Abastecimento animal 0.010Irrigação atual 1.599Industrial 0.004Piscicultura 0.022Total 1.865

Uso Demanda (m³/s)Abastecimento Humano 0.004Abastecimento animal 0.004Irrigação atual 0.096Industrial 0.000Piscicultura 0.013Total 0.11654

Uso Demanda (m³/s)Abastecimento Humano 0.583Abastecimento animal 0.004Irrigação atual 0.702Industrial 0.000Piscicultura 0.001Total 1.290

Açude Coremas- Mãe D’ÁguaAçude Coremas- Mãe D’Água

Rio PiranhasRio Piranhas

Rio PiancóRio Piancó

Valores Valores -- Ano 2.000 (mAno 2.000 (m33/s)/s)

Valores Valores –– Ano 2.002 (mAno 2.002 (m33/s)/s)

5

Conflito de uso

DomínioFederal

DomínioEstadual

DomínioEstadual

DomínioFederal

Coremas

Mãe D’Água

Rio Piranhas

Piancó

Piancó

Emas

Aguiar

Zona de Conflito

ArmandoRibeiro(Açu)

PB RN

RequerimentoVazão

Regularizada1,5m3/s

Abast.Paulista

PerímetroSousa

Wilson F. Curi

UFCG

Irrigantesalegam desperdício

água na Paraíba

Transposição do rio São Francisco

J POÃO ESSOA

ALAGOAS

PERNAMBUCO

RIO GRANDEDO NORTE

Reservatório de Itaparica

São Sebastião do Um buzeiro

Curral Velho

Boa Ventura

Santana dos Garrotes

Água Branca

Santa Helena

Aguiar

São José da

Mato Grosso

Ria cho deSantoAntônio

Sa nta Cecília

Alcantil

Gado BravoNatuba

Picuí

Nova Palmeira

Brejo do Cruz

Pedra

São José doBrejo do Cruz

Brejo dos Santos

Jericó

LagoaSanta CruzLastroVieirópolis

ArarunaRiachão

Banane iras

Cacimba de Dentro

Logrado uro

SertãozinhoPirpirituba

Pilõezinho sCubati

Se ridó

Tacima

Araçag i

Serra da RaizDuas Estradas

São Domingosd o Cariri

Baraúna

Mulungu

Gurinhém

Barra de Santa Rosa

Nova Floresta

Cuité

Lavrada

Congo

Alagoa Nova

Arara

Montadas

AreialEsperença

PocinhosLagoa de Roça

Lagoa Seca

Casserengue

Algodão de Jand aíra

Pilões

Borborema

Areia

Gurjão

São João do Tig re

Santa Inês

Amparo

Soleda de

Olivedos

Boa Vista

Boqueirão

Caturité

Alag oa GrandeMatinha s

Fagundes

Queimadas

Barra de Santana

Itatuba

Conceiç ão

Ibiara

Diamante

Zabelê

Tavares

Itaporanga

Juru

Pra ta

Carrapateira

Poço Dantas

Bom Sucesso

São Bento

Umbuzeiro

Juazeirinho

Remígio

Alagoinha

Solâ nea

Cuitegi

Dam iã o

Caiçara

Belém

Serraria

Dona Inês

Sossêgo

São Domingos de Pombal

São Francisco

Marizópolis

Lagoa Tapada

Paulista

Riacho dos Cavalos

Belé m do Bre jo do Cruz

Catolé do Rocha

Naza rezinho

São José de Pira nha s

Serra Grande Igara cy

Santana

de Mangueira

Manaíra

Pedra Branca

Nova Olinda

Princesa Isabel

Serra Branca

Ouro Velho

Sumé

Monteiro

Caraúbas

Barra de São Miguel

Frei Martinho

Caldas Brandão

Camala ú

São José de Caiana

São José de Princesa

RIO

UM BUZE

IRO

Bonito de Santa Fé

Monte Horeb e

São Joã o do Rio do Peixe

Triunfo

Santarém

Bernardino Batista

Aç. Pilões

Aç. La go a d o Arroz

Rio do

Aç. São Gonçalo

Aç. Eng en heiro Ávid o

Barragem Capi vara

Barragem Boi Mo rto

Barragem Al mas

Aç. d e Piranhas

Ri oPi

ranh

as

Rio Piancó

Barrag em Condado

Barragem Poço Redond o

Barragem Bruscas

Açude Saco Barragem Canoas

Barragem Tavares

Rio

P iancó

Barragem EstreloPi ranh as

A ç. Bom Jesus

Aç. Ta pera

Aç. Dire ito

Aç. Escon dido

Barragem Baiã o

Rio

Monteiro

Aç. Sumé

Barrage m Sítio do Me lo

Barragem Pantaleão

Rio

Barragem Mucutu

Ri o

Rio

Paraíba

Aç. Co rdeiro

Barra gem Brauná

Se ri dó

R ioP i cu í

Aç. Boq ue irã o

Aç. Soledade

Rio

Jacú

Rio Curimata ú

Aç. Ca na fís tula

Rio

Barragem Cam ará

Rio P ara ibinha

RioParaíba

Ba rragem M anguape

Barragem Buraco

Mamangua pe

R io

AparecidaBarragem Cacim ba Nova15.000.000m

3

Várzea s deSousa

Sousa

Uiraúna

Milagres

Jati

Salgueiro

Arcoverde

Cabrobó

Pau dos Ferros

Jaguaribe

Sa l

gado

AçudeCuncas(Projetado)

AçudePoç o da Cruz

Açude Pau dos FerrosAçude Orós

Açude Atalho

Açude Quixabinha

Rio

Ja

gua

ribe

Rio

Pira

nhas-

Açu

Rio

Rio Sã o Fra nci sco

Moxotó

Rio

TRECHO I

TRECHO V

TRECHO IV

TRECHO II

TRECHO II

TRECHO III

Eixo Leste

EB-I/3

EB-V/1

EB-V/3

EB-V/2

EB-V/4

EB-V/5

UHE Jati

UHE Atalho

UHE Cuncas

SE-E1

SE-E2

SE-E3

SE-E4

Poço de José de Moura

Bom Jesus

Cachoeira do s Índios

Cajaze iras

Captação de água da transposição

ÁREA DE ABRANGÊNCIA DAS ADUTORAS

LEGENDA: PLANO DAS ÁGUAS

Adutora existenteAdutora em construç ãoAdutora projetada

Barra gens em construção

Barragens projetadas

Canais com bombeamentoCanais sem bombeamento

RiosRios receptoresPonto de medição de vazãoCidadesAçudes existentesAçudes em construçãoEstações de BombeamentoUsinas HidroelétricasSubestações

INTEGRAÇÃO COM A TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO

Peixe

Imacula da

Piancó Olho d'Água

Cajazeirinhas

São Be ntinho

Pombal

Conda do

Vista Serrana

São José d o Bonfim

São José de Espinharas

Várzea

Coremas

Maturéia

Mãe d'Água

Assunç ão

Parari

São José dos Cordeiros

Desterro

Taperoá

Salga dinho

Teixeira

Cacim bas

Catingueira

Passagem

Quixaba

Bara únasAreia de

Malta

Emas Santa Teresinha

São Mamed e

Livra mento

Aç. Capoei ra

Ri o

Aç. Co rema s/ Mã e D’Ág ua

Aç. Jen ipapeiroBarragem Garra

Aç. Capoe ira

Aç. Cachoeirados Ce gos

Aç. Eng . Arcoverde Barragem Ligeiro/Serrote

Barragem Espi nho Branco

Aç. Ja toba I

Rio

Taperoá

Barragem R iac ho das Moças

Barragem ApertadoRio

Rio

Sabug i

A ç. Ta pe roá

São José do Sabug i

Santa Luzia

PatosAç. Fa rin haCacimb a

d e Areia Espin ha ras

Mogeiro

Ingá Ria chão doBacam arte

Juarez TávoraMa ssaranduba

Serra Redond a

LEGENDA: TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO

Canal Coremas/Sousa

Adutora Cana fístula

Adutora Cariri

Adutora Cama rá

Adutora Acauã

Adutora Carne iro

Adutora Boqueirão

Adutora Araçag i

Aroeiras

30.000.000m3

39.000.00 0m3

71.467.000m3

35.00 0.000m3

62.75 0.000m3

38.200.000m 3

48.000.000m3

9.100.000m3

39.226.628m3

5.000.000m3

25 .000.000m3

49.650.000m3

5.500.000m3

6 .413.4 11m 3

34.080.000m3

2.370.000 m3

3.900.000m3

11.000.000m3

25.000.000m3

253.000.000m 3

26.581.614m3

16.000.000m 3

1.650.00 0m3Junco do Seridó

Tenório

Cabaceiras

São João do Cariri

Puxina nã

Taperoá

Campina Grande

CEARÁ

BAHIA

RECIFE

Baía daTraição

Cuité de Mamanguap e

Itapororoca

Marcaç ão

Curral de Cima

Rio Tinto

Pedro Régio

Lagoa de Dentro

Pitimb uCaapo rã

Cond e

Santa Rita

Cruz do Espírito Santo

Lucena

Matara caJacaraú

Sapé

Mari

Pila r

Riachã o do Poço

Sobrado

JuripirangaIta baia na

São Migue l de Taipu

Alhandra

Capim

Mamangua pe

Cabedelo

Bayeux

JOÃO PESSOA

Pedra s de Fogo

São José do s Ramos

Ba rragem Araçagi

Rio

Rio Gramame

Miri r i

Cama rat ub a

RioPapocas

Rio

Abiaí

Juazeirodo NorteCrato

Iguatu

AçudeChapéu

TRECHO VI

Eixo Norte

EB-I/1

EB-I/2

EB-VI/1

SE-N1

SE-N2

SE-N3

Demais Munic ípios

Adutora Mucutu

Adutora São Bento

Adutora Pirpirituba

Adutora Manguape

Adutora Coremas

Adutora Congo

4.650 .000m3

5 6.000.000m3

Coxixola

Sa nto AndréGurjã o

Congo

Barragem Pirpirituba

Salgado d e São FélixBarra gem Acauã

Guarabira

O ciclo da águaWilson F. Curi

UFCG Característica de problemas em RH

� Complexidade� Falta de informações� Incertezas de sistemas mutáveis� Variáveis não quantificáveis� Escassez de recursos� Ausência/inadequação de gestão� Conflitos� Altos investimentos� Planejamento dinâmico de longo

prazo� Impactos econômicos, sociais e

ambientais (erros onerosos ouirreversíveis)

� Grupos decisórios heterogêneos

�Eficiência– Econômica– Utilitarista

�Sustentabilidade– Previsibilidade/risco– Aceitabilidade– Praticidade– Custo oportunidade real*

�Equidade (oportunidades)

– Direito de uso

�Flexibilidade– Reversibilidade

O que se tem O que se buscaWilson F. Curi

UFCG

*Inclui efeitos econômicos e outros efeitos da demanda (eg. impacto no meio ambiente) ou externalidades (direciona uso para atividadescom mais altos valores alternativos)

6

Uso da água real e ideal

POTENCIALIDADE

DISPONIBILIDADE

USODESPERDÍCIO

DISPONIBILIDADE

USO

DESPERDÍCIO

POTENCIA-LIDADE

REAL IDEAL

“Perdas na manutenção:evaporativas, extravasamento,

etc”

“Perdas na falta de captação e armazenaçào”

“Perdas no uso e reuso/ tratamento”

“Perdas”“Perdas”

“Perdas”

MINIMIZAR PERDAS

Wilson F. Curi

UFCG Estágios da gestão hídricaWilson F. Curi

UFCG

Gestão da Demanda (II)

Gestão da Demanda (I)

Gestão da Oferta

Alocação Eficiente

Uso Eficiente

ObrasHidráulicas

MaisValor

MaisUso

MaisÁgua

Aum

ento

recu

rso

hídr

ico

Aum

ento

alca

nce

soci

oeco

nôm

ico

e am

bien

tal

Adaptado de Ohlsson, L. The turning of a screw – Social adaptation to water scarcity. In Falkenmark, M. et al. New Dimension in water security, Part 3, Rome: FAO/AGLW, 2000 (tambem em tese de Zedna, 2008)

Esc

asse

z de

pri

mei

ra o

rdem

Esc

asse

z de

de

segu

nda

orde

m

REQUER MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS(mudar comportamento/operação via incentivos, leis, negociação, etc.)

REQUER MEDIDAS ESTRUTURAIS(construir/trocar obras hidráulicas, transpor rios, etc.)

Em consonância com a Lei 9433/97

�Princípios– Bacia hidrográfica como unidade físico-territorial de

planejamento

– Usos múltiplos (igualdade de oportunidades, usoracional e sustentável)

– Água é um bem econômico (requer instrumentoslegais e financeiros)

– Gestão descentralizada, participativa e integrada(deliberações multi-setoriais)

Wilson F. Curi

UFCG

�Instrumentos– Planos diretores (Política Nacional de Recursos Hídricos) *

– Enquadramento dos corpos de água

– Outorga de direitos *

– Sistema de Informações

– Cobrança *

Em consonância com a Lei 9433/97Wilson F. Curi

UFCG

* - uso na gestão da demanda

7

�Instituições (trabalho coordenado, sinérgico e encadeado)

– ANA – Agência Nacional de Águas

– CNRH – Conselho Nacional de Recursos Hídricos• Ministérios e secretarias do governo federal

• Conselhos estaduais

• Organizações civis

– Comitês de bacia• Representantes dos usuários e do governo

• Discussão e decisão sobre projetos, programas e intervenções

– Agências de água

Em consonância com a Lei 9433/97Wilson F. Curi

UFCG

?

Wilson F. Curi

UFCG

E F I

C

I

Ê

N

C

I

AS

U

S

T

E

N

TA

B IL

I

D

A

D

E

E

Q

U

I

D

A

DE

Inter-relações

SOCIEDADE RECURSOS

INSTITUIÇÕES

BenefíciosSócio-econômicos

Infraestrutura

PlanejamentoIntegrado

Leis eRegulamentações

Wilson F. Curi

UFCG

Agua

SetorPrivado

Comu-

nidadeGoverno

Governança

Empoderamento

Efi

ciên

cia

Inve

stim

ento

•Provê investimento em infraestrutura•Promove competição•Gera empregos diretos e indiretos•Eficiência no custo da produção•Responsabilidade social e ambiental

•Regula (busca sustentabilidade)•Alocação espacial e setorial(outorga, cobrança, etc.)•Provisão de bens públicos•Facilita investimentos•Desenvolv. regional

•Uso efficiente•Participação emcomitês, associações

Inter-relaçõesWilson F. Curi

UFCG

8

Característica interdisciplinarWilson F. Curi

UFCG

CIÊNCIAS JURÍDICAS

CIÊNCIASPOLÍTICAS

CIÊNCIASECONÔMICAS

CIÊNCIAS FÍSICASE TECNOLOGIA

LEIS, NORMAS EREGULAMENTOS

Definição de políticas, dominialidade,arcabouço institucional, direitos de

uso, etc.

ANÁLISE POLÍTICA EINSTITUCIONAL

Definição das relações de poder e dosinteresses das partes, etc.

Análise benefício-Custo, análise custo

Efetividade, etc.

Valoração econômica daÁgua (preço refletindo os

Custos reais

Paradigmas da teoria dosJogos (racionalidade eRaciocínio estratégico

APOIO À DECISÃO ALOCAÇÃO EFICIENTE ANÁLISE CONFLITOS

Dessanilização,Transferência entre ,

Exploração de aqüiferos,…

Técnicas de reuso,Micro e macro-medição,

Aparelhos poupadores, …

Bancos dados, monitoramento via satélite,

SAD …

AUMENTO DA OFERTA REDUÇÃO DA DEMANDA APOIO À DECISÃO

Alocação espaço-temporal da água,

adequando a disponibili-dade à demanda,

minimizando conflitos

Wolf, A.T. ,Conflit prevention and resolution in water systems, The management of water resources , 5, Cheltenham, UK, Edward Elgar Publishing, 2002

PL

AN

EJA

ME

NT

OP

LA

NE

JAM

EN

TO

Hipótese

Disponibilidade de Recursos(tempo, material, humano e tecnológico)

Adequação dos Usos e Objetivos

Participantes(técnicos, gestores e usuários)

Planejamento das intervenções(equipamentos, infraestrutura, operação, etc.)

Mecanismos de implantação(financiamentos, usuários, especialistas, etc.)

Avaliação do alcance das Metas e Objetivos propostosMonitorar para aprimorar eficiência (tempo) e eficácia (resultado)

Variabilidadeno

tempo

Projetos ouPlanos Diretores

Análise

Pla

neja

men

to E

stra

tégi

co

Qua

lidad

e T

otal

Ree

ngen

hari

a

Coleta de dados

Visão

Sistêmica

Holística

Integrada

e

Interdependente

P&D

Representação e diagnóstico

Estrutura

Prognóstico

Controle

Sistema Físico

Obj

etos

Processos

Aspectos Sociais

MeioAmbiente

Aspectos Econômicos

AspectosTécnicos

AspectosInstitucionais

AspectosOperacionais

Wilson F. Curi

UFCG

Concepção

Implantação

Análise Dados/Processos eSeleção da solução

Fases preliminares do planejamento integrado

DEFINIÇÃO DO PROBLEMA

RestriçõesMetas/Objetivos

ProcessamentoProcessamento

Técnico-operacionais:HidrológicosEconômicosAmbientais

SociaisLegais

InstitucionaisPolíticos, etc.

Coleta:Fontes Existentes

ou Novas

Coleta:Fontes Existentes

ou Novas

DADOSDADOS

Decisores Técnicos

Wilson F. Curi

UFCG

Dados: processamento

MINERAÇÃO

INTERPRETAÇÃO

COLETA

SELEÇÃO

LIMPEZA

TRANSFORMAÇÃO

DadosSelecionados Dados

Processados

DadosTransformados

Padrões

Conhecimento

DadosColetados

Indicadores

Dados processados

Dados coletados

Índices

Quantidade de informação

Sínt

ese

da in

form

ação

Wilson F. Curi

UFCG

Indicadores/índices

dados

9

Dados

INCERTEZAS

Falta de dados

Escolha e simplificaçãode modelosErros de medição

Soluções numéricas

Dinâmica docomportamento

social, econômico, ambiental, etc.

Instrumentos malcalibrados

Condiçõesiniciais

Estimação deparâmetros

Dados gerados

OBS: dados errados ou incompletos geram soluções, normalmente, erradas.

Wilson F. Curi

UFCG

Teoria Otimizacao

Modelagem: fases

Informações/Dadossobre um fenômeno

Representaçãomatemática

ObjetoseProcessos

Calibração

IdentificaçãoRepresentação/Estimação

Interpretação

Validação

Interpretação

MODELAGEM

ANÁLISE

Wilson F. Curi

UFCG

Aná

lise

deSe

nsib

ilida

de

Modelos: tipos dinâmicos

Determinístico/Estocástico

Empírico/Conceitual

Concentrado/Distribuído

Discreto/Continuo

Simulação/Otimização

Linear/Não Linear

Wilson F. Curi

UFCG

Estático/Dinâmico

Modelagem: Escolha do método

Simulação

Metas/ Objetivos

RestriçõesTécnicas/Operacionais

Qualidade/disponibi-lidade dos dados

Métodos para modelagem

Otimização Determinístico Estocástico

Quando as metas/objetivos Quanto a qualidade dos dados

Programação linearProgramação não-linearProgramação inteira,Programação dinâmicaAlgoritmos genéticos, Métodos mistos, recursivos, Análise multicriterial, etc.

Com amostragem:Monte CarloIntegração Estocástica

Sem amostragem:PDFMomentos

Com amostragem:Monte CarloIntegração Estocástica

Sem amostragem:PDFMomentos

Equações AlgébricasODE (concentrado)PDE (distribuído)Físicos ou caixa pretaetc.

Pode-se usar cenários:Eventos extremosFatores de segurançaetc.

Pode-se usar cenários:Eventos extremosFatores de segurançaetc.

Wilson F. Curi

UFCG

10

Restrições (e.g.)

Limitações

Leis de conservaçãode massa e energia

Aspectos legais einstitucionais

Capacidades de equipamentose estruturas

Requerimentos operacionais deequipamentos e estruturas

Recursos (naturais, financeiros, insumos, etc.)

Requerimentos operacionaisdos decisores Ex.Otimizacao

Wilson F. Curi

UFCG

Geração de alternativas

Definição do problema

Formulação do modeloNegociação e resoluçãode conflitos

Satisfação?Possibilidade novas

alternativas?

Coleta e tratamento Dos dados

Geração de alternativas

FIM

Sim

Não

Não

Sim

Decisores Técnicos

Conflitos?

Wilson F. Curi

UFCG

Seleção entre alternativas

Análisecomparativa

entre alternativas

(eg. Análisemulticriterial)

AlternativasAlternativas

Alternativa selecionada?Alternativa selecionada?

Viabilidade econômica, política, etc.?

Viabilidade econômica, política, etc.?

Alocação de recursos e execução

Modelos e Regras de Operação

FIM

Avaliação dos impactos (duração, custos e benefícios)econômicos, sociais, ambientais, etc.

Avaliação dos impactos (duração, custos e benefícios)econômicos, sociais, ambientais, etc.

Avaliação dos riscosAvaliação dos riscosPreferência relativa dos

decisores (índices deimportância ou pesos)

Estabelece atributosou critérios de julgamentos

Wilson F. Curi

UFCG

Avaliação

(Diagnóstico/P

rognóstico)Decisão

Implantação,

Monitoram

ento e C

ontrole

Sistemas de Apoio a DecisãoWilson F. Curi

UFCG

11

Sistemas de apoio a decisão

Modelamento de Componentes

Informação

Topológica

Leis de conservaçãoe

Restrições

Condições Iniciais

Visão Sistêmica

Wilson F. Curi

UFCG Sistemas de apoio a decisão

D adosM eteoro lógicos

T om adasD´água

V ertedores

D escarregadoresde Fundo

S is tem as de Irrigação

Cultu ras

P erím etro s

C O NE XÕ ES (1 )

Term ina is (S inks)

P isc icu ltura

E LEM ENT O S S IM P LE S (2 )M A C R OC OM P ONE NT E S (3 )

2 nós

1 nó

E stações deB om beam ento

2 nós

2 nós ou

2 nós

1 nó +datum

1 nó+1 reserv

1 nó+1 reserv

1 n ó+1 reserv

1 nó+1 reserv

D ados F luv iom étricos

D adosQ ualidade

da água1 nó+ datum

Q ualidade daÁ gua (E lem entos)

todos nós

(T opolog iado s is tem a)

Rec ursos/C ustos ouB ene fíc ios

L igações 2 Reserv.

S is te m a G eradorde Energ ia

Fontes(f ix as e v ariáv e is )

Da dos finan ceiros

Da dos tem p ora is

L igaç ões (Link s)(ca lhas ,can ais ,

es t. tra tam ento , e tc .)

R es ervatóriossu perf .ou sub t.

1 nó+ datumD em andas

(f ix as e v ariáv e is econsuntiv as e não-c ons .)

2 rese rv

Wilson F. Curi

UFCG

Análises de:-EscalaMicro –eg.piscic.e Macro –eg.bacia visão)

-Viabilidade-Logística

OperacionaisGerenciais

-Impacto/RelevânciaSociaisEconômicosAmbientais

-Inovação/PesquisaOnde investir?

Exemplo de aplicaçãoWilson F. Curi

UFCG Sistema FinalidadesReservatórios

Atual Neste estudo

Tapacurá(98.700.000 m3)

Controle de cheiasAbastecimento

Controle de cheiasAbastecimentoIrrigaçãoPiscicultura

Goitá(53.000.000 m3)

Controle de cheias Controle de cheiasAbastecimentoIrrigaçãoPiscicultura

Várzea do Una(11.568.000 m3)

Abastecimento AbastecimentoIrrigaçãoPiscicultura

Wilson F. Curi

UFCG

12

Representação para o ORNAPOptimal Reservoir Network Analysis Program

ETA

1

2

3

1

2

3

7

2

13

6

8

4

59

10Qa2

Qa1Qa3

Qt3Qi3

Qt1Qi1

Qt2

Qi2Qf2

Qf1

Qf3

Qf5

Qf4

Ql1

Ql2

Ql3

Qd1

Tapacurá Várzea do Una

GoitáPr1

E r1

P r2

E r2

P r3

Er3P p3

E p3

P p1E p1

Pp2E p2 Qa4

Qs1

Qv1Qv2

Qv3

Qv4

i R eserva tório i

i Perím et ro irrig ado i

i Nó i (in te rc onexão)

ETA Estação de Trata mento de água

Qai - Vazão afluente i

Qti - Tom ada D'água i

Qvi - Ve rtedor i

Qfi - D escarregador i

Qli - Cal ha i

Qdi - D em anda fixa i

Qsi - Calha terminal i

Qii - Vazao para irri gaç ão i

Pri - Pre cipitaca o sobre reserva torio i

Eri - Evapora ção do reserva torio i

Ppi - Precip itação so bre perímetro irrigado i

Epi - Evaporaçã o no perímetro i rrigado i

Wilson F. Curi

UFCG ORNAP – Interação entre módulos

BD GIS

BD Séries

BD Estatico

BD Interno

FTP HTML XML

BD ou comunicação Externa

GerenciadordosBancosdeDados eArquivos Gerenciador

de ModelosMatemáticos

InterfacecomUsuário

Hidráulica de BH, Clima,Aspectos sócio-econômicos,Qualidade de Água, etc.

Usuários:

Arquivos

Gerente

AdministradorBco.Dados

Planejadores

Público

Programação C++/C#/Pascal

Sistema de Informações

FerrramentasAnalíticas

Telemetria

Wilson F. Curi

UFCG

ORNAP: Interface com o UsuárioWilson F. Curi

UFCG ORNAP: Interface com o usuárioWilson F. Curi

UFCG

13

ORNAP: Interface do Usuário (Menu) ORNAP: Interface com usuário(barras de ferramentas)Wilson F. Curi

UFCG

ORNAP: Caixas de diálogoWilson F. Curi

UFCG

QUESTÕES?

MUITO OBRIGADO

Wilson F. Curi

UFCG