FORMULAÇÃO DE SISTEMAS DE SUPORTE À DECISÃO (SSD) PARA A GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS EM ZONAS ÁRIDAS

FORMULAO DE SISTEMAS DE SUPORTE DECISO (SSD) PARA A GESTO DOS

RECURSOS HDRICOS SUBTERRNEOS EM ZONAS RIDAS

Nuno BARREIRAS, Joo NASCIMENTO, Filipe MIGUNS, Ana BUXO, Lus RIBEIRO

10 Seminrio sobre guas Subterrneas, 9 e 10 Abril de 2015, voraCEHIDRO - Centro de Estudos de Hidrossistemas

1 Introduo

O projecto ADMICCO Adaptacin y Mitigacin al Cambio Climtico en Zonas Costerassurge com o objectivo de abordar distintas vertentes de observao, anlise e actuao por

parte de vrias instituies directa ou indirectamente envolvidas no projecto, no sentido de

diminuir o impacto das alteraes climticas entre a populao de oito cidades costeiras no

Per, Chile e Equador.


Contrato DCIENV-2010/222-639

Projecto financiado pela Unio Europeia no mbito do programade Desenvolvimento e Cooperao - EuropeAid

Participantes - ADMICCO um projecto implementado pela Asociacin Civil LABOR (Per)

e financiado pela Unio Europeia, cujo desenvolvimento se realizou em consrcio com a

CooperAccin (Per), CEDESUS (Chile), EcoCostas (Ecuador) e o Instituto Superior Tcnico

(IST) de Portugal.

1 Introduo

Neste projecto houve a necessidade de integrar uma componente de natureza tcnico-

cientfica que permita transferir s entidades destinatrias instrumentos que apoiem

processos na toma de decises sobre a disponibilidade de recursos hdricos.

Nesse sentido, o papel do CEHIDRO neste projecto focou-se no desenvolvimento de um

Sistema de Suporte Deciso (SSD) que permite uma planificao integrada e sustentvel

dos recursos hdricos em cenrios de alteraes climticas.

Objectivos do SSD:

1) Obter uma ferramenta de gesto de recursos hdricos que conserve a distribuio

equitativa dos diversos utilizadores da gua, em diferentes anos hidrolgicos, utilizando uma

interface amigvel aplicada a um modelo calibrado.

2) Compreender e gerir de uma forma integrada a fiabilidade do sistema em satisfazer as

necessidades hdricas dos utilizadores.


1.1. Sistema de Suporte Deciso (SSD)

Este SSD integra:

1) Ferramenta em ambiente SIG, nomeadamente uma base de dados ArcHydro;

2) Modelo WEAP (Water Evaluation And Planning System), que modela a disponibilidade nas origens de

gua (superficial e subterrnea) e as necessidades dos utilizadores;

3) Uma interface amigvel que permita uma fcil disseminao do produto pelas entidades envolvidas

na gesto dos recursos hdricos assim como pela populao em geral e em cada um dos pontos de

entrega aos utilizadores finais, calculando se as suas necessidades de guas so ou no satisfeitas.


Aguas superficiales

Aguas subterrneas

Calidad del agua Riego de

inundacin Vulnerabilidad Etc

1.2. Base de Dados ArcHydro

A construo do SIG contemplou 3 fases detrabalho:

1) Planeamento estratgico: Viso mais conceptual do SIG

2) Desenho do SIG: Recompilao de dados, reorganizao e avaliao de dados recebidos e identificao das ferramentas necessrias ao tratamento e manipulao de cada ficheiro. Definio do desenho da base de dados, materializada num modelo de dados. Para este passo utilizou-se o modelo de dados ArcHydro

3) Implementao e manipulao: Converso e harmonizao dos ficheiros de dados, armazenamento e actualizao da base de dados, desenvolvimento de aplicaes especficas e tambm o desenvolvimento de programas de formao de utilizadores.


CRWR (Universidade do Texas) & ESRI

1.3. Sistema WEAP (Water Evaluation and Planning System)

Caractersticas Principais

a sua estrutura est focada na explorao de cenrios

calcula as necessidades e disponibilidades hdricas, escoamento, infiltrao earmazenamento de gua, tratamento e descarga de contaminantes

considera prioridades distintas entre utilizadores e usa cenrios para avaliar diferentesconfiguraes de distribuio de gua

considera vrios modelos hidrolgicos

flexvel e pode anexar outros modelos (por exemplo: MODFLOW e o modelo dequalidade de gua QUAL2K)

considera cenrios de polticas de uso da gua


1.3. Sistema WEAP (Passos principais para o uso do WEAP)


1.3. Sistema WEAP (Mtodos de simulao hidrolgica)


Precipitao Escoamento

Necessidades hdricas para Rega (mtodo da FAO para os cultivos)

Mtodo de humidade do solo

Mtodo MABIA (melhoramento do CROPWAT da FAO)

z1 armazenamento de gua relativa, dada em percentagem, do total do armazenamento de gua na zona no saturada.z2 armazenamento de gua relativa, dada em percentagem, do total do armazenamento de gua na zona saturada.

1.3. Sistema WEAP (Dados necessrios)


Esquema de funcionamiento hidrulico

Uso del suelo

Cobertura de vegetacin

DEM (Modelo de Elevacin Digital)

Tipo de suelo

Geologa

Hidrografia

Delimitacin de las subcuencas

Ubicacin de Reservatorios / Represesas

Capacidad de almacenamiento

Curva de volumen/elevacin/rea

Volumen mximo operacional

Volumen til

Volumen muerto

Mnimo caudal de turbina

Mximo caudal de turbina

Cabeza hidrulica

Eficiencia

Ubicacin e volumen de Lagos e lagunas

Transporte del agua: canales, trasvases, etc.

Limite de los Aquferos

Informacin de sondajes

Pruebas de bombeo

Nmero de usuarios y caracterizacin de los derechos de agua

Ubicacin de las tomas de agua superficial y usuario associado

Ubicacin de los pozos de agua subterrnea y usuario associado

Consumos mensuales por usuario

Eficincia en la red de agua potable

Zonas de regado y tipo de cultivos

Tecnologas de irrigacin por area

Demandas de riego por cultura

Porcentaje de retorno del agua del irrigacion (eficiencia)

Ubicacin de desaguas

Volmenes de aguas servidas

Series histricas de piezometra

Ubicacin de las estaciones de monitoreo piezometrico

Calidad de agua subterranea con indicacin de la ubicacin de las mustras

Calidad de agua superficial

Series de tiempo de caudales/hidrometria

Ubicacin de las estaciones hidrometricas y de calidad

Captaciones y descargas de los embalses (volumen)

Ubicacin de las estaciones de monitoreo climatico

Precipitacin diria

Temperatura mnima y mxima diria

Humedad Relativa

Viento

Cobertura de nubes

rea de cobertura de glaciares

Espessura glaciares

Necesidades

hdricas y usos

del agua y suelo

General

Irrigacin

Aguas servidas

Monitorizacin

Monitorizacin gua subterrnea

Monitorizacin gua superficial

Monitorizacin clima

Monitorizacin glaciares

Caracterizacin

Cuenca

Recursos hdricos superficiales - hidrografa

Recursos hdricos superficiales - Embalses

Capacidad hidroelctrica de los embalses (si aplicable)

Recursos hdricos superficiales - Reservatorios naturales

Recursos hdricos subterrneos

1.3. Sistema WEAP (Cenrios possveis)


Gesto do uso da gua

Diferentes dotaes de gua para os vrios utilizadores

Evoluo da populao abastecida

Evoluo das necessidades hdricas para a agricultura e indstria

Diferentes tcnicas de irrigao

Armazenamento de gua estratgico

Explorao de guas subterrneas e outras fontes de gua

Alteraes climticas

Operacionalizao de barragens

...

Tendo por base

o conhecimento e incertezas quanto disponibilidade de gua actual e futura para osdiferentes utilizadores

2 Aplicao a um caso de estudo


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Informao climatolgica


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Cenrios climticos


Designacin GCM Centro de investigacin PasResolucin

espacial

Escenarios

utilizados

HADCM3 HadCM3 UK Meteorological Office UK 2.5x3.75 A1, A2, B1

MPEH5 ECHAM5 Max-Planck Institute of Meteorology Alemania 1.9x1.9 A1, B1

NCCCSM CCSM3National Centre for Atmospheric

ResearchUSA 1.4x1.4 A1, B1

2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Cenrios climticos


Dados para a estao climatolgica de Santa Cruz (Sub-bacia Chancay-Huaral)

2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Definio das sub-bacias


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Inventrio de necessidades hdricas


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Dados de monitorizao para o modelo hidrolgico


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)


Rios e lagoas

SUBCUENCA SISTEMA LAGUNAS MODELADAS RO

Baos Baos HAHUASHUMAN Aguashuman

Baos Baos VILCACOCHA Vilcacocha

Baos Quiles YANAUYAC Ragrampi

Baos Quiles QUISHA Ragrampi

Baos Quiles UCHUMACHAY (Parcash) Uchumachay

Mantaro Baos COCHAUMAN (Puajanca Alta) Embalse

Mantaro Baos PUCACOCHA (Puajanca Baja) Embalse

Vichaycocha Chicrn YUNCAN Ccacray

Vichaycocha Chicrn CACCRAY Ccacray

Vichaycocha Chicrn CHUNGAR Chungar

Vichaycocha Vichaycocha CHANCAN Rahuite

Vichaycocha Vichaycocha RAHUITE Rahuite



Sub-bacias



Necessidadeshdricas para agricultura



Modelao deinfraestruturas de rega, de drenagem ecentrais hidroeltricas



Necessidadeshdricas para uso urbano

Discretizao de 3 cidades: Huaral Chancay Alcallama



Aquferos

Exploram-se3209 poos que representam 15.05 Hm3/anoque abastecetanto a agricultura comoas cidades



Esquema Hidrulico Geral

2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Calibrao


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e explorao de cenrios


2 Aplicao a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Interface



FIM

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