Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)

Centro de Tecnologia e Recursos Naturais (CTRN)

Unidade Acadêmica de Engenharia Civil (UAEC)

Campina Grande, 01 de Dezembro de 2010

Ilmo Sr.

Jaime Cabral

Coordenador do Projeto CISA

Universidade Federal de Pernambuco

Nesta

Assunto:

Relatório de Prestação de Contas

Missão Técnica nos EUA (Texas)

Encaminho em anexo Relatório de prestação de contas referente à missão Técnica CISA/Texas realizada no período compreendido entre os dias 06 a 19 de setembro de 2010. Os bilhetes de embarque dos pesquisadores que integraram a missão também seguem em anexo.

Atenciosamente,

Iana Alexandra Alves Rufino

Professor Adjunto I da UAEC – CTRN- UFCG

Pesquisador CISA e integrante da missão

SIAPE: 1298864

RReellaattóórriioo

MMiissssããoo CCIISSAA//TTEEXXAASS

MISSÃO TÉCNICA CISA/TEXAS

Relatório de Atividades

Título da missão: CISA Texas

Período: 11 a 19 de julho de 2010

Objetivos principais da missão:

- Estabelecimento de contatos para futuras cooperações e pós-doutorado - Intercâmbio de informações sobre os projetos desenvolvidos nas instituições visitadas - Intercâmbio técnico sobre experiências bem sucedidas para regiões semi-áridas

Pesquisadores:

1. Iana Alexandra Alves Rufino (UFCG) 2. Cristiano das Neves Almeida (UFPB) 3. Andréa S. Fontes (UFRB) 4. Alfredo Ribeiro (UFPE) 5. Celso Guimarães (UFPB) 6. Aucimaia Tourinho (UFBA)

Agenda programada:

06/09/2010 – Partida da missão (Brasil – cidades de origem de cada pesquisador) 07/09/2010 – Chegada em Lubbock-TX (EUA) 07 a 10/09/2010 – Lubbock (Texas Tech University/ICASALS) 11 a 12/09/2010 – Final de semana/viagem para Austin-TX 13 a 14/09/2010 – Austin-TX (CRWR- Center for Research in Water Resources/UT –University of Texas) 15 e 16/09/2010 – Austin-TX (USGS – U.S. Geological Survey) 17/09/2010 – San Marco – TX (Texas State University) 18 a 19/09/2010 – Final de semana/retorno ao Brasil Resumo

Este documento é um relatório detalhado das atividades realizadas no âmbito do Projeto CISA no período compreendido entre os dias 06 a 19 de setembro de 2010, durante a missão técnica CISA/Texas, missão esta realizada por seis pesquisadores brasileiros: a professora Iana Alexandra Alves Rufino (UFCG), os professores Cristiano das Neves Almeida e Celso Guimarães (UFPB), o professor Alfredo Ribeiro (UFPE), a professora Andréa S. Fontes (UFRB) e a pesquisadora Aucimaia Tourinho (UFBA). Este relatório está estruturado em ordem cronológica e apresenta relatos diários das atividades da missão. Ao final são apresentadas as conclusões e perspectivas de cooperação vislumbradas pelos pesquisadores. Salienta-se que toda a agenda programada foi rigorosamente cumprida durante o período da missão.

Primeiro dia: 06/09/2010 (Segunda-feira)

Todos os pesquisadores partiram de suas cidades de origem (João Pessoa, Campina Grande, Recife e Salvador). A equipe se reuniu em São Paulo de onde embarcaram para os EUA à noite.

Segundo dia: 07/09/2010 (Terça-feira)

Na manhã deste dia os pesquisadores desembarcaram na cidade de Dallas, onde após passar pela polícia de fronteira, embarcaram para Lubbock-TX. A chegada em Lubbock ocorreu no horário previsto por volta das 10:30 da manhã e após realizarem check in no hotel, o grupo de pesquisadores seguiu direto para o primeiro compromisso estabelecido pela agenda organizada pelo ICASALS/Texas Tech (anexo 1). No hotel, o grupo de pesquisadores foi recebido pela Dra. Alice White, a qual, é administradora Senior do ICASALS (International Center for Arid and Semiarid Land Studies).

Às 11:00h o grupo foi recebido no ICASALS pelo Dr. Aderbal Corrêa, Diretor do ICASALS, o qual apresentou rapidamente as instalações do Centro a todos os pesquisadores (Figura 1). Além do Dr. Corrêa e dos funcionários do ICASALS, o grupo de pesquisadores também foi recebido formalmente pelo Embaixador Tibor P. Nagy, Jr. Que atua como Vice-Reitor da Texas Tech University para Assuntos Internacionais demonstrando assim, a relevância da nossa missão para aquela instituição.

Figura 1 – a)Vista interna do salão central do ICASALS/TTU e b) Vista Externa do ICASALS/TTU: grupo de pesquisadores brasileiros, Dr. Aderbal Corrêa e equipe do ICASALS.

Imediatamente após o intervalo do almoço, às 14:00h, o grupo de pesquisadores retornou ao ICASALS e assistiu a uma palestra proferida pelo Professor David A. Sandino, professor associado da Escola de Advocacia da TTU (anexo 2). O título da palestra foi “Overview of Water Law and Policy” e através desta pôde-se perceber algumas diferenças entre a legislação e as políticas relacionadas aos recursos hídricos no TEXAS com relação ao Nordeste Brasileiro.

Após a palestra o grupo foi conduzido ao National Ranching Heritage Center que é um museu sediado no próprio campus da TTU que reforça a importância dada à cultura do “velho oeste” na região (Figura 2). Após esta visita o grupo foi conduzido ao American Wind Power para conhecer a história da utilização dos “moinhos de vento” como fontes de energia no TEXAS (Figura 3). Neste museu o grupo foi recepcionado por um funcionário que explicou toda a evolução tecnológica destes dispositivos na região oeste americana. À noite o grupo foi ciceroneado pelo Dr. Aderbal Corrêa durante o jantar.

Terceiro dia: 08/09/2010 (Quarta-feira)

Seguindo a agenda proposta, na manhã deste dia, um grupo de professores do departamento de Engenharia Civil da TTU, recebeu o grupo de pesquisadores brasileiros no CEE Building (Civil and Environmental Engineering) e durante toda a manhã foram proferidas diversas palestras sobre as atividades de pesquisa

desenvolvidas na área de Recursos Hídricos na TTU. O Dr. Aderbal Corrêa fez uma breve introdução seguida da apresentação de cada uma dos pesquisadores brasileiros de forma resumida.

Figura 2 – a)Vegetação Típica da região encontrada no National Ranching Heritage Center e b) Vista Externa de uma edificação conservada (rancho).

Figura 3 – Parte interna do Wind Museum com exemplares antigos de moinhos utilizados no bombeamento de poços.

Os professores que participaram desta série de palestras, além do Dr. Aderbal Corrrêa, a Dra. Allice White e o grupo brasileiro, foram:

- Ken Rainwater, Ph. D., P.E., DEE. Director and Professor of Civil and Environmental Engineering - E. Annette hernandez, Ph. D. Assistant Professor of Civil and Environmental Engineering - Audra N. Morse, Ph. D., P.E. Associate Professor of Civil and Environmental Engineering - William D. Lawson, P.E., Ph. D. Assistant Professor of Civil and Environmental Engineering - Theodore Cleveland, Ph. D., P.E., Associate Professor of Civil and Environmental Engineering

A primeira palestra foi proferida pelo professor Ken Rainwater que apresentou de uma forma geral as atividades do Centro de Recursos Hídricos e suas pesquisas em desenvolvimento. Como um dos exemplos foi apresentado o projeto de Reuso de Água desenvolvido para os foguetes da Agência Espacial Americana (NASA).

Em seguida a professora Annete Hernandez proferiu palestra sobre Gestão de Recursos Hídricos na presença de incerteza. A palestra apresentou pesquisas em sobre cenários sustentáveis, mudanças climáticas e a avaliação dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos nestas mudanças de cenários. Nesta pesquisa percebeu-se o uso itensivo de lógica Fuzzy, além de GIS (Geographical Information Systems).

Dando prosseguimento à série de palestras o professor Theodore Cleveland apresentou as parcerias já desenvolvidas e em andamento entre a TTU e o serviço geológico americano (USGS). Neste contexto foram apresentadas fotos dos laboratórios equipados através destas parcerias, com destaque ao que eles denominaram de “Field Portability”, ou seja, a tendência de que os laboratórios estão cada vez mais “portáteis”e “portáveis” e cada vez menos restritos a alguns edifícios no campo. Equipamentos como estações totais, sensores de radar, fluorômetros dentre outros, foram apresentados nos slides como sendo de frequente utilização nas pesquisas em recursos hídricos. O professor Cleveland disponibilizou a URL dos seus projetos para consulta pelos pesquisadores brasileiros: http://cleveland1.ce.ttu.edu/research/.

Ao final das palestras foi aberta a oportunidade para debates entre os pesquisadores brasileiros e americanos e discutidas algumas possibilidades de cooperação (Figura 4). Este grupo de professores apresentou-se extremamente receptivo ao recebimento de alunos de pós-graduação para programas de intercâmbio, em especial, alunos de doutorado e pós-doutorado.

Figura 4 – Palestras no CCE Building, grupo de professores do departamento de Engenharia Civil da TTU.

Após o almoço no próprio Campus da TTU, a equipe de pesquisadores brasileiros foi conduzida ao Center for

Geospatial Technologies no Experimental Science Building. Participaram das atividades nesta tarde alguns alunos e pesquisadores deste centro. Toda a condução das atividades foi realizada pelo professor Dr. Kevin Mulligan (Associate Professor of Geography).

Nesta ocasião, cada pesquisador brasileiro teve a oportunidade de fazer uma apresentação resumida sobre suas atividades no Brasil, nas suas instituições e no contexto do Projeto CISA (Figura 5). O professor Celso Guimarães na usa apresentaão, fez uma apresentação geral do Projeto CISA.

Figura 5. Na sequência: Professor Celso, Professora Andréa, Professora Iana e Professor Alfredo fazendo suas apresentações para professores e alunos da TTU.

O professor Kevin Mulligan, após as apresentações dos professores brasileiros realizou palestra sobre as atividades desenvolvidas naquele centro (Figura 6) e das parcerias já desenvolvidas com outras instituições americanas. Dentre os tópicos apresentados destacam-se:

- Estudos dos rebaixamentos do aquífero Ogallala ao longo de 15 anos de exploração; - Mapeamento da Base do aquífero (Late Tertiary Topographic Surface); - Mapeamento das áreas irrigadas através da localização dos pivôs centrais; - Gráficos da “Average Saturated Thickness” dividindo o aquífero em células; - Estimativa do “Lifetime” do aquífero através dos mapas; - Parcerias com a ESRI (desenvolvedora do ArcGIS) - Parcerias com a USGS (Serviço Geológico Americano) Após a palestra do Dr. Kevin Mulligan, foi iniciada uma discussão acerca da infra-estrutura disponível para pesquisa em Geotecnologias e algumas questões institucionais foram esclarecidas com a licença anual do software ArcGIS (U$25,000 por ano) que a TTU possui e possibilita o acesso a este programa a qualquer aluno da TTU. O professor Kevin Mulligan demonstrou interesse pelas pesquisas desenvolvidas com uso de software livre e alguns aspectos destes desenvolvimentos no âmbito do CISA foram esclarecidos para o grupo presente.

Este centro dá suporte em Geotecnologias para toda a região através de consultorias privadas e parcerias governamentais, projetos de pesquisa, etc. Atualmente este centro armazena cerca de 100 Tb de dados geográficos. Novamente demonstrou-se um grande interesse em receber alunos brasileiros, especialmente

na modalidade doutorado sanduíche e pós-doutorado. No restante da tarde, os pesquisadores brasileiros foram convidados a conhecer as instalações físicas deste Centro e conhecer outros trabalhos já desenvolvidos (Figura 7).

Figura 6 – Apresentação de Dr. Kevin R. Mulligan, Ph.D, Professor Associado de Geografia e Diretor do Centro de Tecnologia Geoespacial (Departamento de Economia e Geografia do Texas Tech University).

Figura 8. Visita a salas e laboratórios para conhecimento das pesquisas desenvolvidas no Center for Geospatial

Technologies, assim como dos pôsteres afixados nos corredores.

Quarto dia: 09/09/2010 (Quinta-feira)

Neste dia foi agendado um “dia de campo”para a equipe e alguns professores e pesquisadores do College of

Agricultural Sciences & Natural Resources fizeram a condução de toda a visita técnica. O objetivo da visita técnica era conhecer dois grandes projetos (juntos aportam mais de U$2.000.000,00) em desenvolvimento pela TTU em parceria com outra instituições federais americanas:

- Texas Coalition for Sustainable Inetgrated Systems Research (TECSIS) - Texas Alliance for Water Conservation (TAWC) No anexo 2, seguem alguns folders informativos sobre estes dois projetos. Os coordenadores dos dois projetos seguiram pessoalmente conosco durante toda a visita, bem como a coordenadora geral da coalisão entre os projetos denominada de Sustainable AgroEcosystems Southern High Plains (Anexo 3). São eles:

- Vivian Allien, Programa Coordinator (Ph. D. and professor of College of Agricultural Sciences &

Natural Resources, TTU) - Philip Brown, Project Director (TECSIS) - Rick Kellison, Project Director (TAWC)

Foram visitadas várias fazendas, parceiras do projeto e apresentadas as mais recentes tecnologias para redução de água na irrigação utilizadas na região (Figura 9).

Figura 9. Dia de Campo nas proximidades de Lubbock-TX.

Durante todo o dia, várias áreas utilizadas nas pesquisas foram visitadas e o grupo de pesquisadores brasileiros recebeu várias instruções sobre equipamentos, poços, projetos, etc. O retorno ao hotel ocorreu por volta das 17:00h.

Quinto dia: 10/09/2010 (Sexta-feira)

A Dra. Allice White e o Dr. Aderbal Corrêa acompanharam a equipe do CISA ao High Plains Underground

Water Conservation District no. 1 (ver anexo 3), uma instituição equivalente aqui no Brasil a uma agência estadual de águas voltada apenas para água subterrânea (Figura 10).

A primeira palestra do dia foi proferida pelo pesquisador Gerald Crenwelge (Soil Scientist), especialista em solos do Departamento de Agricultura Americano (USDA-Natural Resources Conservation Service) (Figura11). Alguns tópicos importantes levantados:

- Controle da Água subterrânea é estadual; - Controle local: Texas control - Em propriedades privadas a água é do proprietário (inclusive a subterrânea); - Podem ser estabelecidas regras entre propriedades vizinhas para a disponibilização da água; - Há outros aquíferos menores na região, alguns mais profundos que o Ogallala; - Adaptive Management Process: Desire Future Conditions (DFC) - O Weríodo para reavaliação da legislação é de 15 anos - Projeção dos rebaixamentos do Ogalalla para os próximos 5 anos: 40 ft em alguns locais - Participação crescente das Universidades: Texas A&M e TTU

Figura 10. Equipe brasileira, Dra Allice White, Dr.Aderbal Correa e o pesquisador Gerald Crenwelge (USDA-NRCS), na

fachada do High Plains Underground Water Conservation District no. 1, em Lubbock-TX.

Após o intervalo, a equipe foi convidada a conhecer o laboratório de Geoprocessamento desta unidade no qual foram apresentadas todas as geotecnologias utilizadas na gestão dos recursos hídricos subterrâneos do Estado do Texas (Figura 11). Alguns aspectos relevantes apresentados:

- O uso do GIS nesta agência ocorre desde 1999, inicialmente com uso combinado de tecnologias CAD e GIS. - Os níveis do aquífero são medidos uma vez por ano - O GIS é utilizado no monitoramento dos níveis e nos processos de permissão de perfuração de poços - Uso intensivo de GPS com tecnologia BlueTooth para transferência de dados - Utilização de um instrumento de fabricação própria usado como pluviômetro (Figura 12) e doação de um exemplar à equipe (Prof. Cristiano Almeida se encarregou de testá-lo no Brasil) - Apresentação do Banco de imagens de aerofotogrametria NAIP (Programa Nacional de Aerofotogrametria) em Cores Naturais e no Infravermelho viabilizado pela USGS

Figura 11. High Plains Underground Water Conservation District no. 1, em Lubbock-TX.

Figura 12. Pluviômetro fabricado pela equipe do High Plains Underground Water Conservation District no. 1, em Lubbock-TX. Um exemplar foi doado à equipe CISA.

No período da tarde a equipe do CISA se reuniu mais uma vez no ICASALS para discutir possibilidades de futuras cooperações entre as Universidades representadas. Dentre as possibilidades apontadas foram analisados alguns editais do CNPq e o debate apontou para interesses nas seguintes áreas: - Mapeamento de uso do solo em regiões semiáridas - Detecção de mudanças no semiárido do Nordeste, do Brasil, do Texas, da África - Investigar financiamentos na NASA, CNPq, Finep, NSF, etc. - Interesse em aplicações nas Bacias Experimentais da ReHISA (Land Use, Land Coverage, etc) - A NASA dá incentivos ao uso de imagens de Sensoriamento Remoto (investigar) - Edital do CNPq – Convênio Bilateral (Deadline 30/09/2010) Os professores brasileiros apresentaram alguns sites nacionais que disponibilizam informação hidrológica gratuitamente para pesquisadores e de forma resumida esclareceram o estado da arte da disponibilização de dados no Brasil. Após algumas discussões a professora Annette Hernandez apresentou um palestra sobre Técnicas de Gestão participativa de Recursos Hídricos na presença de Incerteza. Participaram desta reunião:

- Kevin Mulligan, Ph. D. Associate Professor of Geography (Director of Center of Geospatial Technologies) - E. Annette hernandez, Ph. D. Assistant Professor of Civil and Environmental Engineering - Aderbal Corrêa, Ph. D. Director of ICASALS - Alice White, Ph. D. (ICASALS) - Equipe de professores brasileiros

Figura 12. Reunião no ICASALS sobre possibilidades futuras de cooperação.

Ao término desta reunião foram entregues certificados a cada pesquisador brasileiro, além de um kit com material informativo do ICASALS. Nesta ocasião foi considerada encerrada a primeira parte da missão técnica CISA. Sexto e sétimo dia: 11 e 12 /09/2010 (Sábado e Domingo) Final de semana livre de atividades técnica em Lubbock. O vôo para a cidade de Austin-TX ocorreu no final da tarde do domingo.

Oitavo dia: 13/09/2010 (segunda-feira)

Na ciadade de Austin-TX, após a chegada na noite anterior e devidas instalações no hotel reservado, a equipe que viajou para os EUA chegou ao CRWR (Center for Research in Water Resources) às 09:00h da manhã conforme acordado. Os pesquisadores foram então recebidos pelo Professor David R. Maidment, que apresentou as instalações do CRWR. Em seguida, foi realizado um primeiro conjunto de apresentações, no qual cada pesquisador do Projeto CISA, apresentou sucintamente sua atuação em pesquisa e ensino no Brasil, sendo o professor Celso Augusto responsável por fazer uma apresentação introdutória do grupo, do projeto CISA e dos objetivos da missão.

Figura 13. Apresentações dos pesquisadores brasileiros no CRWR (Na ordem: Professores Andréa, Iana, Celso e Alfredo)

Nesta reunião participaram alguns pesquisadores do CRWR: - David R. Maidment, Hussein M. Alharthy Centennial Chair in Civil Engineering, Director, Center for Research in Water Resources ,University of Texas at Austin; - Bradley Joseph Eck, PhD, Civil Engineering, University of Texas at Austin - Samuel Sandoval-Solis, Research Assistant of CRWR/UT - Eusebio Ingol- Blanco, Research Assistant of CRWR/UT - Tim Whiteaker, Ph.D, Research Associate, Center for Research in Water Resources, University of Texas at Austin Em seguida houve a apresentação do recém Doutor Brad Eck que trabalhou com o tema pavimentos permeáveis ( Permeable Friction Course for water resources – PFC). Ainda pela manhã, o Dr. Brad Eck realizou uma visita guiada ao laboratório de hidráulica, onde foram vistas as instalações internas e externas desse laboratório, assim como os diversos experimentos realizados nessas instalações (Figuras 14 e 15)

Figura 14 – Dr. Eck apresentando as instalações do laboratório e equipamentos

Figura 15 – Instalações externas do CRWR

Figura 16 – Pesquisadores Brasileiros e Americanos em frente ao CRWR (Austin-TX)

Após um curto intervalo, seguiu-se apresentação do prof. David Maidment e o pesquisador Tim Whiteaker sobre o tema “Integração de informação sobre recursos hídricos com uso de SIG e Web”. Diversos temas relacionados a recursos hídricos e sistemas de informações foram discutidos entre os professores da missão (Figura 17).

Figura 17 - Prof. Maidment e o pesquisador Tim Whiteaker

O grupo almoçou em um restaurante no campus da UT e no período da tarde continuaram as apresentações, nas quais o destaque foi dado às pesquisas do GIS Research Group do CRWR. Este grupo tem desenvolvidos programas de disponibilização de dados na web em parceria com a ESRI (desenvolvedora do software ArcGIS) e alguns avanços recentes foram apresentados como o portal de informações geodata.gov através do qual várias informações espaciais dos EUA podem ser adquiridos (ver anexo 4). Alguns aspectos destacados na discussão:

- Projeto GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment): ver anexo 4 - Programa MAGIC receiving station (ver anexo 4) - ArcGIS Hydro Data Model: “Comprehensive water management” - Compartilhar dados é essencial nos dias atuais - Web Centric GIS: ArcGIS.com (ver anexo 4) - Portal Texas EFIS (ver anexo 4) - Novas ferramentas do ArcHydro para água subterrânea (parcerias com a ESRI) - Vídeo sobre compartilhamento de dados hidrológicos (http://data.crwr.utexas.edu/sharingData/)

Figura 18 – Prof. Maidment apresentando algumas possibilidades de acesso a dados hidrológicos em um iPAD.

Em seguida o grupo de pesquisadores brasileiros foi levado pela equipe do Prof. Maidment para o Center for

Space Research, onde assistiram apresentações sobre sensoriamento remoto aplicado à previsão de cheias e eventos extremos. Na reunião houve troca de experiências acerca do uso de imagens de satélite no Brasil e nos EUA.

Figura 19 – Palestra no Center for Space Research (Austin, TX)

Nono dia: 14/09/2010 (terça)

No período da manhã a equipe brasileira se deslocou até o campus universitário da UT, onde participaram de uma reunião no Tereza Lozano Long Institute of Latin American Studies e foram recepcionados pela coordenadora do Brazil Center Julie Nordskog e pelo Diretor Geral do Instituto o Professor de Antropologia Dr. Charles R. Hale (Figura 20). Na ocasião foram apresentados os diversos convênios existentes entre a UT e Universidades Brasileiras e o papel deste instituto na mediação e viabilização destes convênios. O Instituto é considerado atualmente como um Centro de referência em estudos latino americanos e realiza cursos de capacitação de curta e média duração inclusive para empresas como a Petrobrás.

A reunião foi uma excelente oportunidade de troca de contatos e especulações de possibilidades futuras de cooperação.

Figura 20 – Dr. Charles Hale e Julie NordsKog do Instituto de Estudos Latino Americanos da UT

Após a reunião, a equipe brasileira seguiu para participação na aula de GIS in Water Resources do Prof. Maidment. A aula ministrada simultaneamente para 03 universidades versou sobre tópicos de Cartografia básica para utilização correta de Sistemas de Informação Geográfica.

Figura 21 – Aula do professor Maidment e fachada do edifício da UT onde está localizada a sala do Prof. Maidment.

No período da tarde a equipe participou de uma reunião técnica com o Professor Francisco Olivera da Texas A&M University que a convite do Prof. Maidment se deslocou até a cidade de Austin para se reunir conosco e ventilar possibilidades de cooperação (Figura 22). O Prof. Olivera é um dos pesquisadores que participou do desenvolvimento do módulo ArcHydro do ArcGIS juntamente com a equipe do CRWR.

Inicialmente os pesquisadores brasileiros apresentaram de forma resumida o contexto do Projeto CISA e depois foram levantadas algumas discussões sobre modelagem hidrológica, desenvolvimentos na Texas A&M. Alguns pontos discutidos:

- Está em desenvolvimento uma interface “pre-pro” (pre processamento e pós processamento) para modelo SWAT - O ArcHydro é mais do que um “pre-pro”, é um modelo - É difícil um única solução integradora (SIG e Modelos) para todos os sistemas e modelos - Importante a utilização de Geodatabases - Discussões sobre o ArcSWAT, VizSWAT - Possibilidades práticas de cooperação

Figura 22 – Professores Francisco Olivera e Davis Maidment com pesquisadores brasileiros

Décimo dia: 15/09/2010 (quarta)

Após a visita ao CRWR, ainda na cidade de Austin, a equipe brasileira em cumprimento a agenda proposta pela USGS (ver anexo 6) se apresentou ao Texas Water Science Center, uma Divisão do United States

Geological Survey (USGS) responsável por fornecer informação hidrológica para um melhor uso e gerenciamento dos recursos hídricos no País. A responsável pela nossa missão nesta instituição foi: Ann Frances Ardis, PG. Chief, Hydrologic & Environmental Studies.USGS Texas Water Science Center, Austin (TX) No primeiro dia de visita foram visitadas estações de monitoramento hidrológico sob responsabilidade do USGS. Em uma fonte de água subterrânea, foi construída uma piscina para a população da cidade de Austin no leito do rio Barton, onde é feito monitoramento do nível da água subterrânea, vazão e qualidade da água (Figura 23).

Figura 23 – Monitoramento de qualidade da água em uma fonte do rio Barton

Em seguida, a equipe foi dirigida para uma área de recarga do aqüífero Edwards, uma importante fonte de água para manutenção do escoamento em rios e para o abastecimento da população. Trata-se de um aqüífero cárstico com uma densa rede de cavernas localizado na parte central do Estado do Texas. O sistema de recarga consiste de um dispositivo de captação de água do riacho Onion e uma caixa de concreto com

uma válvula que controla a vazão de entrada na caverna Antioch (Figura 24). Esse dispositivo permite que se tenha um controle da qualidade da água que entra no aqüífero, pois em eventos de chuva em que se tenha uma elevada carga de sedimentos, bactérias e outros contaminantes, pode-se fechar a válvula e impedir a entrada da água. Após a passagem da cheia, com a qualidade da água melhor, abre-se novamente a válvula para permitir a entrada de água.

Figura 24 – Dispositivo de recarga do aqüífero Edwards no riacho Onion.

Na parte da tarde do dia 15/09 e no dia 16/09, foram realizadas apresentações relacionadas às atividades desenvolvidas no Texas Water Science Center no escritório da USGS (Figura 3). Destacam-se os trabalhos envolvendo modelagem matemática, monitoramento hidrológico, Sistemas de Informações Geográficas (SIG) e desenvolvimento de bases de dados hidrológicos. Décimo primeiro dia: 16/09/2010 (quinta)

Conforme citado anteriormente durante os dois dias a equipe brasileira assistiu a cerca de 16 palestras nas mais diferentes atuações da USGS na região de Austin (alguns palestrantes se deslocaram de suas cidades para fazer suas apresentações para a nossa equipe). Na modelagem matemática, foi apresentado o Hydrologic Simulation Program – Fortran (HSPF), que simula os processos hidrológicos superficiais, sub-superficiais e nos rios. Para a simulação da qualidade da água em bacias hidrográficas, a ferramenta SPARROW (Spatially Referenced Regression on Watershed Attributes) utiliza regressões para monitorar as cargas de poluentes como nitrogênio e fósforo. O chefe de gerenciamento e coleta de dados hidrológicos do Texas Water Science Center, Mike Dorsey, apresentou os equipamentos e técnicas de medição de variáveis hidrológicas, bem como as dificuldades e problemas enfrentados na manutenção das estações. Projetos que utilizam ferramentas de SIG são utilizados para a caracterização automática de alta resolução de bacias hidrográficas em que se obtém a delimitação e a rede hidrográfica. Outro produto de SIG é o desenvolvimento de um banco de dados geográfico para recursos hídricos na bacia do rio Grande. As conversas mantidas com o corpo técnico do USGS foram bastante proveitosas, pois várias universidades do Nordeste mantêm o monitoramento hidrológico em bacias experimentais da Rede de Hidrologia do Semiárido (REHISA). A troca de informações será útil para a melhoria do monitoramento nas bacias da REHISA. Todas as publicações da USGS estão disponíveis via web na URL: http://water.usgs.gov/pubs/ e algumas das palestras seguem em anexo (ver anexo 7).

Dispositivo de

captação

Riacho Onion

Figura 25 – Apresentação no escritório do USGS.

Décimo segundo dia: 17/09/2010 (sexta)

A equipe de pesquisadores deslocou-se da cidade de Austin-TX para a cidade de San Marco-TX, distante 30 Km, utilizando veículo alugado. A reunião na Texas State University iniciou com Dra. Paula Williamson (Associate Professor of Biology and Dean of the Graduate College), quando foram discutidas as possibilidades legais de intercâmbio entre alunos e professores brasileiros e americanos.

A reunião seguiu com apresentações de Dr Vicente L. Lopes (Professor of Environmental Studies, Department of Biology) sobre modelagem hidrossedimentológica. Em seguida foram apresentações sobre as teses de Dr Ken Mix (Lecturer, Department of Agriculture) e de Adrian Vogl (Doutoranda, Aquatic Resources, Department of Biology).

À tarde Celso A. G. Santos fez uma apresentação geral sobre o CISA e foram discutidos aspectos sobre futuras colaborações entre a Texas State University e as universidades do CISA. Participaram desta reunião:

- Vicente L. Lopes, PhD, Professor of Environmental Studies, Department of Biology - Paula Williamson, PhD, Professor of Biology and Associate Dean of the Graduate College - Allan Groeger, PhD, Associate Professor of Limnology, Department of Biology - Ken Mix, PhD, Lecturer, Department of Agriculture - Adrian Vogl, PhD candidate, Aquatic Resources, Department of Biology - Os pesquisadores do CISA: Celso, Iana, Cristiano, Andréa e Aucimaia. -

Figura 26 – Pesquisadores que participaram da reunião com a missão brasileira na Texas State University(San

Marco, TX)

Figura 27 – Reunião na Texas State University. Prof Vicente Lopes apresentando possibilidades de cooperação.

Décimo terceiro dia: 18/09/2010 (sábado)

No final da manhã deste dia a equipe de pesquisadores encerrou a estadia no hotel e partiu para o aeroporto, onde embarcaram dando início à viagem de retorno ao Brasil.

Décimo quarto dia: 19/09/2010 (domingo)

Chegada em São Paulo no início da manhã e embarque para as respectivas cidades de origem de cada pesquisador. Final da missão.

Conclusões e Perspectivas

De uma forma geral pode-se dizer que a missão cumpriu seus objetivos de estabelecer contatos internacionais que possibilitem cooperações futuras. Além disso, toda a agenda proposta foi rigorosamente cumprida, não havendo nenhum imprevisto ou problema de ordem maior durante os dias da missão. As perspectivas de cooperação são inúmeras e certamente os frutos desta missão técnica ainda serão observados ao longo dos próximos anos. De imediato, alguns dos pesquisadores fecharam compromisso de submissão de projeto de cooperação internacional aos editais abertos das agências financiadoras. Além disso, foram acordados possibilidades de intercâmbio de alunos de doutorado e pós-doutoramento. Para a região Nordeste, percebe-se uma consolidação dos grupos de pesquisadores de Recursos Hídricos, os quais, dentre outras coisas, tiveram acesso a tecnologias de ponta e desenvolvimentos diversos que poderão direta ou indiretamente influenciar novas pesquisas. O Projeto CISA, neste sentido, abre um leque de possibilidades de continuidade de projetos como este ao viabilizar uma missão deste porte.

Agradecimentos

Agradecemos ao MCT/CT-HIDRO/FINEP pelo financiamento da pesquisa e por todo o apoio financeiro dado a esta missão.

Anexo 1

Agenda preparada pelo ICASALS (Texas Tech University)

Anexo 2

Folders informativos sobre os projetos:

- Texas Coalition for Sustainable Inetgrated Systems Research (TECSIS)

- Texas Alliance for Water Conservation (TAWC)

Anexo 3

Folder informativo sobre:

High Plains Underground Water Conservation District no. 1 (Lubbock, TX)

Anexo 4

Certificados do ICASALS

Anexo 5

Websites de programas e projetos com participação da Universidade do Texas (UT)

Anexo 6

Agenda Proposta pela USGS

BRAZILIAN MISSION AGENDA

USGS 15 - 16/09/2010

presenter Title short description

Ann Ardis USGS/ TWSC Overview

Mike Dorsey TWSC Data Program

Daniel Pearson OverView of TX USGS GIS

Christy-Ann Archuleta TCEQ watershed project The goal of this project is to delineate watershed boundaries, calculate drainage area, and compute other standard watershed characteristics, and develop draft documentation on the delineation / characterization process for 3000 or more active sites. The TCEQ currently does not have the capability to produce this information for such a large number of monitoring stations. Even when produced for individual stations, the information is limited to watershed size, and inconsistent methodologies are used, resulting in potential inaccuracies and interpretive inconsistencies across TCEQ program areas.

Florence Thompson Hydro 1M During 2006–09, the U.S. Geological Survey, in cooperation with the National Atlas of the United States®, produced a 1:1,000,000-scale (1:1M) hydrography dataset comprising streams and waterbodies for the entire United States, including Puerto Rico and the U.S. Virgin Islands, for inclusion in the recompiled National Atlas. This report documents the methods used to select, simplify, and refine features in the 1:100,000-scale (1:100K) (1:63,360-scale in Alaska) National Hydrography Dataset to create the national 1:1M hydrography dataset.

Tom Burley New Mexico Geodatabase USGS has put together a geodatabase of groundwater, surface water and water quality data for the Rio Grande basin in New Mexico and parts of Texas from 24 unique data sources.

Tim Oden Regression modeling-- predicting instream concentrations and estimating loads in near real-time

Joy Lizarraga Development and Calibration of an HSPF Model of the Lower San Antonio River in Texas

HSPF - Hydrological Simulation Program--FORTRAN is a one-dimensional continuous simulation surface-water flow and water-quality model. HSPF uses continuous rainfall and other meteorologic records to compute streamflow hydrographs and pollutographs. These are compared to observed hydrographs and sampling data for model calibration. Many computer tools and databases exist for user-assisted building of the input control files, observed data records, and display of the model results. BASINS is a US EPA software system that contains many of these tools and access to the databases thru a GIS MapWindows interface. I will demonstrate how we have used BASINS download features and other database input, aspects of the model calibration for flow, and some simulation results for the Lower San Antonio River model.

Bruce Moring Evaluation of Environmental Flow Prescriptions for a Regulated Stream in the North Central Plains Ecoregion of Northeast Texas.

The USGS Texas Water Science Center in cooperation with The Nature Conservancy's Sustainable Rivers Project (http://www.nature.org/initiatives/freshwater/partnership/) and the U.S. Army Corps of Engineers are evaluating a suite of environmental flow prescriptions for Big Cypress Bayou in the Cypress/Caddo Lake Basin in northeastern Texas. USGS scientists collaborated with Army Corps engineers in conducting experimental releases from a reservoir that discharged to Big Cypress Bayou to evaluate flow prescriptions related to over-bank inundation, hydrologic connectivity to wetlands, and inundation and connectivity of in-channel habitat features such as woody snags and aerial roots of bald cypress trees. Continuing work includes mapping stream reaches at the mesohabitat scale over a range of stream flows, and determining the distribution and structure of fish and freshwater mussel assemblages at this scale

Patty Ging Watershed Modeling to estimate Nutrient Loading into the Gulf Of Mexico

SPARROW (SPAtially Referenced Regression On Watershed attributes) models were developed to estimate nutrient loadings (total nitrogen and total phosphorus) from streams in the Lower Mississippi, Arkansas-White-Red, and Texas-Gulf River (LMT) Basins to estuaries along the northwestern part of the Gulf of Mexico. Input data sets used in the LMT models will also be incorporated into updated Mississippi/Atchafalaya River Basin SPARROW models. Development of the LMT models was part of regional assessments conducted by the U.S. Geological Survey’s National Water-Quality Assessment Program to understand water-quality conditions and trends in eight major river basins of the United States. The models were standardized to stream conditions during 2002, and preliminary results are now available for presentation. Results will include yield and source share estimates for the entire LMT study area, and specifically, for estuarine watersheds in Texas. Examples of how SPARROW models have been used in other areas of the US such as targeting tributary watersheds for mitigation, designing monitoring networks, and identifying primary sources that contribute to nutrient yields in tributary watersheds can be presented as well.

Andrew Teeple Evaluation of Helicopter Electromagnetic (HEM) Data for the Identification of Saline Groundwater Entering the Rio Grande, El Paso County, Texas

Proof-of-concept study to determine if existing Helicopter Electromagnetic (HEM) data combined with existing geologic data can be used to identify zones of saline ground water interacting with the Rio Grande.

Winters Wichita River modeling

Steven Peterson AEM surveys in support of groundwater models in western Nebraska

Increasingly complex groundwater management requires more accurate hydrogeologic frameworks for groundwater models used in resource management. These complex issues have created the demand for innovative approaches to data collection. In complicated terrains, groundwater modelers benefit from continuous high-resolution geologic maps and their related hydrogeologic-parameter estimates. The USGS, SkyTEM, Aarhus Geophysics, North Platte, South Platte and Twin Platte Natural Resource Districts have collaborated to use airborne time domain geophysical surveys over selected of areas of western Nebraska. The objective of the surveys was to map the aquifers and bedrock topography of the area to help improve the understanding of groundwater-surface water relations to be used in water management decisions. The base of aquifer in many of these areas is in excess of 100 meters deep and little detailed information of the configuration of the bedrock exits. Many of the aquifers exist as alluvial fills in paleochannels upon a complex bedrock topography. Controlling factors for groundwater flow are the variations of the hydraulic properties of the fill and the boundary geometry of the paleochannels. Results from groundwater modeling efforts prior to the addition of the airborne data revealed that the hydrogeologic framework was sufficient for the regional scale models, but when these models were reduced to 40 acres cell size, the lack of detail adversely affected model results.

Steven Peterson A COUPLED LANDSCAPE AND GROUNDWATER-FLOW MODEL OF THE NORTHERN HIGH PLAINS AQUIFER

The High Plains aquifer, primarily composed of the Ogallala Formation of Tertiary age, underlies about 174,000 square miles of eight states from South Dakota to Texas. Groundwater pumped from the High Plains aquifer is used primarily for irrigated agriculture, and accounts for 20 percent of all groundwater withdrawn in the United States. However, water-level declines in some areas of the aquifer have caused concerns about long-term sustainability of the groundwater resource and potential negative consequences to National agricultural production. The High Plains Groundwater Availability Study, one of series of regional studies, was initiated by the U.S. Geological Survey’s Groundwater Resources Program to provide an updated assessment of the major components of the water budget of the High Plains aquifer and their interaction, and to provide information to help manage and protect the resource. A key component of the study is a new model for the northern High Plains aquifer (the High Plains aquifer north of the Smoky Hill River), simulating landscape hydrology fully coupled with groundwater flow. For example, simulated landscape hydrologic processes include precipitation, evapotranspiration, runoff, surface-water irrigation application and conveyance, and recharge. These landscape hydrologic processes, along with simulated direct uptake of groundwater, in turn determine the groundwater withdrawals for irrigation. Conversely, simulated groundwater levels affect the rate of direct uptake of groundwater, and simulated groundwater discharge to streams affects the amount of routed streamflow that is available for diversion for surface-water irrigation. The fully-coupled landscape and groundwater simulation allows for more complete representation of all hydrologic components from both natural and anthropogenic causes. Further, the new groundwater-flow model is developed at a finer spatial and temporal resolution than was possible during previous U.S. Geological Survey studies of the northern High Plains aquifer. The new northern High Plains model also integrates data and understanding contributed by the many studies of smaller parts of the study area that have occurred in recent decades.

Natalie Houston Estimating groundwater withdrawals using the SOWAT model.

A regional-scale soil water balance hydrologic model developed by the Columbia Plateau water availability study called SOWAT (SOil WATer) is being used to estimate groundwater withdrawals in the High Plains aquifer. The model will be run on a monthly time step and uses as input, remotely sensed evapotranspiration (ET) data, precipitation data, land cover type (irrigated, native vegetation, or developed/open water), soil moisture storage, amount of precipitation that becomes runoff, available soil water capacity (from STATSGO), and irrigation efficiency information. Monthly actual ET was estimated using remotely sensed temperature data and regional climate data in a simplified surface energy balance (SSEB) model. The SSEB model uses 1-km thermal data available since March, 2000 from the MODIS satellite thermal sensors to calculate actual ET. Unlike the Columbia Plateau, input for the SOWAT model in the High Plains needed to account for large gradients in precipitation, snowmelt, and runoff over this extensive study area. Therefore, an “effective” precipitation data set was calculated to account for snowmelt and variable runoff without having to modify the programming of the SOWAT model. Extremely large data sets for precipitation, snowmelt, and runoff were acquired from the National Weather Service’s CONUS (continental U.S.) hydrologic model. ”Effective” precipitation used in the SOWAT model was calculated as precipitation plus snowmelt minus runoff. The SOWAT model computes monthly irrigation water demand, groundwater withdrawals, and recharge from the calculated soil water deficit or surplus.

Lynne Fahlquist overview of the High Plains NAWQA study

In 2001, the U.S. Geological Survey National Water-Quality Assessment Program collected water samples from 48 wells in the southern High Plains as part of a larger scientific effort to broadly characterize and understand factors affecting water quality of the High Plains aquifer across the entire High Plains. Water samples were collected primarily from domestic wells in Texas and eastern New Mexico. Depths of wells sampled ranged from 100 to 500 feet, with a median depth of 201 feet. Depths to water ranged from 34 to 445 feet below land surface, with a median depth of 134 feet.

John Bumgarner Transboundary Aquifer Assessment

In this overall ten-year program, scientists from two universities (New Mexico State University (NMWRRI) and Texas AgriLife Research - Texas A&M University System (TWRI), the U.S. Geological Survey (USGS), and state agencies and organizations will work together, and in collaboration with Mexico, to collect and evaluate new and existing data to develop high-quality, comprehensive groundwater quantity and quality information and groundwater flow models for selected priority binational aquifers associated with Texas and New Mexico as authorized under the United States – Mexico Transboundary Aquifer Assessment Act. The Mesilla Bolson aquifer will be the initial primary focus of the assessment program

Brian Smith BSEACD Program Barton Springs Edwards Aquifer Conservation District-- Program over view

Bill Hutchison TWDB- State of the Groundwater Program

Anexo 7

Palestras da equipe técnica da USGS