água para irrigação agricola caso americano steve

1. Steven Deverel, Ph.D
HydroFocus
Davis, Califórnia, EUA
sdeverel@hydrofocus.com

2. Oferecer lições da
experiência
americana
Contexto
Desafios a
sustentabilidade
Soluções
Relevância

3. Oferecer lições da
experiência
americana
Contexto

4. 127 á
635
mm
>760 mm

5. área irrigada
161
km
1 ponto = 40.5 km2
total
229,049 km2
Total ~19 milhões há irrigadas
17 % da área total

6. Porcentagem por estado

7. Nebraska
Texas
Área irrigada, 52% in 5 estados
Arkansas
Idaho

8. Época crescimento agressivo
época de conflitodesenvolvimento local
Contexto histórico
linha de tempo
Projeto Vale Central Califórnia
Leis ambientais
1930 1970
1919
606
0
1990

9. Anos 1930 a 1960
crescimento agressivo
 Construir projeto de água empregou muitas pessoas:
 em 1933 USBR empregava 3,000, em 1944 empregava
20,000
 Construção de
várias represas em
muitas bacias hídricas.
 Califórnia; projeto
vale central, represa Shasta
completada em 1936

10. Na Califórnia
 Perfuração de milhares de poços para irrigação
 Abaixou nível do lençol freático até mais de cem
metros
 Seca no meio oeste dos EUA
migração para Califórnia
 Grandes sucessos
econômicos

11. 0
2
4
6
8
10
12
20031998199319881983197819731968196319581953194819431938193319281923191819131908190318981893
Grandes Projetos Completados na Califórnia
1890 – 1910: 6
1911 – 1930: 19
1931 – 1950: 30
1971 – 1990: 17
1951 – 1970: 64
1991 – 2003: 5

12. Inicio da época de conflito nos
anos 1950
 Inicio do movimento de proteção ao meio ambiente
nos 1950.
 Mais de 28 leis federais aprovadas de 1955 - 1987
 Proteção de meio ambiente, espécies ameaçados
 Proteção de qualidade de água
 Criação da Agencia Proteção do Ambiente (EPA, 1970)
 Porcentagem da renda agrícola no PDB diminuiu
 1940: 14% do PNB
 2000: 2% do PNB

13. numero de fazendas
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0
20,000,000
40,000,000
60,000,000
80,000,000
100,000,000
120,000,000
140,000,000
160,000,000
1855 1875 1895 1915 1935 1955 1975 1995 2015
Númrodefazendasdivididopor1,000
Áreaagricolas,hectares
Land in farms (1,000 acres) No. of Farms (1,000)

14.  Forca politica agrícola começou a diminuir
 Regulamento e oposição por pessoas desconectadas da
vida rural aumentou
 Movimento do meio ambiente contra projetos de
irrigação aumentou
 Projetos propostos em lugares de mais risco geológico
e com menos justificação econômica

15. Califórnia – Reservação e
transposição de água

16. Califórnia: geografia e topografia
Área estadual = 404,000 km2
Vale central = 58,000 km2

17. Precipitação Media Anual (cm),
Califórnia
1961 – 1990

18. Precipitação mensal
1982 – 2009
Porcentagemdoanual

19. 75 % da
precipitação
70 %
da demanda
Sistema atual
armazenamento e
transporte na
Califórnia

20. Volume de represa (milhões de m3)Estadual
Estadual e federal
Federal
Local
Delta

21. Mais de 1400 represas e
milhares de km de aquedutos
e canais…
Harvey O. Banks
Pumping Plant
California Aqueduct
Warne Power Plant

23. 0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
Método de irrigação
Gravity Sprinkler Drip
Orang, M. et al, 2005. Survey of Irrigation Methods in California. California Water Plan Update, Department of Water Resources, CA
gravidade
aspersão
localizada

24. Origem e transporte de água

26. Agricultura na Califórnia
 2,9 milhões de hectares irrigada
 U$34,8 bilhões renda bruta agrícola
 Primeiro nos EUA em renda agrícola
USDA, NASS, California Field Office. California Agricultural Statistics, 2009

27. Califórnia produz metade dos frutos, hortaliças e nozes dos
EUA.

28. Cereais,
feno, grãos
3.59
10%
Frutos
11.79
34%
Hortaliças
7.85
23%
Bovinos,
suinos e aves
7.81
22%
estufa
3.78
11%
Renda agricola
Valor em bilhões de dolares, USD
United States Department of Agriculture, California Field Office, California Agricultural Statistics, 2009

29. Transição para área urbana

30. Água para indústria
eletrônica

31. Oferecer lições da
experiência
americana
Contexto
Desafios a
sustentabilidade

32. Desafios principais á agricultura
irrigada
 Efeitos ambientais
 Regulamentos e oposição
 Limites de infraestrutura
 Inabilidade de entregar água contratada para agricultura
 Mudanças climáticas
Conflitos entre usuários

33. Efeitos no meio ambiente e
aumento de regulamento estadual
 Delta
 Qualidade de água

34. Volume de represa (milhões de m3)Estadual
Estadual e federal
Federal
Local
Delta

35. DELTA
• Efeitos no
meio
ambiente
• simbólico dos
• conflitos

36. Foi área extensiva de pântano

37. O delta é um ecossistema rico
e diverso com mais de 750
espécies de plantas e animais…

38. E algumas espécies ameaçadas
Green Sturgeon
Delta smelt
(Endangered)
winter run Chinook salmon

39. SalmõesFederal
Estadual
Volumeanualtransferido(bilhõesdem3)
sÍndicedeabundanciadepeixes
médiadosanossetenta=100

40. Causas de declinação (exemplo de
ciência combativa)
 Mudança da corrente de água
 Afeta reprodução e movimento
 Mortalidade nas bombas
 Diminuição de tempo de
residência afeta zooplancto, fitoplâncton
 Fertilizantes
 Amônia em água de esgoto
 Pesticidas
 Espécies invasoras

41. Agricultura no delta em solos orgânicos
agricultura no delta

42. Oxidation of organic
deposits, loss of CO2
Subsidência
Increasing
Lençol
freático
Solos orgânicos formado
durante sete mil anos
Taboa e
outras
espécies
Acumulo natural de sedimento

44. Falha de diqueCondições normais
Exportação

45. Sumario - delta
Exportação e deterioração de infraestrutura ameaça
sustentabilidade
 Exportação ameaça a viabilidade populações de peixes
 Subsidência de organossolos ameaça diques
 Falta de coordenação e ciência combativa impede
desenvolvimento de soluções.

46. Qualidade de água subterrânea e
superficial

47. Deterioração
da qualidade
de água

49. Excesso de nitrato na água
subterrânea
 1.7 milhões de pessoas (8% da população dos EUA) são
expostas a água de consumo com excesso de nitrato.
 Na Califórnia, fertilizante é a causa principal
 Leis instituídos para definir o problema e criar
soluções na agricultura

50. Mudanças Climáticas

51. Mudanças Climáticas:
Estressando os sistemas hídricos
Quais são os impactos esperados com essas mudanças?
Já estão mostrando efeitos nos recursos hídricos da Califórnia, evidenciados por:
• mudanças da camada da neve,
• fluxos dos rios e os níveis do mar.
• futuramente essas mudanças aumentarão o stress
California Water Plan Update 200

52. Mudanças Climáticas afetarão:
Operações
California Water Plan Update 200
Inundação
e Seca
Costa e DeltaEcossistema
Abastecimento

53. Mudanças Climáticas afetarão:
Abastecimento Redução da camada
de neve
Mudanças nos
fluxos de rios
California Water Plan Update 200

54. Ecossistema
Florestas –serão mais
vulneráveis a pragas,
doenças e fogo.
Aumentos na
temperatura da água em
reservatórios, poderão
prejudicar a desova e o
crescimento
Vazões mais
baixas tendem a
concentrar o
escoamento
urbano e agrícola

55. Costa e Delta
Aumento da
salinidade
no Delta ira
degradar a
qualidade da água
para agricultura
Ameaça a comunidades costeiras e
infraestrutura, em particular o
sistema de água Sacramento –
San Joaquin Delta
Temperatura mais
altas farão o Delta
intolerável a
algumas espécies
nativas e mais
convidativo a
invasão
de plantas não
nativas.
California Water Plan Update 200

56. Inundação
e Seca
Temperaturas mais
altas e mudanças na
precipitação
conduzirão a secas
mais frequentes.
Aumento de
frequência
inundações
potencialmente
causarão mais
danos ao
sistemas de
diques.
California Water Plan Update 200

57. nças Climáticas:
Operações
de Água e
Energia
Temperatura
mais altas
afetarão a
demanda.
Confiabilidade
será
comprometida
Hidroelétricas podem
ser menos confiáveis
devido ao consumo
maior de energia
Operação do sistema
de transposição de
água se tornara mais
difícil
California Water Plan Update 200

60. Secas
 Quarto ano
 (2012- 2015)

62. Porcentagem
nas represas
Previsão de entrega para
agricultura este ano
15%

63. Secas serão mais frequentes no
futuro

64. Atlas de seca norte americana
http://iridl.ldeo.columbia.edu/SOURCES/.LDEO/.TRL/.NADA2004/.pdsi-atlas.html

65. Primeiro ano
Ano chuvoso
Ano seco
Marca de fogo

67. Índice de seca
Cook et al. Sci. Adv. 2015;1:e1400082 12 February 2015

68. Consequências da seca num
sistema super comprometida
 Entrega reduzida
 Uso de água subterrânea
 Compactação e afundamento
 Intrusão de água salina

69. Compactação

70. Exemplo de
compactação
resultante de
diminuição do
nível de água
subterrânea,
Vale do San
Joaquin
Aqua
Superficial
Seca

72. Compactação recente perto da
minha casa
6 cm

73. Potencial para compactação
Baixo
Alto

74. Natureza da Compactação
Areia/cas-
calho
Argila
Areia/
cas-
calho
Superfície
Compactação

75. Relacionamento de água
subterrânea e superficial
área de recarga
rio
extração

76. Oferecer lições da
experiência
americana
Contexto
Desafios a
sustentabilidade
Soluções
propostas

77. Soluções e medidas com potencial
para maior impacto
 Aumentar eficiência
 Capturar água durante vazão alta
 Utilização de água residuária
 Reservação em aquíferos

78. Recarga de água subterrânea
Bacia de
infiltração

79. Outras Medidas
 Regulação de águas subterrâneas na agricultura
 Regulamento de qualidade de água na agricultura
 Planejamento, modelagem e dialogo
 Ciência integrada e interdisciplinar
 Exige desenvolvimento de soluções além da consciência
que criou os problemas atuais
 Limitar emissões de gases de efeito estufa e sequestro
de carbono

80. Oferecer lições da
experiência
americana
Contexto
Desafios a
sustentabilidade
Soluções
propostas
Relevância

81. Relevância
 Meta principal
 Aumento de produção sem provocar impactos graves
que ameaçam a produção.

82. Presunções
 Haverá impactos:
 Mudanças climáticas
 Alterações hidrológicos, biológicos e na qualidade de
água
 Haverá potencial de escassez
 Haverá oposição
 Agricultura sustentável depende de um ecossistema
viável

83. Lição principal
Uso de tecnologia adequada para o aumento de
produtividade e transposição das águas necessita ser
balanceada
com atenção aos possíveis impactos ambientais, efeitos
hidrológicos, à qualidade de água e à influência de
mudanças climáticas.

84. Lições
 Proatividade agrícola é essencial
 Quantificar as incertezas e imprevistos
 Mudanças climáticas
 Aquisição de bons dados
 Analise interdisciplinares
 Proceder com uma identificação e priorização dos
potenciais impactos e implementação de medidas para
minimizá-los com base em análises científicas
 Desenvolver politicas, planos e medidas usando dados e
analise para maximizar a conservação de água e
desenvolver infraestrutura para acomodar meios de
conservação

85. Considerações finais
 Considerar os impactos desde o início.
 A omissão de considerá-los resultará em um preço mais
alto para resolução no futuro e ameaças à
sustentabilidade.
 Bons dados, análise e modelagem científica,
curiosidade e discussão aberta sobre as incertezas são
ferramentas eficazes para se ter um diálogo
significativo sobre os impactos ao meio ambiente.
 Argumentos e discussões sem dados e análise
adequada ou que se baseia em ciência combativa são
antiprodutivos.

86. Obrigado
sdeverel@hydrofocus.com

87. $0
$20
$40
$60
$80
$100
$120
North Coast Colorado
River
Sacramento
River
San Joaquin
River
Tulare Lake
3
11
U$/1,000m3,USD
High Low
Preço da água p/agricultura

89. Montmorillonite (Smectite),
consolidating
2:1 Al-Si layers
Exchangeable cations
and water

90. Compactação de argila (águaclude) devida a extração de
água subterrânea.
Molécula de água
Argila semctita Compressão pela extração de água
Extração de água subterrânea