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Apresentacao_FernandoPruski

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I WORKSHOP INTERNACIONAL: PESQUISA CIENTÍFICA PARA POLÍTICAS PÚBLICAS DE
GESTÃO SUSTENTÁVEL DOS RECURSOS HÍDRICOS:
Os exemplos do Nebraska, USA e do Oeste da Bahia, Brasil
AUDITÓRIO ASSEMBLEIA LEGISLATIVA - SALVADOR, BAHIA

Publicada em: Meio ambiente
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Apresentacao_FernandoPruski

  1. 1. Ação 3: Desenvolvimento de estudos hídricos superficiais. Equipe: Coordenador: Fernando Falco Pruski Estudantes de Doutorado: José Rui de Castro Sousa - Cientista da Computação Josiane Rosa Silva de Oliveira - Engenheira Agrícola e Ambiental Lígia de Oliveira Serrano - Engenheira Agrícola e Ambiental Maria Camila Alves Ramos - Engenheira Agrícola e Ambiental Rayssa Balieiro Ribeiro - Engenheira Agrícola e Ambiental Tarcila Neves Generoso – Engenheira Ambiental Mestre: João Felipe de Souza - Cientista da Computação Estagiários: Andresa Braga Oliveira - Graduanda em Engenharia Ambiental Cristiane Júlio Gonçalves - Graduanda em Engenharia Ambiental Luís Antônio Santos Gonçalves Júnior – Graduando em Ciência da Computação
  2. 2. USOS POTENCIAIS DA ÁGUA - Abastecimento humano; - Dessedentação animal; - Abastecimento industrial; - Irrigação; - Geração de energia; - Navegação; - Diluição efluentes - Lazer; - Outros.
  3. 3. PEGADA HÍDRICA • A pegada hídrica se baseia no conceito de “água virtual”, pois a maioria da água usada para a produção não está contida no produto. • PH de uma pessoa: soma das PHs direta e indireta. Hoekstra et al. 2011
  4. 4. PEGADA HÍDRICA • Volume de água total usado na produção de bens e serviços: – PH direta: consumo e poluição da água usada em casa (cerca de 150 a 200 L/hab/d). – PH indireta: consumo e poluição da água usada na produção de bens e serviços (alimentação, vestuário, consumo de bens industriais, etc.). • PH média da humanidade: 3.800 L/hab/d. • PH média do Brasil: 5.500 L/hab/d. • Consumo de um vegetariano: 2.600 L/hab/d.
  5. 5. PEGADA HÍDRICA 15.500 6.100 5.000 4.800 3.900 3.300 1.000 1.300 900 250 0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 Volume de água (L kg-1)
  6. 6. CRESCIMENTO POPULACIONAL 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060 Bilhões 2050 1987 1927 2011
  7. 7. De acordo com o relatório das Nações Unidas sobre desenvolvimento dos recursos hídricos (2016), a demanda mundial por alimentos vai crescer 60%, enquanto a demanda de água vai crescer cerca de 55% até 2050.
  8. 8. Como consequência...
  9. 9. NECESSIDADE DE USO MAIS RACIONAL PARA REDUZIR A SUBSTITUIÇÃO DE ÁREAS ANTES OCUPADAS COM COBERTURA NATIVA POR ÁREAS DE PRODUÇÃO
  10. 10. IRRIGAÇÃO • Adequação do uso da água pela irrigação não está associada apenas ao aumento da eficiência do sistema de irrigação, mas, sobretudo, ao uso em locais em que a disponibilidade seja suficiente para suprir a demanda; • De acordo com o relatório das Nações Unidas sobre desenvolvimento dos recursos hídricos (2009), tem-se 275 milhões de hectares irrigados, correspondentes a cerca de 20% das terras cultivadas, produzindo 40% da produção agrícola mundial.
  11. 11. ESCASSEZ HÍDRICA
  12. 12. • Escassez  associada a situações em que a disponibilidade é insuficiente para atender as demandas e manter as condições ambientais necessárias. • Caracterização  requer conhecimento da disponibilidade e demandas. Pode também decorrer de aspectos qualitativos. • Disponibilidade natural  avaliada pelas vazões mínimas. • Disponibilidade potencial  representada pela vazão média de longa duração. GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS
  13. 13. • Unidade básica de planejamento  deve ser a bacia e não a hidrografia. • Hidrografia  sistema circulatório da bacia. O corpo é a bacia. • Consideração das áreas rurais tem um papel essencial, pois embora a irrigação responda por cerca de 70% do consumo de água, é nestas áreas que se potencializa a produção de água com regularidade. GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS
  14. 14. Elaborar, para as bacias dos rios Corrente, Grande e Carinhanha, com base nas experiências adquiridas pelo GPRH/UFV, um produto similar ao obtido no “Estudo de Regionalização de Vazão para o Aprimoramento do Processo de Outorga no Estado de Minas Gerais”, e por meio do qual seja possível obter um sistema computacional automatizado que permita, a partir da identificação da seção de interesse ao longo da hidrografia, a estimativa das vazões média de longa duração e das vazões mínimas (Q90 e Q95). Objetivo
  15. 15. Aquisição da base de dados
  16. 16. Base do estudo
  17. 17. Base de dados ottocodificada disponibilizada pela ANA em fevereiro de 2017. Escala 1:100.000
  18. 18. Seleção das estações fluviométricas e pluviométricas
  19. 19. Seleção das estações fluviométricas para a Bacia do Grande, Corrente e Carinhanha 84 estações fluviométricas
  20. 20. 1977 2015 Critério de seleção: ≥ 20 anos de dados ≥ 95% dos dados Análise de falhas e definição do período base
  21. 21. Seleção das estações fluviométricas para a Bacia do Grande, Corrente e Carinhanha 27 estações fluviométricas
  22. 22. Seleção das estações pluviométricas para a Bacia do Grande, Corrente e Carinhanha 427 estações pluviométricas
  23. 23. Análise de falhas e definição do período base Critério de seleção: ≥ 20 anos de dados ≥ 95% dos dados 1977 2015
  24. 24. Seleção das estações pluviométricas para a Bacia do Grande, Corrente e Carinhanha 87 estações pluviométricas
  25. 25. Caracterização da Bacia do rio Grande
  26. 26. Precipitação na Bacia do Grande
  27. 27. Vazões na Bacia do Grande A vazão tem menor variabilidade que a precipitação
  28. 28. Precipitação vs vazão
  29. 29. Separação dos escoamentos superficial e subterrâneo
  30. 30. Escoamento Subterrâneo / Escoamento Total (%) Bacia do Grande SepHidro/GPRH Método dos Mínimos Locais
  31. 31. Escoamento Subterrâneo / Escoamento Total (%) Bacia do Paracatu (fora do aquífero Urucuia) SepHidro/GPRH Método dos Mínimos Locais
  32. 32. Escoamento Subterrâneo / Escoamento Superficial (%) SepHidro/GPRH Método dos Mínimos Locais
  33. 33. Quantificação da disponibilidade dos recursos hídricos
  34. 34. Regionalização de vazões Qualquer processo de transferência de informações de estações fluviométricas para outros locais, sendo considerada uma ferramenta de grande importância no gerenciamento dos recursos hídricos.
  35. 35. REGRESSÃO MÚLTIPLA Pm)D,Dd,L,(A,f~Q
  36. 36. Identificação das regiões hidrologicamente homogêneas Análise de cluster, entropia, conveniência geográfica, etc.
  37. 37. Regiões Hidrologicamente Homogêneas na Bacia do Grande Possibilidade 2: duas regiões hidrologicamente homogêneas Obtidas por análise de agrupamentos Possibilidade 1: Uma região hidrologicamente homogênea
  38. 38. Possibilidade 1 Opção selecionada em função dos melhores resultados apresentados
  39. 39. Obtenção das variáveis independentes e dependentes
  40. 40. Precipitação na Bacia do Grande
  41. 41. Estimativa das vazões na Bacia do Grande
  42. 42. Obtenção das equações de regionalização de vazões para cada região hidrologicamente homogênea
  43. 43. Obtenção das equações de regionalização de vazões para cada região hidrologicamente homogênea Vazão (m³/s) Área (km²) Q1 A1 Q2 A2 Q3 A3 Q4 A4 Q5 A5 Q ~ f (A, L, Dd, D, Pm)
  44. 44. Obtenção das equações de regionalização de vazões para cada região hidrologicamente homogênea Vazão (m³/s) Área (km²) Q1 A1 Q2 A2 Q3 A3 Q4 A4 Q5 A5 Q ~ f (A, Peq, Peq750)
  45. 45. Variáveis independentes • Área (A) • Precipitação equivalente (Peq) • Precipitação equivalente – abstrações (Peq750) • Precipitação equivalente – Etr (PeqEtr) Peq m³ s = P mm ∗ A (km2) 31536 Peq750 m³ s = (P − 750) mm ∗ A (km2 ) 31536 PeqETr m³ s = (P − ETr) mm ∗ A (km2) 31536
  46. 46. Limitações das equações de regressão - A equação não é válida fora dos limites de validação (valores observados). Consequentemente, não é válida para uma parcela considerável da hidrografia, em especial nas áreas de cabeceira. Essa limitação é mais expressiva em trabalhos de maior resolução geográfica (escalas de 1:50.000 e 1:100.000, por exemplo). - A equação pode superestimar a vazão.
  47. 47. Proposição para reduzir os riscos associados ao uso das equações de regionalização fora dos limites de validação Comparar valores de vazão específica estimado com o máximo valor de vazão específica observado nas estações • Se: Valor de vazão específica observado em determinado valor da hidrografia > máximo valor de vazão específica observado nas estações • Então: Vazão específica estimada = máximo valor de vazão específica observado nas estações
  48. 48. 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Área de drenagem (km2 ) CE(adimensional) CE_obs CE_ajustado CE_estimado
  49. 49. 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 120,0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Área de drenagem (km2 ) Vazãomédiadelongaduração(m 3 s -1 ) Qmld_obs Qmld_ajustada Qmld_estimada
  50. 50. Extrapolação das equações de regionalização de vazões mínimas: Alternativas para atenuação de riscos
  51. 51. Regionalização da Bacia do Grande A Peq Peq750 R2 0,92 0,92 0,93 Erro 0,21 0,20 0,19 Q90=0,0202 A0,8319 Q90=0,2555 Peq0,8667 Q90=0,4674 Peq750 0,9284
  52. 52. Regionalização da Bacia do Grande Comportamento da vazão específica regionalizada • Variável Independente: A
  53. 53. Regionalização da Bacia do Grande Comportamento da vazão específica regionalizada • Variável Independente: Peq750
  54. 54. Regionalização da Bacia Grande Comportamento da vazão específica regionalizada A Peq750
  55. 55. Regionalização da Bacia do Grande Proposição para redução do risco associado com o uso da equação fora dos limites de validação Área Peq750
  56. 56. Coleta de dados em campo para consolidação dos resultados obtidos
  57. 57. Software
  58. 58. Software
  59. 59. Software
  60. 60. Regionalização da Bacia do Grande 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Q(m³/s) Disp. mensal Disp. anual Q90anual Demanda mensal pivôs Q média = 19,60 m³/s Foz do Rio Grande
  61. 61. MUITO OBRIGADO! projetoaibapruski@gmail.com

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