Irrigação em áreas de escassez hídrica. Prof. Dr. Derrel L. Martin, Professor de Engenharia de Recursos Hídricos do Depto. de Engenharia de Sistemas Biológicos - Universidade de Nebraska/EUA

1. Irrigacaoemcasos de escassezhidrica Derrel L. Martin Professor, Engenharia de Irrigacao e RecursosHidricos Departamento de Engenharia de SistemasBiologicos University of Nebraska-Lincoln Lincoln, NE

2. Nebraska Lincoln Precipitacao: 380 mm 900 mm 1,7 milhoes de pessoas 700 km

3. Comparacao de tamanhos Nebraska Nebraska  20 milhoesha Minas Gerais  59 milhoesha

4. O que voce venestaimagem? Muitasperspectivas – Esta e a minha

5. TerrasIrrigadas, EUA

6. Metodos de Irrigacaoutilizadosnos EUA

7. Distribuicao de Metodos de Irrigacaoporaspersoresnos EUA

8. Terrasirrigadas – EUA, 2008 Nebraska

9. TerrasIrrigadasporaspersores (sprinklers) - EUA, 2008

10. Irrigacaoporgravidade (gravity) – EUA, 2008

11. Irrigacaoporgotejamento (drip) – EUA, 2008

12. Irrigacao - Great Plains, 2007 Farm and Ranch Irrigation Survey-2007

14. Reservatorios e Rede de Canaispara Projetos de Irrigacao Aproximadamente30% das terrasem Nebraska saoirrigadas com aguassuperficiais (rios e reservatorios) A maiorianaBacia do Platte River

15. Columbia River – Washington (bombeado do rio- 70 to 250 m desnivel)

16. Milhoirrigado – graos, acres colhidos: 2002 Sojairrigada – graos, acres colhidos: 2002 Sorgoirrigado – graos, acres colhidos: 2002 Trigoirrigado – acres colhidos: 2002

17. DESENVOLVIMENTO DA IRRIGACAO Pocos de irrigacaoativos > 90,000 Irrigation Well Maiordesenvolvimentoocorreunadecada de 70, mas o crescimento continua

18. Niveisda Agua Subterranea Mudaram do desenvolvimentoinicial ate 2005

19. Caracteristicas do Aquifero High Plains (McGuire, 2009)

21. Demandas a jusantepodemconflitar com o uso local daaguasubterranea

23. Zonasafetadasporfalta de oxigenio e nutrientes no Golfo do Mexico devidoaoexcesso de nutrientesnaagricultura. Diretamenterelacionado a agua de drenagem dos estados do Cinturao do Milho. Zonasafetadas www.gulfhypoxia.net

24. Funcoes e Processos do Ecossistemas Como criarincentivospara o produtor?

25. Pallid Sturgeon Least Tern Especiesemextincaodependem dos rios de Nebraska Piping Plover Whooping Crane

26. BalancoHidricoemumabaciahidrograficairrigada

27. BOMBEANDO DE AQUIFEROS LIVRES Vazao do poco Nivelestaticodaagua Retirada Niveldinamicodaagua Vazao Lencolfreatico do aquifero Base do aquifero

28. Fator de reducaoemvazao Vazao do poco Fracao do bombeamentoadvinda do rio. Infiltracaoemleito do rio Sedimentos no rio Infiltracao Do rio Distancia entre o cursod’agua e o poco

29. Areas adequadamenteexploradas e superexploradasem Nebraska Moratoria do bombeamento

30. Uso das Terrasem Nebraska - 2003 93% das Terrasutilizadas porprodutores e fazendeiros

31. Suprimento de Agua em Nebraska (condicoes medias) Outrasformas de consumo = 33 mm / ano Precipitacao = 574 mm / ano Entrada Agua Superficial 23 mm / ano ET = 506 mm / ano Saida Agua Superficial = 58 mm / ano Source: USGS National Water Summary 1987 – Water Supply and Use: Nebraska ~ 88% daPrecipitacao: Evapotranspirada ~ 6% daPrecipitacaodirecionada a aumentarVazao ~ 8% daEvapotranspiracaodevido a Irrigacao

32. I II III IV V VI DESENVOLVIMENTO AUMENTO DA DISPONIBILIDADE CONSERVACAO Constru-cao de barragens e canais e Bombea- mento de lencolprofundo Reducao de Demanda, Aumento de eficiencia e Reducao De uso do aquifero Medidas Extremas- Dessalini- zacao de agua do mar Retirada de Agua Superficial Bombea-mento de lencolraso Transposicao de bacias Tratamen-to de agua e Recupe-racao (reuso) WATER DEVELOPMENT PHASES IN A WATERSHED

33. SustentabilidadedaIrrigacao Parece simples mas ha muitasquestoes e consequencias. O quesustentar? economia, ecossistemas? Equilibriodadisponibilidade a montante (rural) vsnecessidades a jusante? O quefazer com a aguasubterranea? Como manejaraolongo do tempo? Equilibrarosdireitosdapropriedade contra o bemda “comunidade”? Definirestrategias de “Manejoadaptado” e experiencia de outros? Precisamosmuito de procedimentosbemconcebidos.

36. Poucaagua e usada no processo

37. Limitadaexpansao de terrasirrigadas

39. Bomba com selomecanicodesgastado Selodesgastado Selodesgastado Vazamentointerno Parte daagua e rebombeada e repressurizada

40. Resultados de Testes no Norte de Dakota em 2000 100 100 200 TOTAL

41. O meupivoestaoperandocomodeveria? Exemplo dos nossosprogramaseducaionaisparaatenderosprodutores no manejo dos pivos.

42. O quevemosnoscampos? Problemas de instalacao e manutencao dos aspersores Pressaoinadequada no centro do pivoparaatender a vazao e uniformidadedesejada Capacidade do sistemanao e apropriadapara as necessidadesdacultura Instalacao do aspersorquediminuiuniformidade e naoprovoca a reducaoesperadanaevapotranspiracao Escoamento superficial devido a selecaoinadequada de aspersoresou do sistemaoperacional Monitoramentoinapropriado de sistemasparagarantiroperacaoadequada.

43. Exemplo de problemas de bocaisnosPivos AjusteCanhao final Vazamento Boa uniformidade BocaisInvertidos Rogers et al , 2009 Se osaspersoresnaoestaoadequadamenteinstalados e sem boa manutencao, nao e possivelobteraltaeficiencia

45. Saber a pressaocerta

46. Se a pressaoestivererrada, o sistemanaopodeestaroperandocorretamente.Muitasareas requeremmedidores de vazao, use-ospara o manejo

47. Selecaocorreta de Aspersores

48. Perdasporevaporacao de aspersores e sprayers Transpiracao Gotas Folhagem Solo 0.6 0.5 0.4 Quantidade de agua, pol/dia 0.3 0.2 0.1 Placaserrilhada- Impacto do aspersor- Sequeiro 0.0 a 30,5 cm dacultura 4,2 m acima do solo Thompson, et al(1997) Bushland, TX: 1992, 90F, 15 mph, dry

49. Perdasporevaporacao e derivasaogeralmentesuperestimadas SelecionarmecanismosqueproduzemgotasmaioresparaminimizarDeriva e Evaporacao

50. O escoamentoacontece Depende do Solo, Capacidade do sistema, Manejo, modelo do aspersor , … Uma das maiores “perdas” potenciaisdaaguaparaPivos

52. Usardescricoesparalocalizarmancha de solo.2667 2671 3952

53. Sensoresmatriciais Watermark

54. Historicodaagua no solo naultimasemana

55. Rede de MonitoramentoWireless de sensores

56. MonitoramentoAutomatizado e SistemasporTelemetria Water Content 20” 12” 36” Profile Water Content 4” 8” Date Full Profile Total Profile Water Allowable Depletion

57. ControleRemoto dos sistemas de Irrigacao Pictures Courtesy of Valmont Industries

58. MapasnaTela Os mapasnateladisponibilizamvisilmente as informacoes O status daMaquina e codificado de acordo com cores: Azul: estairrigando Verde: estafaltandoagua Cinza: estadesligado Vermelho: estaaplicandoagua e quimicos

60. Design simples utilizandocomponentesexistentes, jainstalados

61. Naorequercabosadicionais (conexaoplug-and-play noscabos do vaoexistentes)

63. MapeamentoValley VRI Primeiro, configure seuequipamento Emseguidaimportequalquerimagem de fundo do campo Apos, criesuaprescricao Finalmente, carregue a prescricao no Painel.

64. Prescricao Valley VRI Zone Control

65. manejo de aguaemNebraska: tornando-se muitocomplexo Aindaexplorandopossibilidades, probabilidades e Limitacoes

66. Para ondevai a aguadairrigacao? Evapotranspiracaodasuperficie Agua aproveitada Evaporacao de gotas Derivaouaguanaoaproveitada Transpircao Fora do campo Evaporacao de folhagem ET escoamento Evaporacao Do solo Escoamento Redistribuicao Do escoamento Infiltracao Dentro do campo Escoamento Para corregos Percolacaoprofunda Percolacaoprofunda Do escoamento Recarga e Retorno

67. Modificado de Cannia Para ondevai a aguaemumabaciahidrografica Eficiencia no usodaagua

68. USOS e BENEFICOS ? MUITOS TOMAM DECISOES, NINGUEM RESPONDE, “ TEMPOS ESTAO MUDANDO”

69. PerspectivasdaConservacaoda Agua Manejoadaptado (somoshumanos naosomosperfeitos) Integrarvariospontos de vista Usodaagua se tornamais“eficiente”  alcancaobjetivos a curtoprazo Aumenta o valor daaguautilizada, protegequalidade Usoconsuntivopodeaumentarounaocairmuito Deve-se montarsistemasquedemandamreavaliacoes Sobre o dinheiro Qual o impactonaeconomia regional? O quefazsentidoparaosprodutores? E se limitarmos o usoconsuntivo? Quemdevepagar? Quemdeve ser recompensado? Naopodemosfazer a mesmacoisa e esperardiferentesresultados.

70. Water Conservation Perspectives Circulovicioso Gestores de RecursosNaturais (GRNs) reduzemretiradas Produtores se tornammaiseficientes Aumenta o valor daaguautilizada Usoconsuntivopodenaocairmuito Entao, GRNs reduzemretiradas de agua, ……. Conflitos MontanteJusante Irrigante de aguasubterranea Irrigante de agua superficial Direitosdapropriedade BeneficioPublico Economia MeioAmbiente Nosrealmenterefletimos a respeito disso??

71. Café???

75. 20 t/ha 10 t/ha

77. Como adotarMelhoresPraticas de Manejo (MPM)?

79. Fundacao de nossoPrograma Eficiencia de programacao e aplicacao $ Lucros Eficienciaenergetica e mecanica Eficiencia de uso da agua

80. O que voce ve nestaimagem? Muitasperspectivas – Esta e a minha