Apresentação UAF - GOTA - Grupo de Otimização Total da Água
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Apresentação UAF - GOTA - Grupo de Otimização Total da Água
UFCG UFCG Wilson F. Curi GRUPO DE PESQUISA Wilson Fadlo Curi Água: Uma visão multidisciplinar da alocação entre os múltiplos usos GRUPO DE OTIMIZAÇÃO TOTAL DA ÁGUA www.gota.eng.br www.rioss.com COORDENADORES Prof. Dr. Wilson Fadlo Curi Prof. Dra. Rosires Catão Curi Outubro 2008 Principais linhas de pesquisa UFCG UFCG Wilson F. Curi Wilson F. Curi Planejamento integrado de sistemas de recursos hídricos (com uso de sistemas de informação e de métodos de simulação e otimização multiobjetivo) NOSSO SITE – Operação de reservatórios – Demandas (múltiplos usos) • • • • • • Abastecimento humano e animal Agricultura irrigada Piscicultura Geração de energia, Recreação e turismo, Ecológicas, etc. – Qualidade da água – Operação de sistemas de abastecimento de água, – Outorga, cobrança, análises de risco, etc. 1 UFCG Formação de Recursos Humanos MESTRES INICIAÇÃO CIENTÍFICA Wilson F. Curi MSc. Dayse Luna Barbosa Nilton Cesar da Silva PÓS-DOCs MSc. Rosinete Batista dos Santos Roberta Lima Barbosa Dr. Alcigeimes Batista Celeste MSc. Roberta Lima Barbosa Thiago da Silva Almeida Dr. Cicero A. Granjeiro Lima MSc. Talita Gabrielle Aragão Mosefran B. Macedo Firmino DOUTORES MSc. Francisco Fonseca Alcidney Batista Celeste Dr. Andrea Carla Lima MSc. Valterlin da Silva Santos Sebastião Simão da Silva Dr. Dayse Luna Barbosa MSc. Allan Sarmento Vieira Airuska Kelly Bernardo Nobrega Dr. Cicero Aurelio Granjeiro LimaMSc. Mosefran Barbosa Macedo Soraya Gomes Nascimento Dr. Paulo Romero Serrano MSc. Alcidney Batista Celeste Patrícia Cordeiro de Araujo Dr. Adalberto Aragão MSc. Gabriela Coelho Pedreira Willo Herbert Pontes Pinheiro DOUTORANDOS MSc. Carlos André Barbosa da Silva José Carlos Cavalcanti da Silva MSc. Rosinete Batista dos Santos MSc. Djalena Marques de Melo Francisco Wellber Lucena Cabral MSc. Valterlin da Silva Santos MSc. Sérgio Roberto Alves Faria Danielson Vieira de Araujo MSc. Allan Sarmento Vieira MSc. Aldo Sidney Oliv. Albuquerque Ronnie Santiago Loureiro MSc. Vladimir Costa Alencar MSc. José Florentino Porto Jr. Manoel Henrique N. Marinho MSc. José Carlos Mota MSc. Marcia Araujo de Almeida Estacio Tavares Wanderley Neto MSc. Guttemberg da Silva SilvinoMSc. Paulo Romero G. S. Andrade Alessandro A. C. Sá MSc. Francisco Antonio Neto MSc. Maria Betania de Oliveira Marcio Gama MESTRANDOS MSc. Eunice Porto Câmara Sergio Porto Carneiro Eng. Nilton Cesar da Silva MSc. Kleber Teodomiro Formiga Valderi Romão da Silva Eng. Daniela da Silva Santos MSc. Raimundo Gluber Lima Cunha Wathenaida Patricio Santos Eng. Eduardo Vitorino MSc. Rosana Cavalcanti Araujo Silva José Moura Soares Eng. Samea Valenska Alves MSc. Eduardo Felipe Correia OliveiraAlcigeimes Batista Celeste Eng. Wendel Silva Cabral 38°30' 38°00' 37°30' 37°00' 36°30' 36°00' 35°30' UFCG Wilson F. Curi Necessidade de planejamento Uso de recursos hídricos Situação de escassez Oferta-Demanda (água em quantidade e qualidade) <0 Conflito de usos e objetivos (sazonal ou permanente) >0 Planejamento e Gerenciamento Pode ser do PARTICULAR para o GERAL (viabilidade técnica, econômica, política, ambiental, alcance social, etc.) Dinâmico no tempo e no espaço Como (re)distribuir ou usar a água? Tem que ser do GERAL para o PARTICULAR (integrado) Gestão 35°00' 6°00' UFCG EXEMPLO: Wilson F. Curi UFCG Rio Grande Norte 6°30' MÉDIO PIRANHAS JACU SERIDO PEIXE CURIMATAU CAMARATUBA SERIDO 7°00' MIRIRI ALTO PIRANHAS ESPINHARAS Ceará MAMANGUAPE BAIXO PARAÍBA TAPEROÁ PIANCÓ MÉDIO PARAÍBA Oceano Atlântico Wilson F. Curi Perímetro irrigado de Sousa: GRAMAME 7°30' Perímetro irrigado de Sousa - PB 38°30' 38°00' 37°30' ALTO PARAÍBA 8°00' 37°00' 6°00' Rio Grande do Norte Perímetro Ceará PEÍXE Sousa 7°00' ALTO PIRANHAS Pernambuco Nordeste do Brasil na Região Semi-árida LEGENDA: MÉDIO PIRANHAS 6°30' Pernambuco Est. Elevatória Adutora Res.Superior p/perimetro Canal da Redenção Rede de drenagem Aparecida Coremas/ Mãe D'Água Limites das bacias hidrigráficas ESPINHARAS Sede dos municípios Reservatório Localização do perímetro 7°30' PIANCÓ Pernambuco Vista do perímetro a ser irrigado Reserv.inferior e Casa de Máquinas 2 O Perímetro 3sd 3sd 3s 2s 2s 3sd 4sd 2s 2s 2s 3sd 2s 2sd 3sd 3sd 3sd 3sd 2s RIO 3sd 4sd DO PEIXE 2sd 2sd 3s 4sd 4sd 4sd 3sd 2s 3sd 6std 2s 3sd 3sd 4sd 2sd 3sd 4sd 2sd 4sd 4sd 2sd 3s 2sd 4sd 2s 3sd 4std 2s 2sd 4sd 2sd 3sd 6std 4sd 3sd 4sd 3sd 3sd 4sd 4sd 3sd 3sd 3sd 3sd 4sd 3sd 4sd 2sd 2s PIRANHAS 4sd 4sd 2s 2s 6std 4sd 4sd 4std 3sd 2s 4sd 3s 4sd 4sd 4sd 4sd 2s R 3s 4std 2s 4sd 4std 6std O 4sd 6std 4std 585 Km Wilson F. Curi Perímetro Irrigado 1822 ha 595 Km 30,2 hm3 Wilson F. Curi Canal Aberto 37 Km e 4 m3/s Max.Vol.: 648 hm3 Cidade de Piancó Vertedor Cidade de Sousa Rodovia Canal Reservatório Coremas 600 Km Max.Vol.: 720 hm3 Usina Hidrelétrica Rio Piancó 480,3 hm3 Cidade de Coremas Rio Piancó Para o Estado do Rio Grande do Norte Rio Emas 23,7 hm3 Sistema Coremas-Mãe D’Água Barragem 2300 mm 800 mm Reservatório Mãe D’Água • tipos de culturas e áreas • sistemas de irrigação e bombeamento UFCG h<220m=> 4880 ha h>220m=>10331ha 284 lotes Evaporação Precipitação Rio Aguiar - área total de 13.560 ha, 10.330 ha de terras irrigáveis e 4.880 ha terras tipo II e III - lotes: 25 empresariais (50 a 300ha), 42 p/ agrônomos, 98 p/técnicos e 141 p/colonos - solos com diferentes profundidades, drenagem e aptidão agrícola - vazão máxima de chegada: 4 m3/s (Canal da Redenção de 37 Km) - PROBLEMA: maximizar benefícios (e.g. receita líquida) com a escolha de 590 Km Reservatório(s) UFCG barragem I 4std Dados do perímetro: •Área total mensal •Dados Precipitação e Evaporação •Unidades de produção •Cota •Área máxima Dados das culturas •Plano cultural •Coeficiente de cultivo •Produtividade •Custo de produção •Preço de venda •Áreas máximas e mínimas •Taxas financeiras •Dependência da qualidade água •Sistemas irrigação/bombeamento •Requer. sucção e recalque •Eficiências •Requerimentos financeiros Uso do(s) reservatório(s): UFCG -Abastecimento urbano (33 cidades) e rural: 740 mil habitantes (>0,8 m3/s) Wilson F. Curi •Incluir outras cidades ou transposição para outras bacias Conflito de usos e objetivos Vertedouro -Irrigação : 1822 ha nas vizinhanças e 4.880 ha nas várzeas de Sousa -Piscicultura: extensiva (pouca tipo intensiva) -Geração de energia: 2 geradores de 2.200 KVA (3m3/s, cota>32,5m) -Regularização de vazão para o Rio Grande do Norte (min. 4m3/s) OBJETIVOS: econômicos, sociais, ambientais, políticos, etc. 200 Reservatório Coremas Reservatório Mãe D’Agua Vertedouro 180 160 T e m po (ano s ) 140 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 Redução vazão % Canal de Ligação entre reservatórios Barragem Reservatório Coremas Geração de Energia 4 5 6 7 8 9 Tempo (anos) para situação crítica Cenários 3 Wilson F. Curi Hidrelétrica: Potência max. instalada Rendimento turbina/gerador Capacidade do conduto forçado Perda de carga nos condutos Preço venda do KWH gerado Vazões afluentes e qualidade água Precipitações e evaporações Vertedores e descarregadores Relações cota x área x volume Vol. max. e min. operacionais Qs Gerador Enegia Elétrica Qaguiar Pma Pombal Ibiara Conceição Curral Velho Santana de Mangueira R IO s Coremas Q lig Vco P O M B A L P IA N C Ó H id r o g ra fia h up hf h co lig Mais de 15 reservatórios ( >92.6 hm3) (Região:1336 açudes=>0,14 açudes/Km2 C O R E M A S E M A S 4,5,6 C A T I N G U E IR A P IA N C Ó O L H O S E RR A G R A N D E D 'Á G U A S Ã O JO S É D E C A IA N A 2 IT A P O R A N G A 3 S A N TA N A D O S G A RR O TE S IM A C U L A D A D IA M A N T E Possíveis situações físicas: B O A V E N TU RA P E DR A B RA N C A N O V A O L IN D A IB IA R A Á G U A B RA N C A JU RU S A N TA N A D E M A N G U E IR A Mãe D'Água h ma Perímetro irrigado A G U IA R Canais, calhas de rio, etc. Ema Qi Vma h Abastecimento de cidade 1 C U R RA L VE L H O h Legenda Santana dos Garrotes Itaporanga Nova Olinda São Bento 7 B A C IA D O IG A R A C Y Vol. iniciais Eco 500 500 934 285 2.300 550 5.100 Custo da alevinagem Produtividade Preço de venda Despesca anual Capacidades calhas de rios Qpiancó Qemas Pco Municípios abastecidos pelo sistema Área irrigada (ha) 1 - Redondo 2 – Bruscas 3 – Gravatá 4 – Piancó Brotas 5 - Piancó e Pianco III 6 - Piancó 7 –Várzeas de Sousa Piscicultura: Cotas canais e tomadas d´água (abast.,irrig.,geração energia, etc.) Qd Projetos beneficiados pelo sistema Nome do Projeto Reservatórios: Rio Piancó A bacia hidrográfica do rio Piancó Dados p/ modelo matemático UFCG Várzeas de Souza C O N C E IÇ Ã O TA V A RE S Co MA Co MA Co MA Co MA Co 1 MA M A N A ÍR A P R IN C E S A IS A B E L hi Caso 1 Caso 2 Caso 3 Caso 4 Caso 5 Trecho Coremas-Açu Demandas Hídricas Totais Uso Abastecimento Humano Abastecimento animal Irrigação atual Industrial Piscicultura Total Jusante Montante 24 reservatórios de montante Abastece 17 municípios Rio Piancó Reservatório Valores - Ano 2.000 Demanda (m³/s) 0.229 0.010 1.599 0.004 0.022 1.865 Desend. Irrig. Indust. Total 0,420 0.129 6,458 0,038 7,045 Uso Abastecimento Humano Abastecimento animal Irrigação atual Industrial Piscicultura Total Uso Abastecimento Humano Abastecimento animal Irrigação atual Industrial Piscicultura Total (m3/s) Abastec. Rio Piranhas Demanda (m³/s) 0.583 0.004 0.702 0.000 0.001 1.290 Demanda (m³/s) 0.004 0.004 0.096 0.000 0.013 0.11654 Açude Coremas- Mãe D’Água Fonte: PDRH, 1997 Valores – Ano 2.002 (m3/s) Trecho Açude Abastec. Desend. Irrigação Indústria Piscic. Total 0,004 0,004 0,096 0,000 0,013 0,117 Rio Piancó 0,583 0,004 0,702 0,000 0,001 1,290 Rio Piranhas 0,229 0,010 1,599 0,004 0,022 1,865 Total 0,816 0,018 2,397 0,004 0,036 3,271 Fonte: Marco Regulatório 4 Transposição do rio São Francisco rib e INTEGRAÇÃO COM A TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO Pau dos Ferros Aç ude Pau dos Ferros Iguatu Aç. Dire ito Vieirópolis Uiraúna Rio Pir anhas Ri UHE Atalho Açude Saco Domínio Federal Serra Branc a R io Aç . Boq ue irã o Sumé São Domingos d o Cariri Par aíba Barrage m Sítio do Me lo 3.900.000m3 EB-V/5 SE-E4 Gurinhém Juarez Távora Sobrado Riac hã o do Poç o Pila r Mogeiro Santa Rita Bayeux Cruz do Espírito Santo JOÃO PESSOA São Migue l de Taipu JOÃO PESSOA Cond e me ma Ita baia na Gra Juripiranga Rio Salgado d e São Félix Pedra s de Fogo Rio Barra gem Ac auã 253.000.000m 3 Papocas Alhandra Pitimb u Caapo rã Barra de Santana Aroeiras Paraíba Rio Barra de São Miguel Caraúbas o Ri Cabedelo Sapé São José do s Ramos Ingá Itatuba P ara ibinha Rio Luc ena Rio Mari Gado Bravo Coxixola Aç. Sumé Princ esa Isabel São José de Princ esa Ria c ho de Santo Antônio Alc antil Natuba Umbuzeiro Sa nta Cec ília Congo Congo Aç . Co rdeir o Monteiro Monteiro Camala ú BU ZE IRO Rio UM RIO Zabelê TRECHO V São João do Tig re Barra gem Brauná 3 11.000.000m São Sebastião do Um buzeiro SE-E3 Barra gens em c onstruç ã o Aç ude Poç o da Cruz EB-V/2 Rio EB-V/1 Eixo Leste Ba rra gens projeta da s Arcoverde SE-E2 SE-E1 RECIFE PERNAMBUCO LEGENDA: PLANO DAS ÁGUAS EB-V/3 Reservatório de Itaparic a Wilson F. Curi Ria c hão do Bac am arte Queimadas i Cabac eiras Amparo Barragem Pantaleão Ouro Velho 2.370.000 m3 EB-I/1 UFCG Cam p ina Gra nd e Boa Vista São João do Cariri Caturité Pra ta Rio Sã o Fra n c i sc o O ciclo da água o Boqueirão Tavares Salgueiro BAHIA Gurjã o Gurjão Serra Redond a Fagundes Ri M irir Brandão Alag oa Grande Matinha s Ma ssaranduba Parari São José dos Cordeiros Livra mento TRECHO I Cabrobó Sa nto André Taperoá Rio Juru Barragem C anoas 48.000.000m3 EB-I/3 Eixo Norte UFCG oá Taper Puxina nã Desterro M ox o tó SE-N1 Lagoa Sec a A ç. Ta pe roá Cuité de Mamanguap e Capim Mulungu Ba rragem M anguape 16.000.000m 3 Caldas Alagoa Nova Baía da Traiç ão Marc aç ão Mamangua pe 5 6.000.000m3 Alagoinha Esperenç a Lagoa de Roç a Montadas A ç. Bom J esus Barragem Tavares 3 9.100.000m SE-N2 EB-I/2 Areia de Bara únas Água Branc a EB-V/4 SE-N3 Pocinhos Barragem Muc utu 25.000.000m3 a Rio Tinto Araçag i Ba rragem Araçagi Cuitegi Barragem Buraco 1.650.00 0m3 Barragem Cam ará 26.581.614m3 Areial Aç . Soledade Juazeirinho Assunç ão Taperoá Barragem Bruscas 38.200.000m 3 Manaíra Passagem Barragem R iac ho das Moç as 6 .413.4 11m 3 Imac ula da Santana dos Garrotes Pedra Branc a Nova Olinda Barragem Poç o R edond o Curral Velho 62.75 0.000m3 Teixeira Maturéia Barragem Garra 3 34.080.000m Aç . Jen ipapeiro Rio P ianc Santa Inês Rio Barragem Apertado 5.500.000m3 Cac im bas Mãe d'Água có Aç ude Atalho EB-VI/1 Algodão de Jand aíra Areia Soleda de Salga dinho Espin ha ras Pilões Matara c a Itapororoc a Gua rabira Mamangua pe Olivedos Quixaba Cac imb a d e Areia Pilõezinho s rat ub Lagoa de Dentro Cama Duas Estradas Curral de Cima Sertãozinho Barragem Pirpirituba 4.650 .000m3 aí Abi Domínio Estadual P ian Boa Ventura Santana de Mangueira Conc eiç ãoó C a po ei a r Olho d'Água Pianc ó Itap orang a Diamante Rio Aç. Fa rin ha A ç. Belém Borborema Serraria Jac araú Pedro Régio R io Serra da Raiz Banane iras Pirpirituba Arara Se ridó Tenório Junc o do Seridó Pa to s Aç. J a toba I Santa Teresinha Logrado uro Caiç ara Dona Inês ta ú Rio São Mamed e Barragem Espi nho Branc o 49.650.000m3 Aç. Capoe ira São José de Caiana Bonito de Santa Fé Aç . d e Pir anhas Barrag em C ondado 3 Ibiara 35.00 0.000m Jati Catingueira São José d o Bonfim Igara cy Serra Grande o Monte Horeb e Aç. Cac hoeira dos Ce gos Emas ri ma Rio Domínio Federal Aç . Co rema s/ Mã e D’Ág ua Aguiar Cu Aç . Ca na fís tula Casserengue Solâ nea Remígio ri dó i Domínio Estadual UHE Jati TRECHO VI Irrigantes alegam desperdício água na Paraíba Malta Conda do Cajazeirinhas Core ma s Aç . Eng en heiro Áv id o TRECHO II Cac imba de Dentro Cubati Santa Luzia Barragem Ligeiro/Serrote 25 .000.000m3 Aç. Eng . Ar cover de bug Zona de Conflito Riac hão Dam iã o Barra de Santa Rosa Sossêgo Se Rio Sa Naza rezinho São José de Espinharas São Be ntinho São José da Lagoa Tapada São José de Pira nha s Aç ude Quixabinha Aç ude Chapéu ú Rio Pedra Lavrada São José do Sabug i Várzea São Domingos de Pombal Aç. São G onçalo 3 TRECHO II Ribeiro (Açu) Araruna Jac Baraúna Nova Palmeira Vista Serrana Pom b al R io Al mas Ca jaze ira s Barragem 71.467.000m Milagres Requerimento Vazão Regularizada 1,5m3/s Peix e Carrapateira Crato Emas Sousa Marizópolis Cac hoeira do s Índios Barragem Estrelo h as 5.000.000m3 Pi ran Várzea s de Sousa Aparec ida do Barragem C acim ba N ova 3 15.000.000m Aç. La go a d o Arr oz Açude Cuncas (Projetado) Abast.Paulista Armando Tac ima Cuité Picuí Lagoa Barragem Boi Mo rto 39.000.00 0m3 São Joã o do Rio do Peixe Rio Bom Jesus UHE Cuncas Juazeiro do Norte Mato Grosso Jeric ó Santa Cruz Paulista TRECHO III Piancó Nova Floresta São Franc isco Aç . Pilões Santa Helena RN Frei Martinho São Bento Lastro Poç o de José de Moura Triunfo RIO GRANDE DO NORTE Rio Brejo dos Santos Bom Suc esso Barragem C api vara Santarém 30.000.000m3 R io CEARÁ Barragem Baiã3 o 39.226.628m Brejo do Cruz Riac ho dos Cavalos çu -A Picuí Mãe D’Água Coremas Ca tolé do Roc ha TRECHO IV Poç o Dantas Bernardino Batista PB São José do Brejo do Cruz Aç . Ta pera Rio Piranhas Piancó Aç . Es c on dido Belé m do Bre jo do Cruz Pir an ha s g ua Aç ude Orós o Perímetro Sousa Jaguaribe Ri Aguiar Conflito de uso Rio Ja Wilson F. Curi Sal ga do UFCG ALAGOAS LEGENDA: TRANSPOSIÇÃO DO RIO SÃO FRANCISCO Ca nais sem bombeamento Ca nais com bombeamento Rios Rios receptore s Ponto d e m ed iç ão de vazã o Cida des Açudes existentes Açudes em construç ão Esta çõ es d e Bomb ea mento Usinas Hidroelétric as Sub estaç ões Ad uto ra existente Ad uto ra em co nstruç ão Ad uto ra projeta da Cap taç ã o d e ág ua d a transposiç ão ÁREA DE ABRANGÊNCIA DAS ADUTORAS Ad utora Boq ueirão Adutora Congo Aduto ra Cana fístula Ad utora Corem a s Ca nal Co re ma s/Sousa Ad utora Ca riri Ad utora Ac auã Ad utora Manguape Ad utora Muc utu Ad utora Pirpiritub a Ad utora Ara ç ag i Ad uto ra Sã o Bento Adutora Ca ma rá Dem ais Munic ípios Ad utora Ca rne iro Característica de problemas em RH Wilson F. Curi O que se tem Complexidade Falta de informações Incertezas de sistemas mutáveis Variáveis não quantificáveis Escassez de recursos Ausência/inadequação de gestão Conflitos Altos investimentos Planejamento dinâmico de longo prazo Impactos econômicos, sociais e ambientais (erros onerosos ou irreversíveis) Grupos decisórios heterogêneos O que se busca Eficiência – Econômica – Utilitarista Sustentabilidade – – – – Previsibilidade/risco Aceitabilidade Praticidade Custo oportunidade real* Equidade (oportunidades) – Direito de uso Flexibilidade – Reversibilidade *Inclui efeitos econômicos e outros efeitos da demanda (eg. impacto no meio ambiente) ou externalidades (direciona uso para atividades com mais altos valores alternativos) 5 Wilson F. Curi REQUER MEDIDAS NÃO ESTRUTURAIS (mudar comportamento/operação via incentivos, leis, negociação, etc.) DISPONIBILIDADE USO USO DESPERDÍCIO DESPERDÍCIO “Perdas” “Perdas no uso e reuso/ tratamento” “Perdas na manutenção: evaporativas, extravasamento, etc” “Perdas na falta de captação e armazenaçào” REAL UFCG Wilson F. Curi “Perdas” Aumento recurso hídrico POTENCIALIDADE DISPONIBILIDADE Escassez de primeira ordem MINIMIZAR PERDAS POTENCIALIDADE Gestão da Demanda (II) Mais Valor Alocação Eficiente Gestão da Demanda (I) Mais Uso Uso Eficiente Gestão da Oferta Mais Água Obras Hidráulicas “Perdas” REQUER MEDIDAS ESTRUTURAIS (construir/trocar obras hidráulicas, transpor rios, etc.) IDEAL Em consonância com a Lei 9433/97 Princípios – Bacia hidrográfica como unidade físico-territorial de planejamento – Usos múltiplos (igualdade de oportunidades, uso racional e sustentável) – Água é um bem econômico (requer instrumentos legais e financeiros) – Gestão descentralizada, participativa e integrada (deliberações multi-setoriais) Estágios da gestão hídrica UFCG Escassez de de segunda ordem Wilson F. Curi Uso da água real e ideal Aumento alcance socioeconômico e ambiental UFCG Adaptado de Ohlsson, L. The turning of a screw – Social adaptation to water scarcity. In Falkenmark, M. et al. New Dimension in water security, Part 3, Rome: FAO/AGLW, 2000 (tambem em tese de Zedna, 2008) UFCG Wilson F. Curi Em consonância com a Lei 9433/97 Instrumentos – Planos diretores (Política Nacional de Recursos Hídricos) * – Enquadramento dos corpos de água – Outorga de direitos * – Sistema de Informações – Cobrança * * - uso na gestão da demanda 6 F E UFCG Wilson F. Curi Em consonância com a Lei 9433/97 I E UFCG C D I A Wilson F. Curi D Instituições (trabalho coordenado, sinérgico e encadeado) – ANA – Agência Nacional de Águas – CNRH – Conselho Nacional de Recursos Hídricos • Ministérios e secretarias do governo federal • Conselhos estaduais • Organizações civis – Comitês de bacia N U Q C E ? S U E S D T A E – Agências de água D N T Inter-relações A B I Inter-relações Benefícios Sócioeconômicos Planejamento Integrado Infraestrutura Eficiência RECURSOS •Regula (busca sustentabilidade) •Alocação espacial e setorial (outorga, cobrança, etc.) •Provisão de bens públicos •Facilita investimentos •Desenvolv. regional Governo INSTITUIÇÕES Setor Privado L •Provê investimento em infraestrutura •Promove competição •Gera empregos diretos e indiretos •Eficiência no custo da produção •Responsabilidade social e ambiental Investimento Wilson F. Curi Leis e Regulamentações I UFCG Wilson F. Curi SOCIEDADE I A • Representantes dos usuários e do governo • Discussão e decisão sobre projetos, programas e intervenções UFCG Ê I Agua Governança Comunidade Empoderamento •Uso efficiente •Participação em comitês, associações 7 CIÊNCIAS ECONÔMICAS Alocação espaçotemporal da água, adequando a disponibilidade à demanda, minimizando conflitos ANÁLISE POLÍTICA E INSTITUCIONAL Definição das relações de poder e dos interesses das partes, etc. APOIO À DECISÃO ALOCAÇÃO EFICIENTE ANÁLISE CONFLITOS Análise benefícioCusto, análise custo Efetividade, etc. Valoração econômica da Água (preço refletindo os Custos reais Paradigmas da teoria dos Jogos (racionalidade e Raciocínio estratégico Fases preliminares do planejamento integrado UFCG Wilson F. Curi Metas/Objetivos Restrições Objetos Meio Ambiente Aspectos Institucionais Aspectos Econômicos Aspectos Operacionais Sistêmica Holística e AspectosTécnicos Interdependente Análise Dados/Processos e Seleção da solução Adequação dos Usos e Objetivos Projetos ou Planos Diretores Participantes Planejamento das intervenções (técnicos, gestores e usuários) (equipamentos, infraestrutura, operação, etc.) Mecanismos de implantação (financiamentos, usuários, especialistas, etc.) Análise UFCG Wilson F. Curi Avaliação do alcance das Metas e Objetivos propostos Monitorar para aprimorar eficiência (tempo) e eficácia (resultado) Dados: processamento COLETA DEFINIÇÃO DO PROBLEMA Decisores Aspectos Sociais Integrada Reengenharia Definição de políticas, dominialidade, arcabouço institucional, direitos de uso, etc. Qualidade Total LEIS, NORMAS E REGULAMENTOS P&D Visão Sistema Físico Variabilidade no tempo Planejamento Estratégico CIÊNCIAS POLÍTICAS APOIO À DECISÃO Wilson F. Curi PLANEJAMENTO CIÊNCIAS JURÍDICAS AUMENTO DA OFERTA REDUÇÃO DA DEMANDA Coleta de dados (tempo, material, humano e tecnológico) Processos CIÊNCIAS FÍSICAS E TECNOLOGIA Bancos dados, monitoramento via satélite, SAD … dados SELEÇÃO Técnicos LIMPEZA Dados Coletados DADOS Coleta: Fontes Existentes ou Novas Técnico-operacionais: Hidrológicos Econômicos Ambientais Sociais Legais Institucionais Políticos, etc. TRANSFORMAÇÃO Dados Selecionados Processamento Dados Processados Quantidade de informação Síntese da informação Wilson F. Curi Dessanilização, Técnicas de reuso, Transferência entre , Micro e macro-medição, Exploração de aqüiferos,… Aparelhos poupadores, … Disponibilidade de Recursos UFCG Wolf, A.T. ,Conflit prevention and resolution in water systems, The management of water resources , 5, Cheltenham, UK, Edward Elgar Publishing, 2002 Concepção Estrutura Representação e diagnóstico Prognóstico ImplantaçãoControle UFCG Hipótese Característica interdisciplinar Dados coletados Dados processados Indicadores Indicadores/índices MINERAÇÃO INTERPRETAÇÃO Dados Transformados Padrões Conhecimento Índices 8 UFCG Wilson F. Curi Falta de dados INCERTEZAS Condições iniciais Modelagem: fases Wilson F. Curi Calibração Escolha e simplificação de modelos Erros de medição Instrumentos mal calibrados Dados gerados Identificação Soluções numéricas MODELAGEM Representação/ Estimação Análise de Sensibilidade Dados UFCG Objetos e Processos Informações/Dados sobre um fenômeno Representação matemática Estimação de parâmetros Interpretação Dinâmica do comportamento social, econômico, ambiental, etc. Interpretação Validação Teoria Otimizacao ANÁLISE OBS: dados errados ou incompletos geram soluções, normalmente, erradas. UFCG Wilson F. Curi Modelos: tipos dinâmicos Determinístico/ Estocástico UFCG Wilson F. Curi Modelagem: Escolha do método Metas/ Objetivos Restrições Técnicas/Operacionais Qualidade/disponibilidade dos dados Métodos para modelagem Empírico/ Conceitual Linear/ Não Linear Quando as metas/objetivos Simulação Simulação/ Otimização Concentrado/ Distribuído Discreto/ Continuo Estático/Dinâmico Equações Algébricas ODE (concentrado) PDE (distribuído) Físicos ou caixa preta etc. Otimização Programação linear Programação não-linear Programação inteira, Programação dinâmica Algoritmos genéticos, Métodos mistos, recursivos, Análise multicriterial, etc. Quanto a qualidade dos dados Determinístico Pode-se usar cenários: Eventos extremos Fatores de segurança etc. Estocástico Com amostragem: Monte Carlo Integração Estocástica Sem amostragem: PDF Momentos 9 UFCG Restrições (e.g.) UFCG Wilson F. Curi Wilson F. Curi Leis de conservação de massa e energia Aspectos legais e institucionais Geração de alternativas Técnicos Decisores Definição do problema Capacidades de equipamentos e estruturas Sim Não Satisfação? Sim Limitações Recursos (naturais, financeiros, insumos, etc.) Wilson F. Curi Requerimentos operacionais de equipamentos e estruturas Preferência relativa dos decisores (índices de importância ou pesos) Alternativa selecionada? UFCG FIM Wilson F. Curi Sistemas de Apoio a Decisão Decisão Viabilidade econômica, política, etc.? Alocação de recursos e execução Conflitos? Modelos e Regras de Operação Implantação, Monitoramento e Controle (eg. Análise multicriterial) Formulação do modelo Avaliação (Diagnóstico/Prognóstico) Avaliação dos impactos (duração, custos e benefícios) econômicos, sociais, ambientais, etc. Avaliação dos riscos FIM Geração de alternativas Seleção entre alternativas Estabelece atributos ou critérios de julgamentos Negociação e resolução de conflitos Ex.Otimizacao Alternativas Análise comparativa entre alternativas Coleta e tratamento Dos dados Não Requerimentos operacionais dos decisores UFCG Possibilidade novas alternativas? 10 UFCG Sistemas de apoio a decisão Wilson F. Curi UFCG Wilson F. Curi M A C R O C O M P O N E N T E S (3 ) C u ltu ra s P erím e tro s 2 nós Condições Iniciais Modelamento de Componentes Leis de conservação e Restrições Análises de: 1 nó -Escala 2 re s e rv Micro –eg.piscic. 1 n ó + 1 res e rv e Macro –eg.bacia visão) 1 n ó +1 res e rv -Viabilidade 1 n ó +1 res e rv -Logística 1 n ó +1 re se rv Operacionais 2 nós ou Gerenciais 1 n ó + d atu m -Impacto/Relevância 2 n ós Sociais Econômicos to d os nó s Ambientais -Inovação/Pesquisa 1 n ó + d atu m Onde investir? E L E M E N T O S S IM P LE S (2 ) S is te m a s d e Irriga ç ã o (T o p o log ia d o s is te m a ) Visão Sistêmica Informação Sistemas de apoio a decisão C O N E X Õ E S (1 ) L ig a ç õ e s 2 R e s erv. T o m ad a s D ´á g u a V erte d o re s P isc ic u ltura R e s erva tório s s u p e rf .o u s u b t. S is te m a G e ra d o r d e E n e r g ia D e s c ar reg a d o re s de Fundo D em andas (f ix a s e v a riáv e is e c o ns u n tiv as e n ã o -c o ns .) L ig a ç õ e s (Lin k s ) (c a lh as ,ca n ais , e s t. tra ta m en to , e tc .) F o n te s (f ix a s e v a riáv e is ) R e c u rs os / C u s to s o u B e n e fíc io s D a d os Q u a lid a de d a á g ua Topológica 2 n ós D ados M e te o ro ló gic o s Q u a lid a d e d a Á g u a (E lem e n to s ) D ados F lu v io m é tric o s E s ta ç õ es d e B o m b e am e n to 1 n ó + da tum T e rm ina is (S in ks ) D a d o s fina n c eir o s D a d o s te m p o ra is UFCG Wilson F. Curi Exemplo de aplicação UFCG Sistema Finalidades Atual Reservatórios Tapacurá Controle de cheias (98.700.000 m3) Abastecimento Wilson F. Curi Goitá (53.000.000 m3) Controle de cheias Várzea do Una (11.568.000 m3) Abastecimento Neste estudo Controle de cheias Abastecimento Irrigação Piscicultura Controle de cheias Abastecimento Irrigação Piscicultura Abastecimento Irrigação Piscicultura 11 Representação para o ORNAP UFCG Optimal Reservoir Network Analysis Program Wilson F. Curi UFCG Wilson F. Curi ORNAP – Interação entre módulos BD ou comunicação Externa P p2 E p2 Q a4 Usuários: Q s1 P r2 E r2 2 Q i2 FTP Q v3 4 Q l1 7 Qt 2 2 G o itá 2 5 9 Q v2 P r1 Q a2 P p1 Q d1 Q l2 Qf 2 Qf 1 Q v1 E r1 Qf 3 Qf 4 10 P r3 E p1 6 Q i1 1 Qt 1 1 E p3 P p3 8 Ta p a cu rá Q i3 1 Q a1 3 BD GIS Vá rz e a d o Un a BD Séries 3 Interface com Usuário Gerenciador dos Bancos de Dados e Arquivos BD Estatico 3 Qt 3 Q a3 i i E TA R eserva tó r io i P erím et ro irr ig ad o i N ó i (in te rc on exão ) E st ação d e T r ata men to d e ág ua UFCG Wilson F. Curi Q ai - V az ão aflu en te i Q ti - To m ada D' ág ua i Q vi - V e rt ed or i Q fi - D escar reg ad or i Q li - Cal ha i Q di - D em and a f ixa i Q si Q ii - V az ao par a ir ri gaç ão i Pri - P re cipit aca o so b re r eserva to rio i Eri P pi E pi Planejadores Público Gerenciador de Modelos Matemáticos Arquivos i Gerente Administrador Bco.Dados BD Interno Qf 5 E r3 XML Telemetria ET A Q l3 Q v4 HTML Programação C++/C#/Pascal Ferrramentas Analíticas - E vap o ra ção do r eser va to rio i - P r ecip it ação so bre perím et r o irrig ad o i Sistema de Informações - E vap oraçã o n o perím et r o i rrig ad o i - Calh a t ermin al i ORNAP: Interface com o Usuário UFCG Hidráulica de BH, Clima, Aspectos sócio-econômicos, Qualidade de Água, etc. ORNAP: Interface com o usuário Wilson F. Curi 12 ORNAP: Interface do Usuário (Menu) UFCG Wilson F. Curi UFCG Wilson F. Curi ORNAP: Caixas de diálogo ORNAP: Interface com usuário (barras de ferramentas) UFCG Wilson F. Curi QUESTÕES? MUITO OBRIGADO 13