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