Gestão de Recursos Hídricos

Transcrição

1 Gestão de Recursos Hídricos Experiência do Ceará Francisco de Assis de Souza Filho Universidade Federal do Ceará Fortaleza 16/10/2017

2 ÁGUA TANTA TÃO POUCA TÃO SUJA TÃO CARA

3 PRINCIPAIS DESAFIOS NO BRASIL POR REGIÃO Inundações em áreas urbanas de todas as regiões, inclusive Nordeste SEMIÁRIDO IRRIGAÇÃO

4 DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DAS PRECIPITAÇÕES NO BRASIL Região Semiárida: Baixa Precipitação e Alta Evaporação

5 HETEROGENEIDADE DO ESPAÇO FÍSICO E SOCIAL CRATO Polig_secas.shp Oceano_ne_pol.shp Limite_estadual.shp Semiaridone.shp Chapada Diamantina Depressão Sertaneja açudes Áreas Sub-Úmidas Maciços Residuais Planalto com Cobertura Calcária Planalto da Borborema Planalto Sedimentar Planície Costeira CRATO Escala original: 1:

6 POTENCIAL HIDROGEOLÓGICO Fonte: ANA- Atlas - NE

7 Precipitation (mm) VARIABILIDADE CLIMÁTICA EM MÚLTIPLAS ESCALAS TEMPORAIS 3000 SECA Fortaleza 10 years moving average

8 RISCO CLIMÁTICO E SEGURANÇA HÍDRICA Alta variabilidade temporal das precipitações e vazões Vazão (m3/s) Afluências Iguatu Média Movel (10 anos) Polinômio

9 EVOLUÇÃO DOS ESTOQUES DE ÁGUA NO CEARÁ Volume (hm3) ano

10 RIOS PERENIZADOS DO CEARÁ

11 SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO Fonte: SRH, 2013

12 FORTALEZA BACIAS BENEFICIADAS PELO EIXO LESTE Eixão das Águas Alto Oeste Castanhão Santa Cruz A. Ribeiro Orós P. Ferros Ávidos Coremas Cinturão das Águas Atalho EIXO NORTE Boqueirão Chapéu Adutora do Oeste Entremontes P. Cruz Gravatá Adutora do Pajeú EIXO LESTE Barragem de Itaparica Barragem de Sobradinho Barragem de Paulo Afonso Barragem de Xingó

13 MALHA D ÁGUA

14 GESTÃO DE ÁGUA NO CEARÁ ESTADO DO CEARÁ ABASTECIMENTO 8.8 milhões de pessoas km 2 11 Regiões Hidrográficas GESTÃO DAS ÁGUAS COGERH SRH ANA DEMANDA 154 reservatórios (>2hm³) População urbana 6.3 milhões de pessoas Região Metropolitana de Fortaleza 3.6 milhões de pessoas Irrigação Área: hectares

15 MARCOS QUE CONFIGURARAM O SISTEMA DE RECURSOS HÍDRICOS DO CEARÁ Lei Estadual de Recursos Hídricos 1992 I Plano Estadual de Recursos Hídricos 1906 Açude Cedro Secretaria de Recursos Hídricos I reunião de alocação de água do Vale do Jaguaribe IOCS DNOCS UFC Empresa de consultoria SIRAC PLANOS DE BACIA COMITÊS DE BACIA CASTANHÃO FUNCEME 1972 CONSTITUIÇÃO DE SECA COGERH 2006 PROURB (BANCO MUNDIAL) EIXÃO JAGUARIBE- METROPOLITANO 1993

16 DIMENSÕES DA GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS Gestão da Oferta Gestão da Demanda Gestão de Conflitos Arcabouço Político, Legal e Institucional do Gerenciamento dos Recursos Hídricos

17 MACRO ALOCAÇÃO NEGOCIADA DE ÁGUA Processo participativo Reunião de Alocação de água na bacia do Curu (16 Jun 2011) Bacia do rio Jaguaribe (1995)

18 TRIPÉ ESTRATÉGICO DA GESTÃO DE RECURSOS HÍDRICOS NO CEARÁ

19 BASE OPERACIONAL DA POLÍTICA DE RECURSOS HÍDRICOS NO CEARÁ

20 QUADRILÁTERO DA COGERH

21 COGERH Agência de Água Empresa Prestadora de Serviço DEMOCRACIA DILEMA

22 DESAFIOS

23 Risco Climático: Variabilidade e Mudança Climática

24 SPI CEARÁ ( )

25 Posicionamento da ZCIT e TSM From IRI

26 De 2000 a 2009 De 1990 a 1999 Variabilidade do Regime de Chuvas e Índices Climáticos REGIÕES

27 MODOS DE VARIAÇÃO Dendrograma SPI: CLUSTERS CEARÁ

28 MODOS DE VARIAÇÃO Análise de Baixa Frequência

29 MUDANÇAS CLIMÁTICAS Mudança na temperatura global e continental

30 MUDANÇAS CLIMÁTICAS E NÃO ESTACIONARIEDADE DAS SÉRIES DE VAZÕES Variação percentual na média anual de vazões no século XXI para os modelos do CMIP5 para o cenário RCP4.5

31 MODOS DE VARIAÇÃO MUDANÇA CLIMÁTICA: CEARÁ (SISTEMA JAGUARIBE- METROPOLITANO)

32 MODOS DE VARIAÇÃO MUDANÇA CLIMÁTICA: PARAÍBA DO SUL (SANTA CECÍLIA)

33 PLANEJAMENTO DE SECAS

34 ARCABOUÇO CONCEITUAL Fonte: Adaptado de Wilhite et al. (2005) Fonte: Adaptado de Wilhite et al. (2000)

35 ESTRATÉGIA GERAL Estratégia Estadual de Gestão de Secas Plano de Seca em Região Hidrográfica Plano de Seca em Hidrossistemas Plano de Seca nos Usos da Água

36 Plano operacional de gestão de secas em Regiões Hidrográficas REUNIÃO DE ALOCAÇÃO ESTADOS DE SECA MEDIDAS DE MITIGAÇÃO NORMAL ALERTA SECA SECA SEVERA SECA EXTREMA

37 Plano operacional de gestão de secas em Regiões Hidrográficas 1. Definição da Alocação de Água no Período Seca entre os diversos Usos 2. Regras de operação do sistema no período seco 3. Estabelecimento de Mecanismos de Gerenciamento de Conflito 4. Mecanismo de fiscalização e sanção para Infratores 5. Ações de resposta para reduzir impacto das secas 6. Plano de Mitigação do impacto das secas que reduzam as vulnerabilidades e riscos do sistema (PLANO DE SEGURANÇA HÍDRICA PLANO DE BACIA)

38 EXECUÇÃO PLANEJAMENTO DIAGNÓSTICO ETAPAS METODOLÓGICAS DO PLANEJAMENTO 1. Marco Normativo e Organizacional 2. Oferta e Demanda: Estruturas e Regras de Operação dos Sistema 3. Avaliação de vulnerabilidade do sistema e impactos das secas 4. Estratégia de Preparação, Mitigação e Resposta 5. Cenários de Seca: Estágios de seca, gatilhos e metas de resposta 6. Plano de Ações de Preparação, Mitigação e Resposta 7. Implementação e Monitoramento de Secas 8. Revisão e Atualização do plano

39 MONITORAMENTO E ALERTA PRECOCE

40 Jaguaribe OPERAÇÃO DE RESERVATÓRIOS Modelo Agregado Operação com salvaguarda Modelo Operação Reservatórios Transferência entre sistemas 5 Níveis Metropolitano Normal Alerta Seca Seca Severa Seca Extrema Normal T0 T2 T3 T4 T5 Alerta T0 T2 T3 T4 T4 Seca T0 T2 T3 T3 T3 Seca Severa T0 T2 T2 T2 T2 Seca Extrema T0 T1 T1 T1 T1 T0 = 0 m³/s; T1 = 3 m³/s; T2 = 6 m³/s; T3 = 9 m³/s; T4 = 12 m³/s; T5 = 15 m³/s

41 Sistema de Gerenciamento de Secas SISTEMA DE INFORMAÇÃO E ALERTA PRECOCE VULNERABILIDADES AÇÕES PREPARATÓRIAS MCG (ECHAM) Preditores Climáticos (El Nino, Dipolo) Downscaling Dinâmico (RAMS,RSM) c/ tsm prevista e/ou persistida Modelo Hidrológico (SMAP) Monitoramento do Sistema (Dados atuais e históricos de vazão e volume) Modelo Estatístico (K vizinhos) Previsão Sazonal de Afluências e geração de índices 1 Redes Neurais Avaliação do Estado de Seca atual e futuro 3 2 1º Identificação das Vulnerabilidades do sistema (Método PEIR + brainstorm) 2º 1º/2º 2º Medidas de Mitigação para cada Estado de Seca: Normal Pré-Alerta Alerta Emergência I Emergência II

42 Sistema de Gerenciamento de Secas Downscaling dinâmico acoplado a um modelo chuva-vazão

43 APLICAÇÃO Gatilhos Ações de mitigação e resposta

44 INSTRUMENTOS ECONÔMICOS

45 INTRODUÇÃO Variabilidade Climática Risco Gestão de risco Medidas estruturais alteram a infraestrutura hídrica; Medidas não estruturais realocação de água, mecanismos financeiros (seguros, compensação, derivativos). Recursos Hídricos MECANISMOS FINANCEIROS Variabilidade $$$ Reconhecidos internacionalmente. No entanto, mais investigados para riscos de inundações.

46 Modelo Conceitual da Compensação Financeira Água Agricultura Abastecimento Urbano $$$$

47 Zona de transição Zona de transição SISTEMA DE TRÊS TARIFAS Gatilho (Ex. Volume) Preços P3>P2>P1 P1 P2 P3 Seca Severa Seca Normal Estado do Sistema Zona de Transição: Indicativo que o preço da água irá aumentar Alerta aos usuários (Ação: Comunicação)

48 ESTRATÉGIA METODOLÓGICA (i) Situação de aplicação (ii) Modelo de alocação de água (iii)análise da Transferência de Risco (iv)construção do Mecanismo de Compensação Financeira (v) Avaliação do Desempenho do Sistema Hídrico (vi) Elaboração do modelo de integração Cobrança-Compensação Samíria Oliveira

49 PLANO DE SEGURANÇA HÍDRICA

50 PLANO DE SEGURANÇA HÍDRICA Metas e Riscos Toleráveis Cenarização 1. Avaliação de Segurança da Água: Quantidade 2. Avaliação de Segurança da Água: Qualidade 3. Identificação e Hierarquização das Vulnerabilidades de águas superficiais e subterrâneas (qualidade e quantidade) 4. Estratégia Geral de Mitigação e Gerenciamento de Risco utilizando medidas estruturais e não estruturais 5. Agendamento das Ações: Gerenciamento de oferta e de demanda, gerenciamento de conflitos e estrutura legal e institucional

51 Escolha das Variáveis Chave (MICMAC)

52 SEGURANÇA HÍDRICA E ÁGUAS URBANAS

53 ÁGUAS URBANAS

54 DESIGUALDADE SOCIAL

55 ÁGUAS EM AMBIENTE URBANO

56 USO DA TERRA

57 USOS DA TERRA E PADRÕES DE ESCOAMENTO

58 LIMITES NATURAIS

59 CICLO HIDROLÓGICO GLOBAL Tempo de Residência

60 QUALIDADE DA ÁGUA

61 Estudo de caso: Eutrofização em reservatórios t d = V L Q o

62 Estudo de caso: Eutrofização em reservatórios t d = V L Q o

63 Contorno de temperaturas observado no reservatório Pereira de Miranda no dia 8 de Dezembro de 2009 Profundidade (m) 0 Contorno de Temperaturas (ºC) h 8h 10h 12h 14h 16h 18h 20h Profundidade (m) 0 Variação de Energia no Tempo por Camada (W) 60

64 Perfis de temperatura e oxigênio monitorados no dia 02 de março de 2010, às 15, 18 e 21 horas, no reservatório Pereira de Miranda

65 Resultados: Pré-processamento, calibração e validação do modelo CE-QUAL-W2 Calibração da hidrodinâmica do modelo CE-QUAL-W2 :

66 Resultados: Previsão da hidrodinâmica do reservatório Pereira de Miranda Aplicação do sistema de previsão sazonal para o período monitorado 5 de Março de de Abril de h 9 h 6 h 9 h 12 h 15 h 12 h 15 h 18 h 21 h 18 h 21 h

67 Resultados: Pré-processamento, calibração e validação do modelo CE-QUAL-W2 Aquecimento do modelo CE-QUAL-W2: AME (modelo calibrado) para diferentes tempos de simulação Série hidrometeorológica inicial: 150 dias Série ótima: 90 dias

68 SISTEMA DE PREVISÃO SAZONAL DA HIDRODINÂMICA EM RESERVATÓRIOS QUADRO CONCEITUAL

69 ABASTECIMENTO DE POPULAÇÕES RURAIS DIFUSAS

70 ABASTECIMENTO DE ÁGUA RURAL Análise IMPACTO NA VIDA DAS PESSOAS DIAGNÓSTICO MULTIDISCIPLINAR ENVOLVIMENTO DA COMUNIDADE DIA E NOITE

71 ABASTECIMENTO DE ÁGUA RURAL Plano Municipal de Água(PAM)

72 GESTÃO ADAPTATIVA

73 ADAPTAÇÃO Governança Adaptativa em Sistemas Complexos Fornecimento de Informação Tratar com Conflitos Induzir o cumprimento das regras Prover Infraestrutura Estar Preparado para Mudanças Gerenciar o Risco Elinor Ostrom

74 NOVA ONDA DE MUDANÇA DE CONTEXTO NOVOS DESAFIOS

75 AS REVOLUÇÕES INDUSTRIAIS

76 MEGATENDÊNCIAS FÍSICA Veículos autônomos Impressão 3D Robótica avançada Novos materiais DIGITAL Internet das coisas Sensores/redes Blockhan (Bitcoin) Plataformas tecnológicas BIOLÓGICA Genética: sequência, Ativação e edição de genes Biologia sintética Neurociências

77 IMPULSIONADORES EFEITO PLATAFORMA Compradores x Vendedores

78 A QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL Novas regras de competitividade econômica Empresas e países: fronteira da inovação Estratégias de redução de custos Oferta de produtos e serviços de maneira mais inovadora Necessidade da construção de ecossistemas próprios de inovação

79 A QUARTA REVOLUÇÃO INDUSTRIAL As regras de competitividade econômica da quarta revolução industrial são diferentes das regras dos períodos anteriores. Para se manterem competitivas, as empresas e os países devem estar na fronteira da inovação em todas as suas formas, o que significa que as estratégias que incidem principalmente na redução de custos serão menos eficazes do que aquelas que se baseiam na oferta de produtos e serviços de maneira mais inovadora. Tal qual vemos hoje, as empresas estabelecidas estão sob extrema pressão de inovadores e disruptores de outras indústrias e países emergentes. O mesmo pode ser dito sobre os países que não reconhecem a necessidade da construção de seus próprios ecossistemas de inovação. Em resumo, acredito que a combinação de fatores estruturais (excesso de endividamento e envelhecimento das sociedades) e sistêmicos (a introdução da plataforma e das economias sob demanda, a crescente relevância da diminuição dos custos marginais etc) nos forçou a reescrever nossos livros de economia.

80 FIM OBRIGADO! Francisco de Assis de Souza Filho

81 SÍTIO ELETRÔNICO Documentário sobre a Seca Documentário sobre o Sistema Jaguaribe-Metropolitano Apresentação do Projeto Adapta

82 IMPULSIONADORES FÍSICO Efeito plataforma Compradores x Vendedores MEGATENDÊNCIAS DIGITAL BIOLÓGICA Veículos autônomos Impressão 3D Robótica avançada Novos materiais Internet das coisas Sensores/redes Blockhan (Bitcoin) Plataformas tecnológicas Genética: sequenciar, ativação, e edição de genes Biologia sintética Neurociências

83 AS REVOLUÇÕES INDUSTRIAIS