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FORMULAÇÃO DE SISTEMAS DE SUPORTE À DECISÃO (SSD) PARA A GESTÃO DOS

RECURSOS HÍDRICOS SUBTERRÂNEOS EM ZONAS ÁRIDAS

Nuno BARREIRAS, João NASCIMENTO, Filipe MIGUÉNS, Ana BUXO, Luís RIBEIRO

10º Seminário sobre Águas Subterrâneas, 9 e 10 Abril de 2015, ÉvoraCEHIDRO - Centro de Estudos de Hidrossistemas

1 – Introdução

O projecto ADMICCO “Adaptación y Mitigación al Cambio Climático en Zonas Costeras”

surge com o objectivo de abordar distintas vertentes de observação, análise e actuação por

parte de várias instituições directa ou indirectamente envolvidas no projecto, no sentido de

diminuir o impacto das alterações climáticas entre a população de oito cidades costeiras no

Perú, Chile e Equador.


Contrato DCIENV-2010/222-639

Projecto financiado pela União Europeia no ámbito do programade Desenvolvimento e Cooperação - EuropeAid

Participantes - ADMICCO é um projecto implementado pela Asociación Civil LABOR (Perú)

e financiado pela União Europeia, cujo desenvolvimento se realizou em consórcio com a

CooperAcción (Perú), CEDESUS (Chile), EcoCostas (Ecuador) e o Instituto Superior Técnico

(IST) de Portugal.

1 – Introdução

Neste projecto houve a necessidade de integrar uma componente de natureza técnico-

científica que permita transferir às entidades destinatárias instrumentos que apoiem

processos na toma de decisões sobre a disponibilidade de recursos hídricos.

Nesse sentido, o papel do CEHIDRO neste projecto focou-se no desenvolvimento de um

Sistema de Suporte à Decisão (SSD) que permite uma planificação integrada e sustentável

dos recursos hídricos em cenários de alterações climáticas.

Objectivos do SSD:

1) Obter uma ferramenta de gestão de recursos hídricos que conserve a distribuição

equitativa dos diversos utilizadores da água, em diferentes anos hidrológicos, utilizando uma

interface amigável aplicada a um modelo calibrado.

2) Compreender e gerir de uma forma integrada a fiabilidade do sistema em satisfazer as

necessidades hídricas dos utilizadores.


1.1. – Sistema de Suporte à Decisão (SSD)

Este SSD integra:

1) Ferramenta em ambiente SIG, nomeadamente uma base de dados ArcHydro;

2) Modelo WEAP (Water Evaluation And Planning System), que modela a disponibilidade nas origens de

água (superficial e subterrânea) e as necessidades dos utilizadores;

3) Uma interface amigável que permita uma fácil disseminação do produto pelas entidades envolvidas

na gestão dos recursos hídricos assim como pela população em geral e em cada um dos pontos de

entrega aos utilizadores finais, calculando se as suas necessidades de águas são ou não satisfeitas.


• Aguas superficiales

• Aguas subterráneas

• Calidad del agua• Riego de

inundación• Vulnerabilidad• Etc…

1.2. – Base de Dados ArcHydro

A construção do SIG contemplou 3 fases detrabalho:

1) Planeamento estratégico: Visão mais conceptual do SIG

2) Desenho do SIG: Recompilação de dados, reorganização e avaliação de dados recebidos e identificação das ferramentas necessárias ao tratamento e manipulação de cada ficheiro. Definição do desenho da base de dados, materializada num modelo de dados. Para este passo utilizou-se o modelo de dados ArcHydro

3) Implementação e manipulação: Conversão e harmonização dos ficheiros de dados, armazenamento e actualização da base de dados, desenvolvimento de aplicações específicas e também o desenvolvimento de programas de formação de utilizadores.


© CRWR (Universidade do Texas) & ESRI

1.3. – Sistema WEAP (Water Evaluation and Planning System)

Características Principais

• a sua estrutura está focada na exploração de cenários

• calcula as necessidades e disponibilidades hídricas, escoamento, infiltração e

armazenamento de água, tratamento e descarga de contaminantes

• considera prioridades distintas entre utilizadores e usa cenários para avaliar diferentes

configurações de distribuição de água

• considera vários modelos hidrológicos

• é flexível e pode anexar outros modelos (por exemplo: MODFLOW e o modelo de

qualidade de água QUAL2K)

• considera cenários de políticas de uso da água


1.3. – Sistema WEAP (Passos principais para o uso do WEAP)


1.3. – Sistema WEAP (Métodos de simulação hidrológica)


• Precipitação – Escoamento

• Necessidades hídricas para Rega (método da FAO para os cultivos)

• Método de humidade do solo

• Método MABIA (melhoramento do CROPWAT da FAO)

z1 – armazenamento de água relativa, dada em percentagem, do total do armazenamento de água na zona não saturada.z2 – armazenamento de água relativa, dada em percentagem, do total do armazenamento de água na zona saturada.

1.3. – Sistema WEAP (Dados necessários)


Esquema de funcionamiento hidráulico

Uso del suelo

Cobertura de vegetación

DEM (Modelo de Elevación Digital)

Tipo de suelo

Geología

Hidrografia

Delimitación de las subcuencas

Ubicación de Reservatorios / Represesas

Capacidad de almacenamiento

Curva de volumen/elevación/área

Volumen máximo operacional

Volumen útil

Volumen muerto

Mínimo caudal de turbina

Máximo caudal de turbina

Cabeza hidráulica

Eficiencia

Ubicación e volumen de Lagos e lagunas

Transporte del agua: canales, trasvases, etc.

Limite de los Aquíferos

Información de sondajes

Pruebas de bombeo

Número de usuarios y caracterización de los derechos de agua

Ubicación de las tomas de agua superficial y usuario associado

Ubicación de los pozos de agua subterránea y usuario associado

Consumos mensuales por usuario

Eficiência en la red de agua potable

Zonas de regadío y tipo de cultivos

Tecnologías de irrigación por area

Demandas de riego por cultura

Porcentaje de retorno del agua del irrigacion (eficiencia)

Ubicación de desaguas

Volúmenes de aguas servidas

Series históricas de piezometría

Ubicación de las estaciones de monitoreo piezometrico

Calidad de agua subterranea con indicación de la ubicación de las mustras

Calidad de agua superficial

Series de tiempo de caudales/hidrometria

Ubicación de las estaciones hidrometricas y de calidad

Captaciones y descargas de los embalses (volumen)

Ubicación de las estaciones de monitoreo climatico

Precipitación diária

Temperatura mínima y máxima diária

Humedad Relativa

Viento

Cobertura de nubes

Área de cobertura de glaciares

Espessura glaciares

Necesidades

hídricas y usos

del agua y suelo

General

Irrigación

Aguas servidas

Monitorización

Monitorización água subterránea

Monitorización água superficial

Monitorización clima

Monitorización glaciares

Caracterización

Cuenca

Recursos hídricos superficiales - hidrografía

Recursos hídricos superficiales - Embalses

Capacidad hidroeléctrica de los embalses (si aplicable)

Recursos hídricos superficiales - Reservatorios naturales

Recursos hídricos subterráneos

1.3. – Sistema WEAP (Cenários possíveis)


• Gestão do uso da água

• Diferentes dotações de água para os vários utilizadores

• Evolução da população abastecida

• Evolução das necessidades hídricas para a agricultura e indústria

• Diferentes técnicas de irrigação

• Armazenamento de água estratégico

• Exploração de águas subterrâneas e outras fontes de água

• Alterações climáticas

• Operacionalização de barragens

• ...

Tendo por base

• o conhecimento e incertezas quanto à disponibilidade de água actual e futura para os

diferentes utilizadores

2 – Aplicação a um caso de estudo


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Informação climatológica


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Cenários climáticos


Designación GCM Centro de investigación PaísResolución

espacial

Escenarios

utilizados

HADCM3 HadCM3 UK Meteorological Office UK 2.5x3.75° A1, A2, B1

MPEH5 ECHAM5 Max-Planck Institute of Meteorology Alemania 1.9x1.9° A1, B1

NCCCSM CCSM3National Centre for Atmospheric

ResearchUSA 1.4x1.4° A1, B1

2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Cenários climáticos


Dados para a estação climatológica de Santa Cruz (Sub-bacia Chancay-Huaral)

2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Definição das sub-bacias


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Inventário de necessidades hídricas


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Dados de monitorização para o modelo hidrológico


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)


Rios e lagoas

SUBCUENCA SISTEMA LAGUNAS MODELADAS RÍO

Baños Baños HAHUASHUMAN Aguashuman

Baños Baños VILCACOCHA Vilcacocha

Baños Quiles YANAUYAC Ragrampi

Baños Quiles QUISHA Ragrampi

Baños Quiles UCHUMACHAY (Parcash) Uchumachay

Mantaro Baños COCHAUMAN (Puajanca Alta) Embalse

Mantaro Baños PUCACOCHA (Puajanca Baja) Embalse

Vichaycocha Chicrín YUNCAN Ccacray

Vichaycocha Chicrín CACCRAY Ccacray

Vichaycocha Chicrín CHUNGAR Chungar

Vichaycocha Vichaycocha CHANCAN Rahuite

Vichaycocha Vichaycocha RAHUITE Rahuite



Sub-bacias



Necessidadeshídricas para agricultura



Modelação deinfraestruturas de rega, de drenagem ecentrais hidroelétricas



Necessidadeshídricas para uso urbano

Discretização de 3 cidades:• Huaral• Chancay• Alcallama



Aquíferos

Exploram-se3209 poços que representam 15.05 Hm3/anoque abastecetanto a agricultura comoas cidades



Esquema Hidráulico Geral

2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Calibração


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e exploração de cenários


2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Interface



FIM

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