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Enfrentamento da Crise Hídrica
Porto Alegre, 10 de julho de 2015
V FÓRUM INTERNACIONAL DE GESTÃO AMBIENTAL“CRISE DA ÁGUA: CAUSAS, CONSEQUÊNCIAS E ENFRENTAMENTO”
9 e 10 de julho de 2015
República Federativa
8.5 milhões Km²201 milhões de habitantes (ano2013)
26 Estados01 Distrito Federal5.561 cidades
5 Regiões Geopolíticas- Norte- Nordeste- Sudeste- Centro Oeste- Sul
Implicações Institucionais e Econômicas
Sistema Nacional de Gerenciamento de Sistema Nacional de Gerenciamento de Sistema Nacional de Gerenciamento de Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos Recursos Hídricos Recursos Hídricos Recursos Hídricos –––– SINGREHSINGREHSINGREHSINGREH
• Política Nacional de Recursos Hídricos
• Política Nacional de Saneamento Básico
• Plano Nacional de Gestão de Riscos e Desastres
• Plano Nacional de Segurança Hídrica
• Plano Nacional de Mudanças Climáticas
• Plano Nacional de Adaptação
• Atlas do Semiárido
• Monitor da Seca
• Programa de Convivência com as Secas
Políticas, Planos, Programas e AçõesPolíticas, Planos, Programas e AçõesPolíticas, Planos, Programas e AçõesPolíticas, Planos, Programas e Ações
• Art. 5º São instrumentos da Política Nacional de Recursos Hídricos:
• I - os Planos de Recursos Hídricos;
• II - o enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos preponderantes da água;
• III - a outorga dos direitos de uso de recursos hídricos;
• IV - a cobrança pelo uso de recursos hídricos;
• V - a compensação a Municípios;
• VI - o Sistema de Informações sobre Recursos Hídricos.
A Lei 9.433/97 (Lei das Águas)
Eventos de Secas Hidrológicas.
Distribuição espacial das principais secas históricas do Estado do Ceará (1911-84).
Definições para o fenômeno da seca, citadas na literatura:
i) uma seca é um déficit de umidade, que acarreta influências desfavoráveis às plantas, animais e às pessoas de uma determinada região (Warrick, 1975);ii) um período de seca é um período de um ou mais anos com vazões abaixo da média de longo termo (Rossi et al., 1992).
Fonte: WMO. Drought monitoring and early warning: concepts, progress and future challenges, WMO, nº 1006, 2006.
media de X
disponibilidades totais
media de X
curva de demanda
Tempo t
∆V
S 21
c = g(t)S 11
S 22
S 12
P 1 P 2
X
Definição de Secas
Fonte: Convivência com o Semiárido e Gestão Proativa da Seca no Nordeste do Brasil: Uma Nova Perspectiva. Banco Mundial/FUNCEME/MI/ANA, 2014.
Sistema de Gestão de Secas (SIGES)
Fonte: Freitas, M. A. S. (2010). Que Venha a Seca: modelos de gestão de recursos hídricos em regiões semiáridas. Ed. CBJE, RJ, 420p. ISBN 978-85-7810-660-7
Fonte: WHO. Early warning systems for drought and desertification: Role of National Meteorological and Hydrological Services, WHO nº 906, 1999.
Previsão de Secas
Operação dos
Reservatórios
Com afluências
previstas
Com Demandas
Negociadas
Com Cota Inicial
do Reservatório
Previsão de Vazão
Modelos Chuva-Vazão
Afluências típicas (“anos
típicos”)
Previsão de
Precipitação (Secas e
Cheias)
Modelos Globais –
downscale
Modelos Estatísticos –
Probabilísticos
RNA (Informação
Climatológica)
Monitoramento dos
Reservatórios
Afluências previstas vs.
afluências observ.
Cota reserv. Prevista vs.
Cota observada
Demandas previstas vs.
Demandas observadas
Análise dos Impactos e
Ações Mitigadoras
Operação em situação
normal - outorga ANA
órgãos est.- preventivo
Operação em
Racionamento /
Emergência (Defesa Civil)
SIGES – SISTEMA DE GESTÃO DE SECAS
Planejamento Estratégico Planejamento Tático
Sistema SAGE (geração
estocástica de vazão)
Previsão por RNA e
lógica difusa
Métodos
de
Operação
CAR
Optimal
Hedging
rules
Lamelas -
estado
hidrológico
Monitoramento de Secas /Cheias
Índices de secas/cheias (RAI, BMDI, SPI, LRDI etc.)
Artigo: Freitas, M. A. S. & Silveira, P. B. M.: Tools For Strategic Decision Making On Water Resources Management Under Climate VariabilityAnd Drought Conditions In Northeast Brazil, submitted to Journal of Water and Climate Change, 2013.
Fonte: Freitas, M. A. S. (2010). Que Venha a Seca: modelos de gestão de recursos hídricos em regiões semiáridas. Ed. CBJE, RJ, 420p. ISBN 978-85-7810-660-7
Figura. Concepção esquemática do subcomponente de Sistema de Gestão de Secas (SIGES) para análise de secas meteorológicas.
Análisis Regional de Secas
La Figura presenta una alternancia en periodos húmedos y secos, entre 1911 y 1988, para el Estado de Ceará (NE-Brasil) y los años ENSO (El Niño Southern Oscillation), según Rasmusson & Carpenter (1983). El índice de precipitaciones utilizado fue el LRDI (Lamb Rainfall Departure Index), que expresa en términos regionales, la desviación de las precipitaciones respecto a la media, como desviación estándar (Lamb et al., 1986).
SSTs vs. Precipitaçäo em Momba5a
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250
JJA (-1) [°C * 100]
JJA (-1) Frio Normal Quente
SST SST SST
DJF (14 Eventos) (47 Eventos) (13 Eventos)
PeríodoÚmido
42 % 36 % 8 %
PeríodoNormal
29 % 34 % 38 %
PeríodoSeco
29 % 30 % 54 %
Anos de ENSO : 1911, 1914, 1918, 1923, 1925, 1930, 1932, 1939, 1941, 1951, 1953, 1957, 1965, 1969, 1971, 1976, 1982 (Rasmusson &Carpenter, 1983)
Previsão de Secas
Previsão de Secas – Redes Neurais
Fonte: Freitas, M. A. S. (2010). Que Venha a Seca: modelos de gestão de recursos hídricos em regiões semiáridas. Ed. CBJE, RJ, 420p. ISBN 978-85-7810-660-7
Figura. Precipitação mensal normalizada na estação Ipaguassu usando o algorítmo BPTT (sem processo adaptativo).
RAI - Rainfall Anomaly Index
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
1912
1913
1914
1915
1916
1917
1918
1919
1920
1921
1922
1923
Mombaca
S. Cariri
Granja
Monitoramento de Secas
LRDI vs. Produção de Arroz
Período: 1975-1984
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0,5
1,0
1,5
-
-
-
0
2000
4000
6000
1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984
L R D I
D e s v i o
Ano LRDI Desvio (ton)
Análise dos Efeitos
Como ejemplo de método de evaluación directa, Freitas & Barros (1999) demostraron la influencia de la reducción de las precipitaciones, por medio del índice LRDI - Lamb Rainfall Departure Index, en la producción de los 17 principales cultivos permanentes y los 17 principales cultivos de temporada, en el Estado de Ceará, en el período de 1975 a 1984. La Figura presenta, a título de ejemplo, la relación entre el índice LRDI y la producción de arroz de secano, expresada como la desviación en relación a la media total, en el Estado de Ceará.
Modelo Chuva-Vazão CN3S
TABORGA, J. & M.A.S. FREITAS: Simulação da Lâmina de Escoamento Mensal, III Simpósio Luso-Brasileiro de Hidráulica e Recursos Hídricos, VII Simpósio Brasileiro de Hidrologia e Recursos Hídricos, vol. 2, 558-570, Salvador, Bahia, 1987.
SAGE (Stochastische AbflussGEnerieungsmodelle)
- Modelo PAR(Thomas/Fiering) com modificação de CLARKE(1973)- Modelo PAR (Thomas/Fiering) com transformação de MATALAS(1967)- Modelo Two-tier (PAR(1)/AR(1) com distribuição log-gama- Modelo Two-tier (PAR(1)/AR(1) com distribuição log-normal- Modelo Two-tier - PAR(1)/GAR(1)- Métodos dos Fragmentos / AR(1) com distribuição log-gama - Métodos dos Fragmentos / AR(1) com distribuição log-normal- Métodos dos Fragmentos / GAR(1)- Modelo de Desagregação /AR(1) de VALENCIA & SCHAAKE(1973)- Alternating Reward Renewal Model / Métodos dos Fragmentos
Algumas Aplicações no Brasil• Simulação da Operação do Sistema do Paraíba do Sul;
• Proposta de Alocação de Água para a bacia do São Francisco (PDRHSF);
• Simulação do Sistema Cantareira (São Paulo), usando Curva de Aversão ao Risco;
• Simulação do PISF – Projeto de Integração do São Francisco;
• Análises Multicriteriais na bacia do Rio Guaribas (Estado do Piauí);
• Análises Multicriteriais na bacia do Rio Curu (Estado do Ceará);
• Modelagem Chuva-Vazão (modelo CN3S) aplicado às bacias dos reservatórios de Dardanelos, Belo Monte, Colíder, Bocaina, sistema de reservatórios da bacia do Poti-Longá, Petrônio Portela, etc.;
• Modelo de Redes Neurais para Previsão de Cheia na bacia Amazônica;
• Aplicação dos Índices de Secas aos postos do INMET;
• Operação de Reservatórios de Situação de Escassez (Bacia do rio Verde Grande);
• Simulação do Sistema de Reservatórios do SIN para a determinação da Disponibilidade Hídrica do país para o Plano Nacional de Recursos Hídricos;
• Etc.
PARAIBUNA SANTA BRANCA
JAGUARI FUNIL
SANTA CECÍLIA
VIGÁRIO
PEREIRA PASSOS
SANTANA
TOCOS
LAJES
PONTE COBERTA
ILHA DOS POMBOS
EXPERIÊNCIA BRASILEIRA
Operação de Reservatórios na Bacia do Rio Paraíba do Sul
r. Paratoi
JAGUARI
JAGUARI
r.Para
itinga
r.Para
ibuna
PARAIBUNA
PARAIBUNA
STASTA
BRANCA
BRANCA
TOCOSTOCOS
LAJESLAJES
SANTANASANTANA
VIGÁRIOVIGÁRIO
PEREIRAPEREIRAPASSOSPASSOS
PPS
GU
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AR
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CalhaCEDAE
FTN/FTV
VIG
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CECÍLIA
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Us. de RecalqueUs. Geradora
Us. Reversível
Reservatório
Túnel
Canal
Fluxo de águaCidades
EXPERIÊNCIA BRASILEIRA
Operação de Reservatórios na Bacia do Rio Paraíba do Sul
36,0
14,7
45,551,1
63,7
79,676,5
90,1
98,7
64,2
49,4
63,6
17,5
29,2
37,9
45,2
53,246,2
25,3
33,8
83,5
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
01/
01/1
993
01
/05
/199
3
29/
08/
1993
27/
12/1
993
26/
04/1
994
24/
08/1
994
22
/12/
199
4
21/
04/1
995
19/
08/1
995
17/
12/1
995
15/
04/1
996
13/
08/1
996
11/
12/
1996
10/
04/1
997
08/
08/1
997
06/
12/1
997
05/
04/1
998
03/
08/1
998
01/
12/1
998
31/
03/1
999
29
/07/
199
9
26/
11/1
999
25/
03/2
000
23/
07/2
000
20/
11/2
000
20
/03
/200
1
18/
07/
2001
15/1
1/20
01
15/
03/2
002
13/
7/20
02
10/1
1/20
02
10/3
/200
3
AR
MA
ZEN
AM
ENT
O (%
VU
)
28/10/2002
Evolução do Armazenamento Equivalente
Curva Limite da Portaria DNAEE 022
Reservatório Jaguari
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
meses
%V
olu
me
Úti
l 2000
2001
2002
2003
2004
Reservatório Funil
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
meses
%V
olu
me
Úti
l 2000
2001
2002
2003
2004
Reservatório Paraibuna
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
meses
%V
olu
me
Úti
l 2000
2001
2002
2003
2004
Reservatório Santa Branca
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
meses
%V
olu
me
Úti
l 2000
2001
2002
2003
2004
Qmáx=86.60 m³/s
Qmin=16.11 m³/s
Qmáx=15.80 m³/s
Qmin=0.70 m³/s
Qmáx=43.80 m³/s
Qmin=0.00 m³/s
Qmáx=43.80 m³/s
Qmin=2.16 m³/s
EIXO NORTE
Qmáx=24.50 m³/s
Qmin=10.29 m³/s
Qmáx=8.70 m³/s
Qmin=6.23 m³/s
Qmáx=7.90 m³/s
Qmin=0.19 m³/s
Qmáx=15.80 m³/s
Qmin=3.87 m³/s
EIXO LESTE
1950
• População total: 52 milhões
• Urbana: 19 milhões(36%)
• Rural: 33 milhões
2000
• População total: 169 milhões
• Urbana: 137 milhões (81%)
• Rural: 32 milhões
2010
• População total: 191 milhões
• Urbana: 161 milhões (84%)
• Rural: 30 milhões
Intenso proceso de urbanização
Atlas Brasileiro de Desastres Naturais <http://www.integracao.gov.br/defesacivil>
Eventos críticos no Brasil
Seca - Amazonas/2005
Lidando com eventos extremos em um curto período de tempo
Inundação - Amazonas/2012
• Julho/ 2011 – Criação do Centro Nacional de Monitoramentoe Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN);
• Abril/ 2012 – Nova lei da Política Nacional de Defesa eProteção Civil;
• Agosto/ 2012:
– Lançamento do Plano Nacional de Gestão de Riscos eResposta aos Desastres Naturais;
– Inauguração da nova sede do Centro Nacional deGestão de Riscos e Desastres (CENAD – Secretaria Nacional deDefesa Civil).
Sistema de Gestão de DesastresSistema de Gestão de DesastresSistema de Gestão de DesastresSistema de Gestão de Desastres
Sistema de Monitoramento e Redução de Desastres Naturais
Salas de situação na ANA e nos Estados
Eixo Monitoramento e Alerta
Eixos Alta vulnerabilidade
Média vulnerabilidade
Baixa Vulnerabilidade
Eixo Mapeamento
Atlas de Vulnerabilidade a Inundações
50 anos50 anos
MANCHAS DE INUNDAÇÃOCataguases
CEMADEN
DEFESA CIVIL
CENAD
ALERTA E ARTICULAÇÃO
MONITORAMENTO E ALERTA
MS, GSI, MT, Forças Militares
Informações meteorológicas
Mapas de risco e de uso da terra
Risco Geológico
MOBILIZAÇÃO E RESPOSTA
ANAInformação hidrológica
Fontes de informações
FORÇA NACIONAL DE EMERGÊNCIA FORÇA NACIONAL DE EMERGÊNCIA FORÇA NACIONAL DE EMERGÊNCIA FORÇA NACIONAL DE EMERGÊNCIA ---- SECASECASECASECA
� Reuniões com os Estados (AL, BA, CE, PB, PE, PI, RN, SE e MG)
� Atualização do diagnóstico do abastecimento de água dassedes urbanas � sedes em colapso e/ou com racionamento
� Elaboração de cenários futuros com prolongamento daestiagem � sedes com potenciais problemas
� Identificação de medidas preventivas e de mitigação doquadro atual e cenário adotado:� Ações Emergenciais (Poços e carro-pipa)� Medidas regulatórias – Gestão de recursos hídricos� Obras estruturantes (Barragens, adutoras, eixos de integração,
etc.)
SISTEMAS SIMPLIFICADOS DE ABASTECIMENTO DE ÁGUA
DESSALINIZAÇÃO DE ÁGUAS
BARRAGENSSUBTERRÂNEAS CISTERNAS RURAIS
Reservatórios monitorados
pela ANAAçudes Monitorados pela ANA na Região
Nordeste (BA/CE/PB/PE/PI/RN)
Mês
/Ano
MonitoradosCom Armazenamento ≤ 30%
Total % do Total
dez/13 504 276 54,8%
jan/14 505 287 56,8%
fev/14 506 290 57,3%
mar/14 507 276 54,4%
abr/14 507 266 52,5%
mai/14 507 244 48,1%
19.5.14 507 242 47,7%
Mês
/Ano
MonitoradosCom Armazenamento ≤ 30%
0,0%
10,0%
20,0%
30,0%
40,0%
50,0%
60,0%
70,0%
80,0%
90,0%
100,0%
mai
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-12
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-12
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15
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15
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rio
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Evolução do Volume do Reservatório Equivalente*
BA CE PB PE PI RN Nordeste
* Considerando reservatórios com capacidade acima de 10hm³**Valores sujetios a posterior consolidação. * Considerando reservatórios com capacidade acima de 10hm³**Valores sujetios a posterior consolidação.
*** A partir de fev-14 considera-se novo volume para os reservatórios Curema e Mãe D'Água na Paraíba devido a batimetria realizada pela ANA.
36
,4%
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63
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31
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19
,0%
20
,1%
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24
,7%
0%
10%
20%
30%
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100%
Bahia Ceará Paraíba Pernambuco Piauí Rio Grande do Norte Nordeste
Pe
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rio
Eq
uiv
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2012
2013
2014
2015
* Considerando reservatórios com capacidade acima de 10hm³**Valores sujetios a posterior consolidação.
Evolução do Volume do Reservatório Equivalente*Julho 2012 - Julho 2013 - Julho 2014 - Julho 2015
*** A partir de fev-14 considera-se novo volume para os reservatórios Curema e Mãe D'Água na Paraíba devido a batimetria realizada pela ANA.
Bacia Hidrográfica Bacia Hidrográfica Bacia Hidrográfica Bacia Hidrográfica do rio Piancódo rio Piancódo rio Piancódo rio Piancó----PiranhasPiranhasPiranhasPiranhas----Açu Açu Açu Açu ----
Gestão de Gestão de Gestão de Gestão de DemandaDemandaDemandaDemanda
Fica estabelecida a vazão mínima de 1,5 m3/s no rio Piranhas na divisageográfica dos Estados da Paraíba e do Rio Grande do Norte nos cincoprimeiros anos de vigência desta Resolução, e de 1,0 m3/s a partir do sextoano, de acordo com as necessidades hídricas do Estado do Rio Grande doNorte no Trecho n.º 4 (Rio Piranhas – RN).
A partir do sexto ano de vigência desta Resolução, a vazão máxima disponíveltotal para o Estado da Paraíba aumentará de 6,4 m3/s para 6,9 m3/s, e para oEstado do Rio Grande do Norte, reduzirá de 20,9 m3/s para 20,4 m3/s.
RESERVATÓRIOS MÃE D´ÁGUA E CUREMA
Res. CuremaRes. Mãe D´água
Rio Aguiar
Rio Piancó
Canal da Redenção
Cotas no Porto de Manaus (cm): 1902-2005
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
1/1
1/2
1/3
1/4
1/5
1/6
1/7
1/8
1/9
1/10
1/11
1/12
19181921192219441953197519761982198919931994199619971999200020022005
Calibração do modelo RNA 3-3-1 (1903-1977)
0.2000
0.2200
0.2400
0.2600
0.2800
0.3000
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73
Obs_15/6/2005 Calc._modelo rna
Previsão do modelo RNA 3-3-1(1978-2003)
0.2000
0.2200
0.2400
0.2600
0.2800
0.3000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25
Obs_15/6/2005 Calc._modelo rna
Previsão para 15 de junho de 2005: Cota 28.60 m31 de março: 26.01 m; 15 de abril: 26.45 m; 30 de abril: 27.16 m
LOGO SUAINSTITUIÇÃO
Alerta para o Estado do AcreAlerta para o Estado do AcreAlerta para o Estado do AcreAlerta para o Estado do Acre
Sala de Situação: comunicaçãoSala de Situação: comunicaçãoSala de Situação: comunicaçãoSala de Situação: comunicação
BOLETINS DE MONITORAMENTO
Sala de Situação: comunicação
• Atualmente, a Sala de Situação tem seu foco no monitoramento de bacias hidrográficasprioritárias, sistemas de reservatórios, sistemas de alerta hidrológico já implantados no País e dasdecretações de Situação de Emergência ou Estado de Calamidade Pública. Novos produtos/serviços estão em fase de desenvolvimento.
http://www2.ana.gov.br/Paginas/servicos/saladesituacao/default.aspx
MAIS CALOR, MENOS CHUVA
O Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC), um comitê com alguns dos maiores especialistas do país em climatologia, fez projeções sobre as alterações prováveis nas várias regiões, mas com diferentes graus de confiabilidade. As mais confiáveis valem para a Amazônia (aumento de temperatura de 5°C a 6°C e que da de 40% a 45% na precipitação até o final do século, com 10% de redução nas chuvas já nos próximos cinco anos), para o semiárido, no Nordeste (respectivamente 3,5°C a 4,5 °C e -40% a -50%), e para os pampas, no Sul (2,5°C a 3°C de aquecimento e 35% a 40% de a umento de chuvas).
http://arte.folha.uol.com.br/ambiente/2014/09/15/crise-da-agua/index.html
Novos Desafios para o Brasil
Urbanização: disciplinamento no uso do solo Qualidade da água
Obrigado!
Marcos Airton de Sousa FreitasEspecialista em Recursos Hídricos
[email protected] (+55) (61) 2109 – 5137
www.ana.gov.br
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