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.
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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.
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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.
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• 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.
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© 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
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1.3. – Sistema WEAP (Passos principais para o uso do WEAP)
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1.3. – Sistema WEAP (Métodos de simulação hidrológica)
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• 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)
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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 (Dados necessários)
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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)
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• 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
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Informação climatológica
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Informação climatológica
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Cenários climáticos
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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
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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
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Inventário de necessidades hídricas
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Dados de monitorização para o modelo hidrológico
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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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
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Sub-bacias
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Necessidadeshídricas para agricultura
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Modelação deinfraestruturas de rega, de drenagem ecentrais hidroelétricas
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Necessidadeshídricas para uso urbano
Discretização de 3 cidades:• Huaral• Chancay• Alcallama
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Aquíferos
Exploram-se3209 poços que representam 15.05 Hm3/anoque abastecetanto a agricultura comoas cidades
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)
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Esquema Hidráulico Geral
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Calibração
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e exploração de cenários
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e exploração de cenários
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e exploração de cenários
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Resultados e exploração de cenários
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Interface
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2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Interface
10º Seminário sobre Águas Subterrâneas, 9 e 10 Abril de 2015, ÉvoraCEHIDRO - Centro de Estudos de Hidrossistemas
2 – Aplicação a um caso de estudo (Chancay-Huaral)Interface
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