A concentração da população em grandes regiões urbanas está atingindo proporções aonde a capacidade de suporte dos recursos hídricos chegou ao seu limite ou já foi ultrapassada. Nas áreas rurais, onde existe escassez de água e a demanda por habitante é, relativamente, baixa, tem-se propagado o uso de fontes alternativas de água, como a captação da água da chuva, comum no Nordeste do Brasil. Em regiões onde a demanda por habitante é maior e os mananciais estão no limite do atendimento à demanda, medidas de racionalização do uso da água estão tendo bons resultados e o reuso de águas das estações de tratamento de esgotos já é usual. Em outras cidades, a legislação tem seguido a tendência de transferir ao cidadão o ônus de captar e utilizar águas de fontes alternativas, na expectativa de que o problema da escassez de água possa ser solucionado nesta escala. Este trabalho apresenta uma análise dos impactos que a implantação de medidas do uso da água da chuva coletada no telhado e o reuso das águas cinza pode ocasionar no balanço hídrico de uma residência uni familiar, bem como os aspectos econômicos decorrentes desta utilização. Nesse contexto, foi necessário criar um modelo de fluxos e estoques simulando a situação de consumo de água e os seus usos específicos, que ocorrem em uma residência. Com os dados e os modelos preparados partiu-se para a simulação dinâmica dos cenários de uso, com a adoção das medidas de conservação da água. Os resultados das variações do consumo das águas e da geração dos esgotos obtidos através da simulação forneceram dados quantitativos para analisar os seus impactos na infra-estrutura urbana e os reflexos na tarifa de água. Esses resultados foram confrontados com os valores de implantação de sistemas de coleta e tratamento das águas de chuva e das águas cinza e dos seus custos de manutenção, para avaliar se essas opções seriam economicamente acessíveis à população. Após, estes resultados foram dispostos em escalas maiores para observar os impactos, causados por eles, na infra-estrutura urbana da região. / The population agglomerate in urban metropolitan areas is increasing such a way the water capacity support reached or over taken its limits. In rural areas, where shortage of water is usual and the water consumption pattern is lower than in urban areas, the use of alternatives water sources such as rainwater harvesting is common throughout the Northeast region of Brazil. In urban areas were personal consumption is high and the reservoir is getting low rwater savings measures are working and treatment sewage effluents reuse is usual. Some cities are proposing laws to transfer to the citizens the onus of catching and using water from alternative sources expecting to resolve scarcity problems in that scale. This paper shows an impact view that rain water harvesting and reuse water measures can cause in a ordinary family dwelling water balance as well as in its economy. To analyze the proposal scenarios it was necessary to create a stock and flow diagram, in order to simulate the dwelling water balance and its specific water uses.With data and models prepared the dynamic simulation was done using water conservation measures scenarios. The dwelling water consumption and sewage releases variation results gave quantitative dataset to analyze their urban infrastructure impacts and their water bills´ reflects considering these water conservation measures. These costs were compared to rainwater harvesting systems and gray water reuse systems implementation costs and its maintenance costs to evaluate the population capacity to afford it. After that, their results were disposed in bigger scales to watch their impacts in a region infrastructure.

Um dos instrumentos de gestão que podem elevar a eficiência do uso de recursos hídricos é a cobrança a partir da aplicação do princípio usuário-pagador. Esta definição aparece nas propostas dos planos de bacia com diferentes critérios de cobrança, tanto em termos de valores como de unidade de cobrança. A irrigação é o uso mais importante de água no mundo, sendo que o atendimento a esta demanda pode ser realizado por um ordenamento do uso ou da oferta. No Rio Grande do Sul, a irrigação do arroz atinge uma superfície de cerca de um milhão de hectares e representa praticamente a totalidade do uso da água anual de algumas bacias, concentrada em poucos meses. Sendo a distribuição da água para irrigação realizada principalmente por canais em terra não revestidos e de pequena declividade, a determinação da quantidade de água derivada apresenta limitantes ao uso de algumas opções correntes, sendo usual a substituição da vazão pela área irrigada como medida proposta para a cobrança pela água. O estudo analisa o comportamento de irrigantes frente à implantação da cobrança pelo uso da água, determinando o valor referencial para a irrigação do arroz em duas bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul e avaliando a aceitação do valor proposto pelo Instituto Nacional da Água em Portugal. Avalia, também, o efeito da cobrança com a aplicação de valores superiores aos aceitáveis por parte dos irrigantes. A partir da experiência portuguesa e de casos citados na bibliografia, verifica-se o comportamento do irrigante frente à cobrança por área ou por volume, apontando para a inadequação do parâmetro de superfície irrigada como base da cobrança em termos de eficiência do uso da água no arroz irrigado. Sobre sistemas coletivos de irrigação, adotados como campo de pesquisa, testa a viabilidade de determinação da vazão a partir de estruturas existentes, definindo-se o comportamento do sistema de distribuição ao longo da safra, a eficiência do operador, a lógica de controle adotada e a vazão específica em diferentes trechos de um sistema público de irrigação no Rio Grande do Sul. Confrontando os resultados obtidos, conclui-se que a estrutura implantada não permite uma gestão eficiente da água. Como alternativa de determinação de vazão, o estudo apresenta solução simples e acessível para canais não revestidos, de baixo custo, fácil construção, pequena perda de carga e nenhuma interferência no transporte de material sólido pela água de irrigação, cuja precisão é equivalente a obtida com outras estruturas. / One of the management tools that helps to increase the efficiency in the use of hydrological resources is the charge based in the user/payer principle. This definition can be found in proposals of basin plans with different charge criteria, both in terms of amount and charge units. Irrigation is the most important of all water uses in the world, and the satisfaction of this demand can be obtained through the planning of use or supply. In Rio Grande do Sul, rice irrigation covers about one million hectares and represents practically the whole water use of certain basins, concentrated over a few months. With the distribution of water for irrigation done mainly through underground uncovered channels with low declivity, the options for determining the amount of derived water are limited, being common the substitution of water flow for irrigated area as a proposed measure for the water charge. This study analyses the irrigant’s behavior face to the implementation of the water charge, determining the referential value for rice irrigation in two hydrographical basins of Rio Grande do Sul and evaluating the acceptance of the value proposed by the National Water Institute of Portugal. Moreover, this study evaluates the effect of the charge with superior values as the ones accepted by the irrigants. From the Portuguese experience and the cases referred to in the bibliography, the behavior of the irrigant face to the charge per area or volume act can be verified, which points out that the parameters of irrigated surfaces are inadequate in terms of efficiency of water used for the irrigated rice. As for the collective irrigation systems adopted as a research field, it examines the viability the determination of flow from the existing structures, defining the performance of the distribution system throughout the crop, the efficiency of the operator, the logic of control adopted and the specific flows in different passages of a public irrigation system in Rio Grande do Sul. By confronting the obtained results, it is possible to conclude that the applied structure does not allow an efficient management of water. As an alternative for the calculation of the flow, the study presents a simple and accessible solution for uncovered channels, with low-cost, easy building, little charge loss and which would not interfere in the transportation of solid material through the irrigation water, whose precision is equivalent to the one obtained with other structures.

A falta de gestão integrada das águas superficiais e subterrâneas, aliada ao seu uso intensivo, acarretou em efeitos indesejados como escassez hídrica e perdas econômicas. A partir do conhecimento sobre as disponibilidades e demandas hídricas é possível promover estratégias de alocação otimizada de água para redução da escassez e dos custos da escassez. O uso conjunto de água superficial e subterrânea consiste no desenvolvimento de estratégias de alocação que explorem as vantagens e particularidades de cada manancial, assim reduzindo o efeito das variabilidades e incertezas na disponibilidade de água. O presente trabalho apresenta um estudo de alocação otimizada utilizando água superficial e subterrânea visando à redução da escassez hídrica, a redução no custo da escassez e o aumento no atendimento das demandas agrícolas na Bacia do Rio Santa Maria, localizada no Rio Grande do Sul/Brasil. O trabalho foi estruturado em três artigos científicos. O primeiro artigo apresenta uma revisão bibliográfica sobre o conceito, benefícios e desafios na implementação de estratégias de uso conjunto; a partir da análise das informações levantadas na revisão bibliográfica foi possível delinear estratégias que podem ser aplicadas no contexto brasileiro, embasadas nos instrumentos de gestão previstos na Política Nacional de Recursos Hídricos. O segundo artigo apresenta a obtenção das funções de benefício marginal dos usuários de água para irrigação na área estudada; estas funções são conhecidas como "curvas de demanda" e avaliam a disponibilidade de um usuário a pagar pelo recurso, de maneira que, quanto mais escasso o recurso, maior será seu valor marginal; estas funções são necessárias para a aplicação do modelo hidroeconômico Neste artigo também foi realizado um estudo do caso dos eventos de estiagem de 2006 e 2011 na Bacia do Rio Santa Maria, sendo analisados os prejuízos econômicos advindos da escassez. O terceiro artigo apresenta a aplicação do modelo hidroeconômico de alocação da água no sistema da Bacia do Rio Santa Maria; a função objetivo do modelo é minimizar o custo da escassez. Os resultados apontaram a alocação de água otimizada economicamente e os benefícios advindos da utilização de água subterrânea no atendimento das demandas, evidenciando a importância da gestão eficiente da água para flexibilizar e tornar o sistema hídrico mais resiliente. / The lack of integrated management of surface and groundwater, coupled with its intensive use, has led to undesirable effects such as water shortages and economic losses. The knowledge about water availabilities and demands makes it possible to promote optimized water allocation strategies to reduce scarcity and scarcity costs. Conjunctive use of surface water and groundwater consists of the development of allocation strategies that explore the advantages and peculiarities of each source, thus reducing the effect of variability and uncertainties on water availability. This work presents an optimized allocation study using surface and groundwater to reduce water scarcity, reduce scarcity cost, and increase agricultural demand attendance in the Santa Maria River Basin, located in Rio Grande do Sul/Brazil. This work was structured in three scientific articles. The first article presents a bibliographic review about the concept, benefits and challenges in the implementation of conjunctive use strategies; from the analysis of the information collected in the bibliographic review it was possible to outline strategies that can be applied in the Brazilian context, based on the management instruments provided in the National Water Resources Policy The second article presents the obtaining of the marginal benefit curves of water used in irrigation in the studied area; these functions are known as "demand curves" and evaluate the user’s willingness to pay for the resource, so that the scarcer the resource, greater is its marginal value; these functions are input data for the hydroeconomic model. In this paper it was also studied the droughts of 2006 and 2011 in the Santa Maria River Basin, analyzing the economic losses due to the scarcity. The third article presents the application of the hydroeconomic model to solve the problem of water allocation in the Santa Maria River basin system; the objective function of the model is to minimize scarcity cost. The results showed the economically optimized water allocation and the benefits derived from the use of groundwater in meeting the demands, showing the importance of efficient water management to make water systems more flexible and resilient.

A água é um bem necessário para que haja vida no planeta, no entanto, este bem é considerado em algumas regiões como escasso, finito e dotado de valor econômico, sendo importante atribuir um valor ao seu uso. O valor direto da água pode ser estimado através de técnicas de construção das curvas de oferta e demanda na procura do equilíbrio entre elas. Por outro lado, salienta-se que existe também o efeito indireto da intervenção do usuário na bacia associado à modificação da forma do hidrograma (devido a apropriação de uma demanda hídrica comprometendo a disponibilidade hídrica) e localização dos pontos de demanda e/ou lançamento de efluentes que causam impactos em todos os usuários localizados na bacia. Porém, existe uma dificuldade em avaliar (valorar) estes efeitos indiretos da água, haja vista que estes aspectos (sazonal e locacional) não são considerados nas experiências brasileiras em valoração pelo uso da água. Mostra-se assim, a importância de realização de estudos que subsidiem cálculo destes critérios. Diante disso, este trabalho visou desenvolver uma nova proposta metodológica para estimar os valores indiretos da água, a partir da análise crítica da literatura, neste contexto realizou, a simulação do método proposto (MRC) numa situação hipotética e na Bacia Hidrográfica do Rio Coruripe – Alagoas e, fazendo aplicação deste modelo em gestão de recursos hídricos (cobrança e outorga). Os resultados das simulações do método proposto na Bacia do Rio Coruripe mostraram-se bastante adversos em função da temporalidade e localização, apresentando valor com amplitude de 2000 unidades. As arrecadações médias mensais oriundas da aplicação em cobrança pelo uso da água apresentaram uma elevada variação em relação a meses úmidos e secos, mantendo-se constante os volumes captados. Na aplicação em outorga dos usos dos recursos hídricos foi introduzida uma inovação ao definir limites outorgável variável no tempo. Estes limites foram comparados com a demanda hídrica e mostrou-se que a maioria dos pontos de captação de água para irrigação naquela bacia não atende o limite outorgável, sendo necessária à aplicação na região de estudo de técnicas de irrigação mais eficiente. A partir das aplicações realizadas percebe-se que o método proposto tem uma aplicação vasta podendo de ser útil não apenas nas definições de critérios de cobrança pelo uso da água; como também em processo de outorgas e licenciamento ambiental, dando ênfase a integração desses dois instrumentos. / Water is a necessary economic good that there is life on the planet, however, and it is considered in some regions as scarce and finite resource with economic value, it is important to assign a value to use. The direct value of water can be estimated by techniques of construction of the curves of supply and demand in the search for balance between them. Furthermore, note that there is also the indirect effect of the intervention of the user in the basin associated with the change in shape of the hydrograph (due to ownership of a water demand affecting water availability) and locations of demand and / or launch effluent that impacts on all users located in the basin. However, there is a difficulty in evaluating (appraising) these indirect effects of water, as that these aspects (seasonal and locational) are not considered in the Brazilian experience in valuation of water use. It is apparent also, the importance of studies to support in calculating these criteria. So this work aimed to develop a new methodology for the estimation of indirect water from the review of the literature in this connection held, the simulation of the proposed method (MRC) in a hypothetical situation and River Basin Coruripe -- Alagoas and making application of this model in water resources management (payer water and grants). The results of simulations of the proposed River Basin Coruripe were very adverse function of temporality and location, with the value range of 2000 units. The average monthly of payers coming from the application fees for the use of varied around R$ 5.107 a month for the wet months and 2,5.108 R$/month during the dry season, keeping constant the volumes obtained. In the grant application to the uses of water resources was an innovation introduced to set limits bestowable variable in time. These limits are compared with the water demand and showed that most of the points of abstraction for irrigation in the basin does not meet the threshold bestowable, requiring the application in the study of irrigation techniques more conservationist. From the applications provided it can be seen that the proposed method has a wide scope can be useful not only in the definitions of criteria for payer for water use, but also in the process of licenses and environmental permits, emphasizing the integration of these two instruments .

A falta de gestão integrada das águas superficiais e subterrâneas, aliada ao seu uso intensivo, acarretou em efeitos indesejados como escassez hídrica e perdas econômicas. A partir do conhecimento sobre as disponibilidades e demandas hídricas é possível promover estratégias de alocação otimizada de água para redução da escassez e dos custos da escassez. O uso conjunto de água superficial e subterrânea consiste no desenvolvimento de estratégias de alocação que explorem as vantagens e particularidades de cada manancial, assim reduzindo o efeito das variabilidades e incertezas na disponibilidade de água. O presente trabalho apresenta um estudo de alocação otimizada utilizando água superficial e subterrânea visando à redução da escassez hídrica, a redução no custo da escassez e o aumento no atendimento das demandas agrícolas na Bacia do Rio Santa Maria, localizada no Rio Grande do Sul/Brasil. O trabalho foi estruturado em três artigos científicos. O primeiro artigo apresenta uma revisão bibliográfica sobre o conceito, benefícios e desafios na implementação de estratégias de uso conjunto; a partir da análise das informações levantadas na revisão bibliográfica foi possível delinear estratégias que podem ser aplicadas no contexto brasileiro, embasadas nos instrumentos de gestão previstos na Política Nacional de Recursos Hídricos. O segundo artigo apresenta a obtenção das funções de benefício marginal dos usuários de água para irrigação na área estudada; estas funções são conhecidas como "curvas de demanda" e avaliam a disponibilidade de um usuário a pagar pelo recurso, de maneira que, quanto mais escasso o recurso, maior será seu valor marginal; estas funções são necessárias para a aplicação do modelo hidroeconômico Neste artigo também foi realizado um estudo do caso dos eventos de estiagem de 2006 e 2011 na Bacia do Rio Santa Maria, sendo analisados os prejuízos econômicos advindos da escassez. O terceiro artigo apresenta a aplicação do modelo hidroeconômico de alocação da água no sistema da Bacia do Rio Santa Maria; a função objetivo do modelo é minimizar o custo da escassez. Os resultados apontaram a alocação de água otimizada economicamente e os benefícios advindos da utilização de água subterrânea no atendimento das demandas, evidenciando a importância da gestão eficiente da água para flexibilizar e tornar o sistema hídrico mais resiliente. / The lack of integrated management of surface and groundwater, coupled with its intensive use, has led to undesirable effects such as water shortages and economic losses. The knowledge about water availabilities and demands makes it possible to promote optimized water allocation strategies to reduce scarcity and scarcity costs. Conjunctive use of surface water and groundwater consists of the development of allocation strategies that explore the advantages and peculiarities of each source, thus reducing the effect of variability and uncertainties on water availability. This work presents an optimized allocation study using surface and groundwater to reduce water scarcity, reduce scarcity cost, and increase agricultural demand attendance in the Santa Maria River Basin, located in Rio Grande do Sul/Brazil. This work was structured in three scientific articles. The first article presents a bibliographic review about the concept, benefits and challenges in the implementation of conjunctive use strategies; from the analysis of the information collected in the bibliographic review it was possible to outline strategies that can be applied in the Brazilian context, based on the management instruments provided in the National Water Resources Policy The second article presents the obtaining of the marginal benefit curves of water used in irrigation in the studied area; these functions are known as "demand curves" and evaluate the user’s willingness to pay for the resource, so that the scarcer the resource, greater is its marginal value; these functions are input data for the hydroeconomic model. In this paper it was also studied the droughts of 2006 and 2011 in the Santa Maria River Basin, analyzing the economic losses due to the scarcity. The third article presents the application of the hydroeconomic model to solve the problem of water allocation in the Santa Maria River basin system; the objective function of the model is to minimize scarcity cost. The results showed the economically optimized water allocation and the benefits derived from the use of groundwater in meeting the demands, showing the importance of efficient water management to make water systems more flexible and resilient.

A água é um bem necessário para que haja vida no planeta, no entanto, este bem é considerado em algumas regiões como escasso, finito e dotado de valor econômico, sendo importante atribuir um valor ao seu uso. O valor direto da água pode ser estimado através de técnicas de construção das curvas de oferta e demanda na procura do equilíbrio entre elas. Por outro lado, salienta-se que existe também o efeito indireto da intervenção do usuário na bacia associado à modificação da forma do hidrograma (devido a apropriação de uma demanda hídrica comprometendo a disponibilidade hídrica) e localização dos pontos de demanda e/ou lançamento de efluentes que causam impactos em todos os usuários localizados na bacia. Porém, existe uma dificuldade em avaliar (valorar) estes efeitos indiretos da água, haja vista que estes aspectos (sazonal e locacional) não são considerados nas experiências brasileiras em valoração pelo uso da água. Mostra-se assim, a importância de realização de estudos que subsidiem cálculo destes critérios. Diante disso, este trabalho visou desenvolver uma nova proposta metodológica para estimar os valores indiretos da água, a partir da análise crítica da literatura, neste contexto realizou, a simulação do método proposto (MRC) numa situação hipotética e na Bacia Hidrográfica do Rio Coruripe – Alagoas e, fazendo aplicação deste modelo em gestão de recursos hídricos (cobrança e outorga). Os resultados das simulações do método proposto na Bacia do Rio Coruripe mostraram-se bastante adversos em função da temporalidade e localização, apresentando valor com amplitude de 2000 unidades. As arrecadações médias mensais oriundas da aplicação em cobrança pelo uso da água apresentaram uma elevada variação em relação a meses úmidos e secos, mantendo-se constante os volumes captados. Na aplicação em outorga dos usos dos recursos hídricos foi introduzida uma inovação ao definir limites outorgável variável no tempo. Estes limites foram comparados com a demanda hídrica e mostrou-se que a maioria dos pontos de captação de água para irrigação naquela bacia não atende o limite outorgável, sendo necessária à aplicação na região de estudo de técnicas de irrigação mais eficiente. A partir das aplicações realizadas percebe-se que o método proposto tem uma aplicação vasta podendo de ser útil não apenas nas definições de critérios de cobrança pelo uso da água; como também em processo de outorgas e licenciamento ambiental, dando ênfase a integração desses dois instrumentos. / Water is a necessary economic good that there is life on the planet, however, and it is considered in some regions as scarce and finite resource with economic value, it is important to assign a value to use. The direct value of water can be estimated by techniques of construction of the curves of supply and demand in the search for balance between them. Furthermore, note that there is also the indirect effect of the intervention of the user in the basin associated with the change in shape of the hydrograph (due to ownership of a water demand affecting water availability) and locations of demand and / or launch effluent that impacts on all users located in the basin. However, there is a difficulty in evaluating (appraising) these indirect effects of water, as that these aspects (seasonal and locational) are not considered in the Brazilian experience in valuation of water use. It is apparent also, the importance of studies to support in calculating these criteria. So this work aimed to develop a new methodology for the estimation of indirect water from the review of the literature in this connection held, the simulation of the proposed method (MRC) in a hypothetical situation and River Basin Coruripe -- Alagoas and making application of this model in water resources management (payer water and grants). The results of simulations of the proposed River Basin Coruripe were very adverse function of temporality and location, with the value range of 2000 units. The average monthly of payers coming from the application fees for the use of varied around R$ 5.107 a month for the wet months and 2,5.108 R$/month during the dry season, keeping constant the volumes obtained. In the grant application to the uses of water resources was an innovation introduced to set limits bestowable variable in time. These limits are compared with the water demand and showed that most of the points of abstraction for irrigation in the basin does not meet the threshold bestowable, requiring the application in the study of irrigation techniques more conservationist. From the applications provided it can be seen that the proposed method has a wide scope can be useful not only in the definitions of criteria for payer for water use, but also in the process of licenses and environmental permits, emphasizing the integration of these two instruments .

A falta de gestão integrada das águas superficiais e subterrâneas, aliada ao seu uso intensivo, acarretou em efeitos indesejados como escassez hídrica e perdas econômicas. A partir do conhecimento sobre as disponibilidades e demandas hídricas é possível promover estratégias de alocação otimizada de água para redução da escassez e dos custos da escassez. O uso conjunto de água superficial e subterrânea consiste no desenvolvimento de estratégias de alocação que explorem as vantagens e particularidades de cada manancial, assim reduzindo o efeito das variabilidades e incertezas na disponibilidade de água. O presente trabalho apresenta um estudo de alocação otimizada utilizando água superficial e subterrânea visando à redução da escassez hídrica, a redução no custo da escassez e o aumento no atendimento das demandas agrícolas na Bacia do Rio Santa Maria, localizada no Rio Grande do Sul/Brasil. O trabalho foi estruturado em três artigos científicos. O primeiro artigo apresenta uma revisão bibliográfica sobre o conceito, benefícios e desafios na implementação de estratégias de uso conjunto; a partir da análise das informações levantadas na revisão bibliográfica foi possível delinear estratégias que podem ser aplicadas no contexto brasileiro, embasadas nos instrumentos de gestão previstos na Política Nacional de Recursos Hídricos. O segundo artigo apresenta a obtenção das funções de benefício marginal dos usuários de água para irrigação na área estudada; estas funções são conhecidas como "curvas de demanda" e avaliam a disponibilidade de um usuário a pagar pelo recurso, de maneira que, quanto mais escasso o recurso, maior será seu valor marginal; estas funções são necessárias para a aplicação do modelo hidroeconômico Neste artigo também foi realizado um estudo do caso dos eventos de estiagem de 2006 e 2011 na Bacia do Rio Santa Maria, sendo analisados os prejuízos econômicos advindos da escassez. O terceiro artigo apresenta a aplicação do modelo hidroeconômico de alocação da água no sistema da Bacia do Rio Santa Maria; a função objetivo do modelo é minimizar o custo da escassez. Os resultados apontaram a alocação de água otimizada economicamente e os benefícios advindos da utilização de água subterrânea no atendimento das demandas, evidenciando a importância da gestão eficiente da água para flexibilizar e tornar o sistema hídrico mais resiliente. / The lack of integrated management of surface and groundwater, coupled with its intensive use, has led to undesirable effects such as water shortages and economic losses. The knowledge about water availabilities and demands makes it possible to promote optimized water allocation strategies to reduce scarcity and scarcity costs. Conjunctive use of surface water and groundwater consists of the development of allocation strategies that explore the advantages and peculiarities of each source, thus reducing the effect of variability and uncertainties on water availability. This work presents an optimized allocation study using surface and groundwater to reduce water scarcity, reduce scarcity cost, and increase agricultural demand attendance in the Santa Maria River Basin, located in Rio Grande do Sul/Brazil. This work was structured in three scientific articles. The first article presents a bibliographic review about the concept, benefits and challenges in the implementation of conjunctive use strategies; from the analysis of the information collected in the bibliographic review it was possible to outline strategies that can be applied in the Brazilian context, based on the management instruments provided in the National Water Resources Policy The second article presents the obtaining of the marginal benefit curves of water used in irrigation in the studied area; these functions are known as "demand curves" and evaluate the user’s willingness to pay for the resource, so that the scarcer the resource, greater is its marginal value; these functions are input data for the hydroeconomic model. In this paper it was also studied the droughts of 2006 and 2011 in the Santa Maria River Basin, analyzing the economic losses due to the scarcity. The third article presents the application of the hydroeconomic model to solve the problem of water allocation in the Santa Maria River basin system; the objective function of the model is to minimize scarcity cost. The results showed the economically optimized water allocation and the benefits derived from the use of groundwater in meeting the demands, showing the importance of efficient water management to make water systems more flexible and resilient.

A água é um bem necessário para que haja vida no planeta, no entanto, este bem é considerado em algumas regiões como escasso, finito e dotado de valor econômico, sendo importante atribuir um valor ao seu uso. O valor direto da água pode ser estimado através de técnicas de construção das curvas de oferta e demanda na procura do equilíbrio entre elas. Por outro lado, salienta-se que existe também o efeito indireto da intervenção do usuário na bacia associado à modificação da forma do hidrograma (devido a apropriação de uma demanda hídrica comprometendo a disponibilidade hídrica) e localização dos pontos de demanda e/ou lançamento de efluentes que causam impactos em todos os usuários localizados na bacia. Porém, existe uma dificuldade em avaliar (valorar) estes efeitos indiretos da água, haja vista que estes aspectos (sazonal e locacional) não são considerados nas experiências brasileiras em valoração pelo uso da água. Mostra-se assim, a importância de realização de estudos que subsidiem cálculo destes critérios. Diante disso, este trabalho visou desenvolver uma nova proposta metodológica para estimar os valores indiretos da água, a partir da análise crítica da literatura, neste contexto realizou, a simulação do método proposto (MRC) numa situação hipotética e na Bacia Hidrográfica do Rio Coruripe – Alagoas e, fazendo aplicação deste modelo em gestão de recursos hídricos (cobrança e outorga). Os resultados das simulações do método proposto na Bacia do Rio Coruripe mostraram-se bastante adversos em função da temporalidade e localização, apresentando valor com amplitude de 2000 unidades. As arrecadações médias mensais oriundas da aplicação em cobrança pelo uso da água apresentaram uma elevada variação em relação a meses úmidos e secos, mantendo-se constante os volumes captados. Na aplicação em outorga dos usos dos recursos hídricos foi introduzida uma inovação ao definir limites outorgável variável no tempo. Estes limites foram comparados com a demanda hídrica e mostrou-se que a maioria dos pontos de captação de água para irrigação naquela bacia não atende o limite outorgável, sendo necessária à aplicação na região de estudo de técnicas de irrigação mais eficiente. A partir das aplicações realizadas percebe-se que o método proposto tem uma aplicação vasta podendo de ser útil não apenas nas definições de critérios de cobrança pelo uso da água; como também em processo de outorgas e licenciamento ambiental, dando ênfase a integração desses dois instrumentos. / Water is a necessary economic good that there is life on the planet, however, and it is considered in some regions as scarce and finite resource with economic value, it is important to assign a value to use. The direct value of water can be estimated by techniques of construction of the curves of supply and demand in the search for balance between them. Furthermore, note that there is also the indirect effect of the intervention of the user in the basin associated with the change in shape of the hydrograph (due to ownership of a water demand affecting water availability) and locations of demand and / or launch effluent that impacts on all users located in the basin. However, there is a difficulty in evaluating (appraising) these indirect effects of water, as that these aspects (seasonal and locational) are not considered in the Brazilian experience in valuation of water use. It is apparent also, the importance of studies to support in calculating these criteria. So this work aimed to develop a new methodology for the estimation of indirect water from the review of the literature in this connection held, the simulation of the proposed method (MRC) in a hypothetical situation and River Basin Coruripe -- Alagoas and making application of this model in water resources management (payer water and grants). The results of simulations of the proposed River Basin Coruripe were very adverse function of temporality and location, with the value range of 2000 units. The average monthly of payers coming from the application fees for the use of varied around R$ 5.107 a month for the wet months and 2,5.108 R$/month during the dry season, keeping constant the volumes obtained. In the grant application to the uses of water resources was an innovation introduced to set limits bestowable variable in time. These limits are compared with the water demand and showed that most of the points of abstraction for irrigation in the basin does not meet the threshold bestowable, requiring the application in the study of irrigation techniques more conservationist. From the applications provided it can be seen that the proposed method has a wide scope can be useful not only in the definitions of criteria for payer for water use, but also in the process of licenses and environmental permits, emphasizing the integration of these two instruments .

CAPES / A escassez, deterioração da qualidade dos mananciais e o aumento da demanda por água tem sido problema global. Diante desses problemas o uso de fontes alternativas é citado como solução, com destaque para o aproveitamento de água da chuva. Em alguns locais, a água da chuva escoada de telhados tem sido utilizada para fins potáveis e não potáveis e a água da chuva in natura tem qualidade superior ao de águas superficiais e subterrâneas. Embora a água da chuva tenha qualidade físico-química dentro dos padrões de potabilidade, é necessário melhorar sua qualidade para utilizá-la. Assim neste trabalho é avaliado o tratamento da água da chuva por filtro ascendente (volume de 35,4 L) com meio suporte de 0,50 m de seixo rolado e camada filtrante composta de 0,15m de brita, 0,25 m de areia e 0,55 m de carvão ativado e desinfecção por radiação UV. Para melhorar a qualidade da água antes de chegar ao filtro foi instalado um dispositivo de primeiro descarte com volume de 41,4 L. A avaliação do tratamento foi realizada através da análise dos parâmetros pH, temperatura, cor, oxigênio dissolvido, turbidez, amônia, nitrito, nitrato, fosfato, sulfato, DQO e coliformes. Os valores médios obtidos para os parâmetros físico-químicos da água após o tratamento foram de 6,7 para o pH, 22,3 °C para a temperatura, 12,5 UPC para cor, 6,7 mg/L para OD, 0,5 UNT para turbidez, 0,2 mg/L para amônia, 0,01 mg/L para nitrito, 1,7 mg/L para nitrato, 0,2 mg/L para fosfato, 0,7 mg/L para sulfato e 1,3 mg/L para DQO. O tratamento proposto obteve resultados de eficiência para remoção de cor de 22,4%, turbidez de 28,6%, amônia de 50,0%, nitrito de 23,1%, nitrato de 37,0%, fosfato de 95,1% sulfato de 41,7% e DQO de 66,7% e reduziu o numero de microrganismos para um valor menor que o limite detectável do método de análise. Todos os valores médios obtidos para os parâmetros físico-químicos atendem aos padrões exigidos pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde para água potável. / The scarcity, quality deterioration of water sources and increasing demand for water has been global problem. Faced with these problems the use of alternative sources is cited as a solution, especially taking advantage of rainwater. In some places, rainwater drained roofs have been used for potable and non-potable purposes and rainwater in nature has superior quality to the surface water and groundwater. Although rainwater has physicochemical quality within the potability standards, it is necessary to improve their quality to use it. Thus this work is evaluated treatment of rainwater by upflow filter (35,4 L volume) with support means of 0,50 m of Boulder and filter layer of 0,15 m of crushed stone, 0,25 m of sand and 0,55 m of activated carbon and UV disinfection. To enhance the water quality before reaching the filter was installed a first-flush device with volume of 41,4 L. The characterization of the water before and after treatment was performed through analysis of parameters pH, temperature, color, dissolved oxygen, turbidity, ammonia, nitrite, nitrate, phosphate, sulphate, COD and coliforms. The mean values obtained for the physicochemical parameters of the water after treatment were 6,7 to pH 22,3 °C for temperature, 12,5 UPC for color, 6,7 mg/L to OD, 0,5 NTU for turbidity, 0,2mg/L for ammonia, 0,01 mg/L for nitrite, 1,7 mg/L for nitrate, 0,2 mg/L for phosphate,0,7 mg/L for sulfate and 1,3 mg/L for COD. The obtained results proposed treatment for color removal efficiency of 22,4%, haze 28,6%, 50,0% ammonia, 23,1% nitrite, nitrate 37,0%, Phosphate 95,1%, sulfate 41,7% and COD of 66,7% and reduced the number of microorganisms to a value less than the detectable limit of the analysis method. All mean values obtained for the physicochemical parameters meet the standards required by the Order 2914/2011 of the Ministry of Health for drinking water.

CAPES / A escassez, deterioração da qualidade dos mananciais e o aumento da demanda por água tem sido problema global. Diante desses problemas o uso de fontes alternativas é citado como solução, com destaque para o aproveitamento de água da chuva. Em alguns locais, a água da chuva escoada de telhados tem sido utilizada para fins potáveis e não potáveis e a água da chuva in natura tem qualidade superior ao de águas superficiais e subterrâneas. Embora a água da chuva tenha qualidade físico-química dentro dos padrões de potabilidade, é necessário melhorar sua qualidade para utilizá-la. Assim neste trabalho é avaliado o tratamento da água da chuva por filtro ascendente (volume de 35,4 L) com meio suporte de 0,50 m de seixo rolado e camada filtrante composta de 0,15m de brita, 0,25 m de areia e 0,55 m de carvão ativado e desinfecção por radiação UV. Para melhorar a qualidade da água antes de chegar ao filtro foi instalado um dispositivo de primeiro descarte com volume de 41,4 L. A avaliação do tratamento foi realizada através da análise dos parâmetros pH, temperatura, cor, oxigênio dissolvido, turbidez, amônia, nitrito, nitrato, fosfato, sulfato, DQO e coliformes. Os valores médios obtidos para os parâmetros físico-químicos da água após o tratamento foram de 6,7 para o pH, 22,3 °C para a temperatura, 12,5 UPC para cor, 6,7 mg/L para OD, 0,5 UNT para turbidez, 0,2 mg/L para amônia, 0,01 mg/L para nitrito, 1,7 mg/L para nitrato, 0,2 mg/L para fosfato, 0,7 mg/L para sulfato e 1,3 mg/L para DQO. O tratamento proposto obteve resultados de eficiência para remoção de cor de 22,4%, turbidez de 28,6%, amônia de 50,0%, nitrito de 23,1%, nitrato de 37,0%, fosfato de 95,1% sulfato de 41,7% e DQO de 66,7% e reduziu o numero de microrganismos para um valor menor que o limite detectável do método de análise. Todos os valores médios obtidos para os parâmetros físico-químicos atendem aos padrões exigidos pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde para água potável. / The scarcity, quality deterioration of water sources and increasing demand for water has been global problem. Faced with these problems the use of alternative sources is cited as a solution, especially taking advantage of rainwater. In some places, rainwater drained roofs have been used for potable and non-potable purposes and rainwater in nature has superior quality to the surface water and groundwater. Although rainwater has physicochemical quality within the potability standards, it is necessary to improve their quality to use it. Thus this work is evaluated treatment of rainwater by upflow filter (35,4 L volume) with support means of 0,50 m of Boulder and filter layer of 0,15 m of crushed stone, 0,25 m of sand and 0,55 m of activated carbon and UV disinfection. To enhance the water quality before reaching the filter was installed a first-flush device with volume of 41,4 L. The characterization of the water before and after treatment was performed through analysis of parameters pH, temperature, color, dissolved oxygen, turbidity, ammonia, nitrite, nitrate, phosphate, sulphate, COD and coliforms. The mean values obtained for the physicochemical parameters of the water after treatment were 6,7 to pH 22,3 °C for temperature, 12,5 UPC for color, 6,7 mg/L to OD, 0,5 NTU for turbidity, 0,2mg/L for ammonia, 0,01 mg/L for nitrite, 1,7 mg/L for nitrate, 0,2 mg/L for phosphate,0,7 mg/L for sulfate and 1,3 mg/L for COD. The obtained results proposed treatment for color removal efficiency of 22,4%, haze 28,6%, 50,0% ammonia, 23,1% nitrite, nitrate 37,0%, Phosphate 95,1%, sulfate 41,7% and COD of 66,7% and reduced the number of microorganisms to a value less than the detectable limit of the analysis method. All mean values obtained for the physicochemical parameters meet the standards required by the Order 2914/2011 of the Ministry of Health for drinking water.