Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-03T11:33:10Z No. of bitstreams: 1 ALANA RAMOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2011.pdf: 4304665 bytes, checksum: 2efcda3c529f49b9d1315827ac6d752f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-03T11:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALANA RAMOS ARAÚJO - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2011.pdf: 4304665 bytes, checksum: 2efcda3c529f49b9d1315827ac6d752f (MD5) Previous issue date: 2011 / Capes / A mudança da gestão hídrica centralizada para a gestão descentralizada dos recursos hídricos na agenda jurídica brasileira veio com o paradigma democrático pespegado nos documentos hídricos mundiais, na Constituição da República Federativa do Brasil de 1988 e na Lei nº 9.433/97, denominada Lei de Águas. O órgão que se aproxima por excelência desta proposta de gestão descentralizada é o Comitê de Bacia Hidrográfica (CBH), pois nele estão representados o Poder Público, a Sociedade Civil e os Usuários de Água. A Paraíba sujeita-se aos comandos desta legislação hídrica inovadora e, não obstante sua política hídrica datar de 1996, os novos arranjos introduzidos alcançam necessariamente a norma jurídica paraibana. Contudo, só no ano de 2006 o Comitê de Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba (CBH-RIO PB) foi criado para gerenciar de forma descentralizada as questões hídricas desta bacia. Algumas pesquisas foram realizadas direta ou indiretamente sobre este colegiado, todavia, a análise sistemática da atuação do comitê desde a sua formação até a atualidade não havia sido feita, fato que impulsionou a indagação da pesquisa: quais as relações produzidas pelo CBH-RIO PB entre 2006 e 2011? Para solucionar a problemática levantada, a pesquisa propôs uma abordagem sistemático-interdisciplinar do CBH-RIO PB sob as dimensões jurídico-institucional, sociotécnica e ambiental, cujo objetivo é realizar análises comparadas com outros comitês estaduais brasileiros que apresentam estágio de atividade consolidado e avançado. O marco teórico de sustentação do trabalho perpassa pelos documentos internacionais que influenciaram a ordem jurídica brasileira, pelas leis nº 9.433/97 e nº 6.308/96 que determinam as normas gerais de formatação dos CBHs no Brasil e na Paraíba, respectivamente. O método da pesquisa constituiu-se de argumentação dedutivo-comparativa que partiu das premissas gerais contidas na Lei de Águas sobre CBHs para analisar o comitê paraibano através de comparação com comitês que possuem modelos mais consolidados. Para tanto, a comparação foi feita através dos Regimentos Internos destes comitês e do comitê do rio Paraíba, cujos documentos normativos foram coletados nos sites oficiais dos Governos Estaduais e de entidades a estes vinculadas. Sem embargo, as Atas e as Deliberações do CBH-RIO PB foram analisadas, pois o seu conteúdo consiste em fontes de dados importantes sobre o comitê. Os resultados obtidos apontam que o Regimento Interno do CBH-RIO PB padece de fragilidades que dificultam sobremaneira a execução das competências que cabem ao comitê, repercutindo de forma negativa na sustentabilidade jurídico-institucional, sociotécnica e ambiental da bacia. Assim, sugere-se a reforma do Regimento Interno do comitê paraibano tomando como referência os regimentos dos comitês participantes da comparação. / The change from a centralized and water management into a decentralized management of water resources in the Brazilian legal agenda came with the democratic paradigm ascribed in the world water documents, in the 1988 Constitution of the Federative Republic of Brazil and in the Law n. 9.433/97, called Water Law. The organism that best approaches the decentralized management proposal is the River Basin Committee (RBC), because it includes members of the Government, the Civil Society and Water Users. The State of Paraíba is submitted to the commands of this innovative water legislation and, although its water policy dates back from 1996, the new arrangements introduced necessarily reach the legal standard of the State. However, only in 2006 the River Basin Committee of Paraíba (RCB-RIO PB) was created to manage the water issues of this basin in a decentralized way. Few studies have been conducted directly or indirectly in this college. However, the systematic analysis the committee‟s performance since its formation until today had not been presented, a fact that raised the research question: what are the relations produced by RCB-RIO PB between 2006 and 2011? To solve the existing problems, the research proposes a systematic, interdisciplinary approach to the RCB-RIO PB under the legal-institutional, socio-technical and environmental dimensions, the goal of which is to conduct a comparative analysis with other Brazilian state committees whose stages of activity are consolidated and advanced. The theoretical rationale of the work permeates the international documents that influenced the Brazilian legal system, by Acts n. 9.433/97 and n. 6.308/96, which determine the general rules for formatting RBCs in Brazil and in the State of Paraiba. The research method consisted of comparative-deductive reasoning that stemmed from the general premises contained in the Water Law regarding the committee to review RCB-RIO PB by comparing it with other committees. Therefore, the comparison was made through the bylaws of these committees and the committee of Paraíba River, whose normative documents were collected from the official websites of the State Governments and their related entities. Nevertheless, the Acts and Resolutions of the RCB-RIO PB were analyzed, because its content consists of important data sources concerning the committee. The results obtained indicate that the bylaws of RCB-RIO PB suffers from weaknesses that greatly hinder the execution of the powers vested in the committee, reflecting negatively on the legal-institutional, sociotechnical and environmental sustainability in the basin. Thus, it is suggested the reform on the RCB-RIO PB bylaws through a comparison with the internal rules of the committees used in the research.

A degradação ambiental do Noroeste do Estado do Rio de Janeiro tem se intensificado nas últimas décadas devido às práticas agrícolas não preservacionistas. Esta situação, que decorre do uso inadequado do solo, tem implicado em mudanças na oferta hídrica em grau variável nos municípios da região com prejuízos econômicos nas atividades dos pequenos e médios proprietários rurais e na qualidade de vida. A abordagem para enfrentar problemas deste tipo depende da participação efetiva das instâncias de governo e dos órgãos responsáveis pela gestão dos recursos hídricos. No âmbito da hidrologia os modelos hidrológicos com base no uso e ocupação do solo são ferramentas que podem auxiliar com ótimo custo e benefício a geração de informações em bacias hidrográficas, instrumentadas ou não. Os modelos são úteis ao planejamento e à tomada de decisão por possibilitarem a previsão de vazões e simulação de cenários sobre o uso do solo e qualidade da água. Neste sentido, o presente estudo pretende dar sua contribuição ao avaliar a adequabilidade do modelo SWAT simular o processo chuva-vazão na microbacia experimental de Santa Maria e Cambiocó, com 13,5 km2, localizada na região hidrográfica do rio Muriaé, afluente do rio Paraíba do Sul. O SWAT tem sido empregado em bacias agrícolas nos EUA, na Europa e, atualmente, na China, sudeste asiático e Irã, entre outros países, e na última década maior inserção no meio acadêmico brasileiro. A versão 2005 do modelo foi utilizada por meio da sua interface SIG para simular as vazões médias diárias com base na precipitação medida no intervalo de 15 minutos no período de 2005/2006. As vazões simuladas foram comparadas com as vazões observadas no exutório da microbacia. Foram testadas as ferramentas de análise de sensibilidade e autocalibração. O método de calibração manual foi usado para o ajuste por tentativa e erro. Os parâmetros ajustados corresponderam ao CN2 e ESCO. Os valores obtidos na calibração para os coeficientes estatísticos R2, NSE, PBIAS e RSR foram 0,80, 0,80, 7,02 e 0,45, respectivamente, indicando escore muito bom, o que foi confirmado pela inspeção dos hidrogramas. As saídas validadas para período diferente da calibração forneceram para os mesmos coeficientes os valores 0,84, 0,80, 25,92 e 0,44. Os dois primeiros, com escore muito bom. O valor de PBIAS, no limite do satisfatório, e RSR, muito bom. O desempenho permitiu concluir que a simulação com o SWAT foi adequada. Em relação às pesquisas que têm sido realizadas no Brasil os valores obtidos para os indicadores foram semelhantes, indicando a capacidade do modelo para novos estudos nesta microbacia que considerem os usos consuntivos e cenários de uso do solo. / The environmental degradation in the Northwest region of the State of Rio de Janeiro has intensified in the last decades due to no preservationist agricultural practices. This arises from inappropriate land use that has been associated to changes in water supply to a varying extent in the Regions municipalities. These, has leaded to economic losses in the activities of small and medium rural homeowners, and quality of life decaying. The approach to address such problems depends on the active participation of government bodies and agencies responsible for water resources management. Hydrological simulation models can assist with great value and benefit to the generation of information in basins, instrumented or not. Models are useful for planning and decision making as they allow the discharges forecasting and simulation scenarios on land use and water quality. In this context, the study aims to make a contribution to assess the suitability of the rainfall-runoff component of the SWAT model in the Santa Maria and Cambiocó catchment, with 13.5 km2, located in Muriaés river basin, a tributary of the Paraíba do Suls river basin. SWAT has been employed in agricultural basins in the U.S., Europe, and currently in China, Southeast Asia and Iran, among other countries, and had in the last decade greater insertion in the Brazilian academia. The 2005 version of the model was used through its GIS interface to simulate the daily mean discharges based on rainfall measured at 15 minute intervals from 2005/2006. Simulated and observed discharges at catchments outlet gage station have been compared. Tools for sensitivity analysis and calibration were tested. Manual calibration adjustment was conducted with CN2 and ESCO parameters. The values obtained by calibration for the statistical coefficients R2, NSE, PBIAS and RSR were 0.80, 0.80, 7.02 and 0.45, respectively, indicating "very good" score. This was confirmed by inspection of hydrographs. The validation period for the different outputs provided the coefficients 0.84, 0.80, 25.92 and 0.44. The R2 and NSE matched a very good score. The PBIAS was at the limit of satisfactory and RSR, very good. The results showed that SWAT simulations were appropriate comparing with others studies in Brazil. The model can be recommended for further studies in this catchment for modeling consumptive uses and land use scenarios.

Water scarcity is one of the main problems the world will have to deal with in the twentiethfirst century. The great current challenge is to attend to the increasing water demand and, parallely, preserve the resource which will be scarce. The Grant of water use can be one way of solving these matters. It is of the tools for the management of water resources due to the federal legislation, according to the 9.433/1997 law. The grant can be defined as an instrument through which public power awards a public or private being the right of using water resources, considering the quantity, the quality, the purpose of use and the period to be used. In the state of Rio Grande do Sul, the legislation of Grant was approved in 1994 according to the state law number 10.350. However, the instrument, which presents a number of deficiencies, was established in 1999 by the Department of Hydric Resources of the State Secretary of Environment. Considering this context, the present study makes a critical analysis of the process of grant of water use in the state of Rio Grande do Sul through the systematization of the current proceedings for the grant, the analysis of the legal aspects, the comparison of this process in this state and other states in Brazil, identifying its fragilities and making suggestions for its improvement. / A escassez da água é um dos principais problemas que o homem terá que enfrentar no século XXI. O grande desafio atual é atender à crescente demanda de água, e, ao mesmo tempo, preservar o recurso que tende à escassez. A outorga de direito de uso de recursos hídricos pode ser um dos meios para solucionar essas questões. A outorga é um dos instrumentos de gestão de recursos hídricos, prevista na Legislação Federal, conforme Lei Federal nº 9.433/1997, podendo ser definida como um instrumento em que o poder público confere o direito de uso do recurso a um ente público ou privado, considerando a quantidade, qualidade, a finalidade de uso e o tempo a ser utilizado. No estado do RS, a legislação referente à outorga foi aprovada no ano de 1994 de acordo com a Lei Estadual nº 10.350. No entanto, o instrumento começou a ser implantado, de fato, no ano de 1999 pelo Departamento de Recursos Hídricos da Secretaria Estadual do Meio Ambiente e apresenta uma série de deficiências. Dentro desse contexto, o presente estudo realiza uma análise crítica do processo de outorga de direito de uso de recursos hídricos no RS, por meio da sistematização do procedimento atual da outorga, da análise dos aspectos legais, da comparação com alguns estados da Federação, identificando assim sua fragilidade e apontando sugestões para sua melhoria.

The grant of water use is an instrument of the Brazilian Water Resources Policy that must be analyzed according to its legal, technician and social character. Concerning the legal character, the grant process structure must attend the current law; as regards the technique questions, the process assessment passes for the balance of water availability and demand; the social character is attended in the analysis of the preferential water uses in the river basin, to be definite by the population and considered in the balance calculation. The objective of the present research is the procedural improvement of water balance for grant, considering in an articulated manner in the technician, legal and social and aspects and the interaction between basins of rivers with different domains. The Ibicuí river basin, object of study, is characterized by the intense water use for irrigation of the rice cultivation. The basin has two well characterized conditions of contour: one in upstream, defined for the Santa Maria basin river, and other, downstream next to the outfall in the Uruguay river (river of national domain). The water balance is made with the aid of two decision support tools: the models CRUZ and OutorgaLS. The applicability of the models in solution of problems of grant for the study area is analyzed, considering the months of irrigation (November to February) of years whose water offers is equal to the lower limit of the reliable interval of 90% (dry years). The results, although different, demonstrate that the two models can be used for the formulation of scenes. These differences are based on the models characteristics, that possess different ways of presentation, but result in analysis of same trend. A social prospection, with questionnaire use, was ccomplished with the aim to get a vision of the society regarding the questions related to water resources. Moreover, the questionnaire served as spreading of the National System of Water Resources, since that, during the application, people had demonstrated interest in knowing the responsible by decision in the basin. As conclusion, it is observed that it is possible to use the models of integrated manner, using the best characteristics of both. The OutorgaLS model reveals adequate for simulation between different types of use, therefore, for users of same priority, the optimization model can not converge. In this case, for users of same type of use, the model CRUZ gets to optimize the water balance, to consider the ambient reserve and also to propose rationings. / A outorga de direito de uso dos recursos hídricos é um instrumento da Política Nacional de Recursos Hídricos brasileira que deve ser analisado segundo seu caráter legal, técnico e social. Quanto ao caráter legal, a estruturação do processo de outorga deve atender a legislação vigente; no que se refere às questões técnicas, o equacionamento passa pela realização do balanço de disponibilidade hídrica e demanda; já o caráter social é atendido com a análise dos usos preferenciais da água na bacia hidrográfica, a serem definidos pela população e considerados no equacionamento do balanço. O objetivo da presente pesquisa é o aprimoramento metodológico do balanço hídrico para a outorga, considerando, de forma articulada, os aspectos técnicos, legais, sociais e a interação entre bacias hidrográficas de rios de diferentes domínios. A bacia hidrográfica do rio Ibicuí, objeto do estudo, é caracterizada pelo intenso uso de água para irrigação da lavoura orizícola. A bacia possui duas condições de contorno bem caracterizadas: uma à montante, definida pela bacia do rio Santa Maria, e outra a jusante, próximo ao seu exutório junto ao rio Uruguai (rio de domínio da União). O balanço hídrico é feito com o auxílio de duas ferramentas de suporte à decisão: os modelos CRUZ e OutorgaLS. É analisada a aplicabilidade dos modelos na solução de problemas de outorga para a área de estudo, considerando os meses de irrigação (novembro a fevereiro) de anos cuja oferta hídrica iguala-se ao limite inferior do intervalo de confiança de 90% (anos secos). Os resultados obtidos, apesar de diferentes, demonstram que os dois modelos podem ser utilizados para a formulação dos cenários. Essas diferenças se fundamentam nas características dos modelos, que possuem formas diferentes de apresentação, mas resultam em análise de mesma tendência. Uma prospecção social, com utilização de questionário, foi realizada com o objetivo de obter uma visão da sociedade a respeito das questões relacionadas aos recursos hídricos. Além disso, o questionário serviu como divulgação do Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hídricos, uma vez que, durante a aplicação, as pessoas demonstraram interesse em conhecer os tomadores de decisão na bacia. Como conclusão, observa-se que é possível utilizar os modelos de forma integrada, aproveitando as melhores características de ambos. O modelo OutorgaLS mostra-se adequado para simulações entre diferentes tipos de uso, pois, para usuários de mesma prioridade, o modelo de otimização pode não convergir. Nesse caso, para usuários de mesmo tipo de uso, o modelo CRUZ consegue otimizar o balanço hídrico, considerar a reserva ambiental e inclusive propor racionamentos.

This study aims to provide subsidies for groundwater management at the basin of Rio Santa Maria-BHRSM. Located in the southwest of Rio Grande do Sul state, Brazil, on the edge of Paraná Basin and transitioning towards the Uruguaio Sul-Riograndense Shield, has an area of 15,797,300 square kilometers. About 16 formations occur in outcrops Pavão (2004), of which 36% arises as the Guarani Aquifer System/GAS. The outcrop areas represent areas of direct recharge of GAS and of locally discharge on BHRSM. Four Hydrogeologic Domains have gathered CPRM (2007). Domains 1 and 2 form intergranular porous aquifers in 83.08%. Domains 5 and 6 form fissural aquifers in 16.92%. An outline for the use of draft coverage criteria was elaborated, for granting the use of groundwater: Global, Regional and Local. On the Global scale, were approached four Hydrogeologic Domains, three Hydrogeologic Provinces, seven Hydrogeologic Sub-Provinces; seven Hydrogeologic Systems (six aquifers and one aquitard) and sixteen Hydrostratigraphic Units. The Regional scale approaches the Catchment and its 21 Reference Hydrological Sections, designed for sectorizing the surface water studies and sometimes used for the management of groundwater. A database on 590 hydrogeological captures was developed. The potentiometric quotas indicating groundwater flow, vadose zone, concentrations of Total Dissolved Solids-TDS, nitrates concentrations and vulnerable to contamination of aquifers Method GOD Foster et al. (2006) were spacialized as thematic maps. The gathered information gave rise to the SIG-BHRSM shapefiles containing the plans relating to information for each theme. The preponderant use of groundwater supplies is human, by forming a greater amount of information in urban areas and gaps in rural areas. The predominant groundwater flow is south-to-north, along the trim of the natural terrain. As to the potentiometry, were acknowledged evidences of contribution of groundwater to the Rivers base flow, establishing a cross-border Brazil-Uruguay flow and vice versa. The prevalent vulnerability classes were: high 35.6%, moderate 30.2%, low 26.5%, negligible 5.7% and extreme 0.4%. The areas with information gaps accounted 1.1% of BHRSM. The overlap of the TDS test concentrations in classes 1 and 2 to the vulnerability to contamination of groundwater will apply as guideline for the implementation of management tools, integrated with other policies to protect the physical environment. These guidelines have been spatialized into three scales: the Global scale accounting 1: 250,000 or less (in general), the Regional scale rating between. 1: 250,000 and 1: 50,000 (semi-detailed), and the Local rating 1: 50,000 or higher (greater detail). This segmentation in scales intends to subsidize the implementation of integrated management tools for groundwater resources in a basin. / O presente estudo visa fornecer subsídios para gestão das águas subterrâneas na Bacia Hidrográfica do Rio Santa Maria-BHRSM. Localizada no sudoeste do Estado do Rio Grande do Sul na borda da Bacia do Paraná na transição para o Escudo Uruguaio Sul-Riograndense, possui uma área de 15.797,300 km². Ocorrem aflorantes cerca de 16 formações geológicas Pavão (2004) destas o Sistema Aquífero Guarani ocorre em cerca de 36%. Estas áreas aflorantes representam áreas de recarga direta dos aqüíferos e localmente de descarga na BHRSM. Reuniram-se em quatro Domínios Hidrogeológicos CPRM (2007). Os Domínios 1 e 2 formam Aqüíferos porosos intergranulares 83,08%. Os Domínios 5 e 6 formam Aquíferos fissurais 16,92%. Elaborou-se uma proposta de utilização de escalas de abrangência para critério de outorga de uso das águas subterrâneas: Global, Regional e Local. Na escala Global consideraram-se 4 Domínios Hidrogeológicos; 3 Províncias e 7 Sub-Províncias; 7 Sistemas Hidrogeológicos (6 aquíferos e 1 aquitardo) e 16 Unidades Hidroestratigráficas. A escala Regional considerou a Bacia Hidrográfica e suas 21 Seções Hidrológicas de Referência-SHR criadas para setorizar as águas superficiais. Elaborou-se um banco de dados hidrogeológicos relativos a 590 captações por poços. Espacializaram-se na forma de mapas temáticos, as cotas potenciométricas indicativas dos fluxos subterrâneos, a zona vadosa, as concentrações de Sólidos Totais Dissolvidos-STD, as concentrações dos nitratos e a vulnerablidade à contaminação dos aquíferos Método GOD Foster et al. (2006). Essas informações deram origem ao SIG-BHRSM contendo os shapefiles referentes aos planos de informações. O uso preponderante das águas subterrâneas é o abastecimento humano, dispondo-se de uma maior quantidade de informações em áreas urbanas e vazios em áreas rurais. O fluxo subterrâneo predominante tem direção sul-norte, acompanhando o caimento natural do terreno. A potenciometria notou-se evidências da uma contribuição dos aquíferos para os escoamentos de base dos cursos de água, além de se constatar a existência de um fluxo transfronteiriço para o lado Uruguaio. As classes de vulnerabilidade foram: alta 35,6%, seguida da média 30,2%, baixa 26,5%, insignificante 5,7 % e na extrema 0,4%. As áreas com vazios de informação corresponderam a 1,1% da BHRSM. A sobreposição do critério concentrações de STD nas classes 1 e 2 ao da vulnerabilidade à contaminação das águas subterrâneas servirão de diretrizes para a implementação dos instrumentos de gestão de forma integrada com as demais políticas de proteção ao ambiente físico. Estas diretrizes foram espacializadas em três escalas: a Global igual ou menor a 1: 250.000 (generalizada), a Regional entre. 1: 250.000 e 1: 50.000 (semi-detalhe) e a Local, de 1: 50.000 ou maior (maior detalhe). Esta segmentação em escalas visa subsidiar a implementação dos instrumentos de gestão dos recursos hídricos subterrâneos em uma bacia hidrográfica.

A gestão integrada dos recursos hídricos constitui um dos fundamentos da lei 9.433/97, que considera a unidade do ciclo hidrológico como requisito necessário ao estabelecimento de critérios de outorga de direito de uso dos recursos hídricos. No entanto, na prática do gerenciamento das alocações de água no Brasil, a interdependência entre os recursos hídricos superficiais e subterrâneos não é considerada, devido, principalmente, à falta de informações hidrogeológicas nas bacias e aos aparatos institucionais das autoridades outorgantes terem sempre sido mais voltados à gestão das águas superficiais. Além disso, o conhecimento científico nessa área ainda é escasso, especialmente quanto a estudos que abordem o uso integrado das águas na escala da bacia hidrográfica. Neste trabalho foi realizada uma análise integrada de retiradas de água superficial e subterrânea em uma bacia hidrográfica, utilizando um modelo hidrológico distribuído de simulação de processos de transformação chuva-vazão em grande escala. Diferentes cenários de usos foram simulados e, por meio deles, foram geradas curvas relacionando máximos percentuais de uso de água superficial e subterrânea com seus impactos sobre as vazões mínimas no rio, a partir das quais, se podem definir possíveis limites para outorga integrada de recursos hídricos na escala das bacias hidrográficas. O estudo de caso foi aplicado na bacia do Alto Rio Paranaíba, afluente do Rio Paraná, em Minas Gerais, e os resultados mostraram que a máxima quantidade de água subterrânea que poderia ser retirada na bacia é inferior à recarga estimada do aqüífero, para um nível de impacto sobre a vazão no rio atualmente considerado aceitável de acordo com a legislação. / Integrated water resources management is the basis for law no. 9433/97, which is known as the National Water Policy. According to that law, the whole hydrologic cycle should be taken in consideration when defining water rights. However, in Brazilian water use allocation practice, surface water and groundwater interaction is not considered due to the lack of hydrogeological information on watersheds and to the water agencies focus on surface water management. Furthermore, scientific knowledge on this subject is still scarce especially on water integrated use in the large-scale. This study aims to analyze surface water and groundwater integrated use in a basin through a rainfall-runoff distributed hydrological model. Different withdrawal scenarios were simulated and curves relating surface water and groundwater use and its impacts on river minimum flows were obtained. These curves may support withdrawal threshold definition in the macro-scale. A case study was applied in the Upper Paranaíba river basin, a tributary of Paraná river in the State of Minas Gerais. Results showed that maximum groundwater withdrawal in the basin should be less than estimated aquifer recharge.

Terras úmidas são ecossistemas complexos, responsáveis pela conservação da vida de um grande número de seres vivos. Além do valor ecológico, as terras úmidas desempenham importantes funções como o fornecimento de água para abastecimento, manutenção das condições climáticas locais, melhoria da qualidade da água, redução de cheias, recarga de aqüíferos, entre outros. As flutuações da água e sua circulação são responsáveis pelas características de uma terra úmida, determinando o tipo e cobertura de vegetação que se desenvolve no local, além das espécies animais que estão ligadas diretamente à água ou à vegetação. Qualquer alteração no regime hidrológico, portanto, pode quebrar o equilíbrio existente nestes ecossistemas, trazendo profundas alterações aos mesmos. Particularmente em locais onde a agricultura irrigada é desenvolvida, essa ameaça é acentuada pelo uso da água para a irrigação. Nesse contexto, esta Tese apresenta uma metodologia para a determinação dos limites das flutuações aceitáveis do hidroperíodo de terras úmidas, de forma a permitir que usos compartilhados (ex. irrigação e conservação) sejam desenvolvidos sem que haja descaracterização do ecossistema. A conservação da biodiversidade foi avaliada por meio de índices de adequabilidade, desenvolvidos para indicadores biológicos específicos. Esses índices relacionam a qualidade ambiental e a condição hidrológica específica. Utilizando modelos desenvolvidos especialmente para este trabalho, esses índices foram combinados com diferentes cenários hidrológicos. Esse procedimento permitiu que, dentro de distintas áreas da terra úmida, fosse feita uma avaliação temporal e espacial da condição ambiental para os indicadores selecionados. Diferentes cenários de qualidade ambiental foram selecionados, permitindo a determinação de “curvas-guia”, que traduzem as necessidades hidrológicas de diferentes espécies. A metodologia desenvolvida foi aplicada ao Banhado do Taim/RS, que é um exemplo de terra úmida impactada há anos pelas atividades de irrigação desenvolvidas no seu entorno. Após a determinação das curvas-guia para esse local, foi utilizado um modelo de previsão hidrológica permitindo que, a priori, fossem definidas regras para a conservação da terra úmida (ex. máxima área que poderá ser irrigada em um ano específico). A metodologia apresentada permitiu definir critérios para o gerenciamento dos recursos hídricos, alocando água para a irrigação e conservação do ecossitema de terra úmida proporcionando benefícios mútuos. / Wetlands are complex ecosystems, responsibles for the preservation of a great number of living creatures. Besides their ecological value, wetlands play important roles like supplying water, maintenance of local climatic conditions, improving water quality, reducing floods and aquifers recharge. Water level fluctuation and its movement are responsible for the wetland characteristics, determining type and vegetation coverage developed in the place, and the animal species directly connected to water or vegetation. Therefore, any change in the hydrological regime can break the equilibrium existing in these ecosystems, bringing deep changes to it. In places where irrigated agriculture is developed this threat is especially accentuated by water abstraction. Within this context, this Thesis presents a methodology for determining the limits of acceptable wetland’s hydroperiod fluctuations, in order to allow that shared uses (ex. irrigation and conservation) could get along in the ecosystem. Biodiversity conservation was measured through the developed “suitability indexes” for specific biological indicators. These indexes relate environmental quality with hydrological specific conditions. The indexes were combined with hidrological trhough modeling specifically developed. This proceeding allows a temporal and spatial evaluation of environmental condition for selected indicators. Were obtained a set of "guide-curves" relating environmental quality for different water level scenarios, allowing ecosystem sustentability to be introduced in defining the acceptable water level fluctuation. The proposed methodology was applied to Banhado do Taim/RS, an example of freshwater wetland which has been impacted by the irrigation activities practiced in its watershed. After “guide-curves” were defined, a hydrological forecast model was used, enabling to define a priori rules to preserve the wetland (ex. maximum allowed farming area for a specific year). Presented methodology allows defining criteria for water management allocating water for irrigation and wetland’s ecosystem conservation, with mutual benefits.

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.

Como um ambiente de transição e de grande concentração de atividades humanas, a zona costeira é uma das áreas de maior estresse ambiental do mundo. Esta concentração gera demanda por água para os mais diversos usos. A principal fonte de água na zona costeira é a bacia hidrográfica. O oceano, o estuário e as bacias hidrográficas interagem, formando um contínuo fluvial-marinho costeiro. Quando as atividades antrópicas retiram água doce da bacia, podem estar limitando a disponibilidade hídrica numa região costeira, pois a diminuição da afluência de água doce aos estuários aumenta a área de influência da salinidade. Esta dinâmica da salinidade em função da afluência de água doce pode ser compreendida através de um modelo de balanço de massa. Após compreender esta dinâmica, subsídios podem ser propostos para a gestão de um ambiente costeiro, visando prevenir possíveis limitações da disponibilidade de água doce devido à salinização das águas. Com base no artigo 3º da Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH), que prevê que a gestão dos recursos hídricos deve ser integrada com a das zonas costeiras e dos sistemas estuarinos, propõem-se a compreensão do balanço de salinidade como uma ferramenta para a gestão de recursos hídricos na zona costeira. Utilizando um modelo matemático integrado com geoprocessamento, como método de compreensão da dinâmica da salinidade, realiza-se um estudo de caso na bacia do Rio Tramandaí. Assim, subsídios para a gestão são discutidos, utilizando os instrumentos da PNRH e do Plano Nacional de Gerenciamento Costeiro (PNGC), para a bacia em questão. Com o modelo foram testados três cenários: dois de mudanças climáticas, seca e cheia, e um de aumento da área irrigada de arroz, visto que é a principal atividade econômica da bacia, juntamente com o abastecimento público. O resultado dos cenários atesta que a influência da salinidade é sentida até a Lagoa do Passo, limite interior do estuário. Observa-se que para os cenários de escassez hídrica, de seca e aumento na demanda de água, a salinidade do estuário aumenta, principalmente na Lagoa do Passo. No cenário de cheia, a salinidade diminuiu. Com o modelo de balanço de salinidade, observou-se a aplicabilidade dos instrumentos da PNRH e do zoneamento ecológico-econômico costeiro (ZEEC) do PNGC. O enquadramento, a salinidade pode ser introduzida como parâmetro a ser monitorado, pois compromete o uso dos recursos hídricos, além de ser integrada com o ZEEC que já existe na bacia. A outorga pode ser estabelecida, para manter uma vazão mínima que impeça a intrusão salina indesejada. A cobrança pode ser usada como meio de induzir os orizicutores a utilizar métodos de irrigação mais eficientes. A dinâmica da salinidade se mostrou uma ferramenta eficaz para gestão de recursos hídricos na zona costeira, por funcionar como um indicador da disponibilidade hídrica. No caso específico da bacia do Rio Tramandaí, esta ferramenta deve ser utilizada no nível do comitê de bacia (já existente), para resolver questões ligadas com a intrusão salina e a interação bacia – oceano. / As a transition environment of great human activities concentration, the coastal zone is an area of major environmental stress in the world. This merger creates a demand of water for different uses. The main source of water in this area is the river basin. The ocean, the estuary and the watersheds interact forming a continuous freshwater – coastal environment. When human activities remove freshwater from the basin they may be limiting the availability of water in a coastal region, since reduced freshwater inflow to estuaries increases the area of influence of the salinity. This dynamic function of salinity and fresh water inflow can be understood through a mass balance. Technical inputs can be proposed to manage a coastal environment, preventing possible limitations on the availability of fresh water due to the salinity. The article 3 of the National Water Resources Policy (PNRH) said that the management of water resources must be integrated with the coastal and estuarine systems. Based on this assumption a methodology is proposed: the understanding of salinity balance as a tool for management of water resources in the coastal zone. Using a mathematical model integrated with GIS for understanding the salinity dynamics a case study is done on the Tramandaí river basin. For this basin, management practices and technical inputs are discussed using the tools of PNRH and the National Coastal Management Plan (PNGC). With the model we tested three scenarios: two climate change, drought and flood, and an increased area of irrigated rice, as it is the main economic activity of the basin along with public provision. The result of the scenarios shows that the influence of salinity is felt unto the Passo Lagoon, the inner edge of the estuary. It is observed that in the water scarcity scenarios, drought and increased demand for water, the salinity of the estuary rises, especially in the Passo Lagoon. In the scenario of flood the salinity decreased. Using the salinity balance model, it was observed the applicability of the tools of PNRH and the coastal ecological-economic zoning (ZEEC) of the PNGC. In the classification of water bodies the salinity may be introduced as a parameter to be monitored, because it jeopardizes the use of water resource. Also it can be integrated with the ZEEC that already exists in the basin. The grant of water resources use can be established to maintain a minimum flow to prevent the unwanted salt intrusion. The water use charges can be used as a mean of inducing rice farmers to use more efficient methods of irrigation. The dynamics of salinity proved to be an effective tool for managing water resources in the coastal zone, acting as an indicator of water availability. In the specific case of Tramandaí river basin, this tool should be used in the basin committee level to solve issues related to salt intrusion and basin - ocean interaction.

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