Estágio realizado na Administração da Região Hidrográfica do Norte, I. P. - e orientado pelo seu Presidente António Guerreiro de Brito / Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente (Área de Especialização de Projeto). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

ALBARRACÍN, Astrid Guerrero. Proposta metodológica para avaliar governança da água em nível de bacias hidrográficas na Colômbia: estudo de caso da bacia hidrográfica do Rio Tillavá - departamento do Meta. 2017. 133 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-06-01T23:46:10Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_agalbarracin.pdf: 5070572 bytes, checksum: 9edc88d8a857ed8fe754d5cd6df77b99 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-06-01T23:46:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_agalbarracin.pdf: 5070572 bytes, checksum: 9edc88d8a857ed8fe754d5cd6df77b99 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T23:46:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_agalbarracin.pdf: 5070572 bytes, checksum: 9edc88d8a857ed8fe754d5cd6df77b99 (MD5) Previous issue date: 2017 / Although there are policies, norms and instruments that guide water management at the basin level in Colombia, there is still no clear understanding of the processes that are involved in the Colombia’s water governance development, for example, the role of different actors in river basins protection. The present research intends to emphasize the importance of evaluating water governance processes at the river basin level, and proposes a system of indicators that will serve as a decision-making tool for regional and national environmental authorities, related to water resources Management. The methodology adopted in the present work involved four stages: a bibliographic search that made possible to understand relevant topics on water governance evaluation process; The proposed indicators selection was subsidized by the dimensions and principles set out by the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD) for water governance; then comes the indicators system validation in two stages: First, the indicators system was submitted to criticism by experts using the Delfi method, in which, all indicators were weighted and hierarchized according to their degree of importance. Finally, a case study was carried out in the Tillava River’s basin in the department of Meta, Colombia. Questionnaires were applied to obtain the necessary information to feed the proposed indicators system; the target are actors that are part of the basin, whose were divided into two categories: residents and managers, aiming to obtain both perspectives on basin’s water governance separately. According to collected data analysis, it can be concluded that the views of the residents and managers of hydrografic basin are very similar; both groups consider that there is a water governance in the basin, even though its level still does not allow the compliance of all OECD principles on which water governance is based on. / Embora existam políticas, normas e instrumentos que norteiam a gestão da água no nível da bacia na Colômbia, ainda não há clareza sobre os processos que estão envoltos no desenvolvimento da governança da água na Colômbia, por exemplo, o papel dos diferentes agentes na proteção de bacias hidrográficas. A presente pesquisa pretende ressaltar a importância de avaliar os processos de governança da água ao nível de bacia hidrográfica, e propõe um sistema de indicadores que se constitua em uma ferramenta para a tomada de decisões das autoridades ambientais regionais e nacionais, quanto à gestão dos recursos hídricos. A metodologia adotada no presente trabalho envolveu quatro etapas: um levantamento bibliográfico que possibilitou o conhecimento dos temas relevantes no processo de avaliação da governança da água; a seleção de indicadores propostos foi subsidiada pelas dimensões e princípios expostos pela Organização de Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) para a governança da água; depois, a validação do sistema de indicadores em duas etapas: na primeira se submeteu à crítica de especialistas usando o método Delfi, na qual foram ponderados e hierarquizados segundo seu grau de importância. Por último, foi realizado um estudo de caso na bacia hidrográfica do rio Tillavá no departamento do Meta, na Colômbia. Foram aplicados questionários elaborados para obter as informações necessárias para alimentar o sistema de indicadores definidos; o público alvo são os atores que fazem parte da bacia, estes foram divididos em duas categorias: moradores e gestores, visando obter as duas perspectivas em quanto à governança da água na bacia de uma forma separada. Segundo a análise dos dados coletados pode-se concluir que a visão dos moradores e gestores da bacia é muito similar, ambos grupos consideram que existe governança da água na bacia, porém, seu nível ainda não permite o cumprimento de todos os princípios nos que esta baseada a governança da água segundo a OCDE.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:12:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 985.pdf: 5555503 bytes, checksum: 9364967760db4919d28351c253eb81ac (MD5) Previous issue date: 2007 / O objetivo é analisar a dinâmica do uso da água pela população residente no entorno do PNSC, e as suas possíveis relações com os casos de diarréia notificados pelas Secretarias Municipais de Saúde dos municípios de São Raimundo Nonato, Coronel José Dias e João Costa

Orientador: Jefferson Nascimento de Oliveira / Resumo: A água está ligada a praticamente todos os processos e atividades, entretanto, apesar de ser um recurso renovável, sua disponibilidade é limitada. Interferências antrópicas e degradação ambiental contribuem para reduzir a capacidade de infiltração, acumulação e armazenamento nas bacias, consequentemente, reduzindo a vazão nos mananciais. A expansão dos usos, deficiências na gestão e governança das águas comprometem o balanço hídrico e o atendimento aos múltiplos usos, inclusive os prioritários. Eventos hidrológicos críticos agravam esses processos, sendo necessário atuar para evitar ou minimizar impactos econômicos, sociais e ambientais. A bacia do Rio Meia Ponte é a principal bacia goiana, onde se concentra 40% da população em menos de 3,5% do Estado. A situação é agravada no trecho das nascentes do rio Meia Ponte até o ponto de captação para o abastecimento da Região Metropolitana de Goiânia, área de estudo desta pesquisa, que representa 0,4% do Estado e é responsável por abastecer aproximadamente um milhão de pessoas. Este trecho está severamente antropizado, restam 13,6% de vegetação remanescente e 63,47% das áreas de Preservação Permanente no entorno dos mananciais comprometidas. Aproximadamente 94,67% da vazão já está alocada para os usos e o abastecimento público capta 80% desta. Os pequenos usos não são considerados no cálculo do balanço hídrico e há uma grande quantidade de usos irregulares. O somatório desses fatores compromete a capacidade de atender aos múltiplos ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The water is linked to almost all the processes and activities, however, despite being a renewable resource, it is of limited availability. Anthropogenic interferences and environmental degradation contribute to reduce their capacity of infiltration, accumulation and storage of water, consequently reducing the flow in the basin. The expansion of the uses and the deficiencies in the water management and governance, compromise the water balance and the attendance to the multiple uses, including priority uses. The occurrence of critical hydrological events aggravates these processes, and it is necessary to act to avoid or minimize the economic, social and environmental impacts. The basin of the Meia Ponte River is the main basin in Goiás, concentrating 40% of the population in less than 3.5% of the State. The situation is aggravated in the section of the sources of the Meia Ponte river until the point of abstraction for the water supply of the Metropolitan Region of Goiânia, a study area of this research, which represents 0.4% of the State and is responsible for water supplying approximately 1 million people. This section is severely anthropized, only 13.6% of the remaining vegetation and 63.47% of the Permanent Preservation areas around the rivers are compromised. Approximately 94.67% of the flow is already allocated for the uses, and the public supply captures 80% of this flow. The small uses not only considered in the calculation of the water balance and there are a lot of ir... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A erosão tem sido reconhecida mundialmente como problema ambiental, pois altera tanto a qualidade do solo como também a qualidade e a quantidade da água. Sendo assim, é de grande importância para a gestão de recursos hídricos, que informações sobre o potencial natural de erosão e a expectativa da perda atual de solos sejam geradas a fim de auxiliar a tomada de decisão. Neste sentido, a Equação Universal de Perda de Solos Revisada (EUPSR) é um modelo empírico de simples utilização capaz de predizer as perdas de solo, em um ambiente de Sistemas de Informações Geográficas, para bacias que possuem baixa quantidade de informações existentes. Dentro dessa perspectiva, objetivou-se fazer um levantamento dos atributos físico-hídricos do solo e modelar o potencial natural de erosão e a expectativa de perdas de solo para duas sub-bacias do Ribeirão Cipó, no município de Poços de Caldas, que apresentam características diferentes quanto ao uso e ocupação do solo e quanto ao relevo. Todos os atributos físico-hídricos do solo foram classificados como média variabilidade com exceção de condutividade hidráulica do solo saturado para as duas bacias e da areia para a Bacia Hidrográfica do Córrego Chapadão (BHCC), que apresentaram alta variabilidade. A técnica de interpolação espacial krigagem ordinária gerou mapas confiáveis, visto que nas análises variográficas os atributos físico-hídricos apresentaram grau de dependência espacial variando de moderado a forte para as duas sub-bacias, com o modelo exponencial considerado como o melhor. Para as duas sub-bacias o fraco potencial natural de erosão foi predominante em área, mas isso não quer dizer que as perdas são baixas, como no caso da Bacia Hidrográfica do Córrego Gigante (BHCG), que apresentou uma perda média total, considerada como alta, segundo a classificação de Beskow et al. (2009). Comparada a BHCC é notável a influência da mineração, principal atividade econômica da BHCG, no processo erosivo, visto que a BHCC é 4,3 vezes maior que a BHCG e apresenta praticamente a mesma perda de solo, sendo notável o bom desempenho da silvicultura, no que tange, a proteção do solo aos processos erosivos. / The erosion have been reconized worldwide like a environmental problem because it changes the soil quality and quality and quantity of water. Therefore, it is importante for water resourses manage, that the natural potencial of erosion and soil loss expectancy data are generated to help the dicision-making. In this contexto, the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is an empirical model, of simple use, able to predict soil losses, in Geographic Information System, for basins that have low amount of data. In this perspective, the goal is sample the physical-hydric soil atributes and to model the natural potencial of erosion and soil loss expectancy for two Cipó River Basin sub-basins, that have diferent characteristics of landuse and terrain. Whole soil attributes was classified as medium variability, with na exception of hydraulic conductivity saturated for two sub-basins, and the sand for Chapadão Creek Watershed, that presented high variability. The ordinary kriging generated reliables maps, because in the variographic analysis presented moderated and high spatial dependency for soil attributes, with the exponencial model as most appropiate. In area, for the two sub-basins the weak natural potencial of erosion was predominant, but it doesn’t mean that soil losses are low. On the Gigante Creek Watershed the total mean soil loss are considered as high soil loss, according to Beskow et al. (2009). Compared to Chapadão Creek Watershed is noticeable the mining influence, main economic activity on Gigante, in the erosive process. The Chapadão Creek Watershed is 4,3 times bigger than Gigante Creek Watershed, and presentes almost the same soil loss, therefore it is evidente the importance of forestry to soil protection of erosive process.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neimar_Afonso_Sornberger.pdf: 2465528 bytes, checksum: a6b61d82b21e105c35d728512b55b37e (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Fundação Araucária / This paper aims at discussing about water management in Paraná Basin 3 - BP3, whose focus is on the role of the BP3 Committee, management and conservation of water resources. The interdisciplinary dialogues presented here are guided in the environmental crisis on the perspective of modernity risks and the Science role; the right to an ecologically balanced environment and drinking water and; water management based on the Integrated Management of Water Resources, concerning the nowadays legal framework in Brazil and Paraná State. The overall purpose of this research is to study water resources management within the BP3, from the National Water Resources Policy of 1997 and the BP3 Committee. This is an exploratory study according to its goals, which is also classified as a case study. Data were obtained from questionnaires or semi-structured interviews with members of the BP3 Committee and the representative of the Basin Management BP3 (integrated into the Institute of Paraná waters), in 2014. Its results are analyzed and presented in accordance with the theoretical and methodological assumptions according to Bardin's content analysis (1995) and aim at contributing to further discussions regarding water resources management. In addition, this trial has instigated some reflections recommended by the Post-Graduation Program in Sustainable Rural Development (PPGDRS) at the Western Paraná State University (Unioeste), structured at the Concentration Area of Sustainable Rural Development / Este trabalho discorre sobre a gestão da água no território da Bacia Hidrográfica do Paraná 3 BP3, com enfoque no papel do Comitê da BP3, na gestão e conservação dos recursos hídricos. Os diálogos interdisciplinares aqui apresentados pautam-se na crise ambiental sobre a ótica dos riscos da modernidade e o papel da Ciência; o direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado e à água potável e; a gestão das águas pautada na Gestão Integrada dos Recursos Hídricos, sobre as perspectivas legais em vigor no Brasil e no Estado do Paraná. O objetivo geral desta pesquisa é estudar a gestão dos recursos hídricos no território da BP3, a partir da Política Nacional de Recursos Hídricos de 1997 e do Comitê da BP3. Este é um estudo exploratório de acordo com seus objetivos, classificado como um estudo de caso. Os dados foram obtidos a partir de questionários ou entrevistas semiestruturadas aos integrantes do Comitê da BP3 e ao representante da Gerência de Bacia da BP3 (integrado ao Instituto das Águas do Paraná), no ano de 2014. Os resultados deste trabalho são analisados e apresentados segundo os pressupostos teóricos e metodológicos da análise de conteúdo de Bardin (1995) e buscam contribuir para novas discussões sobre a gestão dos recursos hídricos. Além de instigar reflexões preconizadas pelo Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento Rural Sustentável (PPGDRS) da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (Unioeste), enquadrado na Área de Concentração de Desenvolvimento Rural Sustentável

Variações climáticas podem resultar na entrada insuficiente de água no balanço hídrico de uma região, acarretando em inconsistências relacionadas à outorga de água superficial. O sistema de outorga de água superficial utiliza as vazões percentis (Q7,10, Q90, Q95) para definir a vazão máxima outorgável. No entanto, em períodos de estiagem tais vazões de referência podem não ser suficientes para atender a demanda outorgada, demandando a captação de águas subterrâneas para contrabalançar essa insuficiência hídrica do manancial superficial. Portanto, a outorga dos recursos hídricos deve ocorrer de forma integrada e sustentável, considerando a alteração da descarga do aquífero para o rio devido à captação subterrânea. O objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade hídrica integrada (superficial e subterrânea), por meio de um modelo empírico linear, proposto como função da média móvel da precipitação de períodos anteriores relacionados ao tempo de regulação do aquífero. Técnicas de correlação e espectrais foram empregadas na análise de séries temporais de precipitação (P) e vazão (Q) da bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, com o objetivo de determinar os tempos de resposta de Q em relação a P. A metodologia proposta foi verificada para precipitação e vazões observadas na bacia com área de 65 km2 no período de 2003 a 2014. Os resultados indicam que o aquífero armazena uma parcela de água precipitada e controla o fluxo para o rio, com tempos de regulação de aproximadamente 60 dias para o escoamento subsuperficial e de aproximadamente 2 anos para o escoamento de base. A metodologia também foi testada para duas sub-bacias hidrográficas do Rio Jacaré-Guaçu, com áreas de 1867 e 3519 km2. A adoção da metodologia proposta permite calcular uma vazão de referência sustentável, possibilitando prever a variação da vazão de base nos períodos de recessão, por estar definida em função de precipitações passadas. Portanto, tal vazão seria mais condizente com as observadas no meio ambiente, proporcionando um adequado funcionamento do ecossistema, garantindo assim a sua preservação. / Climatic variation may result in insufficient input of water in the water balance in a region, resulting in inconsistencies in the water rights permits. Brazilian water allocation system uses the flow duration curves (Q7,10, Q90, Q95) to establish the maximum allowable discharge. However, during droughts such reference discharges may not reach the water rights permits, requiring groundwater extraction to compensate this deficiency in surface water bodies. Hence, the water right permits must be integral, considering the base flow variation due to the groundwater extraction. The aim of this study is to determine the integrated water availability (surface and groundwater), using an empirical linear model, proposed as a function of the average rainfall of previous periods related to the aquifer regulation time. Correlation and spectral techniques were employed for time-series analysis of precipitation (P) and discharge (Q) in the Ribeirão da Onça watershed, to determine response times of Q as a function of P. The proposed methodology was developed for precipitation and discharge observed from 2003 to 2014 in a watershed with an area of 65 km2. The obtained results indicate that the aquifer stores the rainfall water with regulation times of approximately 60 days for the subsurface flow, ans approximately 2 years for the base flow. The methodology was also tested for two sub-basins of the Jacaré-Guaçú River watershed, with areas of 1867 and 3519 km2.The proposed methodology allows the estimation of a sustainable reference discharge making it possible to predict the base flow variation during recession periods, since it is defined as a function of past rainfall. Therefore, this discharge is more consistent with the values observed in the environment, allowing a proper functioning of the ecosystem, thereby ensuring their preservation.

Facing the urgency of taking actions to guarantee the water supply to Brazil's Capital, the project called IWAS/ÁguaDF aims to provide scientific knowledge for the development of an Integrated Water Resources Management (IWRM) concept. The project is organized in multiple working groups wherein climate is considered as one of the main drivers. The water supply system of Distrito Federal (DF) is mainly dependent on three major complexes: river basins, waste water and drinking water. Anthropogenic climate change has the potential to affect these water complexes in a number of ways such as by losing storage capacity due to erosion and sedimentation, through altered persistency of dry events and due to increasing water demand. As a contribution to the IWAS/ÁguaDF project, this study focuses on the development of climate change projections for hydrological impact assessments at local/regional scale. The development of proper climate information is a challenging task. The level of complexity corresponds directly to the issues that concern impact modellers as well as technical aspects such as available observational data, human and computational resources. The identification of the needs for water-related issues gives the foundation for deriving proper climate projections. Before making projections, it is necessary to assess the current climate conditions, or baseline climate. Despite a better understanding of the regional aspects of the climate and the ongoing changes, the baseline climate provides the foundation for calibrating and validating climate models and downscaling methods. The General Circulation Models (GCMs) are the most preferred tools in simulating the response of the climate system to anthropogenic activities, like increasing greenhouse gases and aerosol emissions. However, the climate information required for regional impact studies, such as water resources management in DF, is of a spatial scale much finer than that provided by GCMs and therefore often demands a downscaling procedure. Hydrological models are usually sensitive to the temporal variability of precipitation at scales that are not well represented by GCMs. Statistical downscaling methods have the potential to bridge the mismatch between GCMs and impact models by adding local variability that is consistent with both the large-scale signal and local observations. The tool used (i.e., Statistical DownScaling Model - SDSM) is described as a hybrid of regression-based and stochastic weather generator. The systematic calibration adopted provides the appropriated predictors and model parameterization. The validation procedure takes into account the metrics relevant to the requirements of hydrological studies. Moreover, the downscaling approach considers several climate models (i.e., 18 GCMs) and emission scenarios (i.e., SRES A1B, A2, B1) in order to sample the widest sources of uncertainties available. In spite of the elevated level of uncertainties in the magnitude of change, most of the downscaled projections agree with positive changes in temperature and precipitation for the period of 2046-2065 when compared to the reference period (i.e., 1980-1999). Large ensembles are preferable but are often associated with massive amount of data which have limited application in hydrological impact studies. An alternative is to identify subsets of projections that are most likely and projections that have lower likelihood but higher impact. A set of representative climate projections is suggested for hydrological impact assessments. Although high resolution information is preferable, it relies on limited assumptions inherent to observations and coarse-resolution projections and, therefore, its use alone is not recommended. The combination of the baseline climate with large- and local-scale projections achieved in this study provides a wide envelope of climate information for assessing the sensitivity of hydrological systems in DF. A better understanding of the vulnerability of hydrological systems through the application of multiple sources of climate information and appropriate sampling of known uncertainties is perhaps the best way to contribute to the development of robust adaptation strategies. / Starkes Bevölkerungswachstum sowie Landnutzungs- und Klimawandel gefährden die Wasserversorgung der Metropolregion Brasília. Vor diesem Hintergrund soll das Projekt IWAS/ÁguaDF die wissenschaftlichen Grundlagen für ein Integriertes Wasserressourcen-Management (IWRM) im Distrito Federal (DF) erarbeiten. Das Projekt gliedert sich in drei klimasensitive Bereiche: Einzugsgebietsmanagement, Abwasseraufbereitung und Trinkwasserversorgung. Klimaänderungen können die Wasserversorgung im DF vielfältig beeinflussen, durch Veränderung der speicherbaren Wassermenge (Wasserdargebot, Speicherkapazität von Talsperren durch Sedimentation), der Dauer von Dürreperioden und des Wasserbedarfs (z.B. für Bewässerung). Klimaprojektionen für regionale hydrologische Impaktstudien stellen jedoch eine große Heraus-forderung dar. Ihre Komplexität richtet sich nach dem Bedarf des Impaktmodellierers und hängt zudem von technischen Voraussetzungen ab, wie der Verfügbarkeit von Beobachtungsdaten sowie von Personal- und Rechenressourcen. Die Ableitung geeigneter Maßnahmen für ein nachhaltiges Wasserressourcenmanagement im DF stellt hohe Ansprüche an die Qualität der zu entwickelnden Klimaprojektionen. Noch vor der Projektion müssen die gegenwärtigen klimatischen Bedingungen (Referenzklima) analysiert und bewertet werden. Die Analyse des Referenzklimas ermöglicht ein besseres Verständnis regionaler Unterschiede und aktueller Tendenzen und bildet die Grundlage für die Kalibrierung und Validierung von Klimamodellen und Downscaling-Methoden. Globale Klimamodelle (GCM) simulieren die Reaktion des Klimasystems auf anthropogene Treibhausgas- und Aerosolemissionen. Ihre räumliche Auflösung ist jedoch meist zu grob für regionale Klimaimpaktstudien. Zudem reagieren hydrologische Modelle meist sehr sensitiv auf zeitlich variable Niederschläge, welche in hoher zeitlicher Auflösung (Tagesschritte) ebenfalls nur unzureichend in GCM abgebildet werden. Statistische Downscaling-Verfahren können diese Inkohärenz zwischen GCM und Impaktmodellen reduzieren, indem sie das projizierte Klimasignal um lokale Variabilität (konsistent gegenüber den Beobachtungen) erweitern. Das in der vorliegenden Arbeit verwendete Tool, Statistical DownScaling Model - SDSM, vereint regressionsbasierte und stochastische Methoden der Wettergenerierung. Geeignete Prädiktoren und Modelparameter wurden durch systematische Kalibrierung bestimmt und anschließend validiert, wobei unter anderem auch hydrologisch relevante Gütekriterien verwendet wurden. Der gewählte Downscaling-Ansatz berücksichtigt zudem eine Vielzahl verschiedener Globalmodelle (18 GCM) und Emissionsszenarien (SRES A1B, A2 und B1) um die mit Klimaprojektionen verbundene hohe Unsicherheit möglichst breit abzudecken. Die Mehrheit der regionalen Projektionen weist auf eine Zunahme von Temperatur und Niederschlag hin (Zeitraum 2046 bis 2065 gegenüber Referenz-zeitraum, 1980 bis 1999), wenngleich die Stärke des Änderungssignals stark über das Ensemble variiert. Große Modellensemble sind zwar von Vorteil, sie sind jedoch auch mit einer erheblichen Datenmenge verbunden, welche für hydrologische Impaktstudien nur begrenzt nutzbar ist. Alternativ können einzelne „wahrscheinliche“ Projektionen verwendet werden sowie Projektionen, die weniger wahrscheinlich, aber mit einem starken Impakt verbunden sind. Ein solcher Satz repräsentativer Klimaprojektionen wurde für weitergehende Impaktstudien ausgewählt. Auch wenn in der Regel hochaufgelöste Klimaprojektionen angestrebt werden, ihr alleiniger Einsatz in Impaktstudien ist nicht zu empfehlen, aufgrund der vereinfachten Annahmen über die statistische Beziehung zwischen Beobachtungsdaten und den Modellergebnissen grob aufgelöster Globalmodelle. Der Vergleich des Referenzklimas mit großräumigen und lokalen Projektionen, wie er in dieser Arbeit durchgeführt wurde, liefert ein breites Spektrum an Klimainformationen zur Bewertung der Vulnerabilität hydrologischer Systeme im DF. Die Einbeziehung einer Vielzahl vorhandener Klimamodelle und die gezielte, den ermittelten Unsicherheitsbereich vollständig abdeckende Auswahl an Projektionen sollte die Entwicklung robuster Anpassungsstrategien bestmöglich unterstützen. / Diante do desafio de garantir o abastecimento de água potável da capital federal do Brasil, o projeto denominado IWAS/ÁguaDF tem como objetivo prover conhecimento científico para o desenvolvimento de um conceito de Gestão Integrada dos Recursos Hídricos (PGIRH). Afim de atingir esta proposta, o projeto é organizado em multiplos grupos de trabalho entre os quais o clima é considerado um dos principais fatores de influência. O sistema de abastecimento de água do Distrito Federal (DF) depende praticamente de três complexos: bacias hidrográficas, águas residuais e água potável. Mudanças climáticas causadas por ações antropogênicas apresentam um enorme potencial de impacto a estes complexos, por exemplo através de alterações no regime de chuvas, perda de volume dos reservatórios por assoriamento e aumento na demanda de água. Como contribuição ao projeto IWAS/ÁguaDF, este estudo tem como foco o desenvolvimento de projeções de mudanças climáticas para estudo de impacto nos recursos hídricos na escala local/regional. O nível de complexidade corresponde diretamente às questões levantadas pelos modeladores de impacto, bem como aspecto técnicos como a disponibilidade de dados observados e recursos humanos e computacionais. A identificação das necessidades de questões relacionadas à água no DF dão a base para derivar projeções climáticas adequadas. Antes de qualquer projeção futura, é indispensável avaliar as condições atuais do clima, também chamado de linha de base do clima. Além de fornecer a compreenção dos aspectos regionais do clima e mudaças em curso, a linha de base provê dados para a calibração e validação de modelos globais de clima e técnicas de regionalização (downscaling). Os Modelos de Circulação Geral (GCM) são as ferramentas mais adotadas na simulação da resposta do sistema climático às atividades antropogênicas, tais como aumento de emissões de gases do efeito estufa e aerosóis. No entanto, a informação necessária para estudos regionais de impacto, tais como gestão de recursos hídricos, é de escala espacial mais refinada do que a resolução espacial fornecida pelos GCMs e, dessa forma, técnicas de regionalização são frequentemente demandadas. Modelos hidrológicos são geralmente sensitivos à variabilidade temporal de precipitação em escalas não representadas pelos modelos globais. Métodos estatísticos de ‘downscaling’ apresentam um potencial para auxiliar no descompasso entre GCMs e modelos de impacto através da adição de variabilidade local consistente com o sinal de larga escala e as observações locais. A ferramenta utilizada (Statistical DownScaling Model - SDSM) é descrita como um híbrido entre regressão linear e gerador de tempo estocástico. A calibração sistemática adotada fornece apropriados preditores e uma parameterização consistente. O procedimento de validação do modelo leva em conta as métricas relevantes aos requerimentos dos estudos hidrológicos. Ainda, a abordagem aqui utilizada considera diversos modelos globais (isto é, 18 GCMs) e cenários de emissões (isto é, SRES A1B, A2 e B1) afim de contemplar as mais abrangentes fontes de incertezas disponíveis. Embora o elevado nível de incertezas na magnitude das mudançãs de clima, a grande maioria das projeções regionalizadas concordam com o aumento de temperatura e precipiatação para o período de 2046-2065 quando comparado com o período de referência (isto é, 1980-1999). Grandes conjuntos de projeções são preferíveis, mas são frequentement associados com uma quantidade exorbitante de dados os quais são de aplicação limiatada nos estudos de impacto. Uma alternativa é identificar sub-conjuntos de projeções que são as mais prováveis e projeções que são menos prováveis, porém apresentam maior impacto. Embora altas resoluções são preferíveis, estas baseiam-se em hipóteses inerentes às observações e projeções de larga escala e, dessa forma, não é recomendável o seu uso sozinho. A combinação do clima de base com projeções de resoluções baixas e altas fornece um amplo envelope de imformações climáticas para avaliar a sensitividade dos sistemas hidrológicos no DF. Um compreendimento mais apurado da vunerabilidade dos sistemas hidrológicos através da aplicação de multiplas fontes de informação e apropriada abordagem das incertezas conhecidas é talvez a melhor maneira para contribuir para o desenvolvimento de estratégias robustas de adaptação.

Variações climáticas podem resultar na entrada insuficiente de água no balanço hídrico de uma região, acarretando em inconsistências relacionadas à outorga de água superficial. O sistema de outorga de água superficial utiliza as vazões percentis (Q7,10, Q90, Q95) para definir a vazão máxima outorgável. No entanto, em períodos de estiagem tais vazões de referência podem não ser suficientes para atender a demanda outorgada, demandando a captação de águas subterrâneas para contrabalançar essa insuficiência hídrica do manancial superficial. Portanto, a outorga dos recursos hídricos deve ocorrer de forma integrada e sustentável, considerando a alteração da descarga do aquífero para o rio devido à captação subterrânea. O objetivo deste trabalho é estimar a disponibilidade hídrica integrada (superficial e subterrânea), por meio de um modelo empírico linear, proposto como função da média móvel da precipitação de períodos anteriores relacionados ao tempo de regulação do aquífero. Técnicas de correlação e espectrais foram empregadas na análise de séries temporais de precipitação (P) e vazão (Q) da bacia hidrográfica do Ribeirão da Onça, com o objetivo de determinar os tempos de resposta de Q em relação a P. A metodologia proposta foi verificada para precipitação e vazões observadas na bacia com área de 65 km2 no período de 2003 a 2014. Os resultados indicam que o aquífero armazena uma parcela de água precipitada e controla o fluxo para o rio, com tempos de regulação de aproximadamente 60 dias para o escoamento subsuperficial e de aproximadamente 2 anos para o escoamento de base. A metodologia também foi testada para duas sub-bacias hidrográficas do Rio Jacaré-Guaçu, com áreas de 1867 e 3519 km2. A adoção da metodologia proposta permite calcular uma vazão de referência sustentável, possibilitando prever a variação da vazão de base nos períodos de recessão, por estar definida em função de precipitações passadas. Portanto, tal vazão seria mais condizente com as observadas no meio ambiente, proporcionando um adequado funcionamento do ecossistema, garantindo assim a sua preservação. / Climatic variation may result in insufficient input of water in the water balance in a region, resulting in inconsistencies in the water rights permits. Brazilian water allocation system uses the flow duration curves (Q7,10, Q90, Q95) to establish the maximum allowable discharge. However, during droughts such reference discharges may not reach the water rights permits, requiring groundwater extraction to compensate this deficiency in surface water bodies. Hence, the water right permits must be integral, considering the base flow variation due to the groundwater extraction. The aim of this study is to determine the integrated water availability (surface and groundwater), using an empirical linear model, proposed as a function of the average rainfall of previous periods related to the aquifer regulation time. Correlation and spectral techniques were employed for time-series analysis of precipitation (P) and discharge (Q) in the Ribeirão da Onça watershed, to determine response times of Q as a function of P. The proposed methodology was developed for precipitation and discharge observed from 2003 to 2014 in a watershed with an area of 65 km2. The obtained results indicate that the aquifer stores the rainfall water with regulation times of approximately 60 days for the subsurface flow, ans approximately 2 years for the base flow. The methodology was also tested for two sub-basins of the Jacaré-Guaçú River watershed, with areas of 1867 and 3519 km2.The proposed methodology allows the estimation of a sustainable reference discharge making it possible to predict the base flow variation during recession periods, since it is defined as a function of past rainfall. Therefore, this discharge is more consistent with the values observed in the environment, allowing a proper functioning of the ecosystem, thereby ensuring their preservation.

Facing the urgency of taking actions to guarantee the water supply to Brazil's Capital, the project called IWAS/ÁguaDF aims to provide scientific knowledge for the development of an Integrated Water Resources Management (IWRM) concept. The project is organized in multiple working groups wherein climate is considered as one of the main drivers. The water supply system of Distrito Federal (DF) is mainly dependent on three major complexes: river basins, waste water and drinking water. Anthropogenic climate change has the potential to affect these water complexes in a number of ways such as by losing storage capacity due to erosion and sedimentation, through altered persistency of dry events and due to increasing water demand. As a contribution to the IWAS/ÁguaDF project, this study focuses on the development of climate change projections for hydrological impact assessments at local/regional scale. The development of proper climate information is a challenging task. The level of complexity corresponds directly to the issues that concern impact modellers as well as technical aspects such as available observational data, human and computational resources. The identification of the needs for water-related issues gives the foundation for deriving proper climate projections. Before making projections, it is necessary to assess the current climate conditions, or baseline climate. Despite a better understanding of the regional aspects of the climate and the ongoing changes, the baseline climate provides the foundation for calibrating and validating climate models and downscaling methods. The General Circulation Models (GCMs) are the most preferred tools in simulating the response of the climate system to anthropogenic activities, like increasing greenhouse gases and aerosol emissions. However, the climate information required for regional impact studies, such as water resources management in DF, is of a spatial scale much finer than that provided by GCMs and therefore often demands a downscaling procedure. Hydrological models are usually sensitive to the temporal variability of precipitation at scales that are not well represented by GCMs. Statistical downscaling methods have the potential to bridge the mismatch between GCMs and impact models by adding local variability that is consistent with both the large-scale signal and local observations. The tool used (i.e., Statistical DownScaling Model - SDSM) is described as a hybrid of regression-based and stochastic weather generator. The systematic calibration adopted provides the appropriated predictors and model parameterization. The validation procedure takes into account the metrics relevant to the requirements of hydrological studies. Moreover, the downscaling approach considers several climate models (i.e., 18 GCMs) and emission scenarios (i.e., SRES A1B, A2, B1) in order to sample the widest sources of uncertainties available. In spite of the elevated level of uncertainties in the magnitude of change, most of the downscaled projections agree with positive changes in temperature and precipitation for the period of 2046-2065 when compared to the reference period (i.e., 1980-1999). Large ensembles are preferable but are often associated with massive amount of data which have limited application in hydrological impact studies. An alternative is to identify subsets of projections that are most likely and projections that have lower likelihood but higher impact. A set of representative climate projections is suggested for hydrological impact assessments. Although high resolution information is preferable, it relies on limited assumptions inherent to observations and coarse-resolution projections and, therefore, its use alone is not recommended. The combination of the baseline climate with large- and local-scale projections achieved in this study provides a wide envelope of climate information for assessing the sensitivity of hydrological systems in DF. A better understanding of the vulnerability of hydrological systems through the application of multiple sources of climate information and appropriate sampling of known uncertainties is perhaps the best way to contribute to the development of robust adaptation strategies. / Starkes Bevölkerungswachstum sowie Landnutzungs- und Klimawandel gefährden die Wasserversorgung der Metropolregion Brasília. Vor diesem Hintergrund soll das Projekt IWAS/ÁguaDF die wissenschaftlichen Grundlagen für ein Integriertes Wasserressourcen-Management (IWRM) im Distrito Federal (DF) erarbeiten. Das Projekt gliedert sich in drei klimasensitive Bereiche: Einzugsgebietsmanagement, Abwasseraufbereitung und Trinkwasserversorgung. Klimaänderungen können die Wasserversorgung im DF vielfältig beeinflussen, durch Veränderung der speicherbaren Wassermenge (Wasserdargebot, Speicherkapazität von Talsperren durch Sedimentation), der Dauer von Dürreperioden und des Wasserbedarfs (z.B. für Bewässerung). Klimaprojektionen für regionale hydrologische Impaktstudien stellen jedoch eine große Heraus-forderung dar. Ihre Komplexität richtet sich nach dem Bedarf des Impaktmodellierers und hängt zudem von technischen Voraussetzungen ab, wie der Verfügbarkeit von Beobachtungsdaten sowie von Personal- und Rechenressourcen. Die Ableitung geeigneter Maßnahmen für ein nachhaltiges Wasserressourcenmanagement im DF stellt hohe Ansprüche an die Qualität der zu entwickelnden Klimaprojektionen. Noch vor der Projektion müssen die gegenwärtigen klimatischen Bedingungen (Referenzklima) analysiert und bewertet werden. Die Analyse des Referenzklimas ermöglicht ein besseres Verständnis regionaler Unterschiede und aktueller Tendenzen und bildet die Grundlage für die Kalibrierung und Validierung von Klimamodellen und Downscaling-Methoden. Globale Klimamodelle (GCM) simulieren die Reaktion des Klimasystems auf anthropogene Treibhausgas- und Aerosolemissionen. Ihre räumliche Auflösung ist jedoch meist zu grob für regionale Klimaimpaktstudien. Zudem reagieren hydrologische Modelle meist sehr sensitiv auf zeitlich variable Niederschläge, welche in hoher zeitlicher Auflösung (Tagesschritte) ebenfalls nur unzureichend in GCM abgebildet werden. Statistische Downscaling-Verfahren können diese Inkohärenz zwischen GCM und Impaktmodellen reduzieren, indem sie das projizierte Klimasignal um lokale Variabilität (konsistent gegenüber den Beobachtungen) erweitern. Das in der vorliegenden Arbeit verwendete Tool, Statistical DownScaling Model - SDSM, vereint regressionsbasierte und stochastische Methoden der Wettergenerierung. Geeignete Prädiktoren und Modelparameter wurden durch systematische Kalibrierung bestimmt und anschließend validiert, wobei unter anderem auch hydrologisch relevante Gütekriterien verwendet wurden. Der gewählte Downscaling-Ansatz berücksichtigt zudem eine Vielzahl verschiedener Globalmodelle (18 GCM) und Emissionsszenarien (SRES A1B, A2 und B1) um die mit Klimaprojektionen verbundene hohe Unsicherheit möglichst breit abzudecken. Die Mehrheit der regionalen Projektionen weist auf eine Zunahme von Temperatur und Niederschlag hin (Zeitraum 2046 bis 2065 gegenüber Referenz-zeitraum, 1980 bis 1999), wenngleich die Stärke des Änderungssignals stark über das Ensemble variiert. Große Modellensemble sind zwar von Vorteil, sie sind jedoch auch mit einer erheblichen Datenmenge verbunden, welche für hydrologische Impaktstudien nur begrenzt nutzbar ist. Alternativ können einzelne „wahrscheinliche“ Projektionen verwendet werden sowie Projektionen, die weniger wahrscheinlich, aber mit einem starken Impakt verbunden sind. Ein solcher Satz repräsentativer Klimaprojektionen wurde für weitergehende Impaktstudien ausgewählt. Auch wenn in der Regel hochaufgelöste Klimaprojektionen angestrebt werden, ihr alleiniger Einsatz in Impaktstudien ist nicht zu empfehlen, aufgrund der vereinfachten Annahmen über die statistische Beziehung zwischen Beobachtungsdaten und den Modellergebnissen grob aufgelöster Globalmodelle. Der Vergleich des Referenzklimas mit großräumigen und lokalen Projektionen, wie er in dieser Arbeit durchgeführt wurde, liefert ein breites Spektrum an Klimainformationen zur Bewertung der Vulnerabilität hydrologischer Systeme im DF. Die Einbeziehung einer Vielzahl vorhandener Klimamodelle und die gezielte, den ermittelten Unsicherheitsbereich vollständig abdeckende Auswahl an Projektionen sollte die Entwicklung robuster Anpassungsstrategien bestmöglich unterstützen. / Diante do desafio de garantir o abastecimento de água potável da capital federal do Brasil, o projeto denominado IWAS/ÁguaDF tem como objetivo prover conhecimento científico para o desenvolvimento de um conceito de Gestão Integrada dos Recursos Hídricos (PGIRH). Afim de atingir esta proposta, o projeto é organizado em multiplos grupos de trabalho entre os quais o clima é considerado um dos principais fatores de influência. O sistema de abastecimento de água do Distrito Federal (DF) depende praticamente de três complexos: bacias hidrográficas, águas residuais e água potável. Mudanças climáticas causadas por ações antropogênicas apresentam um enorme potencial de impacto a estes complexos, por exemplo através de alterações no regime de chuvas, perda de volume dos reservatórios por assoriamento e aumento na demanda de água. Como contribuição ao projeto IWAS/ÁguaDF, este estudo tem como foco o desenvolvimento de projeções de mudanças climáticas para estudo de impacto nos recursos hídricos na escala local/regional. O nível de complexidade corresponde diretamente às questões levantadas pelos modeladores de impacto, bem como aspecto técnicos como a disponibilidade de dados observados e recursos humanos e computacionais. A identificação das necessidades de questões relacionadas à água no DF dão a base para derivar projeções climáticas adequadas. Antes de qualquer projeção futura, é indispensável avaliar as condições atuais do clima, também chamado de linha de base do clima. Além de fornecer a compreenção dos aspectos regionais do clima e mudaças em curso, a linha de base provê dados para a calibração e validação de modelos globais de clima e técnicas de regionalização (downscaling). Os Modelos de Circulação Geral (GCM) são as ferramentas mais adotadas na simulação da resposta do sistema climático às atividades antropogênicas, tais como aumento de emissões de gases do efeito estufa e aerosóis. No entanto, a informação necessária para estudos regionais de impacto, tais como gestão de recursos hídricos, é de escala espacial mais refinada do que a resolução espacial fornecida pelos GCMs e, dessa forma, técnicas de regionalização são frequentemente demandadas. Modelos hidrológicos são geralmente sensitivos à variabilidade temporal de precipitação em escalas não representadas pelos modelos globais. Métodos estatísticos de ‘downscaling’ apresentam um potencial para auxiliar no descompasso entre GCMs e modelos de impacto através da adição de variabilidade local consistente com o sinal de larga escala e as observações locais. A ferramenta utilizada (Statistical DownScaling Model - SDSM) é descrita como um híbrido entre regressão linear e gerador de tempo estocástico. A calibração sistemática adotada fornece apropriados preditores e uma parameterização consistente. O procedimento de validação do modelo leva em conta as métricas relevantes aos requerimentos dos estudos hidrológicos. Ainda, a abordagem aqui utilizada considera diversos modelos globais (isto é, 18 GCMs) e cenários de emissões (isto é, SRES A1B, A2 e B1) afim de contemplar as mais abrangentes fontes de incertezas disponíveis. Embora o elevado nível de incertezas na magnitude das mudançãs de clima, a grande maioria das projeções regionalizadas concordam com o aumento de temperatura e precipiatação para o período de 2046-2065 quando comparado com o período de referência (isto é, 1980-1999). Grandes conjuntos de projeções são preferíveis, mas são frequentement associados com uma quantidade exorbitante de dados os quais são de aplicação limiatada nos estudos de impacto. Uma alternativa é identificar sub-conjuntos de projeções que são as mais prováveis e projeções que são menos prováveis, porém apresentam maior impacto. Embora altas resoluções são preferíveis, estas baseiam-se em hipóteses inerentes às observações e projeções de larga escala e, dessa forma, não é recomendável o seu uso sozinho. A combinação do clima de base com projeções de resoluções baixas e altas fornece um amplo envelope de imformações climáticas para avaliar a sensitividade dos sistemas hidrológicos no DF. Um compreendimento mais apurado da vunerabilidade dos sistemas hidrológicos através da aplicação de multiplas fontes de informação e apropriada abordagem das incertezas conhecidas é talvez a melhor maneira para contribuir para o desenvolvimento de estratégias robustas de adaptação.