As regras de operação apresentam-se como um dos principais elementos no planejamento e gerenciamento de sistemas de recursos hídricos. Em períodos de seca ou iminente seca, a aplicação de regras operacionais padrão pode apresentar-se insatisfatória, visto que períodos com déficits de grande magnitude podem ocorrer, levando o sistema a uma situação altamente vulnerável. Muitas vezes, isto pode ser evitado ou minimizado, utilizando regras de proteção, que admitem déficits menores na fase de cheia, ou de seca, ou em ambas fases de operação, aumentando assim o armazenamento no reservatório para precaver-se contra déficits de grande magnitude que possam ocorrer no futuro. Neste trabalho é desenvolvida uma rotina computacional para obtenção de regras operacionais de sistemas de reservatórios, considerando um novo tipo de regra de proteção. Aplicando os algoritmos genéticos – AGs, foram obtidas as estratégias operacionais do sistema produtor. Os resultados demonstraram que o emprego de técnicas de otimização como os AGs constitui uma ferramenta versátil para auxiliar na tomada de decisões. Além disso, as regras de proteção apresentaram-se muito úteis na prevenção contra déficits de grande magnitude / The operation rules constitute one of the main elements in the planning and management of water resources systems. The application of the standard operational rules can be present unsatisfactory in periods of drought or imminent drought. These rules can result in periods with deficits of great magnitude, leading the system to a highly vulnerable situation. Many times, this can be avoided or minimized using hedging operation rules that admit deficits in phases of flood, drought or in both phases of operation. Therefore, the storage in the reservoir is increased to prevent deficits of great magnitude that can occur in the future. In this work a computational routine to attain the operational rules of the reservoirs systems was developed, considering a new approach of hedging rule. The operational strategies of the Cantareira system were obtained through the usage of genetic algorithms (GAs). The results demonstrated that the use of optimization techniques, as the AGs, is an important tool to assist in the decision making. Moreover, the hedging rules were suitable in the prevention of deficits of great magnitude that can occur in the future

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6181_1.pdf: 6151553 bytes, checksum: 0f14a128f9c4f4ecdbbd4f99fb4559d5 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A elaboração desta tese visou contribuir com informações no âmbito da gestão de recursos hídricos nacional, tendo como objetivo avaliar o grau de integração existente entre os planos de recursos hídricos, em seus distintos níveis, propondo elementos e estratégias que contribuam para o aperfeiçoamento do processo de planejamento e gestão dos recursos hídricos no Brasil. Com a finalidade de obter contribuições ao tema no Brasil, foram selecionados países que guardam um grau de semelhança física e/ou institucionais, relativas aos recursos hídricos com o nosso país (Portugal, Espanha e França). Foram analisados os papéis dos componentes do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos. Abordou-se os desafios à implementação dos Planos de Recursos Hídricos e a importância da integração entre os níveis de planejamento de recursos hídricos. A metodologia empregada na parte correspondente às normas de recursos hídricos foi constituída por dois tipos de avaliação: entre as políticas de recursos hídricos (nacional e estaduais) e a respeito do conteúdo dos planos estaduais e de bacias. Na avaliação sobre os planos em relação à norma brasileira vigente, foi realizada uma análise prática da observância dos critérios estabelecidos nas normas brasileiras pelos planos estaduais de recursos hídricos e planos de bacia hidrográfica existentes, no âmbito da Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco. Na análise comparativa das propostas dos Planos de Recursos Hídricos, foram adotados como elementos de comparação as diretrizes, intervenções e propostas apresentadas no plano de maior abrangência. Foi apresentado modelo para a integração dos níveis de planejamento na bacia do rio São Francisco, além de uma avaliação sobre a implementação do Plano Estadual de Recursos Hídricos de Pernambuco. Conclui-se que, apesar do arcabouço institucional de recursos hídricos existente no país, o exercício da gestão de recursos hídricos de forma integrada entre os vários níveis de planejamento ainda não é fato no Brasil, o que corrobora com a hipótese apresentada neste trabalho. A análise geral dos planos de recursos hídricos avaliados na área da bacia hidrográfica do rio São Francisco planos estaduais e de bacia hidrográfica - indicou que vários documentos pecam pela omissão ou falta de clareza em pontos essenciais. É necessário que haja uma articulação entre os programas propostos nos planos - Plano Nacional e os Planos Estaduais de Recursos Hídricos e planos de bacias -, entretanto, não há mecanismos previstos para a efetiva articulação entre os mesmos. Finalmente, sugerese, como tema para futuras pesquisas, a investigação para definição de parâmetros para mensuração da implementação dos planos de recursos hídricos

As regras de operação apresentam-se como um dos principais elementos no planejamento e gerenciamento de sistemas de recursos hídricos. Em períodos de seca ou iminente seca, a aplicação de regras operacionais padrão pode apresentar-se insatisfatória, visto que períodos com déficits de grande magnitude podem ocorrer, levando o sistema a uma situação altamente vulnerável. Muitas vezes, isto pode ser evitado ou minimizado, utilizando regras de proteção, que admitem déficits menores na fase de cheia, ou de seca, ou em ambas fases de operação, aumentando assim o armazenamento no reservatório para precaver-se contra déficits de grande magnitude que possam ocorrer no futuro. Neste trabalho é desenvolvida uma rotina computacional para obtenção de regras operacionais de sistemas de reservatórios, considerando um novo tipo de regra de proteção. Aplicando os algoritmos genéticos – AGs, foram obtidas as estratégias operacionais do sistema produtor. Os resultados demonstraram que o emprego de técnicas de otimização como os AGs constitui uma ferramenta versátil para auxiliar na tomada de decisões. Além disso, as regras de proteção apresentaram-se muito úteis na prevenção contra déficits de grande magnitude / The operation rules constitute one of the main elements in the planning and management of water resources systems. The application of the standard operational rules can be present unsatisfactory in periods of drought or imminent drought. These rules can result in periods with deficits of great magnitude, leading the system to a highly vulnerable situation. Many times, this can be avoided or minimized using hedging operation rules that admit deficits in phases of flood, drought or in both phases of operation. Therefore, the storage in the reservoir is increased to prevent deficits of great magnitude that can occur in the future. In this work a computational routine to attain the operational rules of the reservoirs systems was developed, considering a new approach of hedging rule. The operational strategies of the Cantareira system were obtained through the usage of genetic algorithms (GAs). The results demonstrated that the use of optimization techniques, as the AGs, is an important tool to assist in the decision making. Moreover, the hedging rules were suitable in the prevention of deficits of great magnitude that can occur in the future

Esta pesquisa apresenta um sistema de suporte a decisão (SSD) para o planejamento e gerenciamento integrado de bacias hidrográficas, denominado Riverhelp!, e também sugere nova metodologia para o uso desse tipo de ferramenta de análise. O objetivo geral é desenvolver um SSD que possa auxiliar a gestão de recursos hídricos. Para isso o SSD utiliza e integra tecnologias avançadas em um só sistema computacional flexível e que pode ser utilizado e entendido por especialistas e outros participantes do processo decisório. O programa é composto por quatro módulos principais e tem código aberto baseado na tecnologia OpenMI o que permite aos usuários alterar e incluir funções. Outra propriedade que merece destaque é sua completa integração com um sistema de informações geográficas permitindo a análise temporal e espacial da bacia hidrográfica. Essa ferramenta pode, por exemplo, ser usada para análises de disponibilidade de água em quantidade e qualidade, para o estudo de ecossistemas, para a otimização e operação de reservatórios e para auxiliar no processo de outorga de direito de uso da água. Uma aplicação do Riverhelp! para as bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí ilustra as diversas possibilidades de uso do sistema. Os resultados dessa investigação reforçam a importância e a necessidade de uma nova geração de SSD que considerem e analisem de maneira integrada os complexos assuntos relacionados à gestão da bacia hidrográfica. O desenvolvimento do Riverhelp! contribui significativamente para o avanço das pesquisas relacionadas ao tema de planejamento e gerenciamento integrado de recursos hídricos fornecendo um SSD com características únicas, que associa ferramentas para avaliação ambiental, modelos de simulação e otimização de qualidade e quantidade de água superficial e subterrânea, sistema de informações geográficas, diferentes bancos de dados, funções para análises estatísticas e técnicas multiobjetivo para análise de cenários. / This research presents a decision support system (DSS) for integrated water resources planning and management (IWRM) named Riverhelp! and suggests new methodology for the use of this kind of analysis tool as well. The general goal is to develop an appropriate DSS that can help IWRM process. In order to do so, the DSS uses and combines advanced technologies and techniques currently available. It integrates different methodologies in just one computational system, which is flexible and can be used and understood not only by specialists but also by general users who are not familiar with modelling. The DSS Riverhelp! has four main building blocks and an open computational core based on the OpenMI technology which allows users to access it programmatically and to add new tools or to change computations in almost any way they want. Another important characteristic is that the DSS Riverhelp! is fully integrated with a geographic information system (GIS). Most of all, it puts time and spatial information together and is therefore a great package for data management of river basins. This system can be used for hydrological analyses, assessment of water availability, water resources planning, water quality and quantity studies, reservoir systems nonlinear optimization and so on. In this research a Riverhelp! application for the Piraciaba, Capivari and Jundiaí river basins shows several possibilities for its use. The results of this study emphasize the importance and necessity of a new generation of decision support systems that are able to analyze and take into account the complex issues associated to river basin management in an integrated approach. The Riverhelp! development makes significant contributions for research advance in the integrated water resources planning and management field providing a DDS with unique characteristics that combines environmental assessment tools, water quality and quantity simulation and optimization models for surface water and groundwater, geographic information system, sophisticated databases, statistical tools and multicriteria techniques for scenario analyses.

Esta pesquisa apresenta um sistema de suporte a decisão (SSD) para o planejamento e gerenciamento integrado de bacias hidrográficas, denominado Riverhelp!, e também sugere nova metodologia para o uso desse tipo de ferramenta de análise. O objetivo geral é desenvolver um SSD que possa auxiliar a gestão de recursos hídricos. Para isso o SSD utiliza e integra tecnologias avançadas em um só sistema computacional flexível e que pode ser utilizado e entendido por especialistas e outros participantes do processo decisório. O programa é composto por quatro módulos principais e tem código aberto baseado na tecnologia OpenMI o que permite aos usuários alterar e incluir funções. Outra propriedade que merece destaque é sua completa integração com um sistema de informações geográficas permitindo a análise temporal e espacial da bacia hidrográfica. Essa ferramenta pode, por exemplo, ser usada para análises de disponibilidade de água em quantidade e qualidade, para o estudo de ecossistemas, para a otimização e operação de reservatórios e para auxiliar no processo de outorga de direito de uso da água. Uma aplicação do Riverhelp! para as bacias hidrográficas dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí ilustra as diversas possibilidades de uso do sistema. Os resultados dessa investigação reforçam a importância e a necessidade de uma nova geração de SSD que considerem e analisem de maneira integrada os complexos assuntos relacionados à gestão da bacia hidrográfica. O desenvolvimento do Riverhelp! contribui significativamente para o avanço das pesquisas relacionadas ao tema de planejamento e gerenciamento integrado de recursos hídricos fornecendo um SSD com características únicas, que associa ferramentas para avaliação ambiental, modelos de simulação e otimização de qualidade e quantidade de água superficial e subterrânea, sistema de informações geográficas, diferentes bancos de dados, funções para análises estatísticas e técnicas multiobjetivo para análise de cenários. / This research presents a decision support system (DSS) for integrated water resources planning and management (IWRM) named Riverhelp! and suggests new methodology for the use of this kind of analysis tool as well. The general goal is to develop an appropriate DSS that can help IWRM process. In order to do so, the DSS uses and combines advanced technologies and techniques currently available. It integrates different methodologies in just one computational system, which is flexible and can be used and understood not only by specialists but also by general users who are not familiar with modelling. The DSS Riverhelp! has four main building blocks and an open computational core based on the OpenMI technology which allows users to access it programmatically and to add new tools or to change computations in almost any way they want. Another important characteristic is that the DSS Riverhelp! is fully integrated with a geographic information system (GIS). Most of all, it puts time and spatial information together and is therefore a great package for data management of river basins. This system can be used for hydrological analyses, assessment of water availability, water resources planning, water quality and quantity studies, reservoir systems nonlinear optimization and so on. In this research a Riverhelp! application for the Piraciaba, Capivari and Jundiaí river basins shows several possibilities for its use. The results of this study emphasize the importance and necessity of a new generation of decision support systems that are able to analyze and take into account the complex issues associated to river basin management in an integrated approach. The Riverhelp! development makes significant contributions for research advance in the integrated water resources planning and management field providing a DDS with unique characteristics that combines environmental assessment tools, water quality and quantity simulation and optimization models for surface water and groundwater, geographic information system, sophisticated databases, statistical tools and multicriteria techniques for scenario analyses.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1691186 bytes, checksum: 56494ab13d1dba2592f6de2920653a56 (MD5) Previous issue date: 2009-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The implantation of the National Water Information System (SNIRH) created by the Law nº 9.433/97 requires, for its structure, the use of computational tools that allow the databases creation, necessary for planning and management of water resources. To the knowledge of water availability and hydraulic structures design is necessary to quantity the flow rate at any position of the stream, which is obtained from the use of regionalization methods. The present work aimed at developing a computational system for regionalization study of the minimum, maximum and average flow, the regularization curves and the permanence curve. The flow regionalization methods considered were: traditional, dimensionless curve and mass conservation. The database obtained from the National Water Agency (ANA) and encoded on Otto Pfafstetter System was integrated to the software to acquire automatically the watershed characteristics. Also, it was used web services to the importation of descriptive data and station fluviometric data, climate characteristics associated with watershed and the historical flow rate data series from the “Hidroweb” system. The developed software was called “Computer System for the Flow Rate Regionalization" (SisCoRV) and was applied to Paracatu river basin to check their functionalities. In the case study, the SisCoRV had a good interaction with the Internet, ease delineation of homogeneous regions, efficiency in applying the regionalization methodology and ability to feed the ANA database. / A implantação do Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos (SNIRH), criado pela Lei 9.433/97, requer para a sua estruturação a utilização de ferramentas computacionais que possibilitem a criação de bancos de dados necessários para o planejamento e a gestão dos recursos hídricos. Para o conhecimento da disponibilidade hídrica e o dimensionamento de obras hidráulicas é essencial a quantificação de vazões, obtidas a partir da utilização de metodologias de regionalização. Com esse intuito, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um modelo computacional que possibilite a realização da regionalização das vazões mínimas, máximas e médias e das curvas de regularização e de permanência. Os métodos de regionalização de vazões contemplados foram: tradicional, da curva adimensional e da conservação de massas. Foi integrada ao software a base hidrográfica ottocodificada da Agência Nacional das Águas (ANA), que propicia a obtenção automática das características físicas das bacias e empregados web services que permitem a importação dos dados descritivos das bacias e das estações fluviométricas, das características climáticas associadas às bacias hidrográficas e das séries históricas de dados de vazões do sistema Hidroweb. O software desenvolvido foi denominado Sistema Computacional para Regionalização de Vazões (SisCoRV) e foi aplicado à bacia do rio Paracatu a fim de verificar as suas funcionalidades. No estudo de caso, o SisCoRV apresentou boa interatividade com a Internet, facilidade de delimitação das regiões homogêneas, eficiência na aplicação da metodologia de regionalização e capacidade para alimentação da base hidrográfica ottocodificada da ANA.

A instituição da Política Nacional de Recursos Hídricos, em 1997, deu força aos planos de recursos hídricos como instrumentos para gestão da água com viés preditivo e programático. Tal instrumento ganha importância diante de cenários onde o uso da água se dá em situações cada vez mais críticas e conflituosas. As Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, constituem uma importante unidade em termos de gestão da água no Brasil por possuir características naturais e antrópicas que conferem um caráter frequentemente tenso no acesso à água. Diante desta realidade, mecanismos sofisticados foram desenvolvidos na busca de melhor convivência entre os diferentes segmentos interessados nos recursos hídricos desta região. Há também uma rica experiência com a constituição de planos de recursos hídricos nas bacias PCJ. Esta investigação visou entender a relação entre os planos de recursos hídricos com a forma, a profundidade e a maturidade da gestão da água nas bacias PCJ. Foram explorados dois eixos complementares de investigação: i) a evolução na implementação das políticas e dos sistemas de gerenciamento de recursos hídricos nas bacias PCJ e ii) a evolução do planejamento de recursos hídricos nas bacias PCJ. Utilizaram-se métodos baseados na pesquisa documental e na análise de conteúdo. Detectou-se uma implantação gradual de sistemas para gestão dos recursos hídricos na região. Inicialmente foram observadas situações onde se intensificaram os conflitos. Posteriormente, observou-se a mobilização social, a construção dos sistemas de gestão de recursos hídricos e a implantação dos sistemas e das políticas de recursos hídricos. Também foram analisados os conteúdos de um conjunto de 17 planos de recursos hídricos. Constatou-se que há expressiva heterogeneidade nas experiências de planejamento e que a instalação do CBH-PCJ serviu de forma significativa à consolidação do território das bacias PCJ como unidade de gestão de recursos hídricos. Os planos de recursos hídricos analisados contribuíram para que tais debates fossem encaminhados. Discutiu-se, por fim, a necessidade de que os planos de recursos hídricos estejam preparados para melhor associação aos sistemas para governança e governabilidade da água. Registrou-se demanda por investigação para entendimento mais preciso sobre a função dos planos de recursos hídricos como instrumento nos processos que envolvam aprendizagem social na gestão da água. / The establishment of the National Water Resources Policy in 1997 gave power to the water resources plans as tools for water management with predictive and programmatic bias. This instrument gains importance on scenarios where the use of water occurs in situations increasingly critical and conflicting. Piracicaba, Capivari and Jundiaí river basins are an important unit in terms of water management in Brazil and they have natural and anthropogenic particulars characteristics that confer a tense character in access to the water. Given this reality, sophisticated mechanisms have been developed in the search for better coexistence among different segments interested in water resources of this region. There is also a rich experience with the creation of plans for water resources in the PCJ river basins. This research aimed to understand the relation between the water resources plans with the shape, depth and maturity of the management of the water in PCJ river basins. Two complementary lines of research were explored: i) the development in the implementation of policies and management of water resource systems in the PCJ river basins and ii) the development in the planning of water resources in PCJ river basins. Were used methods based on desk research and content analysis. It was found a gradual development of the systems for water resources management in the region. Initially were observed situations where the conflicts were intensified. Subsequently, was observed social mobilization, construction of water management systems and the implementation of policies and systems of water resources. The contents of a set of 17 water resources plans were also analyzed. It was found that there is a significant heterogeneity in the experiences of planning and the installation of CBH-PCJ served significantly to the consolidation of the territory of PCJ river basins as a unit of water resources management. The water resources plans analyzed contributed to orient these debates. Finally was discussed the need to water resource plans to be prepared as a better association with systems for water governance and governability. A demand for research was registered for more precise understanding of the role of water resource plans as a tool in cases involving social learning in water management.

A instituição da Política Nacional de Recursos Hídricos, em 1997, deu força aos planos de recursos hídricos como instrumentos para gestão da água com viés preditivo e programático. Tal instrumento ganha importância diante de cenários onde o uso da água se dá em situações cada vez mais críticas e conflituosas. As Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, constituem uma importante unidade em termos de gestão da água no Brasil por possuir características naturais e antrópicas que conferem um caráter frequentemente tenso no acesso à água. Diante desta realidade, mecanismos sofisticados foram desenvolvidos na busca de melhor convivência entre os diferentes segmentos interessados nos recursos hídricos desta região. Há também uma rica experiência com a constituição de planos de recursos hídricos nas bacias PCJ. Esta investigação visou entender a relação entre os planos de recursos hídricos com a forma, a profundidade e a maturidade da gestão da água nas bacias PCJ. Foram explorados dois eixos complementares de investigação: i) a evolução na implementação das políticas e dos sistemas de gerenciamento de recursos hídricos nas bacias PCJ e ii) a evolução do planejamento de recursos hídricos nas bacias PCJ. Utilizaram-se métodos baseados na pesquisa documental e na análise de conteúdo. Detectou-se uma implantação gradual de sistemas para gestão dos recursos hídricos na região. Inicialmente foram observadas situações onde se intensificaram os conflitos. Posteriormente, observou-se a mobilização social, a construção dos sistemas de gestão de recursos hídricos e a implantação dos sistemas e das políticas de recursos hídricos. Também foram analisados os conteúdos de um conjunto de 17 planos de recursos hídricos. Constatou-se que há expressiva heterogeneidade nas experiências de planejamento e que a instalação do CBH-PCJ serviu de forma significativa à consolidação do território das bacias PCJ como unidade de gestão de recursos hídricos. Os planos de recursos hídricos analisados contribuíram para que tais debates fossem encaminhados. Discutiu-se, por fim, a necessidade de que os planos de recursos hídricos estejam preparados para melhor associação aos sistemas para governança e governabilidade da água. Registrou-se demanda por investigação para entendimento mais preciso sobre a função dos planos de recursos hídricos como instrumento nos processos que envolvam aprendizagem social na gestão da água. / The establishment of the National Water Resources Policy in 1997 gave power to the water resources plans as tools for water management with predictive and programmatic bias. This instrument gains importance on scenarios where the use of water occurs in situations increasingly critical and conflicting. Piracicaba, Capivari and Jundiaí river basins are an important unit in terms of water management in Brazil and they have natural and anthropogenic particulars characteristics that confer a tense character in access to the water. Given this reality, sophisticated mechanisms have been developed in the search for better coexistence among different segments interested in water resources of this region. There is also a rich experience with the creation of plans for water resources in the PCJ river basins. This research aimed to understand the relation between the water resources plans with the shape, depth and maturity of the management of the water in PCJ river basins. Two complementary lines of research were explored: i) the development in the implementation of policies and management of water resource systems in the PCJ river basins and ii) the development in the planning of water resources in PCJ river basins. Were used methods based on desk research and content analysis. It was found a gradual development of the systems for water resources management in the region. Initially were observed situations where the conflicts were intensified. Subsequently, was observed social mobilization, construction of water management systems and the implementation of policies and systems of water resources. The contents of a set of 17 water resources plans were also analyzed. It was found that there is a significant heterogeneity in the experiences of planning and the installation of CBH-PCJ served significantly to the consolidation of the territory of PCJ river basins as a unit of water resources management. The water resources plans analyzed contributed to orient these debates. Finally was discussed the need to water resource plans to be prepared as a better association with systems for water governance and governability. A demand for research was registered for more precise understanding of the role of water resource plans as a tool in cases involving social learning in water management.