O cenário atual dos recursos hídricos apresenta escassez. A agricultura irrigada é a principal concorrente ao seu uso, os preços baixos bem como a vital importância deste setor na produção de alimentos e o desenvolvimento econômico regional levam a indicar a agricultura irrigada como um desafio para a Gestão dos Recursos Hídricos, que com o necessário respaldado legal deve aplicar incentivos para seu uso racional. Tradicionalmente a estratégia para atender a demanda por água tem sido abordada pelo lado da oferta. No entanto, as experiências passadas indicam que, o aumento indiscriminado da oferta não estimula o uso racional da água, levando a desperdícios, sem contar os impactos ambientais negativos. Assim, a gestão dos recursos hídricos introduziu os princípios da gestão da procura, encorajando os usuários a utilizar a água de um modo mais eficiente e gerir um recurso escasso de modo mais sustentável. Neste contexto, modelos de programação matemática são modelos promissores para determinar o valor econômico da água. No entanto, uma das criticas mais severas a utilização da programação matemática convencional, na agricultura, é que o modelador é forçado a adicionar restrições arbitrarias para evitar soluções sobre-especializadas e assim os resultados calibrem a situação observada. No entanto, o método programação matemática positiva (PMP), supera algumas importantes limitações da tradicional programação matemática linear e tem aberto uma prometedora fronteira de pesquisa (HOWITT, 1995). O mais importante desta aproximação, é que aproveita informação adicional dos dados observados sobre o comportamento do agricultor permitindo automaticamente calibrar o modelo na situação base. Desta forma, se evita a necessidade de introduzir restrições de calibração ad-hoc e sem justificativa empírica que ajustem o modelo à situação observada. Além disso, o modelo resultante é capaz de responder suavemente mudanças nos preços ou nas restrições. Esta metodologia é um importante instrumento na Análise de Políticas Agrícolas, neste trabalho se realiza um detalhado estudo desta metodologia. Este trabalho de tese estuda o preço eficiente da água para irrigação, utilizando a PMP. Como caso de estudo se aplica esta metodologia no Perímetro Irrigado de Morada Nova localizado na Bacia Hidrográfica dos Rios Jaguaribe e Banabuiu no Estado do Ceará. / The current scenario of the Water Resources Management shows shortage of water. Irrigated agriculture is a main water use. Subsidized water prices to farmers are responsible for this use. These prices are many times justified with equity concerns, given the vital importance of this sector. Irrigated agriculture provides about 40% of the world’s food supply and is considered by many as essential for regional economic development. Thus, irrigated agriculture creates a challenge for sustainable water resources management. However, Brazilian legislation already points for a rational use of water and many support the use of price incentives to achieve this goal. Water pricing in agriculture is thus essential. In this study, one analyses suitable models to represent the agricultural sector and its use of water and chooses a most suitable model. The chosen PMP model is used to assess policy alternatives in what concerns to water pricing. The idea is to establish a scientific basis for better (technically more supported) political decisions in what concerns to agricultural water use, before political decisions are taken and put into operation. For many years Linear Programming (LP) models have been used to determine the economic value of water in the agricultural sector. However, these models have the tendency to overspecialize and as a consequence they will not reproduce the observed activity levels. The method suggested by HOWITT (1995), Positive Mathematical Programming (PMP), overcomes some important limitations of the traditional LP models. The most important of this approach is that it takes advantage of additional information on the observed farmer behavior allowing automatically calibrating of the model in the base situation. In this way, PMP avoids the LP models need to introduce ad-hoc calibration restrictions to adjust the model to the base situation. Besides, the resulting model is capable to provide smooth answers to changes in prices or restrictions. The model PMP is important instrument for Agricultural Policy Analysis in this study recommend In this thesis, water efficient prices are analyzed using a PMP with approach ME model. A case study in the Irrigated Perimeter of Morada Nova located in the Brazilian State of Ceará.

O cenário atual dos recursos hídricos apresenta escassez. A agricultura irrigada é a principal concorrente ao seu uso, os preços baixos bem como a vital importância deste setor na produção de alimentos e o desenvolvimento econômico regional levam a indicar a agricultura irrigada como um desafio para a Gestão dos Recursos Hídricos, que com o necessário respaldado legal deve aplicar incentivos para seu uso racional. Tradicionalmente a estratégia para atender a demanda por água tem sido abordada pelo lado da oferta. No entanto, as experiências passadas indicam que, o aumento indiscriminado da oferta não estimula o uso racional da água, levando a desperdícios, sem contar os impactos ambientais negativos. Assim, a gestão dos recursos hídricos introduziu os princípios da gestão da procura, encorajando os usuários a utilizar a água de um modo mais eficiente e gerir um recurso escasso de modo mais sustentável. Neste contexto, modelos de programação matemática são modelos promissores para determinar o valor econômico da água. No entanto, uma das criticas mais severas a utilização da programação matemática convencional, na agricultura, é que o modelador é forçado a adicionar restrições arbitrarias para evitar soluções sobre-especializadas e assim os resultados calibrem a situação observada. No entanto, o método programação matemática positiva (PMP), supera algumas importantes limitações da tradicional programação matemática linear e tem aberto uma prometedora fronteira de pesquisa (HOWITT, 1995). O mais importante desta aproximação, é que aproveita informação adicional dos dados observados sobre o comportamento do agricultor permitindo automaticamente calibrar o modelo na situação base. Desta forma, se evita a necessidade de introduzir restrições de calibração ad-hoc e sem justificativa empírica que ajustem o modelo à situação observada. Além disso, o modelo resultante é capaz de responder suavemente mudanças nos preços ou nas restrições. Esta metodologia é um importante instrumento na Análise de Políticas Agrícolas, neste trabalho se realiza um detalhado estudo desta metodologia. Este trabalho de tese estuda o preço eficiente da água para irrigação, utilizando a PMP. Como caso de estudo se aplica esta metodologia no Perímetro Irrigado de Morada Nova localizado na Bacia Hidrográfica dos Rios Jaguaribe e Banabuiu no Estado do Ceará. / The current scenario of the Water Resources Management shows shortage of water. Irrigated agriculture is a main water use. Subsidized water prices to farmers are responsible for this use. These prices are many times justified with equity concerns, given the vital importance of this sector. Irrigated agriculture provides about 40% of the world’s food supply and is considered by many as essential for regional economic development. Thus, irrigated agriculture creates a challenge for sustainable water resources management. However, Brazilian legislation already points for a rational use of water and many support the use of price incentives to achieve this goal. Water pricing in agriculture is thus essential. In this study, one analyses suitable models to represent the agricultural sector and its use of water and chooses a most suitable model. The chosen PMP model is used to assess policy alternatives in what concerns to water pricing. The idea is to establish a scientific basis for better (technically more supported) political decisions in what concerns to agricultural water use, before political decisions are taken and put into operation. For many years Linear Programming (LP) models have been used to determine the economic value of water in the agricultural sector. However, these models have the tendency to overspecialize and as a consequence they will not reproduce the observed activity levels. The method suggested by HOWITT (1995), Positive Mathematical Programming (PMP), overcomes some important limitations of the traditional LP models. The most important of this approach is that it takes advantage of additional information on the observed farmer behavior allowing automatically calibrating of the model in the base situation. In this way, PMP avoids the LP models need to introduce ad-hoc calibration restrictions to adjust the model to the base situation. Besides, the resulting model is capable to provide smooth answers to changes in prices or restrictions. The model PMP is important instrument for Agricultural Policy Analysis in this study recommend In this thesis, water efficient prices are analyzed using a PMP with approach ME model. A case study in the Irrigated Perimeter of Morada Nova located in the Brazilian State of Ceará.

O cenário atual dos recursos hídricos apresenta escassez. A agricultura irrigada é a principal concorrente ao seu uso, os preços baixos bem como a vital importância deste setor na produção de alimentos e o desenvolvimento econômico regional levam a indicar a agricultura irrigada como um desafio para a Gestão dos Recursos Hídricos, que com o necessário respaldado legal deve aplicar incentivos para seu uso racional. Tradicionalmente a estratégia para atender a demanda por água tem sido abordada pelo lado da oferta. No entanto, as experiências passadas indicam que, o aumento indiscriminado da oferta não estimula o uso racional da água, levando a desperdícios, sem contar os impactos ambientais negativos. Assim, a gestão dos recursos hídricos introduziu os princípios da gestão da procura, encorajando os usuários a utilizar a água de um modo mais eficiente e gerir um recurso escasso de modo mais sustentável. Neste contexto, modelos de programação matemática são modelos promissores para determinar o valor econômico da água. No entanto, uma das criticas mais severas a utilização da programação matemática convencional, na agricultura, é que o modelador é forçado a adicionar restrições arbitrarias para evitar soluções sobre-especializadas e assim os resultados calibrem a situação observada. No entanto, o método programação matemática positiva (PMP), supera algumas importantes limitações da tradicional programação matemática linear e tem aberto uma prometedora fronteira de pesquisa (HOWITT, 1995). O mais importante desta aproximação, é que aproveita informação adicional dos dados observados sobre o comportamento do agricultor permitindo automaticamente calibrar o modelo na situação base. Desta forma, se evita a necessidade de introduzir restrições de calibração ad-hoc e sem justificativa empírica que ajustem o modelo à situação observada. Além disso, o modelo resultante é capaz de responder suavemente mudanças nos preços ou nas restrições. Esta metodologia é um importante instrumento na Análise de Políticas Agrícolas, neste trabalho se realiza um detalhado estudo desta metodologia. Este trabalho de tese estuda o preço eficiente da água para irrigação, utilizando a PMP. Como caso de estudo se aplica esta metodologia no Perímetro Irrigado de Morada Nova localizado na Bacia Hidrográfica dos Rios Jaguaribe e Banabuiu no Estado do Ceará. / The current scenario of the Water Resources Management shows shortage of water. Irrigated agriculture is a main water use. Subsidized water prices to farmers are responsible for this use. These prices are many times justified with equity concerns, given the vital importance of this sector. Irrigated agriculture provides about 40% of the world’s food supply and is considered by many as essential for regional economic development. Thus, irrigated agriculture creates a challenge for sustainable water resources management. However, Brazilian legislation already points for a rational use of water and many support the use of price incentives to achieve this goal. Water pricing in agriculture is thus essential. In this study, one analyses suitable models to represent the agricultural sector and its use of water and chooses a most suitable model. The chosen PMP model is used to assess policy alternatives in what concerns to water pricing. The idea is to establish a scientific basis for better (technically more supported) political decisions in what concerns to agricultural water use, before political decisions are taken and put into operation. For many years Linear Programming (LP) models have been used to determine the economic value of water in the agricultural sector. However, these models have the tendency to overspecialize and as a consequence they will not reproduce the observed activity levels. The method suggested by HOWITT (1995), Positive Mathematical Programming (PMP), overcomes some important limitations of the traditional LP models. The most important of this approach is that it takes advantage of additional information on the observed farmer behavior allowing automatically calibrating of the model in the base situation. In this way, PMP avoids the LP models need to introduce ad-hoc calibration restrictions to adjust the model to the base situation. Besides, the resulting model is capable to provide smooth answers to changes in prices or restrictions. The model PMP is important instrument for Agricultural Policy Analysis in this study recommend In this thesis, water efficient prices are analyzed using a PMP with approach ME model. A case study in the Irrigated Perimeter of Morada Nova located in the Brazilian State of Ceará.

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

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

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