Esta tese desenvolveu uma metodologia para auxiliar a elaboração da proposta de enquadramento e o estabelecimento das metas para efetivação do enquadramento dos corpos hídricos. Foram inseridos novos critérios de análise direcionados para o processo de gestão, sendo eles: a probabilidade de ocorrência da qualidade da água e o custo das medidas de despoluição necessárias para aumentar o atendimento ao enquadramento proposto. A utilização da probabilidade de ocorrência apresenta vantagens para a gestão da qualidade da água, sendo útil para os instrumentos de controle da poluição através da verificação da freqüência de violação da qualidade da água e da amplitude do risco de violação em função do acréscimo de carga poluente lançada no corpo hídrico. A probabilidade da qualidade da água, da forma como está sendo calculada neste estudo, representa papel integrador entre o processo de gestão ambiental e de recursos hídricos, o qual fornece diretrizes para o processo de planejamento, fiscalização e monitoramento dos órgãos licenciadores, formulação de critérios de penalidades. Tendo-se em vista a efetivação da proposta de enquadramento foram desenvolvidas funções de custo para as medidas de despoluição hídrica de controle de carga poluidora doméstica e difusa, as quais possibilitaram a definição de diferentes estratégias para obtenção da qualidade da água desejada. O modelo desenvolvido incluiu integradamente a quantidade e a qualidade da água, os usos prioritários, a simulação da qualidade da água e o estabelecimento de alternativas de despoluição hídrica, permitindo a realização de inúmeras combinações de cenários de remoção de carga e estratégias de metas progressivas para o estabelecimento da meta final. Estes critérios, até então, não haviam sido inseridos integradamente em uma plataforma computacional. A Bacia Hidrográfica do Alto Iguaçu, localizada na Região Metropolitana de Curitiba PR, foi escolhida para avaliar a potencialidade de utilização do modelo. Esta aplicação indicou a necessidade de análise conjunta entre os critérios relacionados no processo de gestão de recursos hídricos, onde a escolha de um sistema de tratamento indevido pode não levar a obtenção dos resultados desejados no que diz respeito à qualidade da água. A contribuição do modelo desenvolvido está na automatização e na criação de rotinas de cálculo dos critérios estabelecidos para análise da proposta de enquadramento dos corpos hídricos com metas progressivas. A inserção destes critérios em uma plataforma computacional única traz agilidade para o sistema de gestão da qualidade da água e contribui para efetivação da gestão de recursos hídricos no Brasil. / This study developed a mathematical model to support the proposal of the water bodies classification and the setting of goals for its implementation. New analysis criteria, directly related to the water management process, were included in the model. These criteria are the occurrence probability of certain water quality standards and the associated cost to attain these water quality standards, according to the established water uses. The use of the occurrence probability of water quality standards produces benefits for the water resources management process because it support the pollution control instruments through the verification of the frequency of water quality standards violations, as well as the violation risk level, according to the increase of pollution load discharged into a water body. The occurrence probability of water quality standards integrates the environmental management process with the water resources management process, which provides guidelines for planning, inspection, monitoring and penalty formulation. In view of the implementation of water bodies classification, this study developed several cost functions for the measures of water pollution control, as point and non-point load. It allows the definition of different strategies in order to attain the intended water quality standard. The model combined, in the analysis, the water quantity and quality values, the priority uses, the water quality simulation and the definition of pollution load treatment alternatives. This combination allows the evaluation of several load removal scenarios and different strategies for progressive goals to reach water quality standards. These set of criteria had never been jointly analyzed in a computational model. In order to demonstrate the usefulness of the model, the proposed methodology was applied at Alto Iguaçu watershed, located at the Metropolitan Region of Curitiba, PR. The results of this case study indicated the importance of combining the related criteria in the water resources planning and management system, mainly because the adopted measures may often not attain satisfactory results in terms of the intended water quality standard. The contribution of the proposed model is the definition and automation of a routine calculation that reflect the established criteria for the analysis of progressive goals for water bodies classification. The incorporation of such criteria into a single computational model results in more efficiency for the water quality management system and support the implementation of the water resources planning and management system in Brazil.

Esta tese desenvolveu uma metodologia para auxiliar a elaboração da proposta de enquadramento e o estabelecimento das metas para efetivação do enquadramento dos corpos hídricos. Foram inseridos novos critérios de análise direcionados para o processo de gestão, sendo eles: a probabilidade de ocorrência da qualidade da água e o custo das medidas de despoluição necessárias para aumentar o atendimento ao enquadramento proposto. A utilização da probabilidade de ocorrência apresenta vantagens para a gestão da qualidade da água, sendo útil para os instrumentos de controle da poluição através da verificação da freqüência de violação da qualidade da água e da amplitude do risco de violação em função do acréscimo de carga poluente lançada no corpo hídrico. A probabilidade da qualidade da água, da forma como está sendo calculada neste estudo, representa papel integrador entre o processo de gestão ambiental e de recursos hídricos, o qual fornece diretrizes para o processo de planejamento, fiscalização e monitoramento dos órgãos licenciadores, formulação de critérios de penalidades. Tendo-se em vista a efetivação da proposta de enquadramento foram desenvolvidas funções de custo para as medidas de despoluição hídrica de controle de carga poluidora doméstica e difusa, as quais possibilitaram a definição de diferentes estratégias para obtenção da qualidade da água desejada. O modelo desenvolvido incluiu integradamente a quantidade e a qualidade da água, os usos prioritários, a simulação da qualidade da água e o estabelecimento de alternativas de despoluição hídrica, permitindo a realização de inúmeras combinações de cenários de remoção de carga e estratégias de metas progressivas para o estabelecimento da meta final. Estes critérios, até então, não haviam sido inseridos integradamente em uma plataforma computacional. A Bacia Hidrográfica do Alto Iguaçu, localizada na Região Metropolitana de Curitiba PR, foi escolhida para avaliar a potencialidade de utilização do modelo. Esta aplicação indicou a necessidade de análise conjunta entre os critérios relacionados no processo de gestão de recursos hídricos, onde a escolha de um sistema de tratamento indevido pode não levar a obtenção dos resultados desejados no que diz respeito à qualidade da água. A contribuição do modelo desenvolvido está na automatização e na criação de rotinas de cálculo dos critérios estabelecidos para análise da proposta de enquadramento dos corpos hídricos com metas progressivas. A inserção destes critérios em uma plataforma computacional única traz agilidade para o sistema de gestão da qualidade da água e contribui para efetivação da gestão de recursos hídricos no Brasil. / This study developed a mathematical model to support the proposal of the water bodies classification and the setting of goals for its implementation. New analysis criteria, directly related to the water management process, were included in the model. These criteria are the occurrence probability of certain water quality standards and the associated cost to attain these water quality standards, according to the established water uses. The use of the occurrence probability of water quality standards produces benefits for the water resources management process because it support the pollution control instruments through the verification of the frequency of water quality standards violations, as well as the violation risk level, according to the increase of pollution load discharged into a water body. The occurrence probability of water quality standards integrates the environmental management process with the water resources management process, which provides guidelines for planning, inspection, monitoring and penalty formulation. In view of the implementation of water bodies classification, this study developed several cost functions for the measures of water pollution control, as point and non-point load. It allows the definition of different strategies in order to attain the intended water quality standard. The model combined, in the analysis, the water quantity and quality values, the priority uses, the water quality simulation and the definition of pollution load treatment alternatives. This combination allows the evaluation of several load removal scenarios and different strategies for progressive goals to reach water quality standards. These set of criteria had never been jointly analyzed in a computational model. In order to demonstrate the usefulness of the model, the proposed methodology was applied at Alto Iguaçu watershed, located at the Metropolitan Region of Curitiba, PR. The results of this case study indicated the importance of combining the related criteria in the water resources planning and management system, mainly because the adopted measures may often not attain satisfactory results in terms of the intended water quality standard. The contribution of the proposed model is the definition and automation of a routine calculation that reflect the established criteria for the analysis of progressive goals for water bodies classification. The incorporation of such criteria into a single computational model results in more efficiency for the water quality management system and support the implementation of the water resources planning and management system in Brazil.