Esta tese teve por objetivo verificar como expansões de área irrigada no país aumentariam o uso de água regional. Para isso, os cenários descritos no Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) foram utilizados como política de expansão para a irrigação no país. Os cenários descritos são cenário 1 (água para todos), cenário 2 (água para alguns) e cenário 3 (água para poucos), e são situações hipotéticas reportadas pelo plano. Estes cenários foram adaptados com as informações de áreas potencialmente irrigáveis descritas no estudo do Ministério da Integração Nacional (MI) sobre a Análise Territorial para o Desenvolvimento da Agricultura Irrigada. Para tal, utilizou-se um modelo computável de equilíbrio geral denominado TERM-BR, um modelo dinâmico, bottom-up, inter-regional para as simulações dos cenários de demanda futura para o uso da água. O método de Thornthwaite e Mather foi utilizado para estimar o balanço hídrico climatológico (CWB) para os estados do Nordeste e com isso avaliar a situação da disponibilidade hídrica em condições determinadas nessa região. Diversos trabalhos foram utilizados na elaboração da base de dados com informações municipais (agricultura e consumo humano) e informações estaduais (pecuária e indústria), produtividade das culturas, áreas plantadas e colhidas também foram utilizadas. Os resultados simulados sugerem que as expansões de área irrigada proporcionariam mudanças positivas nas variáveis macroeconômicos como consumo das famílias, investimento, gastos do governo, exportações, PIB para o país. Em relação as variáveis macroeconômicas regionais, o estado do Mato Grosso se destacaria em todos os cenários e apresentaria uma mudança no PIB e investimento maior no cenário 1. Expansões de área irrigada na região Centro-Oeste e Norte são viáveis em todos os cenários, especialmente nos estados do Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará e Minas Gerais na região Sudeste. A maior mudança percentual no uso da água ocorreria na soja e no algodão e o maior volume de uso de água (milhões de metros cúbicos) ocorreria na cultura da cana de açúcar e no arroz. Os resultados da interação entre o modelo TERM-BR e o método de CWB para os estados do Nordeste indicam que os estados de Alagoas e Pernambuco seriam os mais propensos a ter problemas com a disponibilidade hídrica. O aumento no uso de água por região hidrográfica é condizente com o proposto no PNRH e esse aumento deveria ser maior nas regiões hidrográficas do Tocantins-Araguaia (Tocantins, Pará, Mato Grosso e Goiás) e no Atlântico Nordeste Ocidental nos estados do Maranhão e Pará. / This dissertation aimed to verify how expansions of irrigated area in the country would increase the regional water use. For this, the scenarios described in the National Water Resources Plan (PNRH in Portuguese) were used as policy for expansion of irrigation in the country. The scenarios related are scenario 1 (water for all), scenario 2 (water for some) and scenario 3 (water for few), and are hypothetical situations reported by the plan. These scenarios were adapted with the information about irrigable areas described by Ministry of National Integration (MI) on the Territorial Analysis for the Development of Irrigated Agriculture. A computable general equilibrium model namely TERM-BR was used in the simulation, this is dynamic, bottom-up, interregional model for simulations of scenarios for water. The Thornthwaite and Mather method was employed to estimate the Climatic Water Balance (CWB) for Northeastern states and to assess the water availability situation under specific conditions in that region. Several studies were compiled to elaborate the database; some with municipal information (agriculture and human consumption) and others with state information (livestock and industry). Crop productivity, and planted and harvested areas were also used. The results suggest that the expansions in the national irrigated areas would provide positive changes in macroeconomic variables such as household consumption, investment, government spending, exports, and national GDP. Mato Grosso state would stand out in all the scenarios regarding regional macroeconomic variables, and change in regional GDP and investment would be greater in scenario 1. Expansions in the Center-West and North regions are feasible in all scenarios, especially in Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará and Minas Gerais state. The highest percentage change in water use would occur in soybeans and cotton crops and the largest volume of water use (millions of cubic meters) would occur in sugar cane and rice crop. The results for the interaction between the TERM-BR model and CWB method for the Northeastern states indicate that, Alagoas and Pernambuco state would be the most likely to have problems with water availability. The increase in water use by hydrographic region is consistent with that proposed in the PNRH, and this increase should be higher in the Tocantins-Araguaia hydrographic regions (Tocantins, Pará, Mato Grosso and Goiás) and in the Western Northeast Atlantic in Maranhão and Pará state.

Submitted by Paulo Miguel de Bodas Terassi (pmbterassi@gmail.com) on 2016-01-14T11:33:09Z No. of bitstreams: 1 Estudo de parâmetros climáticos como subsídio à gestão ambiental da vertente paraense da bacia hidrográfica do rio Itararé (Finalizada)..pdf: 10553168 bytes, checksum: 546a90aadd733a630cc8b09187e65591 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-14T13:58:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 terassi_pmb_me_prud.pdf: 10553168 bytes, checksum: 546a90aadd733a630cc8b09187e65591 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-14T13:58:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 terassi_pmb_me_prud.pdf: 10553168 bytes, checksum: 546a90aadd733a630cc8b09187e65591 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Não recebi financiamento / Os estudos dos aspectos físicos e sociais existentes em bacias hidrográficas permitem avaliar os seus diversos componentes, os processos e interações que nela ocorrem. Sobretudo, o clima funciona como um insumo de energia para a bacia hidrográfica e desempenha o papel de controlar ou influenciar diversos componentes da dinâmica socioambiental desse recorte espacial. Nessa perspectiva, o presente trabalho objetiva o estudo das características climáticas e, especificamente o conhecimento do comportamento da erosividade das chuvas e da disponibilidade hídrica na vertente paranaense da bacia hidrográfica do rio Itararé. O recorte de estudo está situado nos setores nordeste e leste do Paraná e abrange uma superfície aproximada de 4.845 km2. Foram obtidos os dados anuais, sazonais, mensais e diários de chuva de treze postos pluviométricos junto ao Instituto das Águas do Paraná e de uma estação meteorológica, de Joaquim Távora, pertencente ao Instituto Agronômico do Paraná. Foram utilizadas as seguintes metodologias: aplicou-se o índice de erosividade de Rufino, Biscaia e Merten (1993); espacializou-se as estimativas de temperatura fornecidas pela Universidade de Delaware (2014); empregou-se o balanço hídrico climatológico de Thornthwaite e Mather (1955); foram aplicados os sistemas de classificação climática de Köppen (1948), Thornthwaite (1948) e Nimer (1972); e, por fim, empregou-se a técnica de agrupamento para a obtenção de regiões homogêneas e para a definição de anos-padrão. Observou-se que embora tenham sido observados alguns padrões entre o efeito orográfico e o aumento de pluviosidade em alguns setores da bacia hidrográfica, a distribuição das isolinhas de pluviosidade e número de dias de chuva para a escala anual está propriamente mais ligada às diferenças entre o regime pluviométrico sazonal e a interferência da dinâmica atmosférica regional. Identificou-se que as maiores alturas pluviométricas ocorrem durante o período que vai de setembro a março, período de ocorrência do maior potencial erosivo. As maiores isotermas, os maiores valores de evapotranspiração e menores valores de excedente hídrico foram identificados para o setor norte, com um cenário inverso para os setores sul e oeste. O emprego do sistema de classificação climática de Köppen (1948) possibilitou delimitar a área de estudo em três tipologias climáticas: Cfb para os setores oeste e central; Cfa para o setor norte; Cfa/Cfb para os setores transitórios. A metodologia de Thornthwaite (1948) apresentou seis tipologias climáticas distinguindo apropriadamente as características climáticas da bacia hidrográfica em conformidade com o índice de umidade efetiva e a eficiência térmica. A metodologia de Nimer (1972) identificou três tipologias climáticas e definiu características da circulação atmosférica a partir dos atributos climáticos. O zoneamento climático permitiu averiguar a relação das características climáticas com os componentes socioambientais da área de estudo. A zona climática IV merece atenção por ter apresentado a maior erosividade das chuvas, junto à verificação de solo exposto associado a elevadas declividades, fatores que representam maiores riscos à erosão. A zona climática I apresenta a significativa ocupação por pastagens e lavouras temporárias e, o alerta da possibilidade de deficiência hídrica, especialmente em condições de La Niña ou em meses como abril e agosto, demonstram uma vulnerabilidade a essas atividades econômicas. / The studies of the physical and social aspects present in a watershed allow us to evaluate their various components, their processes and interactions that occur in it. Above all, the climate works as an energy input to the watershed and plays the role of controlling and influencing various components of the dynamics socio-environmental of this spatial cutout. From this perspective, the present study aims to study the climatic characteristics and specifically the knowledge of the behavior of rainfall erosivity and water availability in the watershed Itararé, in Parana state. The study clipping is situated in the northeast and eastern sectors of Paraná and covers an area of approximately 4,845 km2. Annual, seasonal, monthly and daily rain data of thirteen rain gauge stations were obtained along with the Paraná Institute of Water and the weather station Joaquim Távora, which belongs to the Agronomic Institute of Paraná. The following methodologies were used: erosivity indices of Rufino, Biscaia and Merten (1993); Temperature estimates provided by the University of Delaware (2014); climatic water balance of Thornthwaite and Mather (1955); Climate classification system of Köppen (1948), Thornthwaite (1948) and Nimer (1972) and, lastly, a clustering technique for obtaining homogeneous regions and to define standard-years was used. It was noticed that although some patterns between the orographic effect and the increase of pluviosity in some sectors of the watershed were observed, the distribution of isoline rainfall and the number of rainy days for the annual range is more properly related to the differences between seasonal rainfall and the interference of regional atmospheric dynamics. It was identified that the highest rainfall occur during the period from September to March, which is the period of occurrence of the most erosive potential. The biggest isotherms, the highest evapotranspiration values and lower water surplus values were identified for the northern sector, with a reverse scenario to the south and west sectors. The usage of Köppen‟s classification system (1948) allowed us to define the study area into three climatic types: Cfb for the western and central sectors; Cfa for the northern sector; Cfa / Cfb for transient sectors. The methodology presented by Thornthwaite (1948) exposed six climate types, properly distinguishing the climatic characteristics of the watershed in accordance with the effective moisture and thermal efficiency. Nimer‟s methodology (1972) identified three climate types and defined the atmospheric circulation features through the climatic attributes. The climatic zoning made it possible to examine the relation between the climatic characteristics and the social-environmental components of the study area. The climate zone IV requires attention for presenting the highest rainfall erosivity besides the exposed soil associated with high declivities, factors that evince the greatest risk to erosion. The climate zona I presents significant occupancy of pastures and temporary crops, and the warning of the possibility of deficiency water, especially in La Niña conditions or months like April and August, demonstrate a vulnerability to these economic activities.

Esta tese teve por objetivo verificar como expansões de área irrigada no país aumentariam o uso de água regional. Para isso, os cenários descritos no Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) foram utilizados como política de expansão para a irrigação no país. Os cenários descritos são cenário 1 (água para todos), cenário 2 (água para alguns) e cenário 3 (água para poucos), e são situações hipotéticas reportadas pelo plano. Estes cenários foram adaptados com as informações de áreas potencialmente irrigáveis descritas no estudo do Ministério da Integração Nacional (MI) sobre a Análise Territorial para o Desenvolvimento da Agricultura Irrigada. Para tal, utilizou-se um modelo computável de equilíbrio geral denominado TERM-BR, um modelo dinâmico, bottom-up, inter-regional para as simulações dos cenários de demanda futura para o uso da água. O método de Thornthwaite e Mather foi utilizado para estimar o balanço hídrico climatológico (CWB) para os estados do Nordeste e com isso avaliar a situação da disponibilidade hídrica em condições determinadas nessa região. Diversos trabalhos foram utilizados na elaboração da base de dados com informações municipais (agricultura e consumo humano) e informações estaduais (pecuária e indústria), produtividade das culturas, áreas plantadas e colhidas também foram utilizadas. Os resultados simulados sugerem que as expansões de área irrigada proporcionariam mudanças positivas nas variáveis macroeconômicos como consumo das famílias, investimento, gastos do governo, exportações, PIB para o país. Em relação as variáveis macroeconômicas regionais, o estado do Mato Grosso se destacaria em todos os cenários e apresentaria uma mudança no PIB e investimento maior no cenário 1. Expansões de área irrigada na região Centro-Oeste e Norte são viáveis em todos os cenários, especialmente nos estados do Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará e Minas Gerais na região Sudeste. A maior mudança percentual no uso da água ocorreria na soja e no algodão e o maior volume de uso de água (milhões de metros cúbicos) ocorreria na cultura da cana de açúcar e no arroz. Os resultados da interação entre o modelo TERM-BR e o método de CWB para os estados do Nordeste indicam que os estados de Alagoas e Pernambuco seriam os mais propensos a ter problemas com a disponibilidade hídrica. O aumento no uso de água por região hidrográfica é condizente com o proposto no PNRH e esse aumento deveria ser maior nas regiões hidrográficas do Tocantins-Araguaia (Tocantins, Pará, Mato Grosso e Goiás) e no Atlântico Nordeste Ocidental nos estados do Maranhão e Pará. / This dissertation aimed to verify how expansions of irrigated area in the country would increase the regional water use. For this, the scenarios described in the National Water Resources Plan (PNRH in Portuguese) were used as policy for expansion of irrigation in the country. The scenarios related are scenario 1 (water for all), scenario 2 (water for some) and scenario 3 (water for few), and are hypothetical situations reported by the plan. These scenarios were adapted with the information about irrigable areas described by Ministry of National Integration (MI) on the Territorial Analysis for the Development of Irrigated Agriculture. A computable general equilibrium model namely TERM-BR was used in the simulation, this is dynamic, bottom-up, interregional model for simulations of scenarios for water. The Thornthwaite and Mather method was employed to estimate the Climatic Water Balance (CWB) for Northeastern states and to assess the water availability situation under specific conditions in that region. Several studies were compiled to elaborate the database; some with municipal information (agriculture and human consumption) and others with state information (livestock and industry). Crop productivity, and planted and harvested areas were also used. The results suggest that the expansions in the national irrigated areas would provide positive changes in macroeconomic variables such as household consumption, investment, government spending, exports, and national GDP. Mato Grosso state would stand out in all the scenarios regarding regional macroeconomic variables, and change in regional GDP and investment would be greater in scenario 1. Expansions in the Center-West and North regions are feasible in all scenarios, especially in Mato Grosso, Goiás, Tocantins, Pará and Minas Gerais state. The highest percentage change in water use would occur in soybeans and cotton crops and the largest volume of water use (millions of cubic meters) would occur in sugar cane and rice crop. The results for the interaction between the TERM-BR model and CWB method for the Northeastern states indicate that, Alagoas and Pernambuco state would be the most likely to have problems with water availability. The increase in water use by hydrographic region is consistent with that proposed in the PNRH, and this increase should be higher in the Tocantins-Araguaia hydrographic regions (Tocantins, Pará, Mato Grosso and Goiás) and in the Western Northeast Atlantic in Maranhão and Pará state.

Ziel dieser Arbeit war es, die Ökostabilität und Leistungsfähigkeit von verschiedenen Winterroggen- und Winterweizensorten unter differenzierten Umweltbedingungen in der Region Brandenburg zu analysieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden methodische Verfahren aufgezeigt und diskutiert, welche die Sortenauswahl und -empfehlung anhand eines optimierten Bewertungsschemas unterstützen können. Des Weiteren wurden spezielle Aspekte zu klimatischen Veränderungen und zur Sortenwahl auf landwirtschaftlichen Betrieben in der Region Nordostdeutschland erfasst. Auf Basis von mehrortigen und -jährigen Ergebnissen aus Sortenversuchen in Brandenburg und unter Nutzung biostatistischer Parameter wurden verschiedene Roggen- und Weizensorten analysiert. Die Bewertung zur Ertragsfähigkeit und -stabilität umfasste neben der deskriptiven Statistik und Varianzanalyse folgende Parameter: Ökovalenz, Ökoregression und Floating Checks. Zusätzlich erfolgte die Prüfung der Sortenreaktion auf verschiedene Witterungsbedingungen anhand der klimatischen Wasserbilanz. Die Ergebnisse der Sortenversuche zeigten, dass sich die Hybridsorten von Winterroggen im Vergleich der Sortentypen als deutlich ertragsfähiger und tendenziell ertragsstabiler erwiesen, vor allem auch unter trockenen Witterungsbedingungen. Beim Winterweizen erreichten die A-Sorten tendenziell stabilere Erträge, wobei die Unterschiede zwischen den Sorten innerhalb der jeweiligen Qualitätsgruppen gering ausfielen. In Ergänzung zur Auswertung der experimentellen Daten aus den Sortenversuchen wurde eine begleitende empirische Studie zur Sortenwahl in Nordostdeutschland in Form von Experteninterviews und einer Praxisumfrage bei landwirtschaftlichen Betrieben durchgeführt. Dabei wurde auch auf Zusammenhänge zwischen Sortenwahl und Witterungseffekten im Zeichen des Klimawandels eingegangen. / The object of this study was to analyse the eco-stability and capacity of different winter rye and winter wheat varieties under differentiated environmental conditions in the Brandenburg region. This paper shows and discusses a methodical procedure to support the selection and recommendation of varieties with an optimised assessment pattern. Then the paper covers special aspects on climatic changes and the selection of varieties on agricultural operations in the north-eastern region of Germany. Based on results from variety trials at multiple environments in Brandenburg and using bio statistical parameters, different varieties of rye and wheat were analysed. The evaluation of yield capacity and stability includes following parameters: eco-valence, eco-regression and floating checks. Then different impact factors on variability of yield were estimated, and the reaction of varieties to different weather conditions was analysed according to the climatic water balance. The results of the different tests showed that the yield performance is determined by different environmental factors and by variety. Of winter rye the hybrid varieties compared to other variety types were considerably more capable of yield and in tendency more stable in yield, especially also under dry weather conditions. Of winter wheat the A-varieties in tendency realized more stable yields while there was little difference between the varieties of the different quality groups. The experimental data base was supplemented by an empiric study on the selection of varieties in the German region of Brandenburg which includes interviews with experts as well as a polling of the standard practice in agricultural operations. Under the empiric study the interviewed farmers said when selecting varieties they would pay particular attention to yield safety, dryness tolerance and yield capacity.