Gestão do Risco Climático em Recursos Hídricos: Segurança Hídrica e Gestão Adaptativa

Francisco de Assis de Souza FilhoUniversidade Federal do CearáFORTALEZA21/11/2017

TÃO CARA

TÃO SUJA

TÃO POUCA

TANTA

ÁGUA

PRINCIPAIS DESAFIOS NO BRASIL POR REGIÃO

Inundações em áreas urbanas de

todas as regiões, inclusive

Nordeste

SEMIÁRIDO

IRRIGAÇÃO

HETEROGENEIDADE DO ESPAÇO FÍSICO E SOCIAL

Semiaridone.shp Chapada Diamantina Depressão SertanejaaçudesÁreas Sub-ÚmidasMaciços ResiduaisPlanalto com Cobertura CalcáriaPlanalto da BorboremaPlanalto SedimentarPlanície Costeira

Limite_estadual.shpOceano_ne_pol.shpPolig_secas.shp

CRATO

CRATO

Escala original: 1:100.000

Fonte: ANA- Atlas - NE

POTENCIALHIDROGEOLÓGICO

DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DAS PRECIPITAÇÕES NO BRASIL

Região Semiárida: Baixa Precipitação e Alta Evaporação

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Pre

cip

itation (m

m)

Fortaleza

10 years moving average

SECA 1877

VARIABILIDADE CLIMÁTICA EM MÚLTIPLAS ESCALAS TEMPORAIS

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Vazão

(m

3/s

)

Afluências Iguatu

Média Movel (10 anos)

Polinômio

RISCO CLIMÁTICO E SEGURANÇA HÍDRICAAlta variabilidade temporal das precipitações e vazões

Evolução dos Estoques de Água no Ceará

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

ano

Vo

lum

e (h

m3)

RIOS PERENIZADOSDO CEARÁ

Fonte: SRH, 2013

SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO

BACIAS BENEFICIADAS PELO EIXO LESTE

Gravatá

EIXO NORTE

EIXO LESTE

Barragem de Sobradinho

Barragem de Itaparica

Barragem de Xingó

Barragem de Paulo Afonso

FORTALEZA

Castanhão

Orós

Santa Cruz

P. Ferros

A. Ribeiro

Coremas

Boqueirão

P. Cruz

Entremontes

Chapéu

Atalho

Ávidos

Eixão das Águas

Adutora do Oeste

Adutora do Pajeú

Alto Oeste

Cinturão das Águas

GESTÃO DE ÁGUA NO CEARÁ

ESTADO DO CEARÁ

8.8 milhões de pessoas

148.000 km2

11 Regiões Hidrográficas

GESTÃO DAS ÁGUAS

COGERHSRHANA

ABASTECIMENTO

154 reservatórios(>2hm³)

DEMANDA

População urbana6.3 milhões de pessoas

Região Metropolitana de Fortaleza3.6 milhões de pessoas

IrrigaçãoÁrea: 72000 hectares

1919 1932 1942 1958 1970 1983 1997

Açude Cedro

Lei Estadual de Recursos Hídricos

I Plano Estadual de Recursos Hídricos

PROURB (BANCO MUNDIAL)

PLANOS DE BACIA

COMITÊS DE BACIA

IOCS

1909

1906

DNOCS

1945

UFC

1954

Empresa de consultoria SIRAC

1971

FUNCEME

1972

1987

Secretaria de Recursos Hídricos

CONSTITUIÇÃO DE 1988

1988

1992

1993

SECA

COGERH

I reunião de alocação de água do Vale do Jaguaribe

1994

1996

CASTANHÃO

EIXÃO JAGUARIBE-METROPOLITANO

2006

MARCOS QUE CONFIGURARAM O SISTEMA DE RECURSOS HÍDRICOS DO CEARÁ

1915

DIMENSÕES DA GESTÃO DOS RECURSOS HÍDRICOS

• Gestão da Oferta

• Gestão da Demanda

• Gestão de Conflitos

Arcabouço Político, Legal e Institucional do Gerenciamento dos Recursos Hídricos

Risco Climático: Variabilidade e Mudança Climática

SPI – CEARÁ (1910 – 2015)

Posicionamento da ZCIT e TSM:

From IRI

Regiões

Variabilidade do Regime de Chuvas e Índices Climáticos

Modos de Variação

SPI: CLUSTERSCEARÁ

3 5 4 2 6 7

12

34

56

78

Dendrograma

Modos de Variação

Análise de Baixa Frequência

MUDANÇAS CLIMÁTICAS

Mudança na temperatura global e continental

MUDANÇAS CLIMÁTICAS E NÃO ESTACIONARIEDADE DAS SÉRIES DE VAZÕES

Variação percentual na média anual de vazões no século XXI para os modelos do CMIP5 para o cenário RCP4.5

Modos de Variação

MUDANÇA CLIMÁTICA:

CEARÁ (SISTEMA JAGUARIBE-METROPOLITANO)

Modos de Variação

MUDANÇA CLIMÁTICA:

PARAÍBA DO SUL (SANTA CECÍLIA)

Planejamento de Secas

Arcabouço Conceitual

Fonte: Adaptado de Wilhite et al. (2005)Fonte: Adaptado de Wilhite et al. (2000)

Estratégia GeralEstratégia

Estadual de Gestão de Secas

Plano de Seca em Região

Hidrográfica

Plano de Seca em

Hidrossitemas

Plano de Seca nos Usos da

Água

PLA

NO

OP

ERA

CIO

NA

L D

E G

ESTÃ

O D

E SE

CA

S EM

REG

IÕES

HID

RO

GR

ÁFI

CA

S

Reunião de Alocação Estados de Seca Medidas de Mitigação

ALOCAÇÃO(TOMADA DE DECISÃO)

Normal

Alerta

SecaSeca

Severa

Seca Extrem

a

1. Definição da Alocação de Água no Período Seca entre os diversos Usos2. Regras de operação do sistema no período seco3. Estabelecimento de Mecanismos de Gerenciamento de Conflito4. Mecanismo de fiscalização e sanção para Infratores5. Ações de resposta para reduzir impacto das secas6. Plano de Mitigação do impacto das secas que reduzam as vulnerabilidades e

riscos do sistema (PLANO DE SEGURANÇA HÍDRICA – PLANO DE BACIA)

Etapas Metodológicas do Planejamento

Monitoramento e Alerta Precoce

Operação de reservatórios

Modelo Operação Reservatórios

Transferência entre sistemas5 Níveis

Metropolitano

Normal Alerta Seca Seca Severa

Seca Extrema

Jagu

arib

e

NormalT0 T2 T3 T4 T5

AlertaT0 T2 T3 T4 T4

SecaT0 T2 T3 T3 T3

Seca SeveraT0 T2 T2 T2 T2

Seca ExtremaT0 T1 T1 T1 T1

T0 = 0 m³/s; T1 = 3 m³/s; T2 = 6 m³/s; T3 = 9 m³/s; T4 = 12 m³/s; T5 = 15 m³/s

Modelo AgregadoOperação com salvaguarda

Sistema de Gerenciamento de Secas

Identificação das

Vulnerabilidades

do sistema

(Método PEIR

+ brainstorm)

Medidas de Mitigação

para

cada Estado de Seca:

Normal

Pré-Alerta

Alerta

Emergência I

Emergência II

Vulnerabilidades Ações Preparatórias

1º

2º

1º/2º

2º

MCG

(ECHAM)

Downscaling

Dinâmico

(RAMS,RSM)

c/ tsm prevista

e/ou persistida

Modelo

Hidrológico

(SMAP)

Preditores Climáticos

(El Nino, Dipolo)

Modelo

Estatístico

(K vizinhos)

Previsão Sazonal de Afluências

e geração de índices

Avaliação

do Estado

de Seca

atual e futuro

Monitoramento

do Sistema

(Dados atuais e históricos

de vazão e volume)

Redes

Neurais

Sistema de Informação e Alerta Precoce

1

2

3

Sistema de Gerenciamento de Secas

Downscaling dinâmico acoplado a um modelo chuva-vazão

Aplicação

Gatilhos: Ações de mitigação e resposta:

Plano de Segurança Hídrica

Plano de Segurança Hídrica

Metas e Riscos Toleráveis

Cenarização

1. Avaliação de Segurança da Água: Quantidade

2. Avaliação de Segurança da Água: Qualidade

3. Identificação e Hierarquização das Vulnerabilidades de águas superficiais e subterrâneas (qualidade e quantidade)

4. Estratégia Geral de Mitigação e Gerenciamento de Risco utilizando medidas estruturais e não estruturais

5. Agendamento das Ações: Gerenciamento de oferta e de demanda, gerenciamento de conflitos e estrutura legal e institucional

SEGURANÇA HÍDRICA E ÁGUAS URBANAS

Francisco de Assis de Souza Filhoassis@ufc.br