SiGBaH-Irriga

Sistema de Gerenciamento de Bacias Hidrográficas – Módulo de Irrigação (SiGBaH-Irriga)

Introdução

A bacia do rio Quaraí possui cerca de 14.800 km² e localiza-se na fronteira entre o sul do Brasil e a região nordeste do Uruguai. O rio Quaraí é tributário do rio Uruguai e faz parte da bacia do rio da Prata. Aproximadamente 45 % da bacia se encontra em território brasileiro e 55% no extremo noroeste do Uruguai. Em toda a bacia, a prática da irrigação da cultura do arroz é bastante comum e é uma das principais atividades econômicas da região, possuindo cerca de 60.000 hectares de área irrigável, de acordo com a média das safras dos últimos 15 anos. A porção brasileira é responsável por cerca de 70% deste total, ainda que ocupe uma faixa menor em relação ao país vizinho.

A prática do arroz irrigado possui um elevado consumo de água, pois necessita a manutenção contínua de uma lâmina de água no terreno durante todo o período da safra, que normalmente é em torno de 100 dias durante os meses de dezembro, janeiro e fevereiro. Valores de demanda de água em torno de 10.000 m³/ha.safra são geralmente utilizados, o que corresponderia a uma retirada de água de mais de 70 m³/s, valor cerca de 7 vezes maior que a vazão com permanência de 90%  na foz da bacia.

Para atender a demanda excessiva de água na bacia, e também em toda a região da Campanha no Estado do RS, além de área adjacentes de Argentina e Uruguai, foi adotado um processo de construção de pequenas estruturas de armazenamento de água em cada uma das unidades de produção, denominadas açudes. Essas estruturas são de caráter simples, normalmente localizadas em sub-bacias com área de drenagem entre 1 e 30 km², servindo para acumular a água da chuva e o escoamento durante o ano, sendo uma paisagem bastante típica da região (figura abaixo).

Por outro lado, o armazenamento individual de água na bacia não é suficiente para dirimir os problemas de gestão de recursos hídricos em relação ao excesso de demanda hídrica. A prática de irrigação utilizando captações diretas dos rios ainda é presente, servindo de complementação à irrigação a partir dos açudes. A própria existência dos armazenamentos acarreta na diminuição da disponibilidade hídrica nos rios, ainda que as perdas sejam menores em relação à uma captação direta, uma vez que praticamente inexistem estruturas de controle de saída de água nestes açudes. Conflitos pelo uso da água não são incomuns, envolvendo também a questão transfronteiriça entre os países, dificultando ainda mais as decisões em relação ao uso da água. Nesse sentido, torna-se importante o desenvolvimento de ferramentas que auxiliem no processo de gestão, capazes de realizar o balanço hídrico e inserir os elementos que alteram o regime de vazões, principalmente os açudes e as tomadas diretas de água.

A ferramenta

O sistema de gerenciamento de bacias desenvolvido tem como objetivo a representação dos processos físicos e dos objetos que compõem o sistema hídrico na bacia do rio Quaraí e também em bacias com características semelhantes. A ferramenta compõe o produto final de um projeto de pesquisa denominado Projeto Piloto Demonstrativo Quaraí/Cuareim, numa parceria entre o IPH-UFRGS e o instituto IMFIA da Universidad de La República, no Uruguai, e financiado pelo órgão CIC Plata. A sistema é completamente acoplado ao software livre de Sistema de Informação Geográfica MapWindow, o que permite uma fácil e interativa visualização dos resultados das simulações (figura abaixo).

O modelo basicamente toma como dados de entrada as simulações hidrológicas do modelo MGB-IPH (séries diárias de vazões, além da precipitação e evapotranspiração interpolada em todos os trechos), além dos objetos que compõem o sistema (açudes, reservatórios, captações, poços subterrâneos), realizando o balanço hídrico em cada um dos elementos da bacia, considerando regime não permanente de vazões e com passo de tempo semanal. O passo semanal foi considerado suficiente para simplificação de alguns processos de propagação de vazões nos reservatórios e trechos de rio em relação ao passo de tempo diário.

Numa primeira etapa, foi realizado um processo de verificação da saída do modelo de gestão, a fim de averiguar se os processos estavam sendo representados de maneira razoável. Devido à inexistência de dados de monitoramento de níveis dos reservatórios, explorou-se novas alternativas de verificação do modelo, principalmente em relação ao registro anual de safra plantada e colhida e também em relação ao registro de imagens de satélite de períodos passados, onde é possível recuperar informações de área superficial em cada açude. As figuras abaixo apresentam os principais resultados, na primeira é realizado um comparativo entre os valores de safra calculados pelo modelo em comparação com os dados observados, e na segunda é apresentado o resultado da modelação de um somatório de área superficial de uma amostra de açudes em comparação com os valores observados por área de satélite.

Uma vez que se considera que o modelo está representando bem a realidade da bacia, numa segunda etapa incluiu-se a capacidade do sistema em adicionar novos açudes e tomadas de água, além da possibilidade de inclusão de reservatórios com capacidade de regularização de vazão e consequentemente, aumento da disponibilidade de água. Com isso, espera-se que o modelo tenha capacidade de realizar operações como:

• Auxiliar no processo decisório na tomada de decisões em relação à autorização de novos pedidos de outorga de açudes e tomadas de água por parte dos órgãos gestores competentes;
• Verificar a eficácia da aplicação de alternativas de gestão, como a resolução da Agência Nacional de Águas que limita o uso da água de acordo com o nível do posto fluviométrico localizado na cidade de Quaraí;
• Testar outras alternativas de gestão, como a obrigatoriedade de manutenção de vazão mínima ou o aumento da eficiência no processo de irrigação;
• Testar a implementação de medidas estruturais, como a construção de reservatórios de médio e grande porte com a função de regularização de vazões e aumento da disponibilidade hídrica;
• Simular o impacto na bacia a partir de cenários futuros de mudanças climáticas e aumento da temperatura.

As figuras a seguir apresentam a interface do modelo responsável pela inserção de novos usos na bacia utilizando o mapa da bacia e a seleção manual do local com o cursor do mouse.

Um dos resultados possíveis é a verificação da variação da Q90% ao longo do período simulado em cada trecho. A figura abaixo apresenta este cenário em relação ao Q90% natural, ou seja, sem a inclusão de nenhuma alteração antrópica. Verifica-se uma alteração de mais de 50%  da vazão de referência no curso principal, na altura da foz do rio Quaraí.

Downloads disponíveis

A seguir, disponibiliza-se a interface da ferramenta desenvolvida, juntamente com o manual de instruções, além de um manual técnico com a descrição das equações envolvidas, e também dos arquivos de entrada para a realização de testes na bacia do rio Quaraí.

Observa-se que o modelo possui flexibilidade para ser aplicado em outras bacias, e em breve serão disponibilizados os arquivos de entrada para as bacias do rio Santa Maria e também do Ibicuí, que possuem bastante similaridade em relação ao modo de uso da água como ocorre no Quaraí.

O objetivo é que a ferramenta se mantenha num processo constante de atualização e adequação aos processos decisórios envolvendo os atores envolvidos no processo de gestão. Nesse sentido, incentiva-se a troca de experiências entre as partes interessadas e a equipe participante do projeto, a fim de que se torne uma ferramenta realmente útil na região.

SiGBaH-Irriga (Interface do modelo)

Nuevo! SiGBaH-Irriga (Versión en español)

Plugin IPH-Hydro Tools (necessita ser instalado também)

Manual de Instruções

Manual Técnico

Arquivos de entrada (aplicação Bacia do Quaraí)

 

Contatos:

Rafael Kayser

Walter Collischonn