UFBA
GRH
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
GRUPO DE RECURSOS HÍDRICOS - GRH
PROJETO
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO
SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA
VOLUME III – SISTEMA DE APOIO À DECISÃO PARA O
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA DO
RIO PARAGUAÇU
2004
UFBA
GRH
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
GRUPO DE RECURSOS HÍDRICOS - GRH
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO
SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA
SUBPROJETO
SISTEMA DE APOIO À DECISÃO PARA O GERENCIAMENTO
DOS RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA DO RIO PARAGUAÇU
VOLUME III
Capítulo 7
(Financiamento CTHIDRO)
Salvador, 2004
UFBA
GRH
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
GRUPO DE RECURSOS HÍDRICOS - GRH
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO
SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA
UFBA
Reitoria
Reitor
Naomar Monteiro de Almeida Filho
Vice Reitor
Francisco José Gomes Mesquita
Rua Augusto
Viana s/n – Canela – Palácio da Reitoria
CEP: 40110-060 Salvador – BA
Fone: 263-7072
Fone Geral: 263 – 7000 R. 7072
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Escola Politécnica
Diretor
Caiuby Alves da Costa
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Grupo de Recursos Hídricos
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Site: www.grh.ufba.br
UFBA
GRH
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO
SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA
EQUIPE TÉCNICA
Coordenadora do Projeto:
Yvonilde Dantas Pinto Medeiros
Doutora em Hidrologia
e-mail: [email protected]
Professor Adjunto – UFBA:
Vania Palmeira Campos
Doutora em Química
e-mail: [email protected]
José Maurício Fiúza
Mestre em Avaliação de Impactos Ambientais
e-mail: [email protected]
Professor Visitante:
Bojan Srdjevic
Doutor em Ciências Técnicas
e-mail: [email protected]
Pesquisadores e Consultores
Alessandra da Silva Faria
Mestre em Engenharia Ambiental e Urbana
e-mail: [email protected]
Ana Carla Souto Rocha
Socióloga
e-mail: [email protected]
Andrea Sousa Fontes
Eng. Civil e Esp. em Gerenciamento de
Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Ângela Patrícia Deiró Damasceno
Socióloga
e-mail: â[email protected]
Antônio Marcos Santos da Silva
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Aucimaia de Oliveira Tourinho
Geógrafa e Esp. em Gerenciamento de Recursos
Hídricos
e-mail: [email protected]
Carlos Fernando Pessoa Monteiro Filho
Engenheiro Químico
e-mail: [email protected]
Clélia Nobre de Oliveira Proença
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na
Indústria
e-mail: [email protected]
Cristiane Santos Garrido
Bacharel em Ciências Econômicas
e-mail: [email protected]
Edilson Raimundo Silva
Analista de Sistema e Esp. em Inteligência
Artificial e Análise de Sistemas
e-mail: edí[email protected]
Érika Valeska Meireles Campos
Oceonógrafa e Mestre em Geologia
e-mail: [email protected]
Isabel Cristina Martins Galo
Bacharel em Administração e Especialista em
Gerenciamento em Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Jarilson Andrade Santana
Engenheiro Civil
E-mail: [email protected]
Lenise Conceição Brandâo Santos
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Maria do Socorro Gonçalves
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Martha Schaer Barbosa
Eng. Civil e Mestre em Recursos Hídricos e
Saneamento Ambiental
e-mail: [email protected]
UFBA
GRH
GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO
SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA
EQUIPE TÉCNICA
Ramon Castro de Oliveira
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Aldair Dias Sampaio
Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental
Silvia Mota Dantas
Bacharel em Comunicação Social
e-mail: [email protected]
Diego Alvares
Estudante de Engenharia Civil
Soraia de Cássia Alves Hohlenverger
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Virgínia Silva Neves
Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em
Gerenciamento de Recursos Hídricos
e-mail: [email protected]
Wilton Nascimento Bernardo dos Santos
Artista Plástico
e-mail: [email protected]
Eloi Crispim de Jesus
Estudante de Engenharia Santária e Ambiental
Felipe Góes Lima
Estudante de Engenharia de Minas
Flávia Bezerra Amorim
Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental
Herica de Oliveira Santos
Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental
Mauricio Sena Gomes Borges
Estudante de Engenharia Civil
Murilo da Silva Crespo
Estudante de Ciências da Computação
Maria Elizabete Pereira dos Santos
Doutora em Ciências Sociais
e-mail: [email protected]
Theodulo Cerqueira de Almeida Neto
Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental
Francisco Inácio Negrão
Mestre em Hidrogeologia
e-mail: inegrã[email protected]
Joana Angélica Guimarâes da Luz
Doutora em Engenharia dos
Ambientais e Florestais
e-mail: [email protected]
Andrezza do Nascimento Almeida
Estudante de Ciências Sociais
Thiago Santana Santos
Estudante de Ciências da Computação
Recursos
Maria Gravina Ogata
Advogada
e-mail: [email protected]
Maria Quitéria C. de Oliveira
Mestre em Ciências - Geologia Sedimentar
e-mail: quité[email protected]
Equipe de Apoio:
Ana Elizabete Gonçalves da Silva
Estudante de Secretariado Executivo e Técnica
em Administração
Célia Regina Silva de Aquino
Técnica em Contabilidade
Eliana Santos de Souza
Estudante de Secretariado Executivo
Estudantes de Graduação:
Renelma Cristina de Almeida
Apoio Administrativo
Adriano Nascimento Mascarenhas
Estudante de Geografia
Sival Ribeiro de Sena
Apoio Administrativo
APRESENTAÇÃO
O projeto de pesquisa “Gerenciamento dos Recursos Hídricos do Semi-árido do
Estado da Bahia” foi desenvolvido na Universidade Federal da Bahia, pelo Grupo de
Recursos Hídricos do departamento de Engenharia Ambiental da Escola Politécnica,
financiado pelo CT-Hidro durante os anos de 2001 a 2004.
Este projeto teve como objetivo o desenvolvimento de metodologias que fundamentem
e orientem a implementação dos instrumentos de gerenciamento dos recursos hídricos de
forma adequada a regiões semi-áridas. Estando subdividido em dois subprojetos: “Sistema de
Apoio à Decisão para o Gerenciamento dos Recursos Hídricos da Bacia do Rio
Paraguaçu” que teve como objetivo desenvolver um sistema de apoio à decisão que atenda
os interesses dos usuários, adotando-se abordagem multicritério e “Enquadramento de Rio
Intermitente aplicado à bacia do rio Salitre” com o objetivo de propor uma metodologia
participativa para o enquadramento, baseando-se nas condições naturais da bacia, como a
intermitência e salinidade dos seus rios.
Os resultados obtidos estão apresentados em quatro volumes:
Volume I: este volume abrange os cinco primeiros capítulos, englobando todos os
aspectos conceituais que fundamentaram o desenvolvimento dos subprojetos citados.
Volume II: abrange o capítulo seis, apresentando o desenvolvimento do subprojeto
Enquadramento de Rio Intermitente aplicado à bacia do rio Salitre, bem como os resultados
obtidos;
Volume III: abrange o capítulo sete, apresentando o desenvolvimento e resultados
obtidos no subprojeto Sistema de Apoio à Decisão para o Gerenciamento dos Recursos
Hídricos da Bacia do Rio Paraguaçu.
Este sub-projeto, que teve como objetivo desenvolver uma importante ferramenta de
apoio a decisão, vem contribuir no auxílio ao “futuro” Comitê da Bacia do Rio Paraguaçu na
articulação de ações necessárias a compatibilização do uso, controle e proteção dos seus
recursos hídricos, atendendo aos princípios da Lei Federal nº. 9.433/97 e da Lei Estadual nº
6.855/95. Esta ferramenta agrupa grande número de informações da bacia, permite a
composição e simulação de cenários de alocação da água e classifica-os por meio da análise
multicritério.
O principal resultado deste subprojeto consistiu-se na construção do sistema de apoio a
decisão, aqui denominada de Sistema de Apoio ao Usuário da Água (SAUA) – versão 1.0,
que dentre os resultados obtidos durante o desenvolvimento do SAUA, destacam-se:
-
definição da arquitetura do sistema;
-
construção do protótipo;
-
especificação e construção do sistema de informações existente e geradas;
-
inserção da análise multicritério com uso de indicadores e do método AHP
(Processo de Análise Hierárquica) e;
-
construção da interface
A etapa de construção da primeira versão do sistema é dada como concluída. Porém, por
ser ferramenta auxiliar ao gerenciamento de recursos hídricos, o SAUA deve ter continuidade.
Os desdobramentos institucionais, legislativos, organizacionais, econômicos e ambientais têm
influência integral na constituição do SAUA e seguirão moldando equipamentos, programas,
componentes, instalações e meios de comunicação ligados ao tema gerenciamento de águas.
Como recomendações tem-se:
-
ampliação dos conjuntos de dados disponíveis;
-
inclusão de outros modelos matemáticos;
-
implementação de lógicas heurísticas na análise/avaliação de cenários e utilização
de modelagem 3D, além de imagens (aéreas/satélites) no geoprocessamento e,
-
inclusão de ferramentas para disponibilização de dados na internet e acesso remoto a
informações utilizadas pelo sistema, dando mais condições para a tomada de
decisões quanto ao gerenciamento dos recursos hídricos.
Volume IV: consta do Manual do Usuário do Sistema
LISTA DE TABELAS
Tabela 7. 1 - Componentes conceituais do sistema .................................................................... 3
Tabela 7. 2 - Banco de dados socioeconômicos ....................................................................... 13
Tabela 7. 3 - Banco de dados dos aspectos físicos ou geo-ambientais..................................... 13
Tabela 7. 4 - Banco de dados hidrológicos............................................................................... 14
Tabela 7. 5 - Demandas atuais para os reservatórios em estudo - 2002 ................................... 16
Tabela 7. 6 - Demandas futuras a curto prazo para os reservatórios em estudo - 2007 ........... 16
Tabela 7. 7 - Demandas futuras a médio prazo para os reservatórios em estudo - 2012..........17
Tabela 7. 8 - Demandas futuras a longo prazo para os reservatórios em estudo - 2022 .......... 17
Tabela 7. 9 - Vazões afluentes média, mínima e máxima no eixo da barragem ......................19
Tabela 7. 10 - Vazões mínimas remanescentes mensais no período de 1973 - 1990............... 19
Tabela 7. 11 - Resumo das características dos reservatórios....................................................19
Tabela 7. 12 - Resumo das demandas e disponibilidades das barragens em estudo ................ 20
Tabela 7. 13 - Relação Demanda x Disponibilidade ................................................................20
Tabela 7. 14 - Detalhe dos nós da rede de fluxo da área da bacia em estudo........................... 25
Tabela 7. 15 - Municípios por região para cálculo indicador consumo per capita...................32
Tabela 7. 16 - Valores médios dos parâmetros produção média “por área” e “por emprego”.32
Tabela 7. 17 - Resumo dos critérios, atributos, parâmetros e indicadores ...............................37
Tabela 7. 18 - Escala de SAATY adaptada para uso do SAUA...............................................38
Tabela 7. 19 - Mapas socioeconômicos e físicos inseridos no SAUA .....................................45
i
LISTA DE FIGURAS
Figura 7.1 - Subsistemas do SAUA e suas interligações............................................................ 4
Figura 7.2 - Estrutura geral dos módulos e fluxos de informações. ........................................... 5
Figura 7.3 - Esquema funcional do módulo de georreferenciamento ........................................ 6
Figura 7.4 - Esquema funcional do módulo de inferência.......................................................... 8
Figura 7.5 - Esquema funcional do módulo da base de dados ................................................... 8
Figura 7.6 - Esquema funcional do módulo de modelagem ....................................................... 9
Figura 7.7 - Esquema funcional do módulo de interface.......................................................... 10
Figura 7.8 - Fluxograma das informações da Matriz de Recursos Hídricos. ........................... 21
Figura 7.9 - Estrutura de consultas das informações existentes e geradas pelo SAUA ........... 22
Figura 7.10 - Sistema dos reservatórios da bacia do rio Paraguaçu ......................................... 24
Figura 7.11 - Sistema de rede de fluxo visualizado no SAUA................................................. 26
Figura 7.12 - Resumo dos Critérios e Atributos....................................................................... 36
Figura 7.13 - Estrutura hierárquica do processo de análise multicriterial do SAUA ............... 39
Figura 7.14 - Estrutura de dados e apresentação do sistema de informações...........................41
Figura 7.15 - Estrutura física dos bancos de dados do sistema de informações do SAUA...... 42
Figura 7.16 - Tela de entrada no SAUA................................................................................... 43
Figura 7.17 - Tela principal do Sistema de Apoio ao Usuário de Água - SAUA..................... 44
Figura 7.18 - Tela principal do SAUA aplicada a bacia do rio Paraguaçu............................... 45
Figura 7.19 - Mapas comparativos de aspectos socioeconômicos da bacia. ............................ 46
Figura 7.20 - Mapas comparativos de aspectos físicos da bacia. ............................................. 46
Figura 7.21 - Tela de zoom no município de Miguel Calmon.................................................. 47
Figura 7.22 - Tela de acesso aos dados socioeconômicos do município de Miguel Calmon... 48
Figura 7.23 - Tela de acesso aos dados físicos do município de Miguel Calmon, destacando
hidrografia e uso do solo .................................................................................................. 48
Figura 7.24 - Zoom da barragem de França.............................................................................. 49
Figura 7.25 - Janela dos dados físicos da barragem de França................................................. 50
Figura 7.26 - Janela da Matriz de demandas x disponibilidades da barragem de França ........50
Figura 7.27 - Matriz de recursos hídricos apresentando demandas urbanas ............................ 51
Figura 7.28 - Janela dos cenários criados no sistema e seus valores constituintes................... 52
Figura 7.29 - Janela de criação de um novo cenário ................................................................ 53
Figura 7.30 - Criação do Cenário Atual ................................................................................... 54
Figura 7.31 - Criação do Cenário 1 .......................................................................................... 54
Figura 7.32 - Criação do Cenário 2 .......................................................................................... 55
Figura 7.33 - Janela de edição dos cenários (como exemplo a barragem de Apertado) ..........55
Figura 7.34 - Tela apresentando a rede hídrica utilizada para simulação................................. 56
Figura 7.35 - Janela de ponderação das importâncias relativas dos atributos, critérios e
barragens........................................................................................................................... 57
Figura 7.36 - Janela de especificação das importâncias relativas dos atributos do critério
ambiental .......................................................................................................................... 57
Figura 7.37 - Janela de especificação das importâncias relativas dos critérios........................58
Figura 7.38 - Janela de simulação dos cenários........................................................................ 59
Figura 7.39 - Janela de apresentação dos resultados da simulação dos cenários ..................... 59
Figura 7.40 - Janela de apresentação dos indicadores gerados para os cenários...................... 60
Figura 7.41 - Tela com resultado final da análise multicritério................................................ 61
ii
SUMÁRIO
7 SISTEMA DE APOIO À DECISÃO PARA O GERENCIAMENTO DOS
RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA DO RIO PARAGUAÇU ......................... 1
7.1
Introdução................................................................................................................... 1
7.2
Sistema de Apoio aos Usuários de Água (SAUA) ..................................................... 2
7.2.1
Arquitetura do sistema ....................................................................................... 2
7.2.2
Sistema de informações do SAUA .................................................................... 12
7.2.3
Alocação de água ............................................................................................. 28
7.2.4
Análise multicritério ......................................................................................... 28
7.2.5
Interface............................................................................................................ 40
7.2.6
Estrutura de dados e procedimentos do sistema .............................................. 40
7.3
SAUA da bacia do rio Paraguaçu ............................................................................. 42
7.3.1
Telas de acesso ao SAUA ................................................................................. 43
7.3.2
Sistema de informações existentes e geradas no SAUA ................................... 45
7.3.3
Procedimento de análise multicritério do SAUA .............................................52
7.4
Considerações Finais e Conclusões.......................................................................... 61
REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA...................................................................................... 65
iii
7
7.1
SISTEMA DE APOIO À DECISÃO PARA O GERENCIAMENTO
DOS RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA DO RIO PARAGUAÇU
Introdução
A dinâmica econômica em uma bacia hidrográfica pode alterar suas características
físicas, como por exemplo impermeabilização do solo e desmatamento e potencializar a
demanda pelo uso da água que, principalmente na região semi-árida, leva a grandes conflitos
pelo uso dos recursos hídricos. Esses conflitos tendem a minimizar por meio da alocação
ótima da água, que em outras palavras significa dizer uma melhor distribuição deste recurso,
levando em consideração a disponibilidade hídrica da bacia e seus usos mais preponderantes.
No entanto, esta alocação deve respeitar os princípios culturais e interesses dos usuários da
bacia e ser baseada em informações que variam no espaço e no tempo e estão relacionadas
com suas características naturais.
O sistema de gerenciamento dos recursos hídricos é baseado em um processo complexo,
onde o sistema de apoio a decisão (SAD) apresenta-se como poderosa ferramenta, auxiliando
os gestores na tomada de decisão e permitindo que indivíduos e grupos de diferentes
interesses percebam a relevância de seus resultados. Dentro deste contexto, o presente
capítulo tem como objetivo apresentar informações sobre o desenvolvimento de um SAD, que
neste projeto é denominado de Sistema de Apoio ao Usuário da Água (SAUA), para ser
aplicado ao gerenciamento de recursos hídricos da Bacia do Rio Paraguaçu. Este sistema tem
a função principal de auxiliar o Comitê de bacia na articulação de ações necessárias a
compatibilização do uso, controle e proteção dos recursos hídricos.
O SAUA é uma ferramenta de grande importância, pois facilita a implementação do
planejamento e gerenciamento de recursos hídricos, agrupando um grande número de
informações da bacia hidrográfica, relacionando suas características climatológicas, físicas,
hidrológicas e antrópicas, permitindo a composição e simulação por modelagem hidrológica
de vários cenários com diferentes configurações de alocação da água e classificá-los por meio
da análise multicritério, segundo os interesses de preservação das características ambientais e
desenvolvimento dos seus setores econômico e social, expresso pelo Comitê de bacia,
incorporado pelos usuários, sociedade civil e poder público.
O SAUA atende ainda os princípios da Lei Federal nº. 9.433/97, que menciona o
Comitê de bacia como responsável pelo gerenciamento dos recursos hídricos na bacia
hidrográfica, implementa um sistema de informações sobre recursos hídricos, que é um dos
instrumentos de gestão desses recursos, e descentraliza a obtenção e produção de dados. Na
Bahia, a Lei Estadual nº 6.855/95 não apresenta o Comitê de bacia como um organismo
responsável pelo gerenciamento dos recursos hídricos, apesar de incentivar a sua formação,
estando neste momento em processo de reformulação.
O SAUA foi desenvolvido para o gerenciamento dos recursos hídricos dos principais
reservatórios, existentes ou projetados, da Bacia do Rio Paraguaçu (Baraúnas, Casa Branca,
Apertado, Bandeira de Melo, França, São José do Jacuípe e Pedra do Cavalo). Esse critério de
análise por reservatórios foi adotado porque as demandas pelo uso da água tendem a se
concentrar nos locais de maior oferta hídrica, tendo como conseqüência o aumento da
possibilidade de geração de conflitos. Esta segmentação também facilita a caracterização de
usos, disponibilidades e contribui para a estruturação do gerenciamento das águas.
A interface do SAUA, ou seja, módulo de diálogo entre o sistema e o usuário,
apresenta-se em forma matricial, facilitando a visualização e análise dos resultados obtidos e
1
consequentemente a identificação da solução mais adequada aos objetivos propostos. Com
este intuito, a conceituação e a estruturação da matriz foram feitas, definindo e apresentando
informações consideradas relevantes para o planejamento e o gerenciamento dos recursos
hídricos, como também foram contempladas as informações possíveis de serem geradas com
auxílio de processos de simulação e análises de alternativas.
A Bacia do Rio Paraguaçu, localizada na região centro-leste do Estado da Bahia, foi
escolhida para construir e aplicar o SAUA por apresentar grande diversidade e intensidade de
atividades econômicas com alto nível de degradação, resultando em comprometimento da
disponibilidade hídrica e conflitos pelo uso da água em seus mananciais. Cabe ressaltar, que o
Comitê da Bacia do rio Paraguaçu ainda encontra-se em processo de formação, tornando o
desenvolvimento do sistema um desafio ainda maior, onde algumas dúvidas não podem ser
respondidas de forma imediata. No entanto, as reuniões realizadas para formação da comissão
pró-comité possibilitaram a interação do corpo técnico com grupos de usuários, sociedade
civil e poder público, apresentando vantagens na utilização do programa.
É importante lembrar que, apesar de ter sido desenvolvido para a Bacia do Rio
Paraguaçu, o SAUA tem dentro da sua estrutura de dados parte dos resultados obtidos no
subprojeto Enquadramento de Rio Intermitente - Caso de Estudo Rio Salitre, detalhado e
apresentado no Volume II. Isto se dá pelo fato do SAUA, em futuras versões, ser aplicado a
outras bacias da região semi-árida podendo unir em um único sistema um grande número de
informações, tornando-se um eficiente sistema de tomada de decisões para esta região.
Com o objetivo de descrever todo desenvolvimento e aplicação do SAUA, este capítulo
será apresentado em 4 partes: i) introdução; ii) Sistema de Apoio aos Usuários de Água
(SAUA), onde é descrito todo processo metodológico de desenvolvimento do sistema; iii)
SAUA da bacia do rio Paraguaçu, onde são apresentadas as telas e funções do sistema e iv)
considerações finais e conclusões.
A seguir será apresentado o processo de desenvolvimento e aplicação do sistema de
apoio aos usuários de água para a bacia do rio Paraguaçu.
7.2
7.2.1
Sistema de Apoio aos Usuários de Água (SAUA)
Arquitetura do sistema
A arquitetura básica do SAUA foi definida a partir de cinco elementos: i) especificação
dos componentes conceituais; ii) definição das entidades funcionais; iii) representação da
estrutura do sistema; iv) descrição dos módulos operacionais e v) descrição dos fluxos de
dados entre os módulos operacionais;
Estes elementos são partes de uma especificação inicial de desenvolvimento, enfocando
aspectos que caracterizam os objetivos a serem alcançados, de acordo com a metodologia de
desenvolvimento de sistemas, baseada na análise de objetos. Desta forma, são colocados em
evidência elementos que contribuem para a composição das etapas seguintes, onde são
implementados processos pertinentes à engenharia de sistemas. Os dois principais blocos
constituintes da arquitetura deste sistema são: a estrutura de dados, que organiza todas as
informações necessárias ao processamento e a estrutura de procedimentos, que é composto
por funções e rotinas, com suas interligações.
Essa especificação foi estabelecida como um conjunto de diretivas de desenvolvimento,
que se aplicam, em primeira instância, ao problema do gerenciamento de recursos hídricos,
sendo que seu conteúdo deve ser alterado ao longo do processo de otimização das decisões de
gerenciamento, pois os estudos sobre sistemas de apoio ainda são recentes e a especificação
2
do SAUA é, tão somente, uma contribuição para o desenvolvimento de tecnologias próprias e
adaptadas às condições observadas na região semi-árida.
7.2.1.1 Especificação dos componentes conceituais
A definição dos componentes conceituais foi feita a partir de uma visão mais geral dos
objetos de interesse do sistema, focalizando o gerenciamento de recursos hídricos. Para isto,
foram definidos 4 tipos de componentes: objetos, procedimentos, processos e objetivos,
conforme a Tabela 7.1.
Tabela 7. 1 - Componentes conceituais do sistema
Objetos
bacias, gestor, usuários,
captações, mananciais, poços,
reservatórios, adutoras,
capacidade, quantidade,
qualidade, disponibilidade,
eficiência, preços, datas, setores
Procedimentos
aumento,
diminuição, início,
final, permanência,
transformação,
priorização, criação,
eliminação
Processos
demanda, abastecimento,
irrigação, poluição,
tratamento, reutilização,
transferência,
gerenciamento, alocação,
setorização
Objetivos
ambientais, econômicos,
políticos, tecnológicos,
demográficos, sociais,
hidrológicos,
industriais, comerciais,
estéticos, históricos.
Estes componentes conceituais foram submetidos a um quadro de possíveis cenários
gerados pelas preferências dos usuários, onde foram considerados os aspectos relevantes na
montagem do modelo do sistema. Dentre estes se destacam: i) o balanceamento das demandas
x disponibilidades de acordo com os vários critérios; ii) o acompanhamento das mudanças
naturais e antrópicas; iii) a geração de resultados comparativos e explicativos das
condicionantes do processo e iv) a realimentação das fontes de dados com a transformação de
resultados em novos registros.
7.2.1.2 Definições das entidades funcionais
As entidades funcionais consistem nos principais objetos do sistema e foram definidas
com base nas necessidades de informação relacionada aos requisitos de especificação de um
SAD aplicado ao gerenciamento dos recursos hídricos. As entidades definidas foram:
-
-
-
Bacia hidrográfica - área multidimensional limitada e especificada como escopo
para aplicação do sistema, sobre a qual são feitas buscas e gerações de informações;
Plano Diretor da Bacia - conjunto de informações oficiais e diretrizes para a gestão
dos recursos hídricos;
Usuários do sistema - representam atores ou grupos de atores interessados nos
recursos que serão alocados, pertencentes ao Comitê do Paraguaçu;
Gerenciamento de recursos hídricos - processo de alocação das demandas atuais e
futuras pela distribuição dos recursos hídricos disponíveis e projetados a partir do
balanço demanda x disponibilidade, considerando os diversos aspectos envolvidos
na tomada de decisão;
Gestor - representa o conjunto de usuários responsáveis pela tomada de decisões,
segundo a Lei nº. 9.433/97 é o Comitê de bacia, cujas necessidades básicas são
compilação, estruturação e análise de informações envolvidas na geração de
decisões satisfatórias quanto a sistemas que funcionam baseados em critérios
múltiplos e sujeitos a incertezas, como os recursos hídricos;
Cenários - formados por conjuntos de informações que caracterizam uma
determinada situação, podendo representar o estado atual do sistema, o estado futuro
através de simulações e/ou hipóteses de políticas de gerenciamento;
3
-
-
-
-
Hipóteses - possibilidades de ocorrências. São representadas por expressões do tipo:
“se isto acontecer, o que acontecerá com esse aspecto do sistema?”. No caso do
SAUA, estas hipóteses fazem referência à alocação de água.
Simulações de Cenários - procedimentos com utilização de algoritmos matemáticos
e geração de tendências sobre parâmetros determinados, fornecendo informações
relevantes sobre o comportamento hídrico da bacia;
Avaliação de Cenários - geração de um conjunto de indicadores, que são obtidos a
partir de procedimentos efetuados sobre os dados da base do sistema, conjugados
com dados gerados pelo processo de simulação. Este conjunto de indicadores pode
ser analisado pelo gestor (Comitê de bacia) e constitui-se de uma parte dos dados de
entrada para o processo de análise dos cenários.
Análise dos Cenários - procedimento de comparação entre os indicadores dos
cenários. Esta análise é baseada em uma metodologia multicriterial na determinação
da escolha mais adequada entre as alternativas (cenários) e tem como objetivo obter
eficiência na distribuição de água, onde a melhoria da relação custo-benefício,
avaliada segundo as preferências dadas aos critérios da análise, juntamente com a
sensibilidade às incertezas ambientais, é chave para o processo decisório.
7.2.1.3 Representação da estrutura do sistema
O SAUA é um sistema de informações que pode ser estudado e trabalhado por
intermédio dos seus subsistemas. Neste relatório, o conjunto destes subsistemas, seus
mecanismos de funcionamento, suas estruturas internas e suas inter-relações, constituíram a
forma de representação da estrutura geral do sistema SAUA.
Cabe ressaltar que subsistemas são partes operacionais e especializadas do SAUA,
formados por grupos de operações particulares, efetuadas por um ou mais softwares, sobre um
conjunto de dados de entrada e saída. No SAUA, estes subsistemas foram definidos como:
interface, informação, análise, avaliação e inferência, conforme a Figura 7.1, que apresenta
também as interligações entre os subsistemas.
Figura 7.1 - Subsistemas do SAUA e suas interligações
O subsistema de interface consiste em uma estrutura visual gráfica e intuitiva que
fornece, de maneira simples, o acesso às funções e aos dados do sistema. Suas funções
principais são providas por uma estrutura interativa que estimula o usuário, captura erros e o
guia na operação do sistema. Este subsistema representa a visualização espacial sob diversos
critérios, com acompanhamento de vários processos podendo ser feita por temas específicos,
aplicados a um determinado objeto, como município ou rio.
4
O subsistema de informação forma a base para a tomada de decisão e é o instrumento
essencial para a análise de qualquer alternativa, consistindo em um elemento vital para o
processo de planejamento. A informação é utilizada no processo de tomada de decisão para
minimizar os riscos de forma a maximizar os benefícios. As informações do SAUA foram
organizadas em estruturas expansíveis e adaptáveis, devendo suportar necessidades de
análises e mudanças no planejamento da gerência e podem ser divididas em dois tipos:
existentes e geradas, sendo explicadas no item 7.2.2 Sistema de Informações do SAUA.
O subsistema de avaliação utiliza modelos matemáticos para representação, simulação e
otimização de cenários de tomada de decisão, verificando a aplicabilidade das opções de
gerenciamento na busca do uso adequado dos sistemas de água. Os resultados podem aparecer
em uma escala temporal ou através de índices de confiabilidade do sistema como um todo.
O subsistema de análise utiliza um método multicriterial para comparar indicadores
representativos dos cenários gerados pelos usuários, com base na atribuição da importância
relativa, apresentada no item 7.2.4 Análise Multicritério. A aplicação deste método resulta na
indicação do cenário mais adequado de acordo com as definições dos pesos.
O subsistema de inferência consiste em procedimentos que definem o relacionamento
lógico das operações e informações entre os diversos subsistemas do SAUA. A forma de
representação deste relacionamento define o funcionamento virtual dos outros subsistemas,
comandando as necessidades de trocas de dados e estabelecendo o processo operacional de
acordo com a legislação em vigor, que pode ser formalizado em sentenças programáveis.
Para melhor entendimento, estes subsistemas foram reorganizados em cinco módulos,
onde: os subsistemas de inferência e de análise foram incluídos no módulo de inferência; o de
avaliação que gerou o módulo de modelos; o de informação que é o módulo de base de dados;
o de interface que gerou o módulo de interface e o módulo de geoprocessamento. Os módulos
foram interligados por fluxos de informação, conforme a Figura 7.2 com a estrutura geral do
SAUA.
Figura 7.2 - Estrutura geral dos módulos e fluxos de informações.
A descrição dos módulos operacionais, bem como seus esquemas funcionais estão
descritos no item a seguir e são complementados pelos diagramas UML, que representam a
estrutura interna do sistema sob os seguintes temas: objetos e classes; modos de uso e
atividades. Os diagramas UML para este projeto são apresentados em anexo.
5
7.2.1.4 Descrição dos módulos operacionais
Os módulos operacionais do SAUA são conjuntos de definições e procedimentos que
representam os requerimentos gerais de um sistema do tipo de “apoio à decisão”. As funções
dos módulos operacionais têm suas especificações baseadas na divisão das necessidades de
processamento do sistema como um todo e podem ser melhor entendidas a partir dos
esquemas funcionais que apresentam a forma como estão definidos os blocos de operações
dentro dos módulos. Estes blocos são tratados como entidades lógicas individualizadas e
abertas no sentido da definição de atributos.
Conforme já mencionado, para o SAUA foram estabelecidos cinco módulos
operacionais: o de geoprocessamento, responsável pela visualização das informações
espaciais da bacia; o de inferência, conjunto de procedimentos formais que definem o
relacionamento lógico entre os subsistemas do SAUA; o da base de dados, que consiste em
estruturas de dados inter-relacionadas; o de modelagem, conjunto de procedimentos
necessários à utilização de modelos matemáticos para simulação de situações operacionais
envolvendo diversos aspectos ambientais da bacia; o de interface que é responsável pela
interação do usuário com o SAUA. Estes módulos são descritos com mais detalhes a seguir.
Módulo de geoprocessamento
Este módulo é responsável pela visualização das informações espaciais, podendo
apresentar diversos aspectos da situação atual, dos cenários e das mudanças ocorridas. Nele a
conexão entre imagens temáticas e suas informações associadas é estabelecida, funcionando
como acesso as informações. A Figura 7.3 apresenta o esquema funcional deste módulo.
Figura 7.3 - Esquema funcional do módulo de georreferenciamento
A principal atribuição do módulo de geoprocessamento consiste na exibição de
estruturas espaciais georreferenciadas (shapes) de acordo com as informações requeridas pelo
usuário, propiciando comparação visual dos aspectos físicos e/ou socioeconômicos da bacia.
Este módulo é constituído por quatro blocos lógicos: programação; visualização;
biblioteca de mapas e shapes (temas); e, acesso à base de dados. O primeiro bloco é formado
por rotinas que executam funções gerais de georreferenciamento com base em parâmetros
definidos pelo módulo de inferência, além de ativar as rotinas de acesso às informações
provenientes do módulo da base de dados. O segundo bloco se comporta como um
componente incorporado ao módulo de interface que contém funções pré-definidas para
manipulação de entidades gráficas georreferenciadas. O bloco da biblioteca de mapas e shapes
6
consiste em estruturas gráficas exibidas pelo sistema e sobre as quais serão feitas as operações
de visualização. O último bloco, de acesso à base de dados, interage diretamente com o
módulo de base de dados requisitando e gerando conjuntos de dados, que são então
manipulados de forma a apresentar visualizações de acordo com as necessidades dos cenários
e opções definidas pelos gestores.
Para melhor visualização dos temas, quando se está estudando uma determinada região,
o SAUA provê a facilidade de configuração das suas características, com texturas diversas e
cores de linhas divisórias. Os temas utilizados por esta versão do SAUA são: Divisão
Municipal; Hidrologia; Geologia; Solos; Usos do Solo; Vegetação; Barragens; Postos
Pluviométricos e Postos Fluviométricos.
A rede hídrica, utilizada para simulação do comportamento hídrico de cenários, também
é acessada de forma georreferenciada, sendo que os usuários podem verificar os resultados
das simulações diretamente no mapa da bacia, quando a rede hídrica é exibida.
O módulo de geoprocessamento foi programado em MS Visualbasic 6, sendo sua base
de dados desenvolvida em MS Access 2000 e acessada com o uso de ODBC (Open Data Base
Connectivity) e DAO (Data Aceess Objects), a geração de temas foi feita com uso do ESRI
Arcview 3.2 e a representação espacial em ESRI Map Objects 2.2. Estes softwares foram
selecionados por serem, individualmente, mais adequados para programação de sistemas de
apoio a decisão que manipulam informações de uma bacia do porte do rio Paraguaçu.
Módulo de inferência
O módulo de inferência compõe-se de um conjunto de procedimentos formais que
define como deve ser o relacionamento lógico das operações e informações entre os diversos
subsistemas do SAUA. Além disto, executa as funções de análise multicriterial através de
comparações entre as variantes dos cenários.
Este módulo tem como atribuição integrar-se com outros a partir do gerenciamento das
necessidades de trocas de dados com base em sentenças programáveis, sendo responsável pela
execução de procedimentos de análise multicriterial utilizando índices do sistema e/ou das
informações geradas pelos modelos matemáticos acoplados.
O gerenciador de parâmetros, o conjunto de normas, o conjunto de valores e o
comparador constituem nos blocos lógicos operacionais do módulo de inferência. Estes
blocos são apresentados no esquema funcional, conforme a Figura 7.4.
O gerenciador de parâmetros determina como entram e se direcionam as informações
manipuladas pelo módulo, enquanto o conjunto de normas, que é formado por sentenças
organizadas recursivamente, estabelece o corpo lógico integrado. O conjunto de valores
armazena definições de grupos de variantes do sistema formando referências para operação
geral e o comparador consiste na estrutura hierárquica comparadora que envolve
procedimentos heurísticos de verificação de correspondência, além de efetuar procedimentos
de análise multicriterial sobre informações geradas pelas estruturas matemáticas de simulação
e otimização acopladas ao sistema.
7
Figura 7.4 - Esquema funcional do módulo de inferência
Nesta versão do SAUA, o módulo de inferência é constituído apenas das rotinas
responsáveis pela implementação do procedimento de análise multicriterial (AHP), executado
sobre cenários de demandas e prioridades de atendimento, criados pelos usuários.
O módulo de inferência é programado em linguagem C++, com acesso à base de dados
através de ODBC. Esta linguagem foi selecionada por ter sido projetada para
desenvolvimento de sistemas orientados a objetos e por facilitar o emprego de processos de
análise multicriterial e decisões heurísticas.
Módulo da base de dados
Este módulo consiste em estruturas de dados expansíveis e adaptáveis, totalmente interrelacionadas, devendo suportar as necessidades das análises quantitativas (prioritariamente) e
qualitativas de água, disponibilizando informações de mudanças no planejamento. Este
módulo também gerencia entradas/saídas e ligações entre os bancos de dados e tem a
capacidade de armazenar e disponibilizar informações necessárias à execução das operações
do sistema, garantindo a sua integridade, bem como gerar consultas que formam conjuntos
específicos de informações requisitadas pelos outros módulos e manter as ligações de dados.
A Figura 7.5 apresenta o esquema funcional com os blocos operacionais deste módulo.
Figura 7.5 - Esquema funcional do módulo da base de dados
8
Pela Figura 7.5, observa-se que este módulo é constituído por quatro blocos lógicos:
funcionalidades do usuário, que atende as necessidades de dados dos usuários; procedimentos
de GIS, constituído de consultas à base de dados implementadas de acordo com os requisitos
das informações do módulo geoprocessamento; requerimentos dos modelos, onde estão
definidas as informações que serão disponibilizadas aos modelos matemáticos usados pelo
sistema e; o bloco de banco de dados, representado por tabelas, relacionamentos entre elas e
estruturas de integridade, sendo composto pelo banco principal e os secundários, que
correspondem aos aspectos físico, socioeconômico e hidrológico.
O módulo de bancos de dados foi implementado em MS Access 2000 e o seu acesso se
dá pelo ODBC (Open Data Base Connectivity), no caso de se utilizar a linguagem C++ e
Visual Basic, ou DAO (Data Access Objects), para Visual Basic. Estes softwares foram
selecionados por serem os mais adequados ao porte do sistema.
Módulo de modelagem
O módulo de modelagem é um conjunto de procedimentos necessários à utilização de
modelos matemáticos para simulação de situações operacionais envolvendo diversos aspectos
ambientais da bacia, com ênfase nos aspectos hidrológicos. Estes modelos são requisitados
dependendo da necessidade das análises a serem feitas. Inicialmente o principal modelo do
sistema é o MODSIM, utilizado através do seu módulo executável "SimSis.exe". O esquema
funcional do módulo de modelagem está apresentado na Figura 7.6.
Figura 7.6 - Esquema funcional do módulo de modelagem
Este módulo tem como atribuições: a implementação das ligações com os programas de
modelagem matemática e o gerenciamento da aplicação dos modelos, busca e envio dos dados
necessários e gerados pelos modelos, ao subsistema de informações, sendo composto por
quatro blocos operacionais: conjuntos de modelos a serem aplicados representando as
descrições funcionais, sobre os quais vão ser determinados os procedimentos de análise de
dados; dados requisitados pelos modelos que consiste em um conjunto de indicações
referenciando as informações necessárias juntamente com as estruturas de buscas; resultados
que são formados por conjunto de descrições de tipo de informação gerada pelos modelos,
dados de atualização, integridade e localização destas informações; e, modelos hidrológicos,
que consistem em programas identificados e escolhidos para aplicação no sistema, acoplados
através de chamadas aos próprios programas ou às suas interfaces.
O módulo de modelagem foi implementado através de consultas executadas na base de
dados, procedimentos de interface para geração e leitura de arquivos utilizados pelos modelos,
além de procedimentos de ativação/controle dos modelos.Nesta versão do SAUA, utilizou-se
o modelo MODSIM, sendo seus dados e resultados manipulados por rotinas internas do
sistema, que realizam a operação de simulação de forma transparente para o usuário. A
9
simulação, utilizando o MODSIM pode ser feita tomando como dados de entrada para vazões
afluentes, séries características de anos secos, médios e úmidos.
Módulo de interface
O módulo de interface é responsável pela interação do usuário com o SAUA. Esta
interação acontece através de telas sobrepostas a uma tela principal, onde estão dispostas as
principais funções do sistema, com ênfase na apresentação espacial da bacia e no
georreferenciamento de suas informações.
Este módulo tem como objetivo fornecer ao usuário uma maneira simples e direta de
acesso às funções do sistema, bem como representar de forma gráfica, textual e numérica
aspectos ambientais, econômicos, sociais e técnicos, relevantes para a tarefa de tomada de
decisão. Associado a isto, o módulo de diálogo disponibiliza o acesso a parâmetros de
funcionamento geral e específico do sistema, criando um ambiente operacional dedicado à
otimização da busca de soluções para as necessidades das tarefas de gerenciamento dos
recursos hídricos da bacia de forma a proteger partes do sistema contra acessos indevidos. A
Figura 7.7 apresenta o esquema funcional deste módulo.
Figura 7.7 - Esquema funcional do módulo de interface
Este módulo é composto de seis blocos lógicos: abertura do sistema, que faz a
verificação de integridade geral do SAUA, inicia registro de operações, sinaliza pendências
ou problemas no sistema e executa procedimentos de inicialização; das funcionalidades,
sejam elas das análises, avaliações, políticas e informações, que disponibilizam as funções de
acesso, processamento e apresentação de dados das respectivas operações e o controle de
cenários, que estabelece o cenário atual e identifica outros possíveis, determinando quais
funcionalidades são disponibilizadas.
O módulo de interface foi programado em MS Visualbasic 6, com uso de ODBC para
acesso à base de dados, por serem estes os softwares mais adequados para este tipo de
programação.
10
7.2.1.5 Descrição dos fluxos de dados entre os módulos operacionais
Os fluxos de dados entre os módulos do SAUA são constituídos por trocas de conjuntos
de dados ou instruções de comando, que são passadas de um módulo para outro com o
objetivo de realizar determinadas tarefas. Estes fluxos ocorrem em dupla direção, de acordo
com as necessidades dos módulos.
Os fluxos de dados foram agrupados pelos módulos para os quais estão associados. Os
fluxos de dados F1, F2, F3 e F4 dizem respeito às funções da interface do sistema. Os fluxos
F1, F5 e F7 realizam atribuições do módulo de geoprocessamento. Os fluxos F2, F8 e F9
estão associados aos procedimentos de modelagem, os fluxos F4, F6, F7 e F9 executam
tarefas de acesso à base de dados e os fluxos F3, F5, F6 e F8 processam informações do
módulo de inferência.
O fluxo F1 ocorre quando o usuário acessa espacialmente informações geradas pela
aplicação dos modelos ou deduzidas pelo módulo de inferência ou ainda fornecidas pelo
próprio usuário. As funções ativadas por este fluxo são aplicadas diretamente no software SIG
do módulo de geoprocessamento, que obedece às configurações definidas pelo usuário em
seus cenários. Como principais informações deste fluxo tem-se: comandos de acesso ao
software SIG, parâmetros de configuração do software SIG, imagens georreferenciadas em
formatos 2D e 3D e o acompanhamento das alterações em imagens causadas pelas alterações
em circunstâncias condicionantes dos cenários.
O fluxo F2 também faz parte da interface do usuário e é ativado quando se verifica e/ou
se altera diretamente conjuntos de parâmetros dos modelos. As principais informações deste
fluxo referem-se aos parâmetros de configuração dos modelos, à escolha de dados de entrada
e aos controles de acesso/visualização dos resultados dos modelos.
O fluxo F3 é ativado quando o usuário verifica e altera as diretrizes definidas na política
de gerenciamento do usuário e verifica as conclusões lógicas da aplicação da política,
recebendo sugestões, análises de consistência entre informações do sistema e do usuário. As
principais informações deste fluxo dizem respeito às instruções de composição da política de
gerenciamento, aos resultados de análises e simulações a respeito da situação do sistema
como um todo e aos comandos de controle de simulações.
O fluxo F4 acontece quando o usuário verifica e altera organizadamente informações e a
estrutura da base de dados, exporta, importa dados, realiza consultas, gera relatórios. As
principais informações deste fluxo são: comandos de acesso à base de dados, resultados de
consultas, grupos de dados formatados em relatórios e controles de visualização.
O fluxo de dados F5 é ativado quando o módulo de geoprocessamento gera resultados
da aplicação georreferenciada dos parâmetros dos cenários com constatações poligonais de
interesse. Estas constatações são cruzadas com outros conjuntos de dados para verificação da
integridade do sistema. As principais informações deste fluxo consistem nos parâmetros de
configuração do software GIS, nos resultados de consultas espacializadas e nos conjuntos de
dados adicionais.
No caso do fluxo de informação F6, o módulo de inferência consulta e altera
informações na base de dados, define a aplicabilidade de conjuntos de dados de acordo com a
política definida pelo usuário. Suas principais informações dizem respeito às instruções de
gerenciamento da base de dados, aos resultados de consultas específicas e aos conjuntos de
dados específicos dos cenários e das políticas de gerenciamento.
No fluxo F7, o módulo de geoprocessamento busca e coloca conjuntos de informações
na base de dados, mantendo a integridade entre o georreferenciamento, os dados textuais dos
11
cenários e de seus processos de análise. Principais informações deste fluxo: conjuntos de
dados georreferenciados, caracterização dos cenários em estudo, resultados de consultas
poligonais em temas apresentados, séries temporais para visualização de mudanças.
No fluxo F8, o módulo de inferência define parâmetros para os modelos, analisa a
coerência dos resultados e constrói constatações a partir da combinação destes resultados. As
principais informações deste fluxo são: instruções e comandos para a escolha dos modelos e
dos dados a serem usados por estes modelos, conjuntos filtrados de informações resultantes da
aplicação dos modelos.
O fluxo F9 acontece quando a base de dados fornece parâmetros para os modelos e
recebe os resultados da aplicação destes, mantém todas as informações a serem usadas pelos
modelos, bem como seus resultados. As principais informações deste fluxo são: parâmetros e
dados para avaliação pelos modelos, resultados da aplicação dos modelos, informações sobre
inconsistências, regras de aplicabilidade dos modelos.
7.2.2
Sistema de informações do SAUA
A base de informação é a fundação de qualquer procedimento organizacional. A partir
do seu conteúdo são definidas as capacidades do sistema de informações, o qual a tornará
utilizável.
Na determinação da melhor estrutura para uma base de informações é necessária a
definição de suas unidades básicas de relacionamento. No caso aqui abordado, a unidade
principal é a bacia hidrográfica, a partir dela são especificadas unidades de acesso aos
diversos conjuntos de dados associados aos aspectos socioeconômicos, geo-ambientais e
hidrológicos.
O sistema de informação, como tratado neste projeto, é do tipo SIG (Sistema de
Informações Georreferenciadas), isto significa que as informações trabalhadas pelo sistema
estão associadas a posições geográficas identificadas em temas como: divisão municipal,
geologia, vegetação e outros. Um sistema desse tipo facilita ao usuário a ligação das
informações a aspectos concretos do mundo espacial que representa a região em estudo, bem
como o monitoramento do estado dos recursos hídricos, avaliando cenários atuais e futuros.
As informações que estabelecem a dependência entre demanda hídrica e realidade
sócio-econômica são constituídas de dados secundários com respeito aos municípios que
compõe a bacia. Estes parâmetros podem direcionar o uso da água bem como priorizar ações
de gestão na bacia.
As informações existentes estão estruturadas em quatro bancos de dados secundários e
um banco principal, o qual vincula todos os outros bancos e mantém os dados das análises. Os
bancos secundários são: geo-ambiental; socioeconômico; hidrológico e; dados do modelo
MODSIM. As informações destes bancos se conectam, sendo processadas a nível pontual ou
espacial. A nível pontual, encontram-se barramentos, postos pluviométricos e fluviométricos e
a nível espacial, encontram-se municípios, tipos de solos, vegetação, entre outros. O
cruzamento destas informações é efetuado com o aplicativo de geoprocessamento.
Estes dados foram obtidos em fontes secundárias, sendo elaborada uma revisão e
consolidação dos diagnósticos físico e socioeconômico da bacia do Paraguaçu com o objetivo
de desenvolver e testar o sistema a partir do preenchimento de matrizes.
A seguir são descritas as informações existentes no banco de dados do sistema e as
informações possíveis de serem geradas através destas.
12
7.2.2.1 Informações existentes no SAUA
Aspectos socioeconômicos
A caracterização socioeconômica foi apresentada no Capítulo 4 identificando elementos
demográficos, econômicos e sociais, de forma a fornecer, como indicadores as demandas
consuntivas e as não consuntivas. Estas informações foram inseridas no banco de dados
socioeconômicos do sistema, conforme a Tabela 7.2, consistindo na base para diversas
análises.
Tabela 7. 2 - Banco de dados socioeconômicos
Informação
Humano
Animal
Agricultura
Temas
População urbana e rural total dos municípios
População urbana e rural abastecida pelas barragens
Consumo per capita
Taxas de crescimento
Densidade demográfica
IDS x IDE
Saneamento
População animal
População animal abastecida pelas barragens
Consumo per capita
Taxas de crescimento
Cultura
Área irrigada
Área com potencial de irrigação
Fonte
IBGE
Projetos Executivos de Barragens
EMBASA
IBGE
IBGE
SEI
IBGE
IBGE
Projetos Executivos de Barragens
EMBASA
IBGE
IBGE
Projetos Executivos de Barragens
Relatórios de Barragens
Aspectos físicos
A caracterização física ou geo-ambiental foi apresentada no Capítulo 4 abordando os
estudos climáticos, de vegetação, de solos, usos do solo, geológicos e hidrogeológico. Nestes
estudos foram obtidas a caracterização e a distribuição espacial dos tipos litológicos,
identificação e caracterização dos tipos de solos; avaliação do equilíbrio dos recursos hídricos
e de macrozoneamento das águas subterrâneas. Estas informações foram inseridas no banco
de dados dos aspectos físicos ou geo-ambientais e estão apresentadas na Tabela 7.3.
As informações geo-ambientais foram processadas num sistema de informações
geográficas composto por dados cartográficos e temáticos e tabelas com dados descritivos.
Este sistema tem aplicações que permitem a digitalização, gestão, manipulação, análise,
modelação e visualização de dados georreferenciados possibilitando a constante atualização
dos dados inseridos.
Tabela 7. 3 - Banco de dados dos aspectos físicos ou geo-ambientais
Informação
Área dos municípios
Área dos municípios inseridos na bacia
Clima
Vegetação
Solos
Usos do solo
Geologia
Hidrogeologia
Fonte
IBGE
Plano Diretor
ANA
DDF
EMBRAPA
SEI
CBPM
IBGE
No estudo climatológico, os temas abordados foram: tipo climático, temperatura,
umidade, evaporação e insolação. Estes fatores interferem direta ou indiretamente na
determinação da disponibilidade hídrica da região.
13
Aspectos hidrológicos
As informações referentes aos aspectos hidrológicos estão apresentadas na Tabela 7.4
juntamente com a sua fonte.
Tabela 7. 4 - Banco de dados hidrológicos
Informação
Dados pluviométricos
Dados fluviométricos
Estações climatológicas
Curso d´água
Dados de Barragens
Fonte
ANA
ANA
SEI
ANA
Projetos Executivos
No inventário das estações pluviométricas e fluviométricas foram inseridas todas as
informações que descrevem o posto, como a bacia, o rio, o município, a localização e o
acesso, bem como a sua área de influência. As informações referentes às barragens são
apresentadas a nível pontual, onde são abordadas suas características como os níveis
operacionais máximo e mínimo, a função cota x área x volume, os volumes máximo e mínimo
e as vazões regularizadas.
Os dados hidrológicos foram inseridos no sistema já consistidos. A análise e a
consistência dos dados pluviométricos foram realizadas utilizando a metodologia de dupla
massa e tendo como objetivo complementar as séries de dados das estações que
apresentassem alguma lacuna. Esta metodologia é baseada em processos iterativos de ajuste
de uma curva dupla acumulada, obtida pela soma dos valores acumulados, onde os ajustes são
realizados de acordo com parâmetros de calibragem e de correlação. O preenchimento de
falhas foi executado a nível mensal, a partir das médias de longo período dos totais mensais
do próprio posto analisado. Para o conjunto de postos pluviométricos foi realizada uma
análise local considerando o raio de influência entre os postos e características topográficas,
como altitude dos postos (DNAEE, 1994). A seleção dos postos principais foi realizada a
partir da proximidade dos reservatórios estudados.
O preenchimento das falhas das estações fluviométricas foi realizado a partir do teste de
continuidade e correlação de áreas com postos próximos quando se verificava a
homogeneidade do comportamento hidrológico entre as séries (SANTOS et al., 2001). Em
função da inexistência ou insuficiência de registro fluviométrico nos pontos estudados foram
utilizadas duas metodologias para gerar as vazões médias mensais nos eixos das barragens: (i)
correlação de áreas de drenagem e (ii) aplicação de modelo de simulação hidrológica, que
neste estudo foi selecionado o "MODHAC" – Modelo Hidrológico Auto-Calibrável,
desenvolvido pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas – IPH / UFRG (LANNA e
SCHWARZBACH, 1989). A escolha das metodologias seguiu, sempre que possível, os
estudos apresentados nos projetos executivos das barragens em estudo.
Os estudos hidrológicos foram desenvolvidos com o objetivo de determinar as
disponibilidades hídricas e caracterização hidrológica dos reservatórios existentes e a serem
construídos na bacia hidrográfica. Cabe ressaltar que estes estudos tiveram como base as
informações retiradas dos relatórios de cada barragem, que serão descritos a seguir.
14
7.2.2.2 Informações geradas no SAUA
Matriz Demanda x Disponibilidade de Projeto
A matriz de demanda x disponibilidade de projeto tem como principal função realizar e
apresentar o balanço hídrico a curto, médio e longo prazo dos lagos das barragens estudadas e
utilizadas (Baraúnas; Casa Branca; Apertado; Bandeira de Melo; França; São José do Jacuípe
e Pedra do Cavalo) para o desenvolvimento do sistema, sendo de grande importância para
tomada de decisões no processo de gerenciamento dos recursos hídricos, na bacia de estudo.
Nesta matriz apresentam-se demandas, disponibilidades hídricas e conseqüentemente o seu
balanço hídrico, cujos dados referem-se aos citados nos projetos executivo, de viabilidade e
de demandas das barragens, cedidos pelos órgãos responsáveis pela sua elaboração e
operação. Todas estas informações, retiradas dos relatórios de cada barragem foram inseridas
no banco de dados do SAUA e utilizadas para construção da matriz demanda x
disponibilidade de projeto das barragens.
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Baraúnas: dados obtidos do relatório Estudos de Demanda da Barragem de
Baraúnas, realizada pela Superintendência de Recursos Hídricos - SRH, atualmente
em processo de revisão. Este relatório dá procedimento aos estudos contidos no
relatório Estudo para Otimização do Projeto da Barragem de Baraúnas.
Casa Branca: dados apresentados no Estudo de Viabilidade da Barragem de Casa
Branca, Tomo I – Relatório dos Estudos Básicos, julho de 2002, realizado pela
SRH, atualmente em fase de elaboração.
Apertado: dados obtidos no relatório Elaboração de Projeto Executivo da Barragem
de Apertado e suas Obras Complementares, Volume I – Relatório do Projeto, Tomo
B.1 – Concepção e Estudos Básicos, março/1996, elaborados pela CERB.
Bandeira de Mello: dados apresentados no Estudo de Viabilidade de Barragem em
uma Área do Médio Paraguaçu, Relatório de Estudos Básicos, Volume I, Tomo I,
fev/2000, elaborados pela CERB.
França e São José do Jacuípe: dados apresentados no relatório Estudo de Demandas
das Barragens de França e Jacuípe, 2003, em desenvolvimento pela SRH. Estes
dados correspondem aos mais atuais, portanto em fase de aperfeiçoamento.
Pedra do Cavalo: dados de demanda apresentados são os únicos que correspondem
aos medidos pela empresa que a opera (EMBASA - unidade OMPB - Barragem),
não sendo portanto dados secundários. Dados obtidos dia 10 de abril de 2003.
As demandas estudadas foram divididas em atuais, ano 2002, e futuras, anos 2007, 2012
e 2022, caracterizadas como curto, médio e longo prazo, respectivamente. Os dados retirados
destes relatórios correspondem aos relacionados às demandas de projeto (humana, animal e
irrigação - únicos setores abastecidos pelas barragens em estudo). As demandas ecológicas
foram retiradas da avaliação da disponibilidade hídrica da bacia. Os estudos apresentam como
demanda atual para setor agrícola, aquelas correspondentes às áreas irrigadas no ano de
elaboração dos relatórios, e demandas futuras como sendo as das áreas potenciais para
irrigação. Como este tipo de estudo não relaciona a demanda com os respectivos anos de
acontecimento, considerou-se como demanda atual e curto prazo aquelas apresentadas nos
relatórios como sendo as das áreas irrigadas no ano de projeto, e a médio e longo prazo com
as áreas potencialmente irrigáveis.
15
É de grande relevância salientar que:
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este estudo de demanda consiste na obtenção de dados preliminares que subsidiam a
elaboração da Matriz de Recursos Hídricos da Bacia do Rio Paraguaçu;
as demandas apresentadas para as barragens de Baraúnas, São José do Jacuípe e
França ainda não correspondem a dados oficiais, pois, ainda encontram-se em fase
de execução e ou revisão;
as demandas apresentadas nos relatórios das barragens de Baraúnas e Bandeira de
Melo são as máximas diárias, enquanto que as demais são as médias diárias;
as demandas atuais são consideradas consistentes para os reservatórios de São José
do Jacuípe e França, por ter seus dados retirados de relatórios elaborados através de
dados primários, e Pedra do Cavalo por ter seus dados cedidos pela empresa
operadora da barragem. As demais demandas foram estimadas a partir dos estudos
populacionais e consumos “per capita” apresentados nos projetos executivos;
para a barragem de Pedra do Cavalo, foram fornecidos até o momento pela empresa
operadora dos dados de vazões atuais, ficando pendente as demandas futuras que
serão calculadas para outras versões de aperfeiçoamento do sistema e
para as demais barragens, as demandas futuras foram estimadas nas projeções
populacionais dos projetos executivos, sendo a de irrigação a mais crítica.
Quanto aos estudos apresentados nos projetos das barragens, os relatórios específicos
demonstram que, de maneira geral, as demandas para consumo humano e animal foram
calculadas seguindo os métodos padrões para estudos deste tipo. As projeções populacionais
foram obtidas através de processos estatísticos que mais se adequaram a cada região, através
de dados de órgãos como IBGE e FNS obteve-se as populações de referência para as
projeções e taxas de crescimento. Os consumos “per capita” apresentados foram os indicados
pelas empresas de abastecimento de água do Estado, EMBASA e CERB, segundo o grau de
urbanização das cidades e comunidades rurais e porte do animal.
Após estudos e análises dos relatórios dos projetos executivos das barragens, obteve-se
os resultados das demandas atuais, curto, médio e longo prazo, conforme as Tabelas de 5 a 8.
Tabela 7. 5 - Demandas atuais para os reservatórios em estudo - 2002
Barragens
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Abastecimento humano
zona urbana
zona rural
38,51
22,89
0,74
6,20
57,31
35,82
60,55
11,42
256,10
50,25
7.983,60
-
Dessedentação
animal
4,52
46,41
21,33
61,76
-
Irrigação
TOTAL
95,40
809,26
1.805,44
571,05
962,65
436,17
-
161,32
810,00
1.811,64
710,59
1.055,95
804,28
7.983,60
Tabela 7. 6 - Demandas futuras a curto prazo para os reservatórios em estudo - 2007
Barragens
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Abastecimento humano
zona urbana
zona rural
44,42
24,06
0,84
7,54
68,90
37,29
66,00
12,38
283,76
54,46
-
Dessedentação
animal
4,64
46,41
21,33
61,76
-
Irrigação
95,40
809,26
1.805,44
571,05
962,65
436,17
-
TOTAL
168.52
810.10
1.812.98
723.65
1.062.36
836.15
-
16
Tabela 7. 7 - Demandas futuras a médio prazo para os reservatórios em estudo - 2012
Barragens
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Abastecimento humano
zona urbana
zona rural
61,06
25,28
0,96
9,18
82,16
38,86
71,93
13,42
300,08
57,15
-
Dessedentação
animal
4,75
46,41
21,33
61,76
-
Irrigação
TOTAL
1.070,40
809,26
7.638,40
29.578,77
962,65
1.036,04
-
1.161.49
810.22
7.647.58
29.746.20
1.069.33
1.455.03
-
Tabela 7. 8 - Demandas futuras a longo prazo para os reservatórios em estudo - 2022
Barragens
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Abastecimento humano
zona urbana
zona rural
73,46
27,93
1,26
13,59
114,34
42,36
86,23
15,76
377,08
69,30
-
Dessedentação
animal
5,00
46,41
21,33
61,76
-
Irrigação
TOTAL
1.070,40
809,26
7.638,40
29.578,77
962,65
1.036,04
-
1.176.79
810.52
7.651.99
29.781.88
1.085.97
1.544.18
-
Verifica-se que nas barragens de Baraúnas, Casa Branca, Apertado, Bandeira de Melo,
França e São José do Jacuípe as demandas para irrigação são as mais expressivas, o restante
distribuí-se entre consumo humano, demanda ecológica e dessedentação animal, sendo este
último o de menor expressão. A longo prazo, estima-se que a vazão para irrigação terá um
grande aumento em relação aos demais setores, isto acontecerá caso as áreas potencialmente
irrigáveis venha a ser realmente irrigadas.
A distribuição das demandas pode ser facilmente explicada. As barragens de Casa
Branca e Apertado estão localizadas no trecho do Alto Paraguaçu, região caracterizada como
uma das menos populosas do Estado e também menos urbanizada. A densidade populacional
é de 10,8 hab/km2, o que indica claramente um grande vazio populacional em vários pontos.
Em relação ao consumo humano, estas barragens atenderão apenas a sede de Mucugê e
algumas pequenas comunidades próximas ao seu lago. Quanto as barragens de São José do
Jacuípe, França e Bandeira de Mello, estas estão localizadas no trecho do Baixo e Médio
Paraguaçu, uma área densamente ocupada com 32,94 hab/km2, superior a média do Estado de
20 hab/km2. As três barragens abastecerão mais de 60 comunidades, entres sedes e pequenas
localidades. Esta área da bacia também apresenta uma diversificação na atividade agrícola em
todos os seus 59 municípios, que junto com a pecuária representa uma das principais
atividades econômicas da região.
A barragem de Bandeira de Melo, localizada no trecho de Médio e Baixo Paraguaçu,
está próxima a grandes perímetros irrigados como Flamengo, Caldeirão, Piranhas, Canabrava,
Canto do Gado, Colônia do Incra e Moreno. Na Barragem de Pedra do Cavalo, as demandas
para consumo humano são as mais significativas, sendo as demandas para irrigação
desprezíveis. Futuramente, a barragem atenderá também uma demanda para geração de
energia elétrica, no entanto, o valor da demanda para este fim ainda não está definido.
A disponibilidade, estimada para determinar o balanço hídrico, foi estabelecida como a
vazão regularizada da barragem, não sendo, portanto um elemento gerado pelo sistema. No
entanto, este gera uma disponibilidade que corresponde à quantidade de água existente na
bacia e que pode ser utilizada para atender as necessidades hídricas no eixo da barragem,
definindo as vazões médias mensais, a partir de duas metodologias: (i) correlação de áreas de
17
drenagem ou (ii) aplicação de modelos de simulação hidrológica, seguindo os estudos
apresentados nos projetos executivos das barragens. As vazões médias mensais para o eixo da
barragem servem de base para o cálculo da curva de permanência, a Q90% e vazão ecológica.
Estes estudos tiveram como base dados de estações climatológicas, pluviométricas e
fluviométricas. A fonte dos dados referentes a clima foi desenvolvido pela SEI (1999), já os
dados pluviométricos e fluviométricos foram obtidos a partir do sistema de informações
hidrológicas da Agência Nacional de Águas (ANA), cujos arquivos estão disponíveis na
internet no site http://hidroweb.aneel.gov.br/HidroWeb.asp.
Os reservatórios existentes na bacia do rio Paraguaçu, considerados neste estudo,
possuem armazenamento superior a 50 hm³. Estes reservatórios são: Apertado (204,11 hm³),
França (59 hm³), São José do Jacuípe (355 hm³) e Pedra do Cavalo (5.330 hm³). Quanto aos
projetados destacam-se aqueles com capacidade de armazenamento superior a 20 hm³ que são
os de Baraúnas (39 hm³), de Casa Branca (22,37 hm³) e de Bandeira de Melo (318 hm³).
A metodologia de cálculo da vazão ecológica seguiu recomendação da legislação
estadual de recursos hídricos do Estado da Bahia (BAHIA, 1997), tendo-se adotado o valor de
20% da vazão com permanência de 90% (20% Q90%), que relaciona a vazão ou nível d´água
de um rio com probabilidade de ocorrerem valores iguais ou superiores, sendo calculada para
as vazões médias mensais simuladas para o eixo da barragem.
Para caracterização pluviométrica da bacia foram identificadas 131 estações, sendo que
estas estações estão localizadas na área da bacia e nas proximidades. Foram cinco postos
selecionados para análise. Para os reservatórios de Baraúnas, Casa Branca e Apertado o posto
pluviométrico representativo da região foi o posto de Andaraí, cujo código é 01241008. O
posto pluviométrico de Itaetê (01240012) se mostrou representativo para o reservatório de
Bandeira de Melo e os postos França (01140010) e Gavião II (01139022), para os
reservatórios de França e São José do Jacuípe, respectivamente. No reservatório de Pedra do
Cavalo foi utilizado o posto pluviométrico do lago da barragem.
A partir do inventário de estações fluviométricas da Agência Nacional de Água – ANA,
foram identificadas 30 estações que se localizam ao longo da calha do rio Paraguaçu e de seus
principais afluentes. Para o reservatório de Baraúnas o posto fluviométrico representativo foi
o de Cocho dos Malheiros (51135000), no Rio Cochó. O posto de Andaraí (51120000) se
mostrou mais representativo para os reservatórios de Casa Branca e Apertado, sendo
preenchido por correlação de área com o posto de código 51190000. Para o reservatório de
Bandeira de Melo, o posto selecionado foi o de Iaçu (51280000), preenchido por correlação
de área com o posto 51240000. Os postos de França (51410000) e Gavião II (51430000)
foram os mais representativos para os reservatórios de França e São José do Jacuípe,
respectivamente, onde um posto preenchia o outro a partir da correlação de área. Para o
reservatório de Pedra do Cavalo, o posto utilizado foi o de mesmo nome, cujo código é
51999100, de responsabilidade da EMBASA.
Foram consideradas as características pluviométrica e fluviométrica, identificando as
vazões características médias mensais e as ecológicas, para um período em comum de 18 anos
consecutivos, compreendido entre 1973 a 1990. A partir deste período foram determinadas as
vazões características médias mensais dos barramentos e as vazões ecológicas. O estudo
completo encontra-se em Anexo.
As características fluviométricas no eixo das barragens representadas pelas vazões
mínimas, médias e máximas são apresentadas na Tabela 7.9.
18
Tabela 7. 9 - Vazões afluentes média, mínima e máxima no eixo da barragem
Reservatório
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Vazão média (m³/s)
0,87
1,18
9,98
61,2
2,5
3,27
105,20
Vazão mínima (m³/s)
0,19
0,08
0,70
5,10
0,00
0,00
4,60
Vazão máxima (m³/s)
6,98
5,93
49,60
444,20
28,8
142,5
1.860,00
Uma das conclusões foi que os dados obtidos da vazão mínima no eixo do reservatório
de Pedra do Cavalo foram inferiores aos encontrados no eixo do reservatório de Bandeira de
Melo. Essa situação deve-se a uma seca intensa ocorrida no ano de 1998, quando as vazões a
partir de Itaetê foram gradativamente consumidas pelas diversas captações de água para
irrigação, sem ocorrer a contribuição de vazão no trecho até Pedra do Cavalo (EMBASA, sd).
A vazão ecológica ou vazão mínima a ser restituída ao rio foi 20% da vazão com 90%
de permanência (Q90%). A curva de permanência foi calculada para as vazões médias mensais
afluentes aos eixos das barragens estudadas para um período de 18 anos, com início em 1973
e término em 1990, período comum aos dados hidrológicos existentes na bacia. A Tabela 7.10
apresenta as vazões mínimas que escoam para jusante, por descarga de fundo ou por qualquer
outro dispositivo que não inclua bombas de recalque para o eixo de cada reservatório.
Tabela 7. 10 - Vazões mínimas remanescentes mensais no período de 1973 - 1990
Reservatório
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Vazão mínima (m³/s)
0,04
0,04
0,33
2,18
0,02
0,00
2,40
A Tabela 7.11 apresenta um resumo dos resultados obtidos com este estudo da
caracterização hidrológica dos reservatórios existentes e a serem construídos na bacia do rio
Paraguaçu. O período inicialmente analisado foi de 1973 a 1990, que compreende o período
comum a todos os reservatórios.
Tabela 7. 11 - Resumo das características dos reservatórios
Mucugê
Mucugê
Itaetê
Piritiba
139,40
21,37
22,37
1,00
1.166,00
108,69
204,11
10,87
17.047,20
121,68
318,00
15,30
1.910,00
24,19
59,00
1,20
São José do
Jacuípe
Jacuípe
São José do
Jacuípe
4.584,00
216,00
355,00
7,50
0,81
8,90
18,18
0,40
2,20
67,00*
0,04
0,33
2,18
0,02
0,00
2,46
Rio
Casa
Apertado
Branca
Cochó Catorzinho Paraguaçu
Município
Seabra
Nome do
reservatório
Baraúnas
Área
km²
1.624,00
útil
39,00
Volumes (hm³) máximo
mínimo 2,85
Vazão regularizada
1,21
m³/s (90% garantia)
Vazão ecológica m³/s
0,04
Bandeira de
Melo
Paraguaçu
Jacuípe
França
Pedra do
Cavalo
Paraguaçu
Cachoeira /
São Félix
52.881,29
49.68,99
5.330,00
2.985,00
* com garantia de 100% de permanência
19
O balanço hídrico - demanda x disponibilidade tem como objetivo verificar a
possibilidade de existência de conflitos de uso da água entre usuários do lago das barragens,
permitindo a tomada de decisões e formulação de cenários segundo os usos preponderantes e
interesses locais. O balanço foi feito com os dados estudados e apresentados anteriormente,
sendo realizado para um cenário atual e três cenários futuros. O cenário atual corresponde ao
ano de 2002 e os cenários futuros aos anos de 2007 (curto prazo), 2012 (médio prazo) e 2022
(longo prazo). Deve-se salientar que as disponibilidades hídricas das barragens correspondem
àquelas referentes ao seu volume útil, compreendido entre volume máximo e mínimo de
acumulação e as demandas consuntivas observadas nas barragens e as não consuntivas. Esses
dados também foram utilizados para construir a Matriz de demanda x disponibilidade da
bacia, um sistema de informações que apresenta valores de demanda retirados do lago de cada
barragem, a suas disponibilidades hídricas e o seu balanço, como será mostrado adiante.
As Tabelas 7.12 e 7.13 apresentam um resumo dos totais demandados e
disponibilidades hídricas das barragens em estudo obtidas através da Matriz do Balanço
Demanda x Disponibilidades das Barragens da Bacia do Rio Paraguaçu. Cabe ressaltar que na
demanda total de cada barragem, além das apresentadas nas Tabelas 7.5 a 7.8, foram incluídas
as vazões mínimas remanescentes ou ecológicas da Tabela 7.10.
Tabela 7. 12 - Resumo das demandas e disponibilidades das barragens em estudo
Barragem
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Demanda média (l/s)
Atual
Curto Prazo Médio Prazo Longo Prazo
(2002)
(2007)
(2012)
(2022)
201,32
208,52
1.201,49
1.216,79
850,00
850,10
850,22
850,52
2.141,64
2.142,98
7.977,58
7.981,99
2.890,59
2.903,65
31.926,20
31.961,88
1.075,95
1.082,36
1.089,33
1.105,97
804,28
836,15
1.455,03
1.544,18
10.383,60
-
Disponibilidade (l/s)
90%
100%
1.210,00
810,00
8.900,00
18.180,00
400,00
2.200,00
-
67.000,00
Tabela 7. 13 - Relação Demanda x Disponibilidade
Barragem
Baraúnas
Casa Branca
Apertado
Bandeira de Melo
França
São José do Jacuípe
Pedra do Cavalo
Atual (2002)
16,64
104,94
24,06
15,90
268,99
36,56
15,50
Demanda / Disponibilidade (%)
Curto Prazo (2007) Médio Prazo (2012) Longo Prazo (2022)
17,23
99,30
100,56
104,95
104,97
105,00
24,08
89,64
89,69
15,97
175,61
175,81
270,59
272,33
276,49
38,01
66,14
70,19
-
Os resultados indicam um alto comprometimento das demandas para as barragens de
França e Casa Branca, cujas capacidades de atendimento já se encontram esgotadas caso essas
barragens venham a satisfazer todas as demandas solicitadas. A barragem de Bandeira de
Melo apresenta sua disponibilidade superada a partir do ano de 2012 (médio prazo). No
entanto, isto só acontecerá caso as áreas com potenciais de irrigação venham a ser utilizadas.
A Figura 7.8 apresenta um fluxograma, onde é possível observar a seqüência em que os
dados para geração da matriz demanda x disponibilidade de projeto são computados,
determinando o balanço hídrico. É importante enfatizar que esta matriz apresenta um processo
de consulta permitindo ao usuário consultar as informações dos municípios. Os dados que
podem ser consultados estão listados na Figura 7.9.
20
Figura 7.8 - Fluxograma das informações da Matriz de Recursos Hídricos.
21
Figura 7.9 - Estrutura de consultas das informações existentes e geradas pelo SAUA
22
Comportamento da Rede Fluxo
Conforme mencionados no Capítulo 3, vários modelos computacionais de
gerenciamento dos recursos hídricos foram identificados e parcialmente avaliados, sendo a
utilização de modelos de rede de fluxo considerada a mais positiva, pois conseguem
representar o sistema a partir de uma rede formada por “nós” e “arcos”. Dentre estes modelos,
selecionou-se o MODSIM para ser aplicado na bacia do rio Paraguaçu, por ser versátil, bem
documentado e testado em diversas situações. Este modelo simula e otimiza uma rede de
fluxo de volumes armazenados em reservatórios e sua distribuição para as demandas prédefinidas quanto à quantidade de água necessária e prioridade de atendimento, identificando o
cenário que faz uma alocação mais otimizada da água e fornece subsídios para gerar planos
operacionais. Sua aplicação é realizada através da atribuição das prioridades em pontos de
cálculo e dos custos ou prêmios para indicar ou bloquear o caminho da água pelo sistema.
O SAUA utiliza o “núcleo” funcional do MODSIM (SimSis), através de uma interface
própria, projetada para atender especificadamente as necessidades do estudo. Os dados de
trabalho do modelo são mantidos em um banco de dados próprio vinculado ao banco de dados
principal do sistema.
Para simulação e verificação do comportamento da rede hídrica, é necessária a
elaboração dos cenários, que são compostos por um conjunto de informações indispensáveis
para realização do processo de simulação da rede de fluxo do MODSIM. Estas informações
dividem-se em: demandas solicitadas pelos usuários, especificadas por barragem e por setores
abastecidos (consumo humano urbano, consumo humano rural, irrigação, industria e
ecológico); prioridades de atendimento das barragens e das demandas. Estas prioridades
variam numericamente de 1 a 99, sendo que a menor e maior prioridade correspondem ao
maior e menor valor numérico respectivamente.
Cabe ressaltar que a demanda ecológica sempre terá prioridade sobre as demais durante
o processo de elaboração dos cenários, garantindo a vazão mínima necessária para a
manutenção da vida aquática, tendo portanto sempre prioridade 1.
Além dos cenários elaborados, existem ainda os cenários atuais e de projeto que podem
ser tomados como base para a elaboração de novos cenários. Os dados desses cenários são
carregados diretamente do sistema de informação do SAUA, não podendo ser alterados pelos
usuários. Nesta primeira versão do sistema, considerou-se como cenário atual aquele previsto
nos projetos executivos das barragens para o ano em curso.
Para a aplicação do modelo de rede de fluxo na bacia do rio Paraguaçu, foi construído o
sistema de recursos hídricos representado como uma rede de fluxo composto de sete
reservatórios (Casa Branca, Apertado, Baraúnas, Bandeira de Melo, França, São José do
Jacuípe e Pedra do Cavalo) com demandas e pontos de controle, conforme a Figura 7.10 que
apresenta a esquematização do sistema. Este sistema foi representado por uma rede composta
de 54 nós, detalhados na Tabela 7.14, e 53 links. Os nós são referentes aos 7 reservatórios, 4
nós de passagem e 43 nós de demanda destinados ao abastecimento humano rural e urbano,
dessedentação animal, indústria, irrigação e vazão mínima (demanda ecológica). É importante
lembrar que esta rede de fluxo não é visualizada pelo usuário, mas por uma interface própria
do SAUA.
23
Figura 7.10 - Sistema dos reservatórios da bacia do rio Paraguaçu
24
Tabela 7. 14 - Detalhe dos nós da rede de fluxo da área da bacia em estudo
Nome
Apertado
Bandeira de Melo
Baraúnas
Casa Branca
França
Pedra do Cavalo
S. J. Jacuípe
AP_abs_urb
AP_abs_rur
AP_irr
AP_ind
AP_des
AP_Qec
BA_abs_urb
BA_abs_rur
BA_irr
BA_ind
BA_des
BA_Qec
BM_abs_urb
BM_abs_rur
BM_irr
BM_ind
BM_des
BM_Qec
CB_abs_urb
CB_abs_rur
CB_irr
CB_ind
CB_des
CB_Qec
FR_abs_urb
FR_abs_rur
FR_irr
FR_ind
FR_des
FR_Qec
PC_abs_urb
PC_abs_rur
PC_irr
PC_ind
PC_des
PC_Qec
D_FINAL
SSJ_abs_urb
SSJ_abs_rur
SSJ_irr
SSJ_ind
SSJ_des
SSJ_Qec
5112
51170000
5119
5124
Tipo
Reservatório
Reservatório
Reservatório
Reservatório
Reservatório
Reservatório
Reservatório
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
Demanda
No De Passagem
No De Passagem
No De Passagem
No De Passagem
Correspondência Física
Barragem do Apertado
Barragem de Bandeira de Melo
Barragem de Baraúnas
Barragem de Casa Branca
Barragem de França
Barragem de Pedra do Cavalo
Barragem, de São José do Jacuípe
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de Apertado
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de Apertado
Demanda Irrigação da Barragem de Apertado
Demanda Industrial da Barragem de Apertado
Demanda Dessedentação Barragem de Apertado
Demanda Ecológica Barragem de Apertado
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de Baraúnas
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de Baraúnas
Demanda Irrigação Barragem de Baraúnas
Demanda Industrial da Barragem de Baraúnas
Demanda Dessedentação da Barragem de Baraúnas
Demanda Ecológica Barragem de Baraúnas
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Irrigação Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Industrial da Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Dessedentação Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Ecológica Barragem de Bandeira de Melo
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de Casa Branca
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de Casa Branca
Demanda Irrigação Barragem de Casa Branca
Demanda Industrial da Barragem de Casa Branca
Demanda Dessedentação Barragem de Casa Branca
Demanda Ecológica Barragem de Casa Branca
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de França
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de França
Demanda Irrigação Barragem de França
Demanda Industrial da Barragem de França
Demanda Dessedentação Barragem de França
Demanda Ecológica Barragem de França
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Irrigação Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Industrial da Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Dessedentação Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Ecológica Barragem de Pedra do Cavalo
Demanda Final após Confluência dos rios
Demanda Abastecimento Urbano da Barragem de São José do Jacuípe
Demanda Abastecimento Rural da Barragem de São José do Jacuípe
Demanda Irrigação Barragem de São José do Jacuípe
Demanda Industrial da Barragem de São José do Jacuípe
Demanda Dessedentação Barragem de São José do Jacuípe
Demanda Ecológica Barragem de São José do Jacuípe
Vazão Incremental de Contribuição do posto 51120000
Vazão Incremental de Contribuição do posto 51170000
Vazão Incremental de Contribuição do posto 51190000
Vazão Incremental de Contribuição do posto 51240000
25
A Figura 7.11 apresenta a forma como a rede de fluxo é visualizada pelo SAUA. Esta
rede é formada pelos 7 reservatórios analisados e suas respectivas demandas, sendo utilizada
para simulação do comportamento hídrico da bacia, considerando os reservatórios estudados,
seus dados característicos, séries de vazões afluentes observadas e geradas, além dos dados de
demandas e prioridades de atendimento.
Figura 7.11 - Sistema de rede de fluxo visualizado no SAUA
Após a construção do esquema do sistema de rede de fluxo, foram inseridos os dados
fluviométricos a serem usados como entrada para o modelo de simulação. Estes dados
correspondem a 18 anos consecutivos, compreendidos entre 1973 a 1990. Este período é
comum para os reservatórios estudados e foi definido em estudo hidrológico.
Séries específicas foram geradas neste período filtrando dados de maneira a obter séries
anuais representativas para anos com menores, médias e maiores valores de vazão que
representam, respectivamente, 3 períodos: ano seco; ano médio e ano úmido.
As demandas consideradas na aplicação do modelo foram determinadas no item da
Matriz Demanda x Disponibilidade de Projeto que consistem nas médias atuais e futuras
solicitadas dos reservatórios, sendo consideradas, nesta etapa, apenas as demandas atuais
(2002) que foram fixadas e distribuídas uniformemente ao longo do ano.
Observa-se na Figura 7.10 a existência de uma Demanda Final (D FINAL), adotada
para receber todo excedente hídrico do sistema, apresentando um grande valor de demanda
(10.000 m³/s) e prioridade mínima. Outra demanda considerada no sistema foi à ecológica,
vazão mínima, determinada a partir da curva de permanência das vazões afluentes dos
reservatórios, com valores atribuídos conforme o estudo hidrológico. Foram considerados
também 4 nós de passagem, que representam as vazões incrementais de contribuição da bacia.
Os dados necessários para os reservatórios são as características gerais (volumes), as
vazões afluentes e as curvas cota (x) área (x) volume (C-A-V). Essas informações encontram26
se na tabela resumo do estudo hidrológico, obtidas nos projetos executivos e de estudo de
viabilidade existentes dos reservatórios.
Depois de inseridos todos os dados necessários para a aplicação do modelo foram
elaborados 6 diferentes cenários de alocação de água para os diversos usos da bacia de forma
a entender o comportamento deste problema hídrico e realizada a simulação de cada cenário
com a utilização de um modelo de rede de fluxo - MODSIM, versão ACQUANET,
determinando a probabilidade de ocorrência de falhas no atendimento das demandas e no
processo de operacional dos volumes dos reservatórios. Nos cenários elaborados, as
prioridades de atendimento das demandas foram variáveis e as estratégias operacionais
diversificadas, de forma que os dados do sistema representem o que está acontecendo na
realidade e o que pode vir a acontecer. De acordo com a Lei nº. 9.433/97, as demandas de
abastecimento humano e dessedentação animal prevalecem sobre as demais demandas, sendo
por isso estabelecidas como prioritárias, após serem atendidas, as demais demandas passam a
ter atendimento. A partir destes cenários, pôde-se proceder a análises e avaliações de sistemas
e propor soluções para a melhoria do desempenho.
A estrutura básica de simulação é composta por variáveis, sejam elas de entrada, de
estado ou de saída, de parâmetros do modelo e de intervalo de tempo. A simulação dos
cenários compreende três etapas distintas: i) preparação dos dados de entrada do modelo; ii)
simulação; e, iii) apresentação e análise das informações de saída.
Para todos os cenários o armazenamento desejado dos reservatórios foi de 50% do seu
volume. O detalhamento da simulação e análise dos cenários encontra-se em Anexo.
Observa-se, a partir desta simulação e análise, que este modelo matemático tem
capacidade de representar, satisfatoriamente, o funcionamento do sistema ao longo do tempo,
fornecendo elementos necessários para o gerenciamento dos recursos hídricos e permitindo
aos tomadores de decisão, uma visão do comportamento futuro do sistema de maneira a
auxiliar na distribuição/alocação das águas. Portanto, este modelo foi considerado adequado
para ser inserido no SAUA, combinando processos de simulação e otimização, utilizados na
análise da complexidade do sistema hídrico.
Porém, a limitação deste modelo consiste em efetuar otimização estática, onde as tarefas
de simulação do comportamento dos cenários efetuadas geram resultados ao longo de uma
escala temporal, tornando necessária avaliação de desempenho, que analisará o
comportamento da simulação destes cenários a partir de indicadores, os quais transformam
dados em informações relevantes para os tomadores de decisão. A definição destes
indicadores encontra-se detalhada no próximo item.
Serão inseridas, também, algumas informações adicionais que subsidiarão a avaliação
dos cenários perante a análise multicritério, especificamente para o critério ambiental. Estas
informações são específicas para cada setor separadamente:
-
-
Abastecimento humano urbano e rural: deverá ser informado se haverá sistema de
coleta ou confinamento de esgotamento sanitário e se haverá sistemas de tratamento
de efluentes domésticos;
Industria: se haverá sistema de tratamento de efluentes industriais;
Agricultura: se a cultura é orgânica.
Estas informações são inseridas no SAUA para complementar a avaliação dos cenários
perante a análise multicritério.
27
7.2.3
Alocação de água
O objetivo do sistema SAUA é auxiliar o tomador de decisão na construção, simulação
e análise de alternativas de alocação de água para lidar com a crescente escassez de recursos
hídricos, buscando mecanismos que ampliem a eficiência no uso da água, ou seja, redução dos
desperdícios, pois o uso racional da água torna-se fundamental na maximização do
desenvolvimento socioeconômico. Devido às limitações dos recursos hídricos estão sendo
desenvolvidas técnicas como gestão da demanda dos diversos usos da água e participação da
sociedade no processo de tomada de decisão.
Os decisores, que neste sistema são chamados “usuários”, devem estar diretamente
envolvidos no processo de alocação da água, pois qualquer possibilidade de alteração da
situação atual, necessita de uma análise dos impactos que poderão ocorrer para que possam
dar a sua permissão. Esta análise é feita levando em consideração diversos fatores,
principalmente se os direitos de uso são estabelecidos, se existem investimentos em
tecnologias de uso eficiente de água; questão econômica, social, ambiental
Para buscar a eficiência nos usos e o combate à escassez de água são necessárias
alternativas tanto no que se refere a oferta de água quanto a demanda para os diversos usos,
levando-se em consideração aspectos econômicos, sociais, ambientais, técnicos e políticos, de
acordo com a região em questão. A alocação dos recursos hídricos se torna mais viável
quando ocorre de forma coletiva, onde os decisores estão mobilizados e dispostos a atuarem
com o intuito de aumentar a disponibilidade de água.
O processo de alocação da água cria uma flexibilidade às mudanças, respondendo com
maior eficiência a gestão dos recursos hídricos, consistindo esta a sua principal vantagem,
pois busca adaptar as variadas necessidades hídricas locais à disponibilidade dos recursos
hídricos.
O processo de alocação de água consiste no ato de distribuir um determinado recurso,
que neste estudo é a água, entre os diversos usuários, que aqui se consolida no Comitê de
Bacia, representante legal do processo de tomada de decisão para a gestão dos recursos
hídricos. Este processo engloba várias atividades, que vão desde da avaliação da
disponibilidade hídrica da bacia até a definição dos critérios e das possibilidades de alocação
de água, chamadas de “cenários”.
7.2.4
Análise multicritério
A inserção da análise multicritério em um sistema de apoio a decisão como o SAUA,
tem como principal objetivo submeter os cenários elaborados e simulados pelo MODSIM a
critérios e subcritérios que possam avaliar quais deles satisfazem os interesses comuns dos
usuários. Interesses esses expressos durante o estabelecimento dos pesos e prioridades dos
referidos critérios e subcritérios.
O método escolhido para a análise multicritério foi o AHP, por apresentar dentre suas
características principais a simplicidade de utilização pelos usuários e a transparência em que
se dá o processo decisório, fazendo com que a sua aplicação se torne adequada. Este método
fundamenta-se principalmente na capacidade de trabalhar características como diversidade e
complexidade de atores, critérios e ações, considerando que a questão dos recursos hídricos
não pode estar sujeita a decisões puramente técnicas, econômicas ou políticas. É um método
flexível, transparente, permite ampla análise de sensibilidade, além de possibilitar que o
próprio decisor opere o modelo, conferindo pesos aos critérios e notas às alternativas.
28
Este método está baseado em três princípios: construção de hierarquias, onde o
problema é decomposto em níveis hierárquicos; estabelecimento de prioridades, a partir da
atribuição da importância relativa e consistência lógica, onde é possível avaliar o modelo de
priorização. O método AHP é detalhado no Capítulo 3.
7.2.4.1 Critérios, atributos, indicadores e parâmetros para avaliação dos cenários
Para a avaliação dos cenários serão utilizados três critérios que possuem relevância no
processo de desenvolvimento regional da bacia: critério ambiental, socioeconômico e técnico.
Cabe ressaltar que o critério político não será processado em nenhum momento pelo sistema e
sim por meio de “discussões” entre os representantes do comitê durante todo o processo,
desde a construção até a escolha final do cenário mais adequado, ou seja, aquele que atenda
aos interesses dos usuários.
Estes critérios estão subdivididos em subcritérios, que aqui foram denominados
atributos. Cada atributo avaliará, por meio de indicadores, os efeitos de cada cenário.
Critério ambiental
As demandas solicitadas nos cenários para cada setor produzirão efluentes que podem
causar grande efeito nocivo ao meio ambiente, degradando os solos e os recursos hídricos da
bacia. A retirada de água dos lagos das barragens também pode comprometer a manutenção
da vida aquática a sua jusante. Estes efeitos podem ter amplitudes diferentes para cada cenário
e setor abastecido, devendo ser analisados separadamente.
Permitindo analisar quais dos cenários têm maior possibilidade de degradação
ambiental, este critério será avaliado por quatro atributos:
-
possibilidade de poluição por efluentes industriais;
possibilidade de poluição por efluentes domésticos;
possibilidade de poluição por agrotóxicos e fertilizantes;
possibilidade de poluição por dejetos de animais.
Avaliar a poluição de um corpo hídrico por efluentes domésticos, industriais e agrícolas
exige grande número de indicadores bioquímicas (OD, DBO, DQO) e hidrológicos (vazão),
que variam no tempo e no espaço. Através destes indicadores é possível obter a curva de
depressão de oxigênio do rio, avaliando os impactos sobre os organismos e,
consequentemente, os desequilíbrios ecológicos.
A falta de informações, sobre a qualidade da água para a Bacia do rio Paraguaçu,
impossibilitou o cálculo dos indicadores bioquímicos necessários a avaliação dos impactos
ambientais sobre os corpos hídricos, exigindo uma grande campanha de coleta e análise de
qualidade da água ao longo dos anos para obter seus valores médios diários ou mensais,
obrigando o uso de métodos mais simples para avaliação deste critério.
Adotou-se como metodologia, representar os indicadores do critério ambiental por meio
das próprias demandas simuladas. Esta opção vem da suposição de que na análise dos
cenários, para qualquer indicador, terá maior possibilidade de poluição aquele que tiver maior
demanda, pois, gerará mais efluente. No entanto, este quadro se altera caso em algum dos
cenários exista sistemas de tratamento de efluentes. Daí a importância das informações
adicionais inseridas durante o processo de elaboração dos cenários apresentados no item
7.2.2.2 Informações geradas pelo SAUA em Comportamento da Rede de Fluxo.
29
Critério socioeconômico
De maneira análoga ao descrito no critério ambiental, alguns cenários podem apresentar
maiores tendências no desenvolvimento socioeconômico da bacia, permitindo melhores
condições de “conforto social” e “desenvolvimento econômico”.
A avaliação deste critério será feita a partir de cinco atributos:
-
aumento médio da população urbana e rural com acesso Sistema de Abastecimento
de Água (SAA);
aumento médio da população urbana e rural com acesso a Energia Elétrica
possibilidade de melhora das condições de saúde da população urbana e rural;
possibilidade de geração de produção e emprego no setor agrícola;
O indicador que avaliará o atributo “aumento médio da população urbana e rural com
acesso SAA” será o número médio de pessoas a serem abastecidas pelas demandas médias
simuladas, sendo calculadas a partir dos parâmetros consumo “per capita urbano” e consumo
“per capita rural”, conforme as seguintes equações:
Pu =
Qu.86400
qu
1
Pr =
Qr.86400
qr
2
Pt = Pu + Pr
3
Onde:
-
Pu e Pr (hab) - população urbana e rural média atendida;
Pt (hab) - população total abastecida;
Qu e Qr (m³/s) - demanda média para abastecimento humano urbano e rural
simulada
qu e qr (l/hab/dia) - consumo “per capita urbano” e “per capita rural”
O consumo “per capita” estabelecido para a zona urbana e rural foi, respectivamente,
120 l/hab/dia e 80 l/hab/dia.
O indicador que avaliará o atributo “possibilidade de melhora das condições de saúde da
população urbana e rural” será a demanda média simulada. A esta demanda será associada,
durante o processo de composição dos cenários, a informação de existência ou não de sistema
de coleta ou confinamento dos efluentes domésticos. Esta opção vem da suposição de que um
sistema de abastecimento de água com coleta ou confinamento dos efluentes domésticos
reduzem a possibilidade de contatos com agentes patogênicos presentes nestes efluentes e,
consequentemente, melhoria nas condições de saúde pública. Deve ficar claro que esta
suposição apresenta-se como caráter primário, pois a melhora dos índices de saúde pública
está ligada a vários fatores relacionados com a educação ambiental e infra-estrutura local.
O atributo “possibilidade de geração de renda e emprego no setor agrícola” será
avaliado a partir do indicador “número médio de empregos gerados” e calculado pelos
parâmetros “produção média (ton)/ha e produção média (ton)/empregos” calculados para
bacia, seguindo a seguinte ordem: com a demanda média simulada será calculada a área
média a ser irrigada (Am) em ha; com o valor da área média e o parâmetro“produção média
(ton)/ha” calcula-se a produção média em ton; e por fim, com o parâmetro “produção média
30
(ton)/empregos” calcula-se o número médio de empregos a ser gerados. As expressões
utilizadas para os cálculos são apresentadas a seguir.
-
Cálculo da área média irrigada:
Qm =
Kc.Ks. Am
N .262800
,
Am =
Qm.N .262800
Kc.Ks
4
onde:
-
Qm (m³/s) - demanda média simulada pelo MODSIM;
Kc - coeficiente de cultura
Ks - coeficiente de sombreamento
Am (ha) - área média plantada
N - eficiência do método de irrigação
-
Cálculo da Produção média:
Pm = Am × pm
5
onde:
-
Pm (ton) - produção média total
Am (ha) - área média plantada
pm (ton/ha) - produção média
-
Cálculo do número de empregos médios gerados
Em =
Pm
em
6
onde:
-
E - empregos médios a serem gerados
Pm (ton) - produção média total
em (ton/empregos) - produção média (ton)/empregos
Os parâmetros Ks e Kc variam para cada tipo de cultura e o parâmetro N varia para cada
tipo de método de irrigação. Para fins de comparação dos cenários utilizou-se valores médios
que representam os valores globais: Ks = 0,875, Kc = 1,05 e N =0,725, tornando o sistema
mais simples para o usuário. Cabe mencionar, que para outras versões do sistema é necessário
um estudo para definir estes parâmetros com mais precisão.
Os parâmetros “produção média (ton)/ha e produção média (ton)/empregos” foram
obtidos por meio de três informações apresentadas pelo IBGE (2000) para os municípios da
Bacia do Rio Paraguaçu: área plantada (ha), produção por cultura (ton) e números de
empregos gerados no setor agropecuário. Os cálculos para obtenção dos valores médios
desses parâmetros podem ser observados em Anexo. Como a análise multicriterial será
avaliada por cenário e por barragem e tendo em vista a grande extensão da bacia e a variedade
econômica da região, os valores médios para estes parâmetros foram calculados para três
regiões da bacia, cujo critério utilizado foi a proximidade dos municípios com as barragens
analisadas no sistema.
A região 1, envolve parte dos municípios do alto e médio Paraguaçu próximos as
barragens de Baraúnas, Casa Branca, Apertado e Bandeira de Melo. Como todas estas
barragens estão próximas, considerou-se o mesmo valor médio para todas elas. A região 2,
envolve parte dos municípios do médio Paraguaçu próximos as barragens de França e Sâo
31
José do Jacuípe e a região 3, que envolve parte dos municípios do médio e baixo Paraguaçu
próximos a barragem de Pedra do Cavalo. A Tabela 7.15 apresenta os municípios por região.
Tabela 7. 15 - Municípios por região para cálculo indicador consumo per capita
Região I
Barragens: Baraúnas, Casa Branca,
Apertado e Bandeira de Melo
Andaraí
Barra da Estiva
Barro Alto
Boa Vista do Tupim
Boninal
Bonito
Canarana
Iaçu
Ibicoara
Ibiquera
Iramaia
Iraquara
Itaberaba
Itaeté
Lajedinho
Lençóis
Maracás
Marcionílio Souza
Mucugê
Mulungu do Morro
Nova Itarana
Nova Redenção
Palmeiras
Piatã
Planaltino
Ruy Barbosa
Seabra
Souto Soares
Utinga
Wagner
Região 2
Barragens: França e São José do
Jacuípe
Baixa Grande
Capela do Alto Alegre
Capim Grosso
Conceição do Coité
Gavião
Macajuba
Mairi
Miguel Calmon
Morro do Chapéu
Mundo Novo
Nova Fátima
Pé de Serra
Pintadas
Piritiba
Quixabeira
Retirolândia
Riachão do Jacuípe
Santaluz
São Domingos
São José do Jacuípe
Serrolândia
Tapiramutá
Valente
Várzea da Roça
Várzea do Poço
Região 3
Barragem: Pedra do Cavalo
Anguera
Antônio Cardoso
Cabaceiras do Paraguaçu
Cachoeira
Candeal
Castro Alves
Conceição da Feira
Cruz das Almas
Feira de Santana
Governador Mangabeira
Ichu
Ipecaetá
Ipirá
Itatim
Lamarão
Maragogipe
Milagres
Curitiba
Rafael Jambeiro
Santa Bárbara
Santa Terezinha
Santo Estevão
São Félix
São Gonçalo dos Campos
Sapeaçu
Saubara
Serra Preta
Serrinha
Tanquinho
A Tabela 7.16 apresenta os valores médios dos dois parâmetros para as três regiões.
Tabela 7. 16 - Valores médios dos parâmetros produção média “por área” e “por emprego”
Regiões
Região I
Região 2
Região 3
Pm (ton/ha)
3,28
1,88
7,98
em (ton/empregos)
9,87
31,37
6,47
Quanto aos atributos “possibilidade de geração de produção e emprego no setor
industrial.” e aumento médio da população urbana e rural com acesso a energia elétrica, estes
encontram-se em fase de estudo, devendo seguir a mesma metodologia do indicador
“possibilidade de geração de produção e emprego no setor agrícola” e “aumento médio da
população urbana e rural com acesso SAA” respectivamente.
32
Critério técnico
Este critério tem como objetivo avaliar a viabilidade do cenário quanto as regras
operacionais estabelecidas na sua elaboração a partir da atribuição de prioridades de
atendimento das demandas e das barragens.
Serão utilizados quatro indicadores para a análise da distribuição de água no sistema:
confiabilidade, elasticidade, vulnerabilidade e índice de escassez. A confiabilidade mede a
freqüência em que o sistema apresenta falha no atendimento, a elasticidade indica com que
rapidez o sistema se recupera desta falha, a vulnerabilidade mostra a susceptibilidade do
sistema a uma variação dos resultados, ou seja, quanto menor o período de falhas menor é a
vulnerabilidade do sistema e o índice de escassez é a relação entre a quantidade de escassez
ao longo do ano de operação do sistema e a demanda necessária.
Cabe ressaltar que os valores destes indicadores calculados e apresentados pelo SAUA
correspondem a valores médios, uma vez que estes são calculados para cada demanda média
simulada em cada barragem.
-
Confiabilidade
O índice de confiabilidade qualifica o quanto uma demanda simulada é atendida em um
limite desejável. Neste sistema foi definido um percentual de confiabilidade constante de 90%,
onde a cada mês que a relação entre a demanda simulada e a demanda necessária apresentar-se
abaixo desta confiabilidade é anotada uma falha. O índice de confiabilidade vai representar a
divisão dos meses sem falhas pela quantidade de meses da simulação. São etapas do cálculo:
Definição de três variáveis:
K, que representa a quantidade de meses em estudo.
Z, que pode assumir valores 0 ou 1. Z será 1 se demanda mínima desejável
no mês i for atingida, caso contrário o valor de Z será 0.
Índice percentual para a confiabilidade - representa a porcentagem mínima
da demanda necessária que deverá ser satisfeita para que uma demanda
seja considerada confiável no mês referido.
Iteração para calcular o valor de Z para cada mês
Z=1, caso a demanda fornecida >= (índice percentual de confiabilidade *
demanda necessária).
Z=0, caso contrário.
Definição do valor do índice de confiabilidade da demanda:
1
α=
K
K
∑ Zi
7
i =1
Quanto mais próximo de 1 for o valor de α, melhor será a confiabilidade do cenário.
-
Elasticidade
O índice de elasticidade representa a capacidade de recuperação de um sistema.
Considerando o mesmo conceito de falha e estado aceitável que foram adotados no cálculo da
confiabilidade, o índice de elasticidade é igual a quantidade de vezes que a demanda passa de
um estado inaceitável (com falha) para um estado aceitável dividida pela quantidade de meses
que o fornecimento é aceitável. Suas etapas do cálculo são:
33
Utilização da variável Z definida no cálculo da confiabilidade
Definição uma variável:
W, que pode assumir valores 0 ou 1. W será 1 se a demanda fornecida no
mês estiver em estado inaceitável e passar para estado aceitável no mês
seguinte. Caso contrário W será 0.
Iteração para calcular o valor de W para cada mês
Se (em Mêsi Z=0 e em Mêsi+1 Z=1) então W=1;
Caso contrário W=0;
Cálculo do somatório de W para cada mês e recuperação do somatório de Z já
realizado no cálculo de confiabilidade.
Definição do valor do índice de elasticidade da demanda pela divisão do
somatório de W pelo somatório de Z.
Para a definição deste indicador são utilizadas as seguintes equações:
ε i ≤ ε max → X i ∈ A → Z i = 0
ε i > ε max → X i ∈ F → Z i = 1
8
X i ∈ A ∧ X i +1 ∈ F → Wi = 1
− caso contrário − → Wi = 0
9
Onde:
A e F - situações aceitável e inaceitável criadas a partir da análise da tolerância máxima
Xi - performance atual durante o mês i.
O tempo médio que a performance é inaceitável é determinado pela Eq. (10)
12 N
TF =
∑
i =1
12 N
Zi /
∑Wi
10
i =1
O índice de elasticidade é definido pela Eq. (11), sendo o valor recíproco da Eq. (10).
γ =T F
11
Quanto maior for esse índice, maior será a capacidade do sistema em recuperar-se, ou
seja, indica que o sistema é mais elástico.
- Vulnerabilidade
O índice de vulnerabilidade representa o quanto a demanda fica abaixo de um limite
crítico (percentual da demanda). Na vulnerabilidade, continuará a ser utilizado o conceito de
falha usada na confiabilidade e será atribuído um novo conceito a uma outra falha relativa à
vulnerabilidade cujo cálculo é idêntico ao cálculo da falha de confiabilidade. Para este estudo
de caso, o percentual usado no cálculo da vulnerabilidade é de 20%. O índice de
vulnerabilidade será equivalente ao número de meses que o fornecimento fica abaixo do nível
de confiabilidade (falha de confiabilidade) e abaixo do nível de vulnerabilidade (falha de
vulnerabilidade) dividido pelo número de meses em que há falhas de confiabilidade. Suas
etapas do cálculo são:
34
Utilização das variáveis Z e K já definidas
Definição de duas variáveis:
Y - se a situação é inaceitável em determinado mês.
Índice percentual de vulnerabilidade – representa a porcentagem mínima
da demanda necessária que deverá ser satisfeita para que uma situação
seja considerada aceitável no mês referido. Este valor poderá ser definido
pelo usuário nas próximas versões do programa mas na versão atual este
valor foi definido como 20%.
Iteração para calcular o valor de Y para cada mês
Y=1 se (Z=0 e demanda fornecida < percentual de vulnerabilidade *
demanda necessária);
Y=0, caso contrário.
Definição do valor do índice de vulnerabilidade da demanda pela divisão do
somatório de Y pelo somatório de Z.
As equações utilizadas para a definição deste indicador são:
X i ∈ F ∧ ε i ≥ εν → Yi = 1
outros casos → Yi = 0
12 N
12 N
i =1
i =1
ν = ∑ Yi /( K − ∑ Z i )
12
13
Quanto maior o valor da vulnerabilidade, mais vulnerável será o sistema.
- Índice de Escassez
Indice de escassez é a medida entre a freqüência e quantidade de escassez ocorridas ao
longo do ano de operação do sistema durante N anos. O cálculo do índice de escassez é feito
com base nos déficits anuais de fornecimento de água na demanda. Primeiramente, são
armazenados as demandas de água durante o ano i (di) e os déficits anuais acumulados (si, )
durante todos os meses do ano. Em seguida, calcula-se o somatório dos déficits anuais
divididos pelas demandas anuais elevados ao quadrado e divide tal somatório pela quantidade
de anos da simulação. Suas etapas do cálculo são:
Utilização do número de anos, das demandas necessárias e dos déficits mensais.
Definição de três variáveis:
Demanda_necessária_anual: armazena demandas necessárias por ano.
Demanda_déficit_anual: armazena os déficits acumulados na demanda ao
longo do ano, para cada ano em estudo.
Somatório_da escassez_anual: representa o valor do somatório de
(Demanda Necessária Anual/Demanda Déficit Anual)2 para o ano N.
Iteração para calcular as demandas necessárias e os déficits anuais
Fator de correção 2,631578947
Cálculo do valor da variável “Somatório escassez Anual”.
Definição do valor do índice de escassez da demanda pelo somatório escassez
anual * 100/N, onde N é o número de anos.
35
A equação utilizada para a definição deste indicador são:
100
λ=
N
N
s
∑ ( dii ) 2
14
i =1
Quanto maior o valor encontrado deste índice, maior será a quantidade de escassez no
sistema ao longo do período analisado.
Em resumo a Figura 7.12 e a Tabela 7.17 apresentam os critérios com seus respectivos
atributos, parâmetros e indicadores.
Figura 7.12 - Resumo dos Critérios e Atributos
36
Tabela 7. 17 - Resumo dos critérios, atributos, parâmetros e indicadores
Critério
Ambiental
Atributo
efluentes
industriais
Possib.
efl. domésticos
de
poluiçã agrotóxicos e
fertilizantes
o por
dejetos animais
(difusa)
Aumento médio da
população urbana e rural
com acesso SAA
Socioeconômico
Possib. de melhora das
condições de saúde da
população urbana e rural
Aumento médio da
população com acesso a
energia elétrica
Possib. geração de renda e
emprego no setor agrícola
Parâmetros
Expressões
-
-
-
-
-
-
-
-
Demanda média
simulada (Qm)
Per capita urbano e
rural (qu e qr)
Qu.86400
qu
Qr .86400
Pr =
qu
Pt = Pu + Pr
-
-
Em desenvolvimento
Em desenv.
Demanda média
simulada (Qm), Coef.
sombreamento (Ks) e
cultura (Kc), efic.
método de irrigação
(N), produção
média/ha (pm) e
empregos/ton. (em).
Demanda
média
simulada
Pu =
ks.kc. Am
N .262800
Pm = Am × pm
Pm
em
Em =
Em desenv.
Em desenv.
Confiabilidade
K - meses
Z - valor 0 ou 1
Indice de confiabilidade
- % mínima da dnecessária
que deverá ser satisfeita
1
α=
K
Elasticidade
Número
médio de
empregos
gerados
Em desenv.
K
∑ Zi
i =1
 ε i ≤ ε max → X i ∈ A → Z i = 0 
 ε > ε

max → X i ∈ F → Z i = 1 
 i
 X i ∈ A ∧ X i +1 ∈ F → Wi = 1 
 − caso contrário − → W = 0 
i


TF =
População
média
urbana e
rural
abastecida
Demanda
média
simulada
Em desenv.
Qm =
Possib. geração renda e
emprego setor industrial
Z – idem confiabilidade
W - valor 0 ou 1
Indicadores
12 N
12 N
i =1
i =1
∑ Zi / ∑Wi
Demandas
mensal
necessária e
atendida
Demandas
mensal
necessária e
atendida
γ =TF
Técnico
Vulnerabilidade
Indice de escassez
Z e K - utilizadas
Y - determina é
inaceitável em um mês.
Indice de
vulnerabilidade - %
mínima da dnecessária que
deverá ser satisfeita
Dnecessária e déficits
anuais.
Multiplicar fator de
correção com déficits e
demandas anuais
Calcular valor da
variável “Somatório
escassez Anual”.
X i ∈ F ∧ ε i ≥ εν → Yi = 1
− outros casos − → Yi = 0
ν=
12 N
12 N
∑ ∑ Zi
Yi /
i =1
λ=
100
N
Demandas
mensal
necessária e
atendida
i =1
N
s
∑ ( dii )2
i =1
Nº de anos,
demandas
mensais
necessárias e
déficits
demandas
37
7.2.4.2 Avaliação e Classificação dos Cenários pela Análise Multicritério
Os cenários simulados são avaliados a partir da análise multicritério realizada em 2
etapas. Na primeira etapa é feita a definição das importâncias relativas dos critérios, atributos
e barragens e o cálculo dos seus pesos. Na segunda etapa é feita a classificação final dos
cenários perante os critérios e atributos.
Etapa 1 - Definição importâncias relativas e pesos dos critérios e atributos
A importância relativa, tanto dos critérios, atributos e barragens, é definida pelo usuário,
utilizando a escala de SAATY (SAATY, 1965) adaptada para uso do SAUA, contendo 5
níveis representados por valores numéricos de acordo com a Tabela 7.18.
Tabela 7. 18 - Escala de SAATY adaptada para uso do SAUA
Grau de importância
muito mais importante
mais importante
igual importância
menos importante
muito menos importante
Valor
9
5
1
1/5
1/9
A adaptação da escala de SAATY foi feita para simplificar o processo de ponderação
dos componentes da estrutura hierárquica de decisão (Figura 7.13) e facilitar o uso do sistema
pelos usuários. Esta escala pode ser modificada para a escala SAATY padrão, na medida que
os usuários forem se habituando ao processo de análise multicriterial no SAUA.
A definição das importâncias relativas é realizada comparando par a par os critérios,
atributos e barragens, por exemplo: comparar o critério ambiental com os critérios
socioeconômico e técnico e comparar o critério socioeconômico com o técnico. O método
AHP definirá o peso de cada critério, atributo e barragem por meio da matriz de importância
relativa, que será alimentada pelos valores numéricos da escala de SAATY adaptada e
especificados pelos usuários, como já descrito.
Etapa 2 - Comparação e classificação dos cenários
A comparação dos cenários, perante os atributos e critérios, tem como função classificálos entre os melhores e piores cenários de acordo com as preferências de importâncias
definidas pelos usuários.
Considerando um critério Ci com um atributo Ai, cujos indicadores são Ic1, Ic2,
Ic3,...Icn relacionados cada um ao cenário ci. A comparação e classificação dos cenários c1,
c2, c3,...,cn perante o atributo Ai serão realizadas a partir do cálculo dos valores relativos dos
indicadores e sua ponderação pelo peso do respectivo atributo. Os valores relativos serão
obtidos com a divisão de cada indicador pela sua soma total. Em seguida os valores já
ponderados de cada cenário serão ponderados novamente pelo peso do critério Ci. Este
procedimento será repetido para cada atributo A1, A2, A3,..., An do critério Ci classificando
os cenários de acordo com cada um deles.
A comparação e classificação dos cenários para cada critério serão realizadas somando
os valores numéricos finais obtidos em cada atributo. Por fim, a classificação final dos
cenários será obtida somando os valores numéricos dos cenários obtidos em cada critério.
38
Figura 7.13 - Estrutura hierárquica do processo de análise multicriterial do SAUA
39
Neste processo é importante lembrar que, no critério ambiental, o melhor cenário
corresponde aquele que apresente menor possibilidade de poluição por efluentes, ou seja,
aquele com menor demanda simulada, que caracteriza-se como indicador. No entanto, durante
o cálculo dos valores relativos dos indicadores, terá maior valor aquele cenário que apresentar
maior valor de demanda simulada, que passando pelo processo de ponderação, apresentará o
maior valor numérico, classificando-se como o melhor cenário dentro dos atributos, indo de
encontro a realidade. Para este critério em especial, os valores relativos dos indicadores serão
invertidos, passando por um processo de MINIMIZAÇÃO, fazendo com que o melhor cenário
seja aquele que apresentar menor vazão e possibilidade de poluição por efluentes.
Ainda para o critério ambiental, as informações adicionais inseridas na composição dos
cenários passam a ser relevantes no cálculo dos valores relativos. Se, durante a composição de
um cenário for especificado, juntamente com a demanda solicitada para abastecimento
humano urbano e rural, que haverá sistemas de tratamento de efluentes domésticos, a
possibilidade de poluição teoricamente não será nula. Porém, para fins operacionais do
sistema, será considerado que o indicador deste cenário para este atributo será zero, sendo a
possibilidade de poluição nula.
As considerações citadas nos dois últimos parágrafos são válidas para todos atributos do
critério ambiental e o atributo “Possibilidade de melhora das condições de saúde da população
urbana e rural” do critério socioeconômico.
7.2.5
Interface
A interface corresponde ao módulo do sistema que permite o diálogo do usuário com
todas as informações existentes e geradas no SAUA, consistindo-se de uma estrutura visual,
intuitiva e simplificada, estimulando o usuário na busca das informações para um melhor
conhecimento da situação hídrica da bacia em estudo.
No SAUA, a interface se apresenta em diversas formas: gráficos, tabelas, mapas,
relatórios e em forma de matrizes, onde são visualizadas informações existentes e geradas,
como aspectos socioeconômicos, físicos e hidrológicos, consistindo estas, formas sintetizadas
dos dados. Estas informações são sempre acessadas através da identificação do objeto da
informação em um mapa temático de vegetação, solos, geologia divisão política e outros.
A interface completa do sistema inclui: i) interface com usuário – “aparência”, com que
o sistema se apresenta ao usuário e como interpreta os comandos do usuário; ii) interface com
modelos matemáticos - identifica parâmetros e dados necessários aos modelos e armazena na
base de dados os resultados; iii) interface com internet - especifica quais informações são
apresentadas e quais dados são obtidos diretamente da rede e; iv) interface com fontes
externas de dados - obtém informações através de dispositivos “on-line” ou “off-line”.
No caso desta versão do SAUA, apenas a interface com o usuário e com os modelos foi
implementada.
7.2.6
Estrutura de dados e procedimentos do sistema
Segundo Porto e Azevedo (1997), a estrutura de dados planejada para sistemas de
informação aplicados a recursos hídricos deve ser capaz de extrair e filtrar informações de
fontes externas, que são então manipuladas por funções internas de edição e segurança. Entre
as atribuições da estrutura de dados também se encontra a interface com modelos,
coordenando sua execução e o tratamento de seus resultados. A estrutura de dados do sistema
de informação do SAUA contempla módulos de armazenamento (bases de dados) e telas de
apresentação, como mostra a Figura 7.14.
40
Figura 7.14 - Estrutura de dados e apresentação do sistema de informações
Uma descrição desses módulos de armazenamento e telas é apresentada a seguir:
-
-
-
-
-
-
-
Base de Dados Socioeconômicos – mantém dados de população, saúde, economia,
alfabetização, infraestrutura, área total e relativa, localização, demandas e projeções
de crescimento de demandas, todos associados aos municípios.
Base de Dados Geo-Ambientais – contém dados de alguns dos temas apresentados
ao usuário, como: vegetação, solos, climatologia e topografia. Relacionam também
aspectos antrópicos como uso do solo.
Base de Dados Hidrológicos – contém informações de barragens, postos
meteorológicos e hidrológicos, vazões dos mananciais, hidrografia.
Base de Dados dos Modelos –espelha-se na estrutura de dados dos modelos a serem
utilizados pelo sistema e mantém seus dados organizados por cenários, que por sua
vez, relacionam pontos da estrutura hídrica criada para procedimentos de simulação
e otimização. Os pontos são: reservatórios, demandas, de passagem, entre outros.
Base de Dados de Avaliação e Análise - mantém os dados básicos de funcionamento
do sistema, pois contém uma tabela principal de cenários e, a partir destes dados são
acessadas todas as outras informações geradas pelo procedimento de avaliação dos
índices de performance para o cenário em estudo. Cada grupo de índices está
associado a um procedimento de análise.
Apresentação Georreferenciada (SIG) – módulo responsável pela associação das
informações do sistema a posições espaciais referenciadas pelas coordenadas UTM
dos pontos de interesse para o usuário. A quase totalidade das informações do
sistema pode ser acessada via mapas temáticos.
Matriz Demandas x Disponibilidades – conjunto de valores calculados a partir de
dados residentes nas bases socioeconômica, geo-ambiental e hidrológica. Estes
dados são referenciados inicialmente pelas barragens cadastradas no sistema.
Procedimento de Análise Multicriterial – Apresentação e entrada de informações
para: criação de cenários a serem usados em processos de simulação; geração de
41
indicadores de avaliação dos cenários e; comparação multicriterial ponderada dos
resultados desta avaliação.
A estrutura física, implantada para o armazenamento das informações do sistema, é feita
pela definição de um banco de dados principal com a base de dados de avaliação e análise.
Todas as tabelas das outras bases de dados são então vinculadas dentro da base principal e seu
acesso se dá através desta, conforme a Figura 7.15 e os bancos de dados correspondentes às
bases são programadas em MS Access 2000.
Principal
Avaliação e Análise
Modelos
Sócio-Econômico
tabelas
vincul adas
Hidrológico
tabelas
vinculadas
tabelas
vinculadas
Geo-Ambiental
tabelas
vinculadas
Figura 7.15 - Estrutura física dos bancos de dados do sistema de informações do SAUA
7.3
SAUA da bacia do rio Paraguaçu
O desenvolvimento do Sistema de Apoio ao Usuário de Água - SAUA – para a bacia do
rio Paraguaçu foi realizado em duas fases.
Inicialmente foi construído um protótipo, que representa uma versão preliminar, com o
objetivo de testar a utilização das ferramentas escolhidas para construção do sistema. O
protótipo foi implementado a partir das funções básicas de programação e manipulação de
dados do sistema, estabelecendo sua funcionabilidade no sentido de atender às necessidades
comuns dos usuários do sistema - o comitê de bacia, quanto à alocação de água, fornecendo
informações relevantes sobre a bacia, além de compor cenários possíveis de avaliar a situação
hídrica e auxiliá-los no processo de tomada de decisões, servindo de base para implementação
de novas funções que definirão o sistema completo. As descrições mais detalhadas sobre o
funcionamento das telas do protótipo são apresentadas no manual de utilização do sistema,
que encontra-se em anexo.
A partir deste protótipo, que gerou um conjunto de alterações de forma e funcionamento
no sistema, juntamente com maiores estudos de aplicabilidade, foi possível construir a
primeira versão utilizável do SAUA, que consiste na segunda fase do desenvolvimento. Nesta
fase, fez-se a construção das rotinas completas do sistema a partir das constatações originadas
da experimentação do protótipo, sobre o qual foram então implementadas modificações no
sentido de fazer com que o sistema responda de forma mais satisfatória, às questões
formuladas pelos usuários.
A seguir é apresentada de maneira resumida a versão 1.0 do SAUA, nas quais mostram
as principais telas e funções deste sistema, sendo que, as descrições mais detalhadas sobre o
42
funcionamento completo do sistema são apresentadas no seu manual de utilização, que
encontra-se em anexo.
A apresentação do sistema está dividida em três partes. A primeira consiste nas telas de
acesso ao SAUA. A segunda, que engloba os módulos de bases de dados e de
georreferenciamento, corresponde ao sistema de informações existente e geradas no SAUA. A
terceira, que engloba os módulos de base de dados, modelagem e inferência, consiste no
procedimento de análise de cenários, incluindo a criação (construção), simulação, avaliação e
classificação dos cenários, que representa o procedimento de análise multicritério do SAUA.
O módulo de interface está presente nas três partes, pois corresponde a interação do usuário
com o SAUA.
7.3.1
Telas de acesso ao SAUA
A tela inicial é responsável pela entrada no sistema e sua segurança, controlando o
acesso dos operadores, realizando procedimentos de inicialização e registro de atividades,
conforme a Figura 7.16. Nesta figura são observados dois campos de controle: i) operador e
ii) senha, além de dois botões de comando: i) iniciar e ii) fechar.
Figura 7.16 - Tela de entrada no SAUA
A partir destes campos e comandos, é possível acessar a tela principal do SAUA,
apresentada na Figura 7.17, e consequentemente escolher a bacia que se quer analisar. Nesta
figura está representado o mapa do Estado da Bahia, onde destaca-se a região semiárida, bem
como as duas bacias em estudo. O comando para acessar uma destas bacias pode ser feito a
partir do clique em cima da bacia escolhida no mapa ou no botão referente a esta bacia. Neste
capítulo apenas será mencionada a utilização do sistema para a bacia do rio Paraguaçu.
43
Figura 7.17 - Tela principal do Sistema de Apoio ao Usuário de Água - SAUA
Após a escolha da bacia, neste caso a do rio Paraguaçu, é apresentada a tela com o mapa
georreferenciado da bacia, sua divisão política, rede hidrográfica e localização dos
barramentos estudados, conforme a Figura 7.18. Nesta tela é possível observar um resumo da
caracterização da bacia, onde encontram-se dados gerais, como a área total, a extensão do rio
principal (rio Paraguaçu), a quantidade total de municípios, dentre estes quantos tem a sede
inserida na bacia, vegetação, uso do solo e domínio hidrogeológicos predominantes.
44
Figura 7.18 - Tela principal do SAUA aplicada a bacia do rio Paraguaçu
Além desta informações resumidas pode-se visualizar, através dos botões de acesso, os
mapas georreferenciados socioeconômicos e físico, que representam as informações
existentes e geradas do sistema e o procedimento de análise de cenários, que representa a
análise multicritério, descritos a seguir.
7.3.2
Sistema de informações existentes e geradas no SAUA
As informações existentes e geradas pelo sistema podem ser visualizados de três formas
diferentes. A primeira refere-se aos mapas temáticos dos aspectos socioeconômicos e físicos
da bacia que são acessados pelos botões localizados na parte inferior a direita da tela, úteis
para a determinação de regiões com maior ou menor influência quanto aos aspectos
analisados. A segunda e a terceira forma referem-se a busca de informações por município e
por barragem respectivamente, detalhadas a seguir.
Os mapas temáticos socioeconômicos e físicos inseridos nesta versão do sistema estão
apresentados na Tabela 7.19 e exemplificados nas Figuras 7.19 e 7.20. Cabe mencionar que
novos mapas temáticos podem ser inseridos no sistema SAUA.
Tabela 7. 19 - Mapas socioeconômicos e físicos inseridos no SAUA
Mapas Socioeconômicos
distribuição total da população;
densidade demográfica;
taxa de crescimento da população;
grau de urbanização;
taxa de alfabetização;
mortalidade infantil;
PIB municipal;
efetivo de rebanhos.
Mapas Físicos
solos
uso do solo
geologia
vegetação
postos fluviométricos
postos pluviométricos
45
Figura 7.19 - Mapas comparativos de aspectos socioeconômicos da bacia.
Figura 7.20 - Mapas comparativos de aspectos físicos da bacia.
46
7.3.2.1 Acesso às informações à nível municipal
Para se obter informações a nível municipal, o usuário do sistema deve clicar no mapa
da Figura 7.18 sobre o município desejado. Ao fazer isto, o sistema apresenta outra tela onde
o município escolhido é destacado. A Figura 7.21 apresenta um exemplo desta função do
sistema, onde o município de Miguel Calmon foi selecionado. Observa-se nesta figura dois
botões localizados na lateral esquerda da tela onde é possível obter informações dos aspectos
socioeconômicos e físicos deste município, bem como de botões de comando localizados na
sua parte inferior, que possibilita que todas as informações existentes no sistema a nível
municipal possam ser configuradas, exportadas e impressas.
Figura 7.21 - Tela de zoom no município de Miguel Calmon.
A Figura 7.22 apresenta a tela com as informações socioeconômicas do município de
Miguel Calmon, onde apresenta-se a área total do município e a inserida na bacia, sua
população atual e projetada para curto, médio e longo prazo, com os respectivos consumo de
água estimado.
47
Figura 7.22 - Tela de acesso aos dados socioeconômicos do município de Miguel Calmon
As informações físicas possíveis de serem visualizadas através de mapas temáticos são
hidrografia, geologia, solos, usos dos solos, vegetação, barragens, postos pluviométricos e
fluviométricos, acessadas a partir do botão “dados físicos” e selecionando o tema ou os temas
desejados. A Figura 7.23 apresenta um exemplo de visualização destas informações para o
município de Miguel Calmon, onde estão selecionados os temas de hidrografia e uso do solo.
Figura 7.23 - Tela de acesso aos dados físicos do município de Miguel Calmon, destacando
hidrografia e uso do solo
48
7.3.2.2 Acesso às informações por barramentos
As informações por barramentos podem ser acessadas de maneira idêntica ao acesso das
informações por município, para isto basta clicar sobre uma das barragens apresentadas na
tela da Figura 7.18. Ao clicar na barragem desejada, o sistema abrirá uma nova tela
destacando-a como apresenta a Figura 7.24.
Figura 7.24 - Zoom da barragem de França
Observa-se nesta figura, onde é destacada a barragem de França, três botões localizados
na lateral esquerda da tela onde é possível obter informações dos aspectos físicos da região,
dados físicos da barragem e a matriz de demanda x disponibilidade de projeto. Além destes
botões, existem botões de comando, possibilitando que todas as informações existentes no
sistema por barramentos possam ser capturadas, exportadas e impressas.
Os aspectos físicos da região correspondem aos apresentados à nível municipal. Os
dados físicos da barragem correspondem: vazão regularizada; vazão ecológica, área de
drenagem; volumes máximo, mínimo e útil; altura máxima da água; ano de início da
construção e de conclusão, conforme a janela da Figura 7.25.
A matriz de demanda x disponibilidade fornece as demandas de usos da água, a
disponibilidade hídrica e o balanço hídrico dos lagos das barragens, conforme os projetos
executivo, de viabilidade e de demandas das barragens. A função desta matriz é realizar e
apresentar o balanço hídrico a curto, médio e longo prazo, como detalhado no item 7.2.2.2
Informações geradas no SAUA e apresentado na janela da Figura 7.26.
49
Figura 7.25 - Janela dos dados físicos da barragem de França
Figura 7.26 - Janela da Matriz de demandas x disponibilidades da barragem de França
50
A matriz de demanda x disponibilidade permite a execução de consultas através de
quatro botões, onde é possível acessar informações mais aprofundadas sobre as demandas
urbana, rural, animal e ecológica, como ex: pode-se ter acesso aos dados das sedes municipais
com previsão de serem abastecidas por esta barragem em seu projeto executivo e suas
discretizações de demandas, bastando clicar no botão “demanda urbana”. O mesmo pode ser
feito clicando os outros botões obtendo informações como abastecimento humano rural,
dessedentação animal e irrigação. As informações que podem ser visualizadas no processo de
consulta da matriz demanda x disponibilidade é detalhada no item 7.2.2.2 Informações
geradas no SAUA.
Na Figura 7.27, apresenta-se como exemplo informações que podem ser visualizados
com relação às demandas urbanas por municípios abastecidos pela barragem de França.
Figura 7.27 - Matriz de recursos hídricos apresentando demandas urbanas
51
7.3.3
Procedimento de análise multicritério do SAUA
O procedimento de análise multicritério do SAUA é acessado pelo botão “Análise de
Cenários” da tela apresentada na Figura 7.18 do item 7.3.1 Telas de acesso ao SAUA. Através
deste, acessa-se a janela de “Cenários”, representada na Figura 7.28.
Figura 7.28 - Janela dos cenários criados no sistema e seus valores constituintes
Observa-se nesta janela a existência de 5 botões: i) “criar” - acessa a janela na qual são
inseridas todas as informações necessárias para a criação de um novo cenário; ii) “editar” acessa a janela na qual são alteradas informações de cenários já criados; iii) “excluir” - tem a
função de excluir um cenário criado; iv) “ponderar” - acessa a janela na qual são atribuídas as
importâncias relativas dos atributos, critérios e barragens e v) “simular e analisar” - acessa a
janela na qual visualiza os procedimentos de simulação e de análise dos cenários.
Ainda na janela da Figura 7.28, observa-se duas planilhas de dados, uma na parte
superior, onde são visualizados os nomes dos cenários e data de criação, e uma na parte
inferior, onde são apresentados os dados dos cenários criados, como: nome da barragem;
volumes iniciais e metas, carregados diretamente da base de dados do sistema; os valores das
demandas, as prioridades de atendimento, especificados no campo “Pri” e as informações
adicionais como a existência de tratamento de efluentes, especificados no campo “T”.
Figura 7.29 apresenta a janela “novo cenário”, acessada através do botão “criar”, na
qual são inseridas informações necessárias para a criação dos cenários, como: nome,
descrição, data de criação e observações, que podem ser alterados pelo botão “editar”
localizado na parte superior da tela da Figura 7.28. Além destas informações, observa-se a
existência de um campo denominado “analisar”, sua seleção indica a escolha do referido
cenário para a simulação e análise multicritério, descritos mais adiante. Na parte inferior da
janela da Figura 7.29, pode-se escolher como base de criação do novo cenário, o cenário de
projeto das barragens (atual, futuro próximo e futuro distante), um cenário já criado ou
considerar todos os valores iniciais nulos. Cabe mencionar que o botão “editar” localizado na
52
parte inferior da tela da Figura 7.28 permite alterar os dados referentes a informações já
existentes nos cenários, conforme a janela da Figura 7.30. Como mencionado no Capítulo 3
(Volume I), a elaboração dos cenários é definida a partir da inserção dos dados de vazão e
atribuição de prioridades dentro do sistema.
Figura 7.29 - Janela de criação de um novo cenário
Para um melhor entendimento das telas que serão apresentadas e o processo de
desenvolvimento do sistema, foram construídos três cenários hipotéticos: cenário atual,
cenário 1 e cenário 2.
- Cenário atual: corresponde ao cenário atual de projeto das barragens, carregado a
partir da janela já apresentada na Figura 7.29. Considerou-se as prioridades de 1 a 4 às
demandas ecológicas, humana urbana e rural, animal e irrigação respectivamente e
tratamento dos efluentes domésticos urbanos gerado a partir da demanda humana urbana
solicitada da barragem de Apertado e França e humana rural solicitada da barragem de
França, além de irrigação de culturas orgânicas pelas barragens de Baraúnas e Casa Branca.
Os volumes iniciais e metas foram carregados diretamente da base de dados do sistema Todas
estas informações podem ser vistas na Figura 7.30.
- Cenário 1: O cenário 1 foi gerado a partir do cenário atual, sendo inseridas uma
demanda humana rural para barragem de Apertado e humana urbana para Casa Branca e
considerando uma prioridade 3 para irrigação e 4 para dessedentação animal respectivamente
para estas duas barragens. Todas estas informações podem ser vistas na Figura 7.31.
- Cenário 2: O cenário 2 foi gerado a partir do cenário 1, onde a única modificação
constou em considerar, para todas as barragens, uma prioridade 3 para o setor de irrigação e 4
para dessedentação animal e sistema de tratamento para a demanda humana urbana solicitada
de Pedra do Cavalo. Todas estas informações podem ser vistas na Figura 7.32.
Todas as informações foram alteradas para geração dos cenários atual, 1 e 2 pela janela
apresentada na Figura 7.33, acessada pelo botão “editar” localizado na parte inferior da tela da
53
Figura 7.28, onde são inseridas as informações adicionais citadas no item 7.2.2.2 Informações
geradas no SAUA, que se referem as informações relacionadas com tratamento ou não de
efluentes domésticos, existência ou não de rede coletora ou sistema de confinamento de
efluentes domésticos e industriais e cultivo de cultura orgânica ou não e alteração de
prioridades. Estas informações serão utilizadas na análise multicritério.
Figura 7.30 - Criação do Cenário Atual
Figura 7.31 - Criação do Cenário 1
54
Figura 7.32 - Criação do Cenário 2
Figura 7.33 - Janela de edição dos cenários (como exemplo a barragem de Apertado)
55
Todas as informações de demanda que compõem os cenários, juntamente com os dados
hidrológicos existentes na base de dados do sistema alimentam a rede de fluxo do MODSIM
para simulação dos cenários. Esta rede pode ser exibida ou ocultada a qualquer momento pelo
usuário para consulta de dados. A Figura 7.34 apresenta a rede completa do sistema, onde
todos os sete reservatórios analisados encontram-se interligados. Cabe ressaltar, que esta
mesma rede já foi apresentada no item 7.2.2.2 Informações geradas pelo SAUA.
Para cada ponto da rede hídrica, mostrada na Figura 7.34 o SAUA disponibiliza gráficos
da simulação dos volumes e vazões atendidas ao longo de um período definido (1 ano), para
os casos de reservatórios e demandas, respectivamente. As telas que apresentam estes gráficos
mostram também planilhas com outros valores de dados simulados para o ponto acessado.
Figura 7.34 - Tela apresentando a rede hídrica utilizada para simulação
Após composição completa dos cenários, inicia-se o processo de atribuição das
importâncias relativas dos atributos, critérios e barragens, cuja janela é acessada a partir do
botão “ponderar” da Figura 7.28 e apresentada na Figura 7.35.
Como já discutido no item 7.2.4 Análise Multicritério, os cenários simulados serão
avaliados perante três critérios: socioeconômico, ambiental e técnico, com seus respectivos
atributos, cujos pesos serão obtidos pelo método AHP a partir da atribuição da importância
relativa pela escala de SAATY adaptada. Este procedimento é realizado como apresentado na
janela da Figura 7.35 onde o primeiro passo corresponde a seleção da barragem, seguido do
critério e em seguida do botão “importância dos atributos” que abrirá a janela da Figura 7.36
onde é possível especificar a importância relativa de cada atributo com relação aos demais.
Após ponderação de todos os atributos, passa-se a ponderar todos os critérios e por fim as
barragens, seguindo o mesmo procedimento.
56
Figura 7.35 - Janela de ponderação das importâncias relativas dos atributos, critérios e barragens
Figura 7.36 - Janela de especificação das importâncias relativas dos atributos do critério ambiental
57
Para continuar a exemplificar o sistema para os cenários construídos, observa-se na
Figura 7.35, a seleção da barragem de Apertado e do critério ambiental e na Figura 7.36, a
ponderação dos atributos do critério ambiental. Neste caso considerou-se no exemplo que
todos os atributos têm a mesma importância relativa. Ao lado direito da janela da Figura 7.36
é apresentado uma escala onde pode ser melhor visualizado a importância de cada atributo
com relação aos demais. Este procedimento repete-se para todas as barragens e atributos.
Para avaliar a importância relativa entre os critérios, processa-se da mesma forma
apresentada para a importâncias relativa dos atributos. No exemplo apresentado, Figura 7.37,
o critério técnico mostrou-se, dentro da atribuição das importâncias relativas entre os critérios,
o mais representativo para a análise dos cenários construídos, seguido do critério ambiental,
social e econômico que apresentaram a mesma importância relativa.
Ainda para o exemplo citado, considerou-se que as barragens apresentam a mesma
importância relativa.
Observa-se na parte inferior da janela das Figuras 7.36 e 7.37 um campo indicando
“combinação consistente”, este indica que a definição das importâncias relativas foram
realizadas com sucesso, sem incoerências.
Figura 7.37 - Janela de especificação das importâncias relativas dos critérios
Após o processo de ponderação, os cenários são simulados e classificados perante a
análise multicritério, este procedimento é realizado pelo botão “simular e analisar” da Figura
7.28, que acessa a janela da Figura 7.38. Para simulação do comportamento hídrico da bacia,
perante os cenários elaborados e escolhidos para serem simulados, deve-se selecionar entre os
três períodos de dados de chuvas correspondentes à anos secos, médios ou úmidos. Para o
exemplo em exercício considerou-se o período seco. No caso dos dados do cenário
constituírem combinações impossíveis de serem simuladas o sistema dará um aviso e
interromperá o procedimento..
58
Figura 7.38 - Janela de simulação dos cenários
Após ser feita, com sucesso, a simulação dos cenários, os resultados obtidos podem ser
visualizados a partir do botão “analisar”, que abre a janela apresentada na Figura 7.39 A
apresentação dessa janela divide-se em três partes: i) cenário; ii) reservatório e iii) demandas.
Na primeira parte, escolhe-se o cenário o qual se quer observar os resultados dos reservatórios
e demandas. Na segunda escolhe-se o reservatório e na terceira, a demanda que se quer
avaliar. Um exemplo de apresentação dos resultados da simulação encontra-se na Figura 7.39.
Figura 7.39 - Janela de apresentação dos resultados da simulação dos cenários
59
Na janela da figura acima observa-se o botão “gerar indicadores”, que tem o objetivo de
capturar as demandas médias obtidas na simulação dos cenários e as importâncias relativas
atribuídas no processo de ponderação para calcular e escalarizar os indicadores de cada
atributo, conforme a tela da Figura 7.40
Figura 7.40 - Janela de apresentação dos indicadores gerados para os cenários
Estes resultados são bastante técnicos e quanto mais próximo da unidade melhor, no
entanto, a comparação é feita para mesma barragem e atributo, alterando-se apenas o cenário.
Por este motivo, o usuário não necessita analisá-los obrigatoriamente, podendo obter o
resultado final da análise multicritério acessando o botão “comparar cenário” e visualizá-los
na tela da Figura 7.41
Cabe lembrar que a comparação dos cenários tem como função classificá-los entre os
mais representativos para os menos representativos de acordo com as preferências de
importâncias relativas definidas pelo comitê de bacia no processo de ponderação, cuja
metodologia está descrita no item 7.2.4.2. Avaliação e Classificação dos Cenários pela
Análise Multicritério.
A tela da Figura 7.41 apresenta o resultado final da análise multicritério dos cenários
exemplificados. Com este resultado, é possível constatar as pontuações escalarizadas que os
cenários obtiveram durante todo o procedimento de análise e sua classificação quanto a
maximização dos objetivos propostos. No exemplo, observa-se que o Cenário 1 apresentou a
melhor pontuação, fazendo-o ocupar a 1ª posição, satisfazendo, portanto, o interesse comum
dos usuários, sociedade civil e poder público, representados pelo comitê de bacia, expresso
durante o processo de construção dos cenários e ponderação dos atributos, critérios e
barragens.
60
Figura 7.41 - Tela com resultado final da análise multicritério
Após a verificação do resultado final da avaliação dos cenários, o usuário pode retornar
à tela de composição dos cenários ou ponderação dos elementos da análise e fazer alterações,
testando as diversas possibilidades e conservando os cenários que mais satisfizer suas
preferências.
7.4
Considerações Finais e Conclusões
Este sub-projeto, que teve como objetivo desenvolver uma importante ferramenta de
apoio a decisão, vem contribuir no auxílio ao “futuro” Comitê da Bacia do Rio Paraguaçu na
articulação de ações necessárias a compatibilização do uso, controle e proteção dos seus
recursos hídricos, a partir de decisões que compatibilizem as necessidades hídricas com as
disponibilidades, de forma amenizar ou evitar a ocorrência de conflitos pelo uso da água,
atendendo aos princípios da Lei Federal nº. 9.433/97 e da Lei Estadual nº 6.855/95. Esta
ferramenta agrupa um grande número de informações física e hidroclimatológica da bacia,
permite a composição e simulação de vários cenários com diferentes configurações de
alocação da água e classifica-os por meio da análise multicritério.
Portanto, o principal resultado consistiu na construção do sistema de apoio a decisão,
aqui denominada de Sistema de Apoio ao Usuário da Água (SAUA) – versão 1.0, que
responde questões formuladas pelo usuário relacionadas com diversos aspectos como:
socioeconomia, vegetação, climatologia, usos do solo, ocupação animal e humana, geologia e
hidrografia acerca de uma região estudada, sejam a nível municipal ou por barragem. Para
esta segunda opção, o sistema viabiliza o estudo individualizado e/ou integrado a partir da
simulação de uma rede de fluxo hídrico e análise multicritério.
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Dentre os resultados obtidos durante o desenvolvimento do SAUA, destacam-se:
i)
definição da arquitetura do sistema
Na definição da arquitetura do sistema foram estabelecidos os componentes conceituais,
as entidades funcionais, a representação e descrição da estrutura do sistema em cinco módulos
operacionais (geoprocessamento, inferência, base de dados, modelagem e interface) e
descrição dos fluxos de dados entre os módulos e as relações constituintes dos componentes.
ii)
construção do protótipo
Inicialmente foi feita a construção de um protótipo com o objetivo de testar a utilização
das ferramentas escolhidas para construção do sistema. O protótipo foi implementado a partir
das funções básicas de programação e manipulação de dados do sistema, estabelecendo sua
funcionabilidade no sentido de atender às necessidades comuns dos usuários, quanto à
alocação de água. O protótipo do SAUA representou uma versão preliminar, mas que pôde
fornecer informações relevantes sobre a bacia do Paraguaçu, além de compor cenários que
permitiram avaliar a situação hídrica da bacia e auxiliar os usuários da água no processo de
tomada de decisões, servindo de base para implementação de novas funções que definiram o
sistema completo.
A construção do protótipo e sua apresentação dentro do processo de formação do comitê
da bacia do rio Paraguaçu gerou um conjunto de alterações de forma e funcionamento no
sistema, estas alterações juntamente com maiores estudos de aplicabilidade representaram a
base para construção da primeira versão utilizável do SAUA. A partir dos resultados obtidos
com esta construção, foram verificadas as definições do projeto inicial e ajustados seus
parâmetros característicos, que serviram de base para o desenvolvimento da primeira versão
utilizavel do sistema, onde algumas alterações representaram o avanço dos estudos das
funções principais, desejadas para o SAUA.
iii)
especificação e construção do sistema de informações existente e geradas
pelo SAUA
A especificação e construção do sistema de informações existente e geradas pelo SAUA
consistiu na base do processo organizacional, onde foram definidas as unidades básicas de
relacionamento, neste caso a bacia hidrográfica, e a partir dela os diversos conjuntos de dados
associados aos aspectos socioeconômicos, físicos, hidrológicos (obtidos em fontes
secundárias) que encontram-se georreferenciados, bem como informações processadas no
sistema, gerando a matriz demanda x disponibilidade de projetos das barragens e o
comportamento da rede de fluxo que simula o balanço hídrico dos reservatórios por meio dos
dados fornecidos pelo usuário durante o processo de elaboração dos cenários.
O modelo de rede de fluxo selecionado para ser inserido no SAUA foi o modelo
MODSIM, por ser versátil, bem documentado e diversamente testado, que simula e otimiza
uma rede de fluxo de volumes armazenados em reservatórios e sua distribuição para as
demandas e prioridade de atendimento pré-definidos. Os cenários podem ser construídos e
simulados pelo SAUA que utiliza o “núcleo” funcional do MODSIM (SimSis), através de
uma interface própria, projetada para atender especificadamente as necessidades do estudo e
busca automaticamente as informações fornecidas durante a construção dos cenários,
alimentado a rede de fluxo já existente composta de sete reservatórios (Casa Branca,
Apertado, Baraúnas, Bandeira de Melo, França, São José do Jacuípe e Pedra do Cavalo) e
suas respectivas demandas.
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iv)
inserção da análise multicritério
A análise multicritério foi inserida no sistema para viabilizar o processo de comparação
dos cenários de alocação de água, elaborados pelo usuário e simulados pelo sistema no
“núcleo” funcional do MODSIM, perante a atribuição de importâncias relativas dos critérios e
de seus atributos. O método escolhido para realizar a análise multicritério foi o AHP, por sua
simples utilização, flexibilidade, sensibilidade e transparência no processo decisório,
trabalhando com diversidade e complexidade de atores, critérios e ações.
A análise multicritério é realizada pelo sistema a partir da especificação de importâncias
relativas dos critérios e atributos pela escala de SAATY adaptada, que permite um melhor
entendimento por parte dos usuários e simplifica o processo de ponderação dos componentes
da estrutura hierárquica de decisão.
Foram estabelecidos três critérios que possuem relevância no processo de
desenvolvimento regional da bacia: critério ambiental, socioeconômico e técnico. Estes
critérios estão subdivididos em subcritérios, denominados atributos, avaliados por meio de
indicadores. O critério ambiental permite analisar quais dos cenários têm maior possibilidade
de degradação ambiental; o socioeconômico aqueles que podem apresentar maiores
tendências no desenvolvimento socioeconômico da bacia; e o técnico a viabilidade do cenário
quanto as regras operacionais estabelecidas na sua elaboração a partir da atribuição de
prioridades de atendimento das demandas e das barragens. O critério político é considerado
por meio de “discussões” entre os representantes do comitê durante todo o processo de
tomada de decisão.
Após a definição dos pesos de cada critério, atributo e barragem por meio da matriz de
importância relativa, os cenários são classificados entre os melhores e piores cenários de
acordo com as preferências de importâncias definidas pelos usuários.
v)
construção da interface
A interface do SAUA é apresenta em forma matricial, facilitando a visualização e
análise dos resultados obtidos e consequentemente a identificação da solução mais adequada
aos objetivos propostos. Com este intuito, a conceituação e a estruturação da matriz foram
feitas, definindo e apresentando informações consideradas relevantes para o planejamento e o
gerenciamento dos recursos hídricos, como também foram contempladas as informações
possíveis de serem geradas com auxílio de processos de simulação e análises de alternativas.
Sendo o SAUA desenvolvido para ser utilizado de forma participativa e descentralizada,
onde os usuários podem ter as mais diversas formações, níveis intelectuais, sociais e culturais,
a interface foi projetada para permitir um maior nível de entendimento, utilizando para isso,
artifícios de programação visual, com cores e formas das telas muito expressivas e de fácil
utilização.
Durante o desenvolvimento do sistema foram enfrentadas questões conceituais relativas
às decisões, como: quais são elas? quem é o agente tomador? quem estará sujeito às
conseqüências? quais os interesses envolvidos? Como aspectos emocionais interferem? Como
escolher entre as alternativas?. Estes aspectos configuraram o caráter não estruturado do
processo decisório humano e sua conseqüente complexidade quando da modelagem e
implementação de procedimentos computacionais auxiliares. Associar tais situações a eventos
ambientais de também complexa modelagem representou um grande desafio, enfrentar este
desafio significou perceber a necessidade de otimizar a forma de comunicação entre o usuário
e a máquina. Neste caso a tarefa foi procurar realizar esta associação de forma compreensível,
funcional e agradável.
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Estas questões conceituais do gerenciamento de recursos hídricos na bacia do rio
Paraguaçu estão associadas, dentre outras, a situações que envolvem aspectos políticos, para
os quais o SAUA não poderá responder ou simular matematicamente.
Utilizando processos matemáticos de simulação e otimização do comportamento do
sistema hídrico da bacia a partir da rede de fluxo, o SAUA tem capacidade de gerar e analisar
cenários, para representação de hipóteses de planejamento ambiental, auxiliando a prevenção
de falhas no abastecimento de regiões, ocasionadas por mau planejamento de operação do
sistema hídrico. As informações tratadas pelo SAUA são também apresentadas em matrizes
de indicadores ambientais, socioeconômicos e de balanço hídrico, permitindo aos usuários
definir ações baseadas em uma caracterização funcional ampla da bacia.
A etapa de construção da primeira versão do sistema é dada como concluída. Porém, por
ser uma ferramenta auxiliar ao gerenciamento de recursos hídricos em uma bacia hidrográfica,
o SAUA deve ter sua continuidade de desenvolvimento ligada à própria evolução dos
processos decisórios na bacia do rio Paraguaçu. Os desdobramentos institucionais,
legislativos, organizacionais, econômicos e ambientais têm influência integral na constituição
do SAUA e seguirão moldando equipamentos, programas, componentes, instalações e meios
de comunicação ligados ao tema gerenciamento de águas.
Nesta versão, destaca-se principalmente a sua simplicidade e amplitude, permitindo um
processo rápido, e ao mesmo tempo democrático, levando em consideração julgamentos de
vários atores com diversos pontos de vista e envolvimento com o problema, fornecendo um
resultado que aponta as tendências destes atores, ou a priorização das alternativas possíveis
para a solução.
Algumas limitações foram identificadas no desenvolvimento do SAUA: uma delas
refere-se ao desenvolvimento do sistema de apoio a decisão para um comitê de bacia ainda
não instituído, dificultando a implementação da linguagem de comunicação entre um
elemento computacional e os componentes do comitê; uma grande deficiência de dados
primários e atualizados, como aqueles relacionados com os estudos de demanda e
disponibilidades das barragens, limitando o confronto dos resultados simulados para os
cenários elaborados pelos usuários e os atuais os resultados obtidos nos processos de
simulação da rede de fluxo e impedindo, bem como aqueles relacionados com a qualidade da
água dos rios Paraguaçu e Jacuípe, impedindo a obtenção de indicadores significativos dos
atributos do critério ambiental, que foram especificados por meio de algumas simplificações.
Como continuidade do projeto é sugerido a ampliação dos conjuntos de dados
disponíveis, a inclusão de outros modelos matemáticos, a implementação de lógicas
heurísticas na análise/avaliação de cenários e a utilização de modelagem 3D, além de imagens
(aéreas/satélites) no geoprocessamento, que incrementarão a interface do sistema no sentido
de retratar melhor a “realidade” ambiental da bacia. Deve-se também incluir ferramentas para
disponibilização de dados na internet e acesso remoto a informações utilizadas pelo sistema,
dando assim mais condições para a tomada de decisões acertadas no gerenciamento e
planejamento dos recursos hídricos.
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