UNIV E R S ID A D E F E D E R A L D O C E A R Á C E NT R O D E T E C NOL O G IA
D E P A R T A ME NT O D E E NG E NHA R IA HID R Á UL IC A E A MB IE NT A L P R O G R A MA D E P ÓS -G R A D U A Ç Ã O E M E NG E NHA R IA C IV IL
R E NA T O D E O L IV E IR A F E R NA ND E S
E S T R A T É G IA D E G E S T Ã O A D A P T A T IV A D O S R E C UR S O S HÍDR IC O S P A R A O R IO J A G U A R IB E E M C E NÁ R IO S D E MUD A NÇ A S C L IMÁ T IC A S
R E NA T O D E O L IV E IR A F E R NA ND E S
E S T R A T É G IA D E G E S T Ã O A D A P T A T IV A DO S R E C UR S O S HÍD R IC O S P A R A O R IO J A G UA R IB E E M C E NÁ R IO S D E MUD A NÇ A S C L IMÁ T IC A S
T es e s ubmetida ao P rograma de P ós -G raduaçã o em E ngenharia C ivil da Univers idade F ederal do C ea rá, c omo requis ito parc ial à obtençã o do título de D outor em E ngenharia C ivil. Á rea de c onc entraçã o: R ecurs os Hídric os
O rienta dora: D ra. T ic iana M. de C arvalho S tudart
C oorientador: D r. C leiton da S ilva S ilveira
R E NA T O D E O L IV E IR A F E R NA ND E S
E S T R A T É G IA D E G E S T Ã O A D A P T A T IV A DO S R E C UR S O S HÍD R IC O S P A R A O R IO J A G UA R IB E E M C E NÁ R IO S D E MUD A NÇ A S C L IMÁ T IC A S
T es e s ubmetida ao P rograma de P ós -G raduaçã o em E ngenharia C ivil da Univers idade F ederal do C ea rá, c omo requis ito parc ial à obtençã o do título de D outor em E ngenharia C ivil. Á rea de c onc entraçã o: R ecurs os Hídric os
A provada em: 20/12/2016
B A NC A E X A MINA D OR A
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D ra. T ic iana M. de C arvalho S tudart ( orientadora)
Univers idade F ederal do C eará
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D r. C leiton da S ilva S ilveira (c oorientador)
Univers idade da Integraçã o Internac iona l da L us ofonia A fro-B ras ileira _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
D r. F ranc is c o O s ny E néa s da S ilva Univers idade F ederal do C eará
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D ra. R enata Mendes L una
Univers idade F ederal do C eará
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D r. J os é Maria B rabo A lves
Univers idade E s tadual do C eará
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ D r. E mers on Mariano da S ilva
A G R A D E C IME NT O S
A grade ço à D eus por ter me guiado na minha trajetória ac adê mic a.
A minha família pelo apoio, em es pec ial a minha mã e F ranc is ca, pelo s eu amor que s empre me guiou pe los melhores c aminhos , ao meu pai J urandy F ernande s , pelas mudanças recentes e apoio, minha es pos a K aliane F ernandes , que s empre es teve ao meu lado me inc entivando e apoiando, a minha pequena A lic e que me motiva apenas c om o s eu s orris o, aos meus irmã os G erlan F ernandes , G erlandia F ernande s , R aul F ernande s e G erlandia G ouveia pelo c arinho e admiraçã o.
A os profes s ores T ic iana S tuda rt e C leiton S ilveira pe la orientaçã o durante o des envolvimento da pe s quis a. A o profes s or F ranc is c o de A s s is pelas dic as e s uges tões de c omo aborda r o tema. A o profes s or C arlos G alvã o que inc entivou minha c arreira na pes quis a em uma époc a que ainda nã o me reconhec ia c omo pes quis ador.
A os amigos R odolfo Nóbrega, pelas s uges tões valios as no texto, G omes R ibeiro, que c olaborou de várias formas durante o curs o de doutorado, a K ios thenes Moreira, que s empre me inc entivou a s eguir em frente, a A frâ nio Q uirino pelas c ons ultas médic as e poes ia, a O s valdo C ris pim pe la s ua filos ofia e c onvers as s obre os divers os temas , a P edro A lys s on pelo apoio no J uaz eiro do Norte e cons ideraçã o, a equipe de engenheiros da S E INF R A de Iguatu, C E , repres entado pe lo amigo J oã o B os c o, onde aprendi a prátic a da eng enharia.
A o D epa rtamento de C ons truçã o C ivil e Univers idade R egiona l do C ariri, por ter permitido a de dic açã o exc lus iva ao trabalho de pes quis a através do afas tamento das atividades doc ente.
A os profes s ores da banca examinadora pe la dis ponibilidade e c olaboraçã o.
À F undaçã o C earens e de A poio ao Des envolvimento C ientífic o e T ecnológic o, F UNC A P , pelo apoio financeiro através da bols a.
R E S UMO
e as açõe s de ges tã o adotadas c omo principa l es tratég ia. A es tratégia de ges tã o rec omenda melhorias na polític a de s aneamento bás ico para a reduçã o da carga de D B O , c ontrole operac ional dos res ervatórios pa ra manutençã o da va z ã o mínima no rio e flexibiliz açã o dos ins trumentos atuais de ges tã o dos recurs os hídric os . O es tudo mos trou que as mudanças c limátic as devem caus ar impac tos quali-quantitativos nos recurs os hídric os da bac ia do R io J agua ribe, C eará, e que a es tratég ia de ges tã o adaptativa propos ta é uma importante ferramenta para lidar c om es s e novo c ontexto de inc ertez as , princ ipa lmente, pela s ua flexibilida de e tomada de dec isã o com informações inc ertas ou incompletas .
A B S T R A C T
improvements in the bas ic s anitation polic y to reduc e the B O D load, the operational c ontrol of the res ervoirs to maintain at leas t the minimum allowed flow in the river, and the adaptability of the current water res ources management ins truments . T he s tudy s howed that the c limate c hang es mus t have qualitative and quantitative impac ts on the wate r res ources of the J aguaribe R iver bas in, and that the ada ptive manag ement s trate gy propos ed is a major tool to deal with this new c onte xt of unc ertainties , es pe c ially bec aus e of its flexibility and dec is ion-making with unc ertain or inc omplete information.
L IS T A D E F IG UR A S
F igura 1 - D inâ mic a do s is tema de rec urs os naturais c om muda nças influe nc iadas pe las c ondiçõe s ambientais e açõe s de ges tã o ... 33 F igura 2 - C ic lo da ges tã o ada ptativa ... 34 F igura 3 - F as e interativa da ges tã o adaptativa entre o monitoramento,
avaliaçã o e as a ções de ges tã o. ... 38 F igura 4 - P roc es s o de identificaçã o e implementaçã o da s opçõe s de
ges tã o na G A . ... 40 F igura 5 - Número de c itaçã o e número de public ações nas qua is o termo
“adaptive manag ement” aparece no título e número de c itações em que o termo “adaptive manag ement” e “water” aparec em s imultane amente no título no pe ríodo de 1978-2015. ... 45 F igura 6 - F ramework do S S E com múltiplos c omponentes . A s s ituações
da açã o foc al s ã o onde toda s as açõe s tê m lugar c omo ins umo e s ã o trans formadas pelas ações de múltiplos atores em res ultados . ... 49 F igura 7 - C onc eitos bás ic os relac iona dos à vulnerabilidade de S S E . ... 51 F igura 8 - V ariaçã o da ins olaçã o do verã o no Hemis fério Norte (A ) e da
pres ença de s edimentos te rres tre nos s edimentos marinhos na regiã o do des erto do S a ara des tac ando a mudança abrupta de es ta do (área s ombreada). ... 59 F igura 9 - R epres enta çã o do mode lo c onceitual da mudança de dois
es ta dos de um s is tema em funçã o de perturbações externas que atuam (A -I), modificaçã o do domínio de es tabilida de (A -II) e a c ombinaçã o da s duas c ondições anteriores (A -III) . ... 60 F igura 10 - E s ta dos alternativos em um ec os s is tema divers o (1 e 4) e as
c aus as (2) e gatilhos (3) por trás da perda da res iliê nc ia e mudança de regime... 62 F igura 11 - C ic los adaptativos em dua s dimens ões (A ) e trê s dimens ões
F igura 12 - C ic lo de um mode lo de ges tã o do s olo em uma bac ia hidrográfic a, mos trando as mudanças na c onc entraçã o de fós foro (adimens ional) em um lago, proporçã o de áreas agríc olas que us am prátic as intens ivas de fós foro e o tamanho da bac ia de atraçã o (atrator). ... 67 F igura 13 - C ic los adaptativos indic ando interaçõe s entre es c alas
(pana rquia). ... 69 F igura 14 - T eoria da pana rquia c om ê nfas e em qua tro as pe ctos da
mudança através de diferente s es calas em um s is tema de rec urs os hídric os e a inters eçã o c om as fas es do c iclo adaptativo. ... 70 F igura 15 - C aminhos c limátic os pos s íveis (es paço de oportunidade ) que
poderã o levar a adaptaçã o. ... 82 F igura 16 - D iferença entre os es tudos de impac to e adaptaçã o as
mudanças c limátic as pelas abordag ens top-down e bottom-up. ... 85 F igura 17 - C inc o maiores c ateg orias de ameaças no ec os s itema de rios ,
des tacando os pos s íveis impa c tos que a modificaçã o das va z ões pode gerar... 89 F igura 18 - Mapa de loc aliz açã o dos açudes C as tanhã o, O rós e B anabuiú
na bac ia hidrográfica do R io J aguaribe, C ea rá. ...100 F igura 19 - V az ões médias diárias mens ais em uma s eçã o do R io
J agua ribe mos trando a interferê nc ia que a c ons truçã o do C as tanhã o exerc e no regime de vaz ões . ...101 F igura 20 - R epres enta çã o da conc entraçã o da D B O na c las s e 2 de
enqua dramento pe la ótic a da teoria da res iliê nc ia ecológic a. ...105 F igura 21 - R epres enta çã o s implific ada do c ic lo ada ptativo em rec urs os
hídric os , de s tac ando as princ ipa is c aracterís tic as de c ada fa s e. ...107 F igura 22 - Q ua dro conc eitua l integrado de tomada de dec is ã o (ao centro)
e g es tã o adaptativa ( c írculo externo). ...110 F igura 23 - A umento de temperatura globa l us ados no IP C C -A R 5
F igura 24 - Imag em de s atélite com rec orte da área em es tudo de s tac ando os dois princ ipais res ervatórios que regulariz am as vaz ões do R io J agua ribe e os munic ípios que c ontribuem c om es goto domés tico no trecho es tudado. ...113 F igura 25 - R epres enta çã o s implific ada do balanço hídric o nos res ervatórios ,
va z ã o no R io J aguaribe e lançamento de es goto domés tic o munic ipal na área em es tudo. ...115 F igura 26 - A lgumas implic açõe s que a variaçã o da chuva pode des encadear
na bac ia hidrográfica e no R io J ag ua ribe . ...116 F igura 27 - D iagrama unifilar do trec ho do R io J ag uaribe modelado
identific ando os lançamentos de es goto dos 15 municípios . ...117 F igura 28 - R epres enta çã o geral da metodologia adotada para projeçã o do
impac to das mudanças c limátic as na qua lidade da água do R io J agua ribe . ...120 F igura 29 - R ede de fluxo us ado pa ra s imular as va z õe s regulariz ada s pelos
res ervatórios C as tanhã o e B ana buiú no modelo A c quaNet. ...122 F igura 30 - C urva c ota-área-volume dos açudes C as tanhã o (A ) e B a nabuiú
(B ). ...123 F igura 31 - C orrelaçã o e ntre dados obs ervados de veloc idade média e vaz ã o
média (A ) e profundidade média e vaz ã o média (B ) em uma s eçã o do R io J aguaribe. ...125 F igura 32 - Q ua dro c onceitual pa ra ges tã o adaptativa da qua lida de da água
do R io J aguaribe, C eará, em c enários de mudanças c limátic as . ...128 F igura 33 - F luxograma apres entando as ligações entre ges tã o de rec urs os
hídric os , c iê nc ia, s oc iedade e polític a nos experimentos c om va z ões de rios . ...133 F igura 34 - D ens idade de es tações pluviométricas (pontos em az ul) e
fluviométrica (pontos em vermelho) no B ras il (A ) c om de s taque para área em es tudo (B ). ...136 F igura 35 - P as s os da propos ta de G A R H pa ra o R io J ag uaribe em c enários
F igura 36 - V ariaçã o da vaz ã o afluente média (δ aflu.) nos res ervatórios B anabuiú e C as tanhã o pa ra os períodos 2040-2069 e 2070-2099 a partir dos dados de c huva projetados por 20 MC G s do C MIP 5. ...140 F igura 37 - V ariaçã o nas vaz ões regulariz adas pelos açudes C as tanhã o e
B anabuiú, c om garantia de 90% , para os c enários R C P 4.5 e R C P 8.5, períodos de 2040-2069 (A e B ) e 2070-2099 (C e D) para 20 MC G s do C MIP 5. ...142 F igura 38 - P rojeções das vaz ões no R io J agua ribe para os pe ríodos
2040-2069 e 2070-2099 de 20 MC G s nos c enários R C P 4.5 e R C P 8.5. ...146 F igura 39 - F requê nc ia de pe rmanê nc ia do R io J ag uaribe s egundo o OD
c ons iderando as alterações de vaz ões a pa rtir dos dados de c huva projetado por 20 MC G s do C MIP 5/IP C C . ... 148 F igura 40 - V ariaçã o da c oncentraçã o de D B O no R io J ag uaribe em funçã o
da variaçã o da vaz ã o Q 90. ... 149 F igura 41 - V ariaçã o da c onc entraçã o O D no R io J agua ribe em funçã o da
reduçã o da vaz ã o Q 90. ...150 F igura 42 - V ariaçã o de reduçã o da vaz ã o Q 90 no R io J ag uaribe e impac tos
na D B O máxima (A ) e na frequê nc ia de permanê nc ia do O D na c las s e 2 (B ) para dois períodos futuros . ...152 F igura 43 - V alores máximo da DB O no R io J aguaribe em funçã o da variaçã o
da vaz ã o Q 90 para diferentes metas de reduçã o do es goto domés tic o munic ipal. ...153 F igura 44 - O D mínimo no R io J ag ua ribe em funçã o da reduçã o da Q 90 para
dois períodos futuros . ...155 F igura 45 - Q ua dro conc eitual (framework) de tomada de de c is ã o em G A R H
L IS T A D E T A B E L A S
T abela 1 - C ondiçõe s ideais da G A em c ada pas s o. ... 36 T abela 2 - Q ua dro c onc eitual pa ra avaliaçã o do c iclo de G e s tã o A da ptativa. ... 39 T abela 3 - 20 MC G s do C MIP 5 utiliz ados nes s e es tudo. ... 112 T abela 4 - D es c riçã o da rede de fluxo modelada indicando as vaz ões de
es goto domés tic o e s ua res pe c tiva c arga de D B O lançada no R io J agua ribe por trec ho para o ano de 2013. ... 118 T abela 5 - E vaporaçã o mens al dos res ervatórios C as tanhã o e B anabuiú. ... 123 T abela 6 - E s ta tís tic a des c ritiva da s projeções de vaz õe s no R io J ag ua ribe
S UMÁ R IO
1 INT R OD UÇ Ã O ... 19
1.1 C ontrib uiçã o c ie ntífic a e es trutura do tex to ... 22
1.2 J us tific ativ a ... 24
1.3 O bjetiv os g erais ... 25
1.4 O bjetiv os e s pec ífic os ... 26
2 F UND A ME NT A Ç Ã O T E ÓR IC A ... 27
2.1 G es tã o ad aptativ a e res iliê nc ia ec o lóg ic a ... 27
2.2 G ov ernança adaptativ a e g es tã o adap tativ a ... 28
2.3 G es tã o A daptativ a de R ec urs o s Hídric os (G A R H) ... 31
2.3.1 Uma pers p ec tiv a operac ional da g es tã o adaptativ a ... 32
2.3.2 A plic ações d a g es tã o ad aptativ a ... 41
2.3.3 D es a fios , barreiras e potenc ia lidades da g es tã o adap tativ a ... 45
2.4 S is temas S óc io -E c o lóg ic os ( S S E s ) ... 46
2.4.1 V ulnerab ilidad e de S S E s ... 50
2.4.2 P rinc íp ios b ás ic o s para c o ns truçã o da res iliê nc ia de S S E s ... 54
2.5 Mudança de reg ime em S S E s ... 57
2.6 C ic lo s adaptativ os ... 64
2.6.1 Intera çã o entre c ic los ad aptativ os (P anarquia) ... 68
2.7 R es iliê nc ia de s is tema de rec urs os híd ric os ... 71
2.8 Impac to das mudanças c limátic a s nos rec urs o s hídric os ... 74
2.9 A d aptaçã o à s mudanças c limátic as ... 80
2.10 A d aptaçã o dos rec urs o s hídric o s a v ariab ilidad e e mudanças c limátic as ... 82
2.10.1 A bordag ens p ara e s tudos de adaptaçã o ... 84
2.11 G es tã o A daptativ a d e R ec urs os Hídric o s (G A R H) para adap taçã o as mudança s c limátic as ... 87
2.11.1 G es tã o adap tativ a de v az ões em rios ... 88
2.12 G arantias de abas tec imento de ág ua ... 91
2.13 G es tã o da qualidade da ág ua em rios ... 92
2.13.1 Ins trumentos d e g es tã o da q ualidade da ág ua ... 95
2.13.2 Modelos de s imulaçã o da qualidade da ág ua ... 97
4 ME T O D OL O G IA ... 103
4.1 R ec urs os hídric os do R io J a g uaribe na pers p ec tiv a da res iliê nc ia ec o lóg ic a ... 103
4.2 T omada de dec is ã o em G A R H ... 108
4.2.1 D efiniçã o de c enários : os c enários de mudanças c limátic as ... 110
4.2.2 D es e nv olv imento do modelo c onc eitual ... 113
4.2.3 A c oplamento dos modelos de s imulaçã o ... 118
4.2.4 P rojeções das v az ões afluentes aos res erv a tório s em c enários de mudança s c limátic as ( IP C C -A R 5) ... 121
4.2.5 V az ões reg ulariz adas pelos açudes C as tanhã o e B anab uiú em c enários de mudanças c limátic as (IP C C -A R 5) ... 122
4.2.6 P rojeções de v az ões no R io J a g uaribe em c enários de mudança s c limátic as (IP C C -A R 5) ... 124
4.2.7 P rojeções do O D e da D B O do R io J ag uaribe em c enários de mudança s c limátic as ( IP C C -A R 5) ... 124
4.3 Q uadro c o nc eitual para g es tã o adap tativ a da qualidad e da ág ua do R io J a g uaribe, C eará... 126
4.3.1 E nv olv imento dos partic ipantes ... 129
4.3.2 D efiniçã o dos objetiv os d e g es tã o ... 130
4.3.3 F ormulaçã o de hipótes es e definiçã o das açõ es de g es tã o ... 130
4.3.4 Metas prog res s iv a de reduçã o da c arg a org â nic a domés tic a munic ipal ... 131
4.3.5 E x perimentos c o m alteraçã o de v az ões e mo nitoramento ... 132
4.3.6 A v aliaçã o , rev is ã o e dis s eminaçã o d os res ultados ... 137
5 R E S UL T A D OS E D IS C US S Ã O ... 139
5.1 V az ões afluentes aos res e rv atórios C as tanhã o e B anabuiú nos c enários de mudanças c limátic as de 20 MC G s do C MIP 5/IP C C ... 139
5.2 V az ões reg ulariz adas pelo s res erv atório s C as tanhã o e B anabuiú nos c e nários de mudanças c limátic as de 20 MC G s do C MIP 5/IP C C ... 141
5.3 V az ões no R io J ag uaribe nos c enários de mudanças c limátic as de 20 MC G s do C MIP 5/IP C C ... 145
5.5 A nális e de s ens ib ilidad e dos parâ metros D B O e OD a reduçã o da
v az ã o Q90 ... 149
5.6 Hipótes e A : v az ã o Q90 e tax as de c obertura de s aneamento c ons tantes ... 151
5.7 Hipótes e B : red uçã o da v az ã o Q90 e manutençã o da c arg a de D B O lançada no rio ... 152
5.8 Hipótes e C : red uçã o da v az ã o Q90 e aumento das tax as de c obertura de s aneamento ... 153
5.9 A v aliaçã o das hipótes e s e d as açõ es de g es tã o ... 155
5.10 T omad a de dec is ã o na e s tratég ia de G A R H para o R io J a g uaribe ... 156
6 C O NC L US Õ E S E R E C O ME ND A Ç Õ E S ... 160
1 INT R OD UÇ Ã O
C om as alterações oc orridas no mundo nas diferentes es c alas e s etores (S T E F F E N et al., 2004; E L L IS , 2011) , c aus ada s principalmente pelo c res c imento populac ional, globaliz açã o (G ID D E NS , 2010; B E C K , 2010) e mudanças c limátic as (IP C C , 2013) ficou evidente que es tamos em um período de rápidas mudanças globa is . C omo c ons eqüê nc ia, os rec urs os naturais tê m s ofrido grande pres s ã o da açã o humana (R O C K S T R Ö M et al., 2009a; 2009b ME A , 2005) .
No c ontexto atual, o bom gerenc iamento dos rec urs os naturais s e tornou um grande des afio. E s pec ialmente os rec urs os hídricos , o gerenc iamento c om bas e apena s em informações his tóric as e modelos c onvenc ionais , como os de c omando e c ontrole (HO L L ING ; ME F F E , 1996) , s e mos tram ins uficiente (P A HL -W OS T L , 2010;
G L E IC K , 2003). A lém dis s o, o s uprimento de informações c om o us o de modelos de impac to para projeçã o de diferentes variáveis em long as es c alas de tempo, como déc adas , ainda geram res ultados inc ertos (J O NE S , 2000; S T A K HIV , 2011) .
C om as mudanças c limátic as , por exemplo, a água s ofrerá grandes alterações nas dife rentes etapas do s eu cic lo de pendendo da regiã o do planeta (IP C C , 2013). A s vaz ões efluentes dos res ervatórios e rios de verã o s e alterar. A s s im s ã o previs tos muitos impa ctos de c orrente das alterações do c lima. O tratamento de água , por exemplo, prec is ará s er revis to e as abordagens de avaliaçã o e c ons ervaçã o dos ec os s is temas aquáticos nec es s itarã o de reavaliaçã o por c aus a das mudanças qua ntitativas e dos proc es s os químic os , fís ic os e biológicos (T UND IS I; T UND IS I, 2012). A lém dis s o, devido o aumento da demanda por água, os c onflitos pelo s eu us o poderã o s er amplific ados .
-W OS T L , 2007 e 2008; HUNT J E NS et al., 2012) rec omendam o aperfeiçoamento do s is tema de governança e ges tã o dos rec urs os hídric os voltado para os des afios das mudanças globais , es pec ialmente para as muda nças c limátic as .
P ara s e adaptar as mudanças globais , es tudos recomendam intervenções no atual s is tema de ges tã o de recurs os hídric os para pos s ibilitar maior res iliê nc ia, flexibilidade e robus tez na tomada de de cis ã o (R O C K S T R Ö M et al, 2014; E NG L E , 2011) . E s ta nova agenda de intervençõe s propõe (R O C K S T R Ö M et al, 2014) ; (a) novas abordag ens para a governança e ges tã o adaptativa da ág ua (b) novas pers pec tiva no papel da água no des envolvimento humano, onde novas perturbaçõe s exigem um foc o forte na água, na ges tã o dos ecos s is temas e na res iliê nc ia s óc io-ec ológic a, (c) promoçã o de inovaçõe s e melhorias na ges tã o integ rada da água e do s olo que proporc ione o aumento na produtividade agríc ola e na res iliê nc ia s óc io-ecológic a.
P ara o s uc es s o des s as intervençõe s no s is tema de ges tã o dos rec urs os hídric os , autores como R oc ks tröm et al. (2014) des tac am a neces s idade de rec onhec er os rec urs os hídricos como fonte da res iliê nc ia dos outros s is temas , rec onhec endo a influê nc ia que a ág ua exerc e s obre outras variáveis de mudança e a influê nc ia que exerc e na es tabilidade e c apac ida de de adaptaçã o das s oc iedades e biomas do s is tema te rra.
O s impac tos da açã o humana nã o ocorrem s eparadamente, podem interagir entre s i e c aus ar efeitos divers os (muitos ainda des c onhec idos ) nos s is temas ambientais , s oc iais e ec onômic os (HO L L ING , 2001; F OL K E et al. 2011). E m rec urs os hídric os , por exemplo, as mudanças previs tas na temperatura de vem alterar os padrões de evaporaçã o e prec ipitaçã o devendo mudar o regime de vaz õe s e o volume armaz enado nos res ervatórios . A s s im, as alterações nos proc es s os hidrológic os influenc iarã o as atividades ec onômicas , c omo por exemplo, a irrigaçã o e a indús tria, e os s erviços ambientais , impac tando no tratamento de es goto e no aba s tec imento de ág ua, biodivers idade, além de outros .
apres entam cons iderável dis c ordâ nc ia entre os modelos atmos féric os (HAW K INS ; S UT T O N, 2011) .
A lguns autores des tacam o potenc ial de es tratégias de adaptaçã o que s ejam robus tas as diferentes c ondições do c lima futuro (L E MP E R T , S C HL E S ING E R , 2000; HA L L E G A T T E , 2009; W IL B Y , D E S S A I, 2010; D E S S A I, HUL ME , 2007; G A R C ÍA et al., 2014) . E s tratégias robus tas s ã o ins ens íveis as inc ertez as futuras e s ã o c las s ific adas c omo (HA L L E G A T T E , 2009; W IL B Y , D E S S A I, 2010; C A R L S O N, D O Y L E , 2002) : (i) de baixo arrependimento, uma vez que func ionam em uma ampla gama de c limas futuros ; (ii) revers íveis , pois mantê m um c us to mínimo quando s e es tá errado quanto à dec is ã o; (iii) c om margens de s egurança, permitindo modificações nos projetos de infraes trutura atua l ou de fácil ada ptaçã o; (iv) es tratég ias S oft, uma ve z que evitam intervenções de eng enha ria de alto c us to e ins tituc ionaliz a o planejamento de long o praz o; (v) reduçã o dos horiz ontes de tempo da dec is ã o de inves timentos c om es tratég ias flexíveis e (vi) c ons c ientes das ações a s erem tomadas pelas partes envolvidas .
A maioria dos es tudos c ompartilha a ideia que a ges tã o ambiental de ve ter; c olaboraçã o entre os diferente s atores , ins tituições flexíveis e organiz adas nas diferentes es c alas (polic ê ntricas ), promoçã o do aprendiz ado e res pos tas adaptativas através de um proc es s o c ontínuo de reavaliaçã o e retroalimenta çã o do modelo de governança e ges tã o (D IE T Z et al. 2003; F OL K E et al. 2005).
D evido ao as pec to c omplexo e dinâ mico dos problemas ambientais c ontemporâ neo, muitos autores (exemplo; B E R K E S et al. 2003; O L S S O N et al. 2006; G A L A Z et al. 2008 e F OL K E et al. 2009) apres entam os mec anis mos e as c ondições para navegar na mudança, rec onhec endo os s is temas s oc iais e ec ológic os c omo s is temas complexos adaptativos (L E V IN, 1999) que inte ragem em c ic los nas diferentes es c alas es pac iais e temporais (G UND E R S O N; HO L L ING , 2002) .
s urpres as que podem s urgir fora des s es c enários (ex. furac ões , tempes ta des , c ris es polític as e econômicas ).
E s tratég ias de ges tã o bas eadas na teoria da res iliê nc ia (HO L L ING , 1973; 1978) c ons ideram os limiares c rític os dos ec os s is temas (F O L K E et al. 2004; S C HE F F E R , 2009; S C HE F F E R et al. 2009), s e adaptam as novas c ondições ou s e trans formam em um novo es tado ou regime quando as condiçõe s s ã o ins us tentáveis (G UNDE R S O N, HO L L ING , 2002; W A L K E R et al., 2004) podendo reduz ir a vulne rabilida de das populações a s mudanças projetada s para o c lima.
1.1 C ontrib uiçã o c ie ntífic a da pes q uis a e es trutura do tex to
E s te es tudo vem ao enc ontro do debate atual ac erc a das abordagens e metodolog ias mais apropriada s para enfrentar os problemas contemporâ neos dos rec urs os naturais e em partic ular nos recurs os hídric os .
C ons iderando as inc erte z as que as muda nças c limátic as podem apres entar nos recurs os hídric os , es pec ialmente no s emiárido, é apres entada a abordagem de ges tã o adaptativa c omo uma alternativa para o enfrentamento dos problemas c ontemporâ neos relac ionados à água .
A pes quis a inves tiga pos s íveis adaptações no modelo de ges tã o dos rec urs os hídric os para o s emiárido e propos tas para s ua operac ionaliz açã o, apres entando um quadro c onceitual (framework) que ac omoda o modelo de ges tã o adaptativa e a tomada de dec is ã o.
A te s e es tá divida em s eis c apítulos , no atual é apres entada a introduçã o c om a problemátic a da ges tã o dos rec urs os hídric os no mundo c ontemporâ neo, as rec omendações de a jus tes no modelo de ges tã o dos rec urs os hídric os e o debate de novos mode los de ges tã o. Nes s e c apítulo também é apres entada a jus tific ativa e os objetivos da pes quis a.
G es tã o A daptativa de R ec urs os Hídricos (G A R H) c omo propos ta pa ra adaptaçã o as mudanças c limátic as , em es pe c ial para ges tã o de rios , com des taque para a qualidade da ág ua .
No c apítulo trê s es tá des c rito a bac ia do R io J agua ribe, que é us ada como c as o de es tudo para aplic açã o da metodologia. Nes s a s eçã o é delimitada a bac ia em es tudo, des c rito os princ ipa is res ervatórios que s ã o res pons áveis por pereniz ar o R io J ag uaribe e os princ ipais us uários de água.
No c apítulo qua tro é apres entada a metodologia adotada. E s te c apítulo es tá dividido na interpretaçã o dos rec urs os hídricos do R io J ag uaribe pela ótica da teoria da res iliê nc ia ec ológic a, teoria da tomada de dec is ã o na G A R H e apres entaçã o de um qua dro conc eitual que reúne a tomada de dec is ã o e a G A R H aplic ada a qualidade da água do R io J ag ua ribe . P ara os es tudos de impac tos das mudanças c limátic as , neces s ários para alimentar o modelo de G A R H e apoiar a tomada de dec is ã o, a metodologia adota uma abordag em top-down c om o ac oplamento de modelos de c lima, modelo hidrológic o, modelo de reservatório e modelo de qualidade da água. A lém das projeções do c lima futuro s ina liz ados pelos modelos de c lima, é projetado o c res c imento da vaz ã o de es goto domés tic o munic ipal, devido ao c res c imento populac ional, além da anális e de polític as de s aneamento bás ic o que poderã o impac tar na variaçã o da carga poluidora no rio.
1.2 J us tific ativ a
A s pe s quis as rec entes tê m s e c onc entrado em ques tiona r a c apac idade dos modelos tradic iona is de governança e ges tã o em lidar com as rápidas mudanças globa is (S C HO E MA N; A L L A N; F INL A Y S O N, 2014). A bordag ens tradic iona is de ges tã o de rec urs os na turais , c omo os ins trumentos de c omando e controle (HOL L ING ; ME F F E , 1996) que geralmente apres entam dec is ões irrevers íveis , infraes trutura one ros a e es tratég ias fixas (W W A P , 2015), podem s er inefic ientes quando o recurs o a s er gerenc iado apres enta alta c omplexidade, rápida mudança e grande s inc ertez as .
E m rec urs os hídric os , a c ombinaçã o de modelos inadequados de governança (G L E IC K , 2003; P A HL -W OS T L , 1995) e o us o ins us tentável tê m s ido apontados c omo a princ ipal c aus a de es c as s ez da ág ua. C omo res pos ta, a c omunidade c ientífica tem bus c ado novos pa radigmas de governança e ges tã o. A s abordag ens mais recentes tê m c omo carac terís tic as princ ipa is a c olaboraçã o e aprendiz agem dos atores envolvidos nas divers as es c alas , ins tituições e dec is õe s mais flexíveis e robus tas , governança adaptativa e gerenc iamento de ris c os (R E E D et. al., 2010; D IE T Z et al. 2003; O S T R O M, 2005, 2009; W IL B Y ; D E S S A I, 2010).
O s mode los de ges tã o integ rada (G W P , 2007; B IS W A S , 2004), ges tã o bas eada em ec os s is temas (ME A , 2005) e ges tã o adaptativa (HOL L ING , 1978; P A HL -W OS T L , 2007b) tê m s ido muito dis c utidos . O s es tudos geralmente avaliam a integ raçã o des s es mode los (ex. E NG L E et al, 2011) ou as condições pa ra trans içã o entre abordagens e modelos alterna tivos (ex. P A HL -W O S T L , 2008; OL S S O N; F O L K E ; B E R K E S , 2004). S choeman; A llan; F inlays on (2014), por exemplo, argumentam que os mode los de ges tã o integrada , ges tã o ba s eada em ec os s is temas e ges tã o adaptativa apres entam pontos fortes que prec is am s er valoriz ados e unificados em um novo pa radigma.
de monitoramento, avaliaçã o e ajus tes das ações de ges tã o. A s s im, a ges tã o adaptativa vis a gerenc iar, mes mo em c ondições de grandes inc ertez as e ainda aprende com as ações praticadas .
A G e s tã o A daptativa (G A ) parte do pres s upos to que a nos s a c apa cidade em prever os efeitos futuros nos rec urs os naturais é limitada ou inc ompleta e c omo es tratég ia pa ra enfrenta r es s a defic iê nc ia, a G A propõe faz er experimentos com hipótes es s obre o s is tema de ges tã o c om a intençã o de aperfeiçoa r s empre que novas informações s urgirem.
A aplic açã o da G A em mudanças c limátic as , apes ar das evidê ncias ainda s erem limitadas , exis te alta c onc ordâ nc ia entre muitos c ientis tas que es ta técnic a é apropriada para ges tã o de rec urs os hídric os (IP C C , 2014. p.97) . O potenc ial des s a abordag em é o planejamento por c enários (L E MP E R T ; P O P P E R ; B A NK E S , 2003) , aprendiz agem dos partic ipantes e pos s ibilida de de gerar s oluções de baixo arrepe ndimento.
Na G A s e bus c a a res iliê nc ia do s is tema como forma de reduz ir a vulne rabilida de e reagir à s s urpres as inevitáveis durante o proc es s o de ges tã o, garantindo flexibilidade das ins tituições e dos atores envolvidos . E s s a é uma abordag em de tomada de dec isã o es truturada e a ada ptaçã o do s is tema de ges tã o (que deve s er c ontínua) depende da aprendiz agem dos atores envolvidos .
A s s im, ao em vez de gerenc iar pa ra apenas um es tado, cons iderado c omo idea l e únic o, os ges tores podem te s tar um c onjunto de es tados (ou c enários ac eitáveis e pos s íveis ) reduz indo a pos s ibilidade de colaps o ou falha do s is tema quando s urpreendido por pe rturbações ou c ris es .
O s emiárido é uma das regiõe s mais vulneráveis as mudanças climátic as . A da ptações no s is tema atual de ges tã o dos rec urs os hídric os é uma alternativa importante para lidar c om os impac tos projetados para os recurs os hídric os . A es tratég ia de ges tã o ada ptativa propos to nes s e es tudo, reúne es tudos de impac tos proveniente de divers os modelos , propõe ações de ges tã o e s ugere um quadro c onc eitual (framework) c om as etapas bás ic as pa ra aplicaçã o das ações .
1.3 O bjetiv os g erais
projetado para o futuro, a es tratégia adota a abordag em de G es tã o A daptativa (G A ) c omo paradigma de ges tã o para lidar c om es s e novo c ontexto e propõe um quadro c onc eitual (framework) que relac iona as mudanças projetadas na vaz ã o do rio c om a qualidade da ág ua . A es tratég ia analis a a qualidade da água do R io J agua ribe, C eará, s ob os c enários de mudanças c limátic as projetados pelo C oupled Mode l Interc omparis on P rojec t P ha s e 5 (C MIP 5) c ontidos no Quinto R elatório do P ainel Intergoverna mental s obre Mudanças C limáticas (A R 5-IP C C ).
1.4 O bjetiv os e s pec ífic os
P ara alimentar a es tratég ia de ges tã o dos rec urs os hídric os do R io J agua ribe es s e es tudo propõe os s eguintes objetivos es pec ífic os :
ñ G erar c enários de impac to das mudanças c limáticas nas vaz ões regulariz adas pelos res ervatórios C as tanhã o e B anabuiú, princ ipais regulariz adores das água s do R io J aguaribe;
ñ A na lis ar a influê nc ia da variaçã o das vaz ões oc as iona da pelas mudanças c limátic as na qualidade da ág ua do R io J agua ribe s egundo os parâ metros O xigê nio D is s olvido (OD ) e a D emanda B ioquímic a de O xigê nio (D B O ) e ana lis ar a adequa çã o des s e rio na c las s e 2 de enquadramento rec oniz ado pela res oluçã o nº 357/2005 do C O NA MA ;
2 F UND A ME NT A Ç Ã O T E ÓR IC A
2.1 G es tã o ad aptativ a e res iliê nc ia ec o lóg ic a
A ges tã o adaptativa (HOL L ING , 1978) s urgiu c omo propos ta para gerenc iar a res iliê nc ia ec ológ ic a (HO L L ING , 1973) . A teoria da res iliê nc ia ecológ ic a, dife rente da res iliê nc ia c onhec ida na eng enharia (HOL L ING , 1996; HA S HIMO T O , 1982), c ons idera vários es tados de es tabilidade para um s is tema (P E T R A IT IS , 2013; B IG G S , 2012). Is s o s ignifica que os s is temas apres entam limiares (MA Y , 1997) que os ges tores prec is am rec onhe c er e res pe itar para evitar mudanças inde s ejáveis . P or outro lado, es tados que apres entam c ondições des ejáveis , c omo por exemplo, a alta dis ponibilidade de recurs os , para s er mantido nec es s ita da ges tã o de s ua res iliê nc ia (A L L E N et al., 2014).
O s divers os es tados de es tabilidades previs tos pela teoria da res iliê nc ia tê m c omo princ ipa l vantagem a pos s ibilidade de atua çã o da s ações de ges tã o para divers as c onfigurações do s is tema. A s ações de ges tã o nes s e c as o podem fortalec er a res iliê nc ia do s is tema c riando flexibilidade e redundâ nc ia, dific ultando falhas quando s urpreendido por perturbações (ambientais , s oc iais ou ec onômicas ). A flexibilidade refere-s e à c apac idade de mudanças es truturais do s is te ma, enquanto que a redundâ nc ia es tá as s oc iada à ha bilidade de rea liz ar uma mes ma funçã o de diferentes formas .
Um s is tema res iliente es tá prepa rado para evitar c ons equê nc ias negativas s ob perturba ções us ando atributos como; auto-organiz açã o, adapta çã o e trans formaçã o. O s is tema pode abs orver perturba ções e ainda manter s uas funções fundamentais , es truturas , identidade e feedbac ks (W A L K E R et al. 2004).
O s s is temas de recurs os naturais s ã o gerenc iados por dec is õe s humanas que podem fortalec er ou erodir s ua res iliê nc ia (HOL L ING ; ME F F E , 1996). D evido à c omplexidade e incertez as inerente s des s es s is temas , c ons iderados como c omplexos adaptativos (L E V IN, 1999), o mode lo de ges tã o prec is a s er flexível e dinâ mic o. G a rantir flexibilidade do s is tema pode gerar c omo cons equê nc ia perdas na s ua eficiê nc ia, uma vez que s e torna difíc il obter s oluções ótimas para vários problemas . P or outro lado, o s is tema torna-s e mais robus to e pode res ponde r a diferentes perturbações (A ND E R IE S ; J A NS S E N; O S T R OM, 2004) .
os problemas ambientais exis tentes (HO L L ING ; ME F F E , 1996). A manutençã o da divers idade genética, reduçã o de es tres s es nã o-climátic os , c omo a s upe rexploraçã o de rec urs os naturais , poluiçã o e es péc ies invas ivas prec is am s er reduz idas pa ra pos s ibilitar o aumento da c apac idade adaptativa dos ec os s is temas (IP C C , 2014).
A c apac idade adapta tiva refere-s e à c apac idade do s is tema (ou c omponentes do s is tema) s óc io-ec ológic o s er robus to as pe rturbações e s e adaptar as mudanças atuais ou previs tas (P L UMME R ; A R MIT A G E ; A L E X A ND E R , 2010). Nos s is temas ec ológic os a c apac idade adaptativa es tá relac ionada à divers idade genétic a, divers idade biológic a e heterogeneidade do ambiente, enqua nto no s is tema s oc ial refere-s e à exis tê nc ia de rec urs os téc nicos , financ eiros , s oc iais , polític os e ins tituc ionais que pos s ibilita a c riaçã o e dis tribuiçã o de c onhe c imento, flexibilidade para s oluçã o de problemas e equilíbrio de poder entre os grupos de interes s es (P L UMME R ; A R MIT A G E ; A L E X A ND E R , 2010). A umentar a c apa c idade adaptativa do s is tema, através da s ações de ges tã o, por exemplo, reforça a res iliê nc ia.
O modelo de G es tã o A daptativa (G A ) é c ons iderado uma metodologia ade quada para lidar c om as inc ertez as e a c omplexidade dos rec urs os naturais , es pe c ialmente em c ondições de mudanças globa is (IP C C , 2014). A G A pos s ibilita a tomada de dec is ã o com informaçõe s incertas ou incompletas (P O L A S K Y et al. 2011) . Is s o é pos s ível porque a G A trata as ações de ges tã o c omo expe rimentos nos quais as hipótes es podem s er tes tadas e as açõe s ajus tada s ao longo do tempo. Nes s e proces s o os atores envolvidos aprende m c om as expe riê nc ias do pas s ado e us am os c onhec imentos aprendidos para ajus ta r o s is tema de ges tã o. E s s es ajus tes s e bas eiam no monitoramento do s is tema e na a valiaçã o cons tante dos res ultados . 2.2 G ov ernança adaptativ a e g es tã o adap tativ a
atividades de anális e e monitoramento, des envolvimento e implementaçã o de medidas para manter o es tado de um rec urs o dentro dos limites des ejáveis (R OC K S T R Ö M et al. 2014; P A HL -W OS T L , 2009). E m uma definiçã o s íntes e de governança adapta tiva C haffin; G os ne ll; C os ens , (2014) referem-se a uma gama de interações entre atores , rede s , organiz açõe s e ins tituições emergentes em bus c a de um es tado des ejado para os s is temas s óc io-ec ológic os .
E m períodos de mudanças c limátic as , a identific açã o antec ipada de mudança de es tados ou os limiares dos rec urs os (S C HE F F E R ; C A R P E NT E R , 2003; B IG G S et al., 2012) pode ficar c omprometida devido à alteraçã o nos padrões c limátic os . A lteraçã o na variabilidade c limátic a deve impor uma nova dinâ mic a no c ic lo da água reduz indo ainda mais nos s a c apac idade de prever o futuro (J O NE S , 2000) . A s mudanças na variabilidade de eventos extremos , por exemplo, de verã o expor reg iões a s ec as e c heias c om frequê nc ia, magnitude e duraçã o diferente do oc orrido no pas s ado (IP C C , 2012). A s s im, a mudança c limátic a de ve amplificar as ameaças ambientais uma vez que eventos extremos devem s e tornar c ada vez mais frequente (D OW NING , 2009) .
A governança adaptativa apres enta c arac terís tic as c om potenc ial pa ra es ta belec er as condições ne c es s árias pa ra a ges tã o de s is temas c omplexos (como os de rec urs os hídric os ) princ ipalmente em c ondições de mudanças rápidas , c omo na oc orrê nc ia de eventos c limátic os extremos (F O L K E et al., 2005). E s s a abordag em de governança c ria pontes entre a c iê nc ia, polític a e a tomada de dec is ã o s e adaptando as mudanças e enfrentando melhor a c omplexidade que tê m s ido obs tác ulo para implementaçã o da ges tã o adaptativa (C UND IL L ; F A B R IC IUS , 2010) .
governança adaptativa, referem-s e à mes ma c omo o c onte xto s oc ial que fac ilita a ges tã o ada ptativa.
A governança adapta tiva é c apa z de s e ajus tar aos problemas de rec urs os de c ada regiã o (C HA F F IN; G O S NE L L ; C OS E NS , 2014). E s s e paradigma fac ilita o entendimento de c omo os ag entes e ins tituições res pondem as c ris es , c omo s ã o res is tentes as mudanças e c omo as res pos tas e res trições interagem nas divers as es c alas e níveis (B O Y D ; F O L K E , 2011) .
A s ins tituições faz em ligações importantes entre o s is tema s oc ial e ec ológic o, uma vez que elas s ã o res pons áveis por inc orporar e implementa r as regras de exploraçã o e proteçã o dos rec urs os (HIL L , 2013) . A rranjos ins tituc ionais polic ê ntricos (Mc G INNIS , 1999; 2000), caracteriz adas pe la dis tribuiçã o de poder em várias es c alas e níveis e redundâ nc ias s ã o pré-requis itos para a governança adaptativa. A s ins tituições polic ê ntricas proporc ionam um equilíbrio entre o c ontrole des c entraliz ado e c entraliz ado s e es tendendo do nível loc al ao mais alto nível organiz ac iona l (OL S S O N et al., 2006) . A redundâ nc ia nas relações de pode r apres entada por es s as ins tituições é importante para manter o func ionamento em s ituações de s urpres as . A lém dis s o, a rede que c onec tam indivíduos , ins tituições , organiz açõe s e organis mos fac ilitam a aprendiz agem s oc ial (K R IS T J A NS O N et al, 2014; C UND IL L et al., 2014; P A HL -W OS T L et al, 2011) e a flexibilidade , que s ã o elementos es s enc iais pa ra aplic açã o da ges tã o adaptativa.
P ara as ins tituições lidar c om as mudanças globa is e s e adaptar, elas prec is am apres entar princ ípios c omo os apres entados por O s trom (1990; 2005) para rec urs os de us o c omum (c omo a ág ua ) e ampliado por Huntjens et al., (2012) pa ra adaptaçã o a s mudanças c limáticas em bac ias hidrográfic as .
S ilva et al (2013) e S ilva (2014) adaptaram os princ ípios de O s trom ampliado por Huntjens et al (2012) para analis ar a governa nça da água para adaptaçã o a variabilida de e muda nças c limáticas no s emiárido Nordes tino. O s iste ma de rec urs os hídric os es tudado foi o res ervatório E pitác io P es s oa , localiz ado no es tado da P araíba, interpretado c omo um s is tema s óc io-ec ológic o através do framework de O s trom (2007; 2009) . E s s e s is tema his toric amente tem s ofrido perturbações devido as s ec as s everas e o cres c imento das demanda s de ág ua.
C ys ne (2012) cons iderando os limiares e os es tados de es tabilida de da teoria da res iliê nc ia ec ológ ic a e s ob cenários de mudanças c limátic as avaliou a vulne rabilida de do s is tema J ag uaribe-Metropolitanas , C eará, e propôs um modelo de governança adaptativa interpretando o s is tema de rec urs os hídric o pe la ótic a da res iliê nc ia ec ológic a c arac teriz ado por W A L K E R et al (2004).
A anális e dos princ ípios ins tituc ionais de O s trom é um tema ativo na pes quis a (ex. S IL V A ; G A L V Ã O; S IL V A , 2015; HUR L B E R T ; MONT A NA , 2015; L A NC A S T E R ; HA G G A R T Y ; B A N, 2015). E s s es princ ipios bus cam es tabe lecer os arranjos ins tituc ionais ne c es s ários para pos s ibilita r a flexibilidade , incentivar a reflexã o, a aprendiz ag em e res pos tas inovadoras (HUNT J E NS et al., 2012). C om a ampliaçã o dos princ ípios ins tituc ionais de Os trom (1990; 2005) por Huntjens et al. (2012) o s is tema de governança de rec urs os hídricos s e tornou capaz de apoiar uma abordag em de “ges tã o c omo aprendiz ag em” que é a e s s ê nc ia da G A .
2.3 G es tã o A daptativ a de R ec urs o s Hídric os (G A R H)
A ges tã o ada ptativa aplic ada aos rec urs os hídric os (G A R H) aparec e na literatura na década de noventa (K OS HID A , 1996), mas s e tornou popular a partir dos anos dois mil (P A HL -W OS T L , 2007; MY S IA K et al, 2010). E s s e paradigma de ges tã o é apres entado na maioria da s vez es c omo uma propos ta para melhorar o atual modelo de G e s tã o Integrada dos R ecurs os Hídric os – G IR H (G W P , 2007).
A G A R H é um proc es s o de melhoria da polític a e das prátic as de ges tã o através do aprendiz ado s is temático (P A HL -W OS T L et al., 2010). A s s im, es s a metodolog ia é um proc es s o pelo o qual as polític as de recurs os hídric os mudam em res pos ta aos novos c onhec imentos obtidos do s is tema gerenc iado (L O UC K S et al., 2005) . Um pres s upos to da G A R H é que o s is tema de rec urs os hídricos apres enta limiares , c erto grau de inc ertez as e e levados níveis de imprevis ibilidade .
E s tudos realiz ados em bac ias hidrog ráfic as s elec ionadas pelo projeto “Novas A bordag ens de G es tã o A daptativa da Á gua em C ondições de Inc ertez a – NeW ater” ( www.newater.info), s ugerem que para oc orrer a trans içã o para a G A R H é prec is o mudanças es truturais no atual regime de ges tã o dos rec urs os hídric os (P A HL -W OS T L , 2007; 2008).
2.3.1Uma pers p ec tiv a operac ional da g es tã o adaptativ a
A G A tem s e tornado c ada vez mais popular na c omunidade c ientífic a c omo uma ferramenta de ges tã o e de tomada de dec isã o em rec urs os naturais (McF A D D E N; HIL L E R ; T Y R E , 2011) .
A tomada de dec is ã o em recurs os naturais , por exemplo, c arac teriz a-s e por múltiplos objetivos , s is tema dinâ mic o e inc ertez as s obre a s ações de ges tã o. A s s im, a ges tã o envolve nã o s ó prever c omo o s is tema de verá res ponder as ações , mas também as opções dis poníveis , os res ultados des ejados , os ris c os a s er tolerado e a melhor forma de es c olher entre um conjunto de alternativas (W IL L IA MS et al. 2009) . D iante da complexidade que envolve a tomada de de c is ã o e a nec es s idade de s e adaptar as condições do c lima futuro, é importante identific ar es tratégias que apres entem um bom des empenho, nã o neces s ariamente o ótimo, s obre uma gama de condições s oc iais , ambientais e c limátic as ao invés de definir apenas um c onjunto de metas . E s s as es tratégias s ã o c hamadas de robus tas porque s ã o ins ens íveis as princ ipais inc ertez as (HA L L E G A T T E , 2009; L E MP E R T et al. 2006; W IL B Y ; D E S S A I, 2010).
(e) es pe c ificar s upos içõe s s obre es truturas de rec urs os e funções , (f) projetar as c ons eqüê nc ias de açõe s , (g) identificar as princ ipais inc ertez as , (h) tolerâ nc ia a ris c os e (i) c ontabiliz a r as diretriz es le gais e res triçõe s , além dos impac tos futuros das dec is õe s do pres ente .
A G A us a as princ ipais c arac terís tic as da tomada de dec is ã o es truturada para s uperar a paralis ia da ges tã o e mediar vários interes s es da s partes envolvidas . A princ ipal diferença entre a tomada de dec is ã o es truturada e a G A é que na s egunda exis te um fluxo de informações entre os pa rtic ipantes que pos s ibilita a aprendiz agem s obre a dinâ mic a do s is tema através das ações de ges tã o. C omo o es ta do dos recurs os naturais depende das dec is õe s e das c ondições ambientais em c ada pas s o de tempo (F igura 1) es ta condiçã o gera oportunidade pa ra melhorar o s is tema de ges tã o através do proc es s o de aprendiz agem (W IL L IA MS , 2011).
F igura 1 - D inâ mic a do s is tema de rec urs os naturais com mudanças influenc iada s pelas condições ambientais e ações de ges tã o.
F onte: W IL L IA MS ( 2011b)
C omo definido anteriormente, a G A é um proc es s o contínuo que c ombina avaliaçã o c om ações de ges tã o com o objetivo de aprender s obre a c omplexida de e a dinâ mic a do s is tema, bem c omo alc ançar objetivos s oc iais . G eralmente as ações de ges tã o s ã o avaliada s através de indic adores em um proc es s o que promove o aprendiz ado. A s s im a G A s e des envolve c omo um proc es s o interativo entre a c ompreens ã o, avaliaçã o e func ionamento do s is tema e as metas de ges tã o (G UNDE R S O N, 2015).
5 e cisõe s de
De stão
9stado do
we curso
9stado do
we curso
9stado do
we curso
/ ondiçõe s
A mb ie ntais
5 e cisõe s de
De stão
5 e cisõe s de
De stão
/ ondiçõe s
A mb ie ntais
/ ondiçõe s
A mb ie ntais
O diagrama c irc ular apres entado na figura 2 (W IL L IA MS ; S Z A R O ; S HA P IR O, 2009) é um res umo do diagrama original de Holling (1978) e repres enta o proc es s o c ontínuo da G A . O pa s s o inic ial é a avaliaçã o e definiçã o do problema, s eguido pelo projeto, implementaçã o, monitoramento, avaliaçã o dos res ultados , ajus tes (ajus te das ações de ges tã o). A s s ociado a c ada pas s o indic ado na figura 2 exis tem elementos idea is pa ra o func ionamento da G A . T ais elementos es tã o apres entados na tabe la 1 (MUR R A Y ; S MIT H; MA R MO R E K , 2011) .
F igura 2 - C iclo da ges tã o adaptativa.
F onte: ada pta do de W IL L IA MS ; S Z A R O ; S HA P IR O , 2009.
W illiams (2011b) des c reve dua s fas es , c hamada s de fas e deliberativa e fas e interativa. Na fa s e deliberativa (ou de configuraçã o) envolve o enquadramento do problema em termos de envolvimento dos partic ipantes , objetivos , alternativas de ges tã o, mode los e planos de monitoramento. A fas e inte rativa us a os elementos da fas e deliberativa em um c ic lo c ontínuo de aprendiz ag em s obre as es truturas e funções do s is tema. O gerenc iamento é ba s eado no que foi aprendido.
O s c omponentes des s a última fa s e s ã o a tomada de dec is ã o, monitoramento e avaliaçã o. Um res umo de c ada c omponente é apres entado a s eguir:
do tempo c om bas e no es tado dos rec urs os e a aprendiz agem; as organiz açõe s partic ipantes devem s er inc entivadas a de dicar tempo e ene rgia para G A de rec urs os em long o praz o; as partes interes s adas de vem c omprometer recurs os para o monitoramento, avaliaçã o e tomada de dec is ã o. ñ O bjetiv os : os objetivos des empenham um papel c rucial na avaliaçã o do
des empenho e prec is am s er c laros , mens urável e ac ordado no iníc io; os objetivos prec is am incorporar os valores s oc iais , ec onômic o e ec ológic o dos partic ipante s e refletir o valor da aprendiz ag e m ao longo do tempo; para s er útil c omo guia para tomada de dec is ã o e avaliaçã o os objetivos de vem s er es pe c ífic os , s em ambigüidades , mens uráveis c om da dos de c ampo, orientado aos res ultados e aplic ável s obre o c ronograma.
ñ A lternativ as de g es tã o (hipótes es ): ações alternativas geralmente foc am em alterar a c ondiçã o que s e enc ontra os rec urs os ou nos proces s os ; um c onjunto de ações dis poníveis deve s er projetado para promover a aprendiz agem; as alterna tivas devem s er explicitas e doc umentada s e as partes envolvidas devem partic ipar na identificaçã o de alternativas .
ñ Modelos : modelos em G A devem c arac teriz ar o comportamento do s is tema e as res pos tas das ações de ges tã o; os modelos devem inc orporar diferentes hipótes es s obre c omo o s is tema func iona e c omo ele res ponde a ges tã o; os modelos devem c apturar as inc ertez as c haves (ou divergê nc ias ) s obre os proc es s os dos recurs os na turais e efeitos de ges tã o.
ñ P la nos de monitoramento: o plano de monitoramento deve s er projetado para es timar o es tado do s is tema e outros atributos nec es s ários pa ra a tomada de dec is ã o e avaliaçã o; o plano de ve promover aprendiz ado através da c omparaçã o das mediçõe s em relaçã o à s previs ões dos mode los ; o plano deve s er efic iente e ter c us tos mínimos .
T abela 1 - C ondições ideais da G A em c ada pa s s o.
P as s o s do c ic lo da G A E lementos id ea is
1. A v aliaçã o d o prob lema
a) R ec onhec er c laramente o es tado da ges tã o, objetivos e metas
b) R ever a exis tênc ia de informaçã o para identific ar inc erte z as c ritic a e ques tões de g es tã o
c ) C ons truir modelos c onc eituais d) A rtic ular hipótes es a s er tes tadas e) E xplorar ações a lternativas de g es tã o f) Identific ar indic a dores mens uráve is g) Identific ar limites es pac ia is e temporais h) E xplic itar as premis s as de es tado
i) D efinir antec ipadamente c omo o que s erá aprendido poderá s er us ado
j) E nvolver as partes interes s adas , c omo os c ientis tas e ges tores .
2. P rojeto
a) Us o da g es tã o adapta tiva a tiva
b) Q uando e onde pos s ível, inc luir c ontras tes , replic açõe s e c ontroles
c ) O bter c ons ultoria es tatís tic a c om bas e na anális e de dados exis tentes
d) P rever os res ultados es perados e o nível de ris c os envolvidos
e) C ons iderar os próximos pas s os s ob res ultados alternativos
f) D es envolver um plano de g es tã o de dados g) D es envolver um plano de monitoramento
h) D es envolver um plano formal de ges tã o ada ptativa para todos os pas s os s eg uintes
i) R evis ã o por pares do proje to j) O bter financ iamento s eguro k) E nvolver as partes interes s adas
3. Imp lementaçã o
a) Implementar diferente intervenções de g es tã o
b) Implementar c omo projetado ( ou doc umentar as mudanças ine vitáveis
c ) Monitorar a implementaçã o
4. Mo nitoramento
a) Implementar o plano de monitoramento c omo foi c onc ebido
b) G arantir um c enário bas e (bas eline) antes do monitoramento
c ) G arantir a efic ác ia da va lidaçã o do monitoramento
5. A v aliaçã o
a) C omparar os res ultados do monitoramento c om os res ultados pre vis tos
b) C omparar os res ultados do monitoramento c om premis s as , inc ertez as c rític as e hipótes es
c ) C omparar os res ultados a tuais c om as previs ões de modelos
d) R ec eber c ons ultoria es tatís tic a ou anális es
e) F a z er anális e de dados e manter-s e na produçã o de dados de monitoramento
6. A jus te
a) O aprendiz ado obtido deve s er doc umentado
b) C omunic ar o que foi apre ndido para os tomadores de dec is ã o e os outros partic ipantes
c ) A ções ou ins trumentos de ges tã o devem mudar em funçã o do que foi apre ndido
ñ Monitora mento: o monitoramento tipic amente ocorre após açõe s de intervenções de ges tã o; o es tado dos rec urs os e outros indic adores c have de impac tos s ã o es timados com dados de monitoramento; as es timativas bas eada s em dados do monitoramento s ã o us adas para avaliar o impac to da ges tã o e informar ao tomador de dec is ã o s obre as pec tos das dec is ões futuras ; c omo a quantidade de dados proveniente do monitoramento aumenta ao longo de determinada aplic açã o, as informações s obre os proc es s os do s is tema também aumenta.
ñ A v aliaçã o : avaliaçã o inc lui es timativa de parâ metros , c omparaçã o e prioriz açã o de alternativas de ges tã o; c omparaçã o de res pos tas previs tas c om as res pos tas rea is que s erã o us ada s para atualiz ar a c ompreens ã o dos impac tos de ges tã o; c omparaçã o e ranking de res ultados previs tos para alternativas de ges tã o que s erá utiliz ado na s eleçã o de ações de ges tã o; c omparaçã o dos res ulta dos de s ejados e reais que s erá us ada para avaliar a efic ác ia da ges tã o.
A pe s ar de c ada c omponente s er des c rito de forma s eqüe nc ial, eles fa z em parte de um c ic lo iterativo que ao final de c ada avaliaçã o pode retornar a qua lque r c omponente ante rior. E s pec ialmente, a fas e inte rativa (tomada de de c is ã o, monitoramento e avaliaçã o) es tá dentro de um laço (loop) de verificações . A s s im, após dec idir s obre as açõe s de ges tã o (tomada de dec is ã o) os dados provenientes do monitoramento s ã o us ados para avaliar impac tos e atua liz ar a c ompreens ã o da dinâ mic a do s is tema (F igura 3) . E s te proc es s o oc orre em c írc ulos de aprendiz ag em que amplia o conhe c imento s obre o s is tema que temos (pois reconhec e o es tado atual dos rec urs os através da avaliaçã o), o s is te ma que queremos ter (pois c ompartilha os objetivos entre as partes interes s adas ) e o s is tema que podemos ter (pois rec onhec e o potenc ial e as limitaçõe s inerentes ao proc es s o de ges tã o) .
F igura 3 - F as e inte rativa da ges tã o adaptativa entre o monitoramento, avaliaçã o e as a ções de ges tã o.
F onte: W illiams , 2011b
O c orrê nc ia de falhas em alguma das fas es do c ic lo de G A (F igura 2) pode c omprometer as fas es s eguintes e, portanto, os objetivos do projeto de ges tã o ambiental. P ara fac ilitar a avaliaçã o do proc es s o de G A e identificar as fas es c rític as do projeto, C haffi e G os nell (2015) propus eram um framework (T abela 2) que revis a c ada fas e do c iclo de ges tã o. E s te framework s ugere trê s tipos de revis ã o: (a) revis ã o qualitativa, que inc lui pe rguntas para de s c rever e c omparar detalhes do projeto (perguntas qualitativas ); (b) revis ã o quantitativa, que inc lui métric as pa ra medir o grau relativo da fas e de conc lus ã o (perguntas quantitativas ) e (c) revis ã o de c omo e o que de ve s er revis to c om ajuda de es pec ialis tas externos (revis ã o externa por pares , Bpeer-review).
E m uma pers pe ctiva ope rac iona l da G A nas agê nc ias de ges tã o, J ohns on (1999) res ume que o proc es s o de G A tipic amente c omeça c om a reuniã o das partes interes s ada s em oficinas (works hops ) para dis c utir o problema de ges tã o e dos dados dis poníveis e em s eguida o de s envolvimento de modelos computa c ionais que expres s em o entendimento coletivo dos partic ipantes de como o s is tema func iona. O s mode los s ã o us ados para avaliar a s ignific â nc ia da aus ênc ia de dados , inc ertez as e prever os efeitos das ações de g es tã o.
O s pa rtic ipantes des envolvem um plano de ges tã o que a judam a alc ançar os objetivos previs tos e gerar novas informações para minimiz ar a fa lta de dados e as inc ertez as . D epois , o plano de ges tã o e de monitoramento é entã o implementa do. C om o monitoramento, novos da dos s ã o analis ados e o plano de ges tã o é revis to à medida que a compres s ã o do func ionamento do s is tema é melhorada.
A ção de ge stão A valiação
a onitorame nto
A ção de ge stão A valiação
a onitorame nto
te mpo
T abela 2 - Qua dro c onc eitual para avaliaçã o do c iclo de G es tã o A daptativa.
F as es do c ic lo d e G A
R ev is ã o q ualitativ a R ev is ã o q uantitativ a
R ev is ã o ex terna por pares ( peer-rev iew )
A v aliaçã o do prob lema
T odos os partic ipantes relevantes es tã o
envolvidos ou
eng aja dos ? E xis te um c enário bas e (bas eline) c om informações c laras e abrang e ntes ?
Mape amento das partes interes s adas ; mapa de c enário de ges tã o para determinar os indivíduos e grupos que pos s am s er afetados por uma dec is ã o de ges tã o; informar mapa através de e ntrevis tas e/ou anális e es pac ial.
R evis ar os dados bás ic os ec ológic os dos c enários de g es tã o.
P rojeto
O s objetivos foram explíc itos , prioriz ados , c ompartilhados e mens uráveis ? A s alternativas de g es tã o s ã o hipótes es tes táve is ?
V is ã o públic a e das partes envolvidas dos objetivos ; modelo alternativo de ges tã o para determinar os res ultados pote nc ia is ; des envolver indic adores mens uráveis para medir o prog res s o em direçã o as metas .
R evis ar os modelos us ados .
Imp lement.
O prog rama s e trans formou em açã o? O s experimentos foram realiz ados c om o rigor do método c ientífic o?
C onta biliz ar a quantida de
e duraçã o dos
experimentos finaliz a dos . Q ual é a quantidade de financ iamento
c omprometido c om polític as experimentais ?
R ever os
proc edimentos para implementaçã o das polític as c omo experimentos . E xis tiu um c ontrole, eles foram replic ados ?
Mo nitoram.
Q uem é res pons ável pelo monitoramento? E xis tem benefíc ios ou
perig os na
res pons abilida de
c onjunta do
monitoramento? E xis te financ iamento garantido para todo o c ronog rama de monitoramento?
D eterminar a c ons is tênc ia do prog rama de monitoramento inc luindo a s upervis ã o da ag ênc ia, financ iamento e qualquer interrupçã o durante o ac ompanhamento.
R evis ã o dos proc edimentos de monitoramento. E ram as melhores prátic as pos s íveis para a duraçã o de tempo?
A v aliaçã o
A lg uma nova
informaçã o foi
aprendida? O s res ultados
c orres pondem ao previs to?
Q uantific ar as novas informações aprendidas . Integ rar em modelos . Q uantitativamente
c ompare dados
obs erva dos c om dados previs tos .
R ever os dados c oletados para garantir interpretações
prec is as .
A jus tes
O s ajus tes feitos nos experimentos ( polític as de g es tã o) foram à luz de novas informações aprendidas ? O s objetivos propos tos ainda fa z em s entido c ons idera ndo os novos c onhec imentos ou devem s er ajus tado?
Mens urar o número e tamanho dos ajus tes feitos nas polític as de ges tã o.
R ever os ajus tes das polític as de g es tã o c omo interpretações
prec is as do
monitoramento, bem c omo as iterações do c ic lo de G A .
O proc es s o de experimentaçã o e implementaçã o das opções de ges tã o na G A é bas eado na tomada de dec is ã o e s truturada. Na ges tã o adaptativa ativa (F igura 4A ) divers os experimentos de ges tã o s ã o realiz ados e c omparados s imultane amente, enqua nto que na ges tã o adaptativa pa s s iva (F ig ura 4B ) uma únic a opçã o de ges tã o é tes tada e a valiada por vez (A llen et al., 2011).
A maioria dos autores c omenta que a G A nã o é uma s oluçã o adequada pa ra todos os problemas ambientais , ou uma pa nac eia (P A HL -W OS T L et al. 2012). O utros pes quis adores ta mbém rec onhecem que problemas ambientais complexos , de grande es c ala e c om grandes inc ertez as nã o podem s er gerenc iados c om modelos de ges tã o que s e bas eiam em um únic o es tado de equilíbrio c ons iderado c omo ótimo (ex. C A D D Y , 1996) .
F igura 4 - P roc es s o de identific açã o e implementa çã o das opções de g es tã o na G A . A .
B .
F onte: ada pta do de A llen et al., 2011.
D efinir o us o apropriado da G A c omo fe rramenta de ges tã o e de tomada de dec is ã o é um ponto importante . A llen e G unders on (2011) afirmam que em s ituações em que as informações dis poníveis apres entam grandes inc ertez as e qua ndo os rec urs os s ã o s ufic iente s para a realiz açã o e avaliaçã o de experimentos , a G A
Lde ntificação das opçõe s de ge stão
9xpe rime nto da opção . 9xpe rime nto
da opção A
9xpe rime nto da opção /
9xpe rime nto da opção 5
S uce sso parcial S e m suce sso (S e m e fe ito)
S uce sso
S e m suce sso (9fe ito adve rso)
/ ompara os re sultados
Lmple me nta a opção /
5 e scontinua a opção 1 Lmple me nta a opção 1 S uce sso
S e m suce sso (9fe ito adve rso) 9xpe rime nto
da opção 1 Lde ntificação das
opçõe s de ge stão
