PROJETO GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA

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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

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL GRUPO DE RECURSOS HÍDRICOS - GRH

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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

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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 Fax 245-2460 E-mail: reitor@ufba.br Escola Politécnica Diretor Caiuby Alves da Costa

Rua Aristides Novis 02, 40 andar Federação, Salvador, Ba. CEP: 40.210-630

Fone: (0xx71) 245-9927 / 245-6126 End. Internet: www.ufba.br Grupo de Recursos Hídricos

E-mail: grh.@ufba.br Site: www.grh.ufba.br

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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: yvonild@ufba.br

Professor Adjunto – UFBA:

Vania Palmeira Campos

Doutora em Química e-mail: vaniaroc@ufba.br

José Maurício Fiúza

Mestre em Avaliação de Impactos Ambientais e-mail: jmsfiuza@ufba.br

Professor Visitante: Bojan Srdjevic

Doutor em Ciências Técnicas e-mail: bojans@polj.ns.ac.yu

Pesquisadores e Consultores Alessandra da Silva Faria

Mestre em Engenharia Ambiental e Urbana e-mail: sandras_faria@hotmail.com

Ana Carla Souto Rocha

Socióloga

e-mail: cacarocha@ig.com.br

Andrea Sousa Fontes

Eng. Civil e Esp. em Gerenciamento de Recursos Hídricos

e-mail: asfontes@ufba.br

Ângela Patrícia Deiró Damasceno

Socióloga

e-mail: ângela@grh.ufba.br

Antônio Marcos Santos da Silva

Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em Gerenciamento de Recursos Hídricos

e-mail: marcos.silva@grh.ufba.br

Aucimaia de Oliveira Tourinho

Geógrafa e Esp. em Gerenciamento de Recursos Hídricos

e-mail: aucimaia@ufba.br

Carlos Fernando Pessoa Monteiro Filho

Engenheiro Químico

e-mail: monteiro@bol.com.br

Clélia Nobre de Oliveira Proença

Eng. Sanitarista e Ambiental e Esp. em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na Indústria

e-mail: clelian@ufba.br

Cristiane Santos Garrido

Bacharel em Ciências Econômicas e-mail: cricag@yahoo.com.br

Edilson Raimundo Silva

Analista de Sistema e Esp. em Inteligência Artificial e Análise de Sistemas

e-mail: edílson@grh.ufba.br

Érika Valeska Meireles Campos

Oceonógrafa e Mestre em Geologia e-mail: erikampos_3@yahoo.com.br

Isabel Cristina Martins Galo

Bacharel em Administração e Especialista em Gerenciamento em Recursos Hídricos

e-mail: isabelgalo@ig.com.br

Jarilson Andrade Santana

Engenheiro Civil

E-mail: jarilson@ig.com.br

Lenise Conceição Brandâo Santos

e-mail: lenabrandao@hotmail.com

Maria do Socorro Gonçalves

e-mail: mariagon@ufba.br

Martha Schaer Barbosa

Eng. Civil e Mestre em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental

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GERENCIAMENTO DOS RECURSOS HÍDRICOS DO

SEMI-ÁRIDO DO ESTADO DA BAHIA

EQUIPE TÉCNICA

Ramon Castro de Oliveira

e-mail: ramonco@ufba.br

Silvia Mota Dantas

Bacharel em Comunicação Social e-mail: silmdt@hotmail.com

Soraia de Cássia Alves Hohlenverger

e-mail: sstn@uol.com.br

Virgínia Silva Neves

e-mail: virgneves@hotmail.com

Wilton Nascimento Bernardo dos Santos

Artista Plástico

e-mail: wilsonbernardo@hotmail.br

Maria Elizabete Pereira dos Santos

Doutora em Ciências Sociais e-mail: jcsales@ufba.br

Francisco Inácio Negrão

Mestre em Hidrogeologia e-mail: inegrão@ig.com.br

Joana Angélica Guimarâes da Luz

Doutora em Engenharia dos Recursos Ambientais e Florestais

e-mail: jgluz@ufba.br

Maria Gravina Ogata

Advogada

e-mail: mgocon@atarde.com.br

Maria Quitéria C. de Oliveira

Mestre em Ciências - Geologia Sedimentar e-mail: quitéria@srh.ba.gov.br

Estudantes de Graduação:

Adriano Nascimento Mascarenhas

Estudante de Geografia

Aldair Dias Sampaio

Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental

Andrezza do Nascimento Almeida

Estudante de Ciências Sociais

Diego Alvares

Estudante de Engenharia Civil

Eloi Crispim de Jesus

Estudante de Engenharia Santária e Ambiental

Felipe Góes Lima

Estudante de Engenharia de Minas

Flávia Bezerra Amorim

Herica de Oliveira Santos

Mauricio Sena Gomes Borges

Estudante de Engenharia Civil

Murilo da Silva Crespo

Estudante de Ciências da Computação

Theodulo Cerqueira de Almeida Neto

Thiago Santana Santos

Estudante de Ciências da Computação

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

Renelma Cristina de Almeida

Apoio Administrativo

Sival Ribeiro de Sena

Apoio Administrativo

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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;

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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.

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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

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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

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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

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7 SISTEMA DE APOIO À DECISÃO PARA O GERENCIAMENTO

DOS RECURSOS HÍDRICOS DA BACIA DO RIO PARAGUAÇU

7.1 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

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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 Sistema de Apoio aos Usuários de Água (SAUA)

7.2.1 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

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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 Procedimentos Processos Objetivos

bacias, gestor, usuários, captações, mananciais, poços, reservatórios, adutoras, capacidade, quantidade, qualidade, disponibilidade, eficiência, preços, datas, setores

aumento, diminuição, início, final, permanência, transformação, priorização, criação, eliminação demanda, abastecimento, irrigação, poluição, tratamento, reutilização, transferência, gerenciamento, alocação, setorização 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;

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- 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,

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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.

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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

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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.

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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 inter-relacionadas, 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.

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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

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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.

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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

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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.

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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 Temas Fonte

População urbana e rural total dos municípios IBGE

População urbana e rural abastecida pelas barragens Projetos Executivos de Barragens

Consumo per capita EMBASA

Taxas de crescimento IBGE

Densidade demográfica IBGE

IDS x IDE SEI

Humano

Saneamento IBGE

População animal IBGE

População animal abastecida pelas barragens Projetos Executivos de Barragens

Consumo per capita EMBASA

Animal

Taxas de crescimento IBGE

Cultura IBGE

Área irrigada Projetos Executivos de Barragens

Agricultura

Área com potencial de irrigação 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 Fonte

Área dos municípios IBGE

Área dos municípios inseridos na bacia Plano Diretor

Clima ANA

Vegetação DDF Solos EMBRAPA

Usos do solo SEI

Geologia CBPM Hidrogeologia 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.

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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 Fonte

Dados pluviométricos ANA

Dados fluviométricos ANA

Estações climatológicas SEI

Curso d´água ANA

Dados de Barragens 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.

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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.

- 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.

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É de grande relevância salientar que:

- 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

Abastecimento humano Barragens

zona urbana zona rural

Dessedentação

animal Irrigação TOTAL

Baraúnas 38,51 22,89 4,52 95,40 161,32

Casa Branca - 0,74 - 809,26 810,00

Apertado 6,20 - - 1.805,44 1.811,64

Bandeira de Melo 57,31 35,82 46,41 571,05 710,59

França 60,55 11,42 21,33 962,65 1.055,95

São José do Jacuípe 256,10 50,25 61,76 436,17 804,28

Pedra do Cavalo 7.983,60 - - - 7.983,60

Tabela 7. 6 - Demandas futuras a curto prazo para os reservatórios em estudo - 2007

Dessedentação

Baraúnas 44,42 24,06 4,64 95,40 168.52

Casa Branca - 0,84 - 809,26 810.10

Apertado 7,54 - - 1.805,44 1.812.98

Bandeira de Melo 68,90 37,29 46,41 571,05 723.65

França 66,00 12,38 21,33 962,65 1.062.36

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Tabela 7. 7 - Demandas futuras a médio prazo para os reservatórios em estudo - 2012

Dessedentação

Baraúnas 61,06 25,28 4,75 1.070,40 1.161.49

Casa Branca - 0,96 - 809,26 810.22

Apertado 9,18 - - 7.638,40 7.647.58

Bandeira de Melo 82,16 38,86 46,41 29.578,77 29.746.20

França 71,93 13,42 21,33 962,65 1.069.33

São José do Jacuípe 300,08 57,15 61,76 1.036,04 1.455.03

Pedra do Cavalo - - - - -

Tabela 7. 8 - Demandas futuras a longo prazo para os reservatórios em estudo - 2022

Dessedentação

Baraúnas 73,46 27,93 5,00 1.070,40 1.176.79

Casa Branca - 1,26 - 809,26 810.52

Apertado 13,59 - - 7.638,40 7.651.99

Bandeira de Melo 114,34 42,36 46,41 29.578,77 29.781.88

França 86,23 15,76 21,33 962,65 1.085.97

São José do Jacuípe 377,08 69,30 61,76 1.036,04 1.544.18

Pedra do Cavalo - - - - -

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

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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.