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Tipo: Tese
Título: Regionalização do índice de estresse hídrico WSI para o nordeste brasileiro
Título em inglês: Regionalization of the water stress index for brazil 's northeast region
Autor(es): Costa, Mateus de Alencar
Orientador: Casimiro Filho, Francisco
Coorientador: Figueiredo, Maria Cléa Brito de
Palavras-chave: Avaliação de Impacto de Ciclo de Vida;WSI;Unidades Hidrográficas Estaduais;Escassez hídrica;Pegada hídrica
Data do documento: 2021
Citação: COSTA, Mateus de Alencar. Regionalização do índice de estresse hídrico WSI para o nordeste brasileiro – Ceará. 2021. 103 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento e Meio Ambiente) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: Os modelos de escassez hídrica Water Stress Index (WSI) e AWARE, aplicados na Avaliação de Impactos do Ciclo de Vida (AICV), foram recomendados para uso no Brasil desde que um processo de regionalização fosse realizado para aumentar sua sensibilidade às regiões com eventos de escassez hídrica, como a região nordeste do Brasil. Trabalhos anteriores regionalizaram o modelo AWARE para as 449 Unidades Hidrográficas Estaduais (UHEs) brasileiras definidas pelas Agência Nacional de Águas (ANA). O objetivo desse trabalho foi gerar fatores mensais e anuais regionalizados (WSI-BR-NE) para as 146 UHEs da região Nordeste do Brasil para possibilitar uma futura análise de sensibilidade dos resultados, considerando a aplicação de diferentes modelos para o cálculo do impacto causado na escassez hídrica. Para isso, foram utilizados dados hidrológicos nacionais, limites hidrogeográficos das UHEs propostos pela ANA e a agregação dos dados de precipitação provenientes de estações pluviométricas (EP) em UHEs. Comparações qualitativas foram realizadas para verificar a diferença entre WSI e WSI-BR-NE, e comparações quantitativas, utilizando o Desvio Padrão Geométrico (GSD²), para verificar a proximidade dos resultados dos modelos WSI, WSI-BRNE e AWARE-BR, no qual quanto mais próximo de zero, mais próximos são os resultados. Como resultado, foram obtidos fatores WSI-BR-NE anuais e mensais para as 146 UHEs da região Nordeste. Após análise do WSI-BR-NE anual, observou-se que 97 UHEs foram categorizadas como Estresse Hídrico Muito Alto (EHMA) e as regiões que concentram o maior número dessas UHEs estão no estado do Ceará e Rio Grande do Norte. Analisando os WSI-BRNE mensais, identificou-se que outubro é o mês com escassez hídrica mais intensa, com 110 (75%) UHEs classificadas como de EHMA. Por outro lado, abril foi o mês mais ameno, com 51 (35%) UHEs classificadas como de Estresse Hídrico Baixo (EHB). Na comparação qualitativa, observou-se que 112 UHEs subiram de categoria de escassez hídrica e 128 UHEs obtiveram fatores maiores no WSI-BR-NE. O maior aumento, de 9105%, foi encontrado para a UHE Dos Frades, Buranhém e Santo Antônio (Bahia), enquanto a maior redução (50%), na UHE Traipu (Alagoas). Além disso, a utilização do WSI anual resultou em 99,7% da área do Nordeste classificada como EHB, contra 26% do WSI-BR-NE anual. Na comparação quantitativa entre WSI e WSI-BR-NE, obteve-se GSD² de 112 para os fatores anuais e 154 como valor máximo dos fatores mensais. Entre WSI-BR-NE e AWARE-BR-NE o GSD² foi de 46 na análise anual e 113 como valor máximo da análise mensal. Esses resultados mostram que a regionalização gerou fatores mais ajustados à escassez hídrica vivenciada no Nordeste, e podem ser comprovados em análise conjunta com relatórios da ANA e mecanismos de órgãos (Monitor de Secas) do governo, além de estudos científicos da área já realizados no Nordeste, sendo úteis para utilização em políticas públicas, pesquisa e tomada de decisão e reduzindo incertezas em estudos de escassez hídrica de produtos no Brasil.
Abstract: Both water scarcity models Water Stress Index (WSI) and AWARE, applied in the Life Cycle Impact Assessment (LCIA), were recommended for use in Brazil as long as a regionalization process is carried out to increase their sensitivity to regions with events of water scarcity, such as the northeastern region of Brazil. Previous work regionalized the AWARE model for the 449 State Hydrographic Units (SHUs) in Brazil defined by the National Water Agency (NWA). The objective of this work was to generate regionalized monthly and annual factors (WSI-BR-NE) for the 146 Northeastern SHUs of Brazil to enable a future sensitivity analysis of the results, considering the application of different models for the calculation of the impact caused in the water scarcity. For this, national hydrological data, hydrogeographic limits of the SHUs proposed by NWA and the aggregation of precipitation data from rainfall stations (RS) in SHUs were used. Qualitative comparisons were made to verify the difference between WSI and WSIBR-NE, and quantitative comparisons, using the Geometric Standard Deviation (GSD²), to verify the proximity of the results of the models WSI, WSI-BR-NE and AWARE-BR, in which the closer to zero, the closer the results are. As a result, annual and monthly WSI-BR-NE factors were obtained for the 149 SHUs. After analyzing the annual WSI-BR-NE, it was observed that 97 SHUs were categorized as Very High Water Stress (VHWS) and the regions that concentrate the largest number of these SHUs are in the state of Ceará and Rio Grande do Norte. Analyzing the monthly WSI-BR-NE, it was identified that October is the month with the most intense water scarcity, with 110 (75%) SHUs classified as VHWS. On the other hand, April was the mildest month, with 51 (35%) SHUs classified as Low Water Stress (LWS). In the qualitative comparison, it was observed that 112 SHUs rose from the category of water scarcity and 128 SHUs obtained greater factors in WSI-BR-NE. The biggest increase, of 9105%, was found for SHU Dos Frades, Buranhém and Santo Antônio (Bahia), while the biggest reduction (50%), in SHU Traipu (Alagoas). In addition, the use of the annual WSI resulted in 99.7% of the Northeast area classified as LWS, against 26% of the annual WSI-BR-NE. In the quantitative comparison between WSI and WSI-BR-NE, GSD² of 112 was obtained for the annual factors and 154 as the maximum value of the monthly factors. Between WSI-BR-NE and AWARE-BR-NE, the GSD² was 46 in the annual analysis and 113 as the maximum value in the monthly analysis. These results show that regionalization has generated factors more adjusted to the water scarcity experienced in the Northeast, and can be proven in a joint analysis with ANA reports and government mechanisms (Drought Monitor), in addition to scientific studies already carried out in the Northeast, being useful for use in public policies, research and decision making and reducing uncertainties in studies of water scarcity of products in Brazil.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/58517
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