RESUMO
RESUMO Este trabalho propõe estimativas de demanda de água para cenários futuros de uso e ocupação do solo e de verticalização utilizando análises espaciais e modelagem dinâmica com base em autômatos celulares para uma fração urbana do município de Campina Grande (PB). Dados reais de uso e ocupação do solo e de verticalização dos anos de 2011 e 2018 são utilizados para identificar o processo de mudança nesses bairros. Um conjunto de variáveis estáticas e dinâmicas relacionadas é selecionado para subsidiar a parametrização do modelo e simular as mudanças no uso e ocupação do solo e na verticalização, ocorridas no período. Após a validação das simulações para o ano de 2018 com base nos dados observados, novos cenários futuros são propostos para os anos de 2040, 2070 e 2100, identificando, assim, uma tendência de ocupação com algumas características específicas, como a substituição de áreas residenciais de um ou dois pavimentos por novos empreendimentos verticais, seja residencial, empresarial ou de serviços. Dado o aumento de ocupação urbana, as demandas de água capazes de atender à população também aumentam, aumento este que se confirmou neste trabalho. Entre os anos 2018 e 2100, essa tendência de aumento foi estimada em 300%. Uma comparação de cenários futuros considerando usos convencionais e racionais de água (utilizando mecanismos poupadores) também é apresentada.
ABSTRACT This work estimates urban water demands for future land-use scenarios using spatial analysis and dynamic modeling based on cellular automata for an urban area of the city of Campina Grande, Paraíba State, Brazil. Ground truth for two dates (2011 and 2018) is used to identify the process of land-use change in these neighborhoods. Some static and dynamic variables are defined in order to support the model parameterization and to simulate the changes occurred in the period. After the validation of those simulations for 2018, based on the observed data, new future scenarios are proposed for the years 2040, 2070, and 2100, thus identifying a tendency of occupation with some specific characteristics such as the replacement of residential areas new buildings with multiple floors, whether residential, business, or services. Due to the increase in urban occupation, the water demands for attending to the population also increase. Between 2018 and 2100, this upward trend is estimated at 300%. A comparison of future scenarios considering conventional and rational water uses (using saving mechanisms) is also simulated.
RESUMO
RESUMEN El estado actual y las continuas alteraciones que aquejan a los humedales ubicados en la ciudad de Bogotá (Colombia), motiva el desarrollo de instrumentos y herramientas, que permitan explicar su comportamiento hidrológico bajo tensiones climáticas, como lo es el fenómeno ENSO. Este artículo presenta la formulación de un modelo de las condiciones hidrológicas del humedal urbano de Torca. La simulación, se realizó con el software Vensim® y la validación estadística del modelo, se efectuó mediante un análisis de sensibilidad multivariable (MVSS), a partir del método Montecarlo. Se evidenció que en los años de ocurrencia del fenómeno climatológico ENSO (2001) y (2011), el patrón de comportamiento de la precipitación y del flujo de entrada (Qi) de la cuenca aferente del humedal fueron paralelos. El tiempo hidráulico de retención (THR) sugirió un comportamiento inverso con relación a la precipitación. En efecto, la precipitación promedio mensual fue de 47,8mm y 158,7mm y el THR promedio fue de 55 días y 33 días, para los años El Niño y La Niña, respectivamente. El flujo de entrada y de salida presentaron un comportamiento paralelo durante el período de estudio, debido, probablemente, a que el cuerpo de agua se convirtió en un cauce de salida. Durante El Niño, cuatro meses registraron desbordamiento del humedal (junio, septiembre, octubre y diciembre), con volúmenes de agua superiores a 130.645m3. Durante La Niña, todos los meses registraron desbordamiento del humedal, a excepción de agosto y septiembre, en donde se observaron volúmenes de agua de 100.018m3 y 109.166m3, respectivamente.
ABSTRACT The current state and the continuous changes that affect the wetlands located in the city of Bogotá (Colombia), motivates the development of instruments and tools that illustrate their hydrological behavior under climatic stresses such as the ENSO phenomenon. This article presents the formulation of a model of the hydrological conditions of the urban wetland of Torca. The simulation was carried out with the Vensim® software and the statistical validation of the model was carried out by means of a multivariate sensitivity analysis (MVSS) using the Montecarlo method. It was evidenced that in the years of occurrence of the ENSO climatological phenomenon (2001) and (2011), the behavior pattern of precipitation and inflow (Qi) of the afferent basin of the wetland were parallel. Hydraulic retention time (THR) suggested an inverse behavior in relation to precipitation. Indeed, the average monthly rainfall was 47,8mm and 158,7mm, and the average THR was 55 days and 33 days for the El Niño and La Niña years, respectively. The inflow and outflow presented a parallel behavior during the study period, probably due to the fact that the body of water became an outlet channel. During El Niño, the wetland overflowed for four months (June, September, October and December), with volumes exceeding 130,645m3. During La Niña, the wetland overflowed every month; except for August and September, where volumes of 100.018m3 and 109.166m3 were observed, respectively.