Dynamic systems approach assess and manage water resources in river basins

ABSTRACT

The Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Basins (RB-PCJ) are located in the States of Minas Gerais and São Paulo, Brazil. By 2005, 5.8% of Brazil's General National Product-GNP was produced there. Such economic development has created a huge demand for water resources. The availability of water resources was assessed by running a dynamic systems simulation model to manage these resources in the RB-PCJ (WRM-PCJ), considering five 50-year simulations. WRM-PCJ was developed as a tool to aid the RB-PCJ Watershed Committee. The model computes water supply, demands, and contamination load from several consumers. When considering a Business-as-Usual scenario, by 2054, water demands will have increased up to 76%, 39% of the available water will come from wastewater reuse, and the contamination load will have increased by 91%. The Falkenmark Index started at 1403 m³ person-1 year-1 in 2004, ending at 734 m³ P-1 yr-1 in 2054; the Xu Sustainability Index started at 0.44 and ended at 0.20; and Keller's River Basin Development Phases started as Phase II, and ended at final Phase III, of Augmentation. The three criteria used to evaluate water resources showed that RB-PCJ is at a crucial management turning point. The WRM-PCJ performed well, and proved to be an excellent tool to assess water resources availability.

RESUMO

As Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (BH-PCJ) estão localizadas, nos Estados de Minas Gerais e São Paulo, Brasil. Em 2005 produziu 5.8% do PIB brasileiro. Este desenvolvimento econômico demanda grandes volumes de água. Com o Modelo para a Gestão dos Recursos Hídricos das BH-PCJ (MRH-PCJ), desenvolvido em dinâmica de sistemas, cinco cenários para 50 anos foram simulados. O MRH-PCJ foi desenvolvido para ser uma ferramenta de gestão do Comitê de Bacia Hidrográfica. O modelo estima a oferta e demandas de água, e a carga contaminante dos diversos consumidores. No cenário Business as Usual, para 2054, as demandas de água incrementaram em 76%, 39% da água disponível terá origem em águas de reuso, e a carga contaminante incrementará 91%. O Índice de Falkenmark, que em 2004 era de 1403 m³ pessoa-1 ano-1, será 734 m³ P-1 ano-1 em 2054; o Índice de Sustentabilidade de Xu iniciou em 0.44 e chegou até 0.20; quando consideradas as Fases de Desenvolvimento das Bacias Hidrográficas, propostas por Keller, iniciou-se na Fase II, e terminou-se na Fase III, de Aumento. Os três critérios utilizados para avaliar os recursos hídricos mostraram que as BH-PCJ encontram-se num ponto de tomada de decisões importante. O MRH-PCJ mostrou-se uma excelente ferramenta para avaliar a disponibilidade de recursos hídricos.