Determination of effective and potential water demand in Piracicaba River (SP) sub-basins for planning and management of water resources

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The growing water demand is a global concern, as water, when not used rationally, compromises its supply, which can cause several problems, such as water scarcity. The objective of this work was to determine the effective and potential water demand in four Pairs of morphometrically similar hydrographic sub-basins located in the Piracicaba River Basin (BHRP) in the southeastern region of the state of São Paulo, to contribute to the planning and management of water resources. The Water Demand of the Agricultural Sector (DHPa) was calculated through the values of irrigation needs of the crops (temporary and permanent) existing in the study area, made available by the platform “Technical Coefficients for Irrigated Agriculture”. To calculate the DHPa, the temporary crops were classified by stages of development (I to IV), using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). The calculation of the Water Demand of the Livestock Sector (DHp) involved bibliographic research to identify the amount of water consumed by each species of animal, and also the in situ data collection for the census of the herds. With regard to Population Water Demand (DHpop), it was established based on the population estimate for each census sector using a demographic indicator, as well as on the average per capita water consumption. Industrial Water Demand (DHi) was determined by the volume consumed from surface and underground water abstractions duly regulated for industrial purposes within the limits of the study areas. In addition to calculating the water demands of the sectors, two Quantitative Water Balances (BHQs) were elaborated, the first was determined considering the effective water demand and the Surface Water Supply (OHS), and the second consisted of the relationship of OHS with DHPa in conjunction with the other demands, to verify the situation regarding the level of commitment of surface water resources in terms of irrigation. From the results, it is noted that for the first BHQ, Pair 4 was the one that showed the highest levels regarding the commitment of water resources. In the analysis of the second BHQ, the DHPa was decisive to frame the water resources in more restrictive levels in most of the days analyzed in the studied sub-basins. However, the SB(C) and SB(D) sub-basins that make up the Pair 2, presented the most critical situations regarding the level of water commitment, due to the exploitation of their water resources for the different activities developed. The methods adopted in this work can be easily adapted to determination water demand in other 4th order hydrographic sub-basins located in the Piracicaba, Capivari and Jundiaí River Basins (PCJ), as well as in distinct hydrographic regions of the country, since, most of the databases used have national coverage. The results may assist managers in the elaboration of public policies with a view to planning and managing water resources. A crescente demanda hídrica é uma preocupação de nível global, pois a água quando não utilizada de forma racional compromete a sua oferta, o que pode ocasionar diversos problemas, como a escassez hídrica. O objetivo deste trabalho consistiu na determinação da demanda hídrica efetiva e potencial em quatro Pares de sub-bacias hidrográficas morfometricamente semelhantes situadas na Bacia Hidrográfica do Rio Piracicaba (BHRP) na região sudeste do estado de São Paulo, para contribuir com o planejamento e a gestão adequada dos recursos hídricos. A Demanda Hídrica do Setor Agrícola (DHPa) foi calculada por meio dos valores da necessidade de irrigação das culturas (temporárias e permanentes) existentes na área de estudo, disponibilizados pela plataforma “Coeficientes Técnicos para a Agricultura Irrigada”. Para o cálculo da DHPa foram classificadas as culturas temporárias por estágios de desenvolvimento (I a IV), para isto, utilizou-se o Normalized Difference Vegetation Index (NDVI, sigla em inglês). O cálculo da Demanda Hídrica do Setor Pecuário (DHp) envolveu pesquisa bibliográfica para identificar a quantidade de água consumida por cada espécie de animal, e também o levantamento in situ para o recenseamento dos rebanhos. Com relação à Demanda Hídrica Populacional (DHpop), esta dependeu da estimativa populacional para cada setor censitário utilizando um indicador demográfico, bem como, o consumo médio per capita de água. A Demanda Hídrica Industrial (DHi) foi determinada pelo volume consumido das captações de águas superficiais e subterrâneas devidamente regularizadas para fins industriais nos limites das áreas de estudo. Além do cálculo das demandas hídricas dos setores, foram elaborados dois Balanços Hídricos Quantitativos (BHQs), sendo que, o primeiro foi determinado considerando a demanda hídrica efetiva e a Oferta Hídrica Superficial (OHS), e o segundo, consistiu na relação da OHS com a DHPa em conjunto com as outras demandas, para verificar a situação quanto ao nível de comprometimento dos recursos hídricos superficiais caso haja a necessidade de irrigação. A partir dos resultados, verifica-se que ao considerar o primeiro BHQ, o Par 4 foi o que apresentou níveis mais elevados quanto ao comprometimento dos recursos hídricos. Na análise do segundo BHQ, a DHPa foi determinante para enquadrar os recursos hídricos em níveis mais restritivos na maioria dos dias analisados nas sub-bacias hidrográficas estudadas, porém, as sub-bacias SB(C) e SB(D) que compõem o Par 2, apresentaram as situações mais críticas quanto ao nível de comprometimento hídrico, devido à exploração dos seus recursos hídricos para as diferentes atividades desenvolvidas. Os métodos adotados neste trabalho podem ser facilmente adaptados para a determinação da demanda hídrica em outras sub-bacias hidrográficas de 4ª ordem situadas nas Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí (PCJ), bem como em distintas regiões hidrográficas do país, visto que, a maior parte das bases de dados utilizadas possui abrangência nacional. Os resultados poderão auxiliar os gestores na elaboração de políticas públicas com vista ao planejamento e à gestão dos recursos hídricos. Código de financiamento 001