Decision support system applied to water resources management: PCJ basin case study

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5585/geas.v10i1.19876

Keywords:

Decision support system, Information system, Water resources planning, Water resources management, PCJ basins.

Abstract

Objective: Present the particularities of the PCJ Basin Decision Support System (SSD PCJ), highlighting its contributions to the management and planning of water resources.

Methodology: Case study based on the application of the SSD PCJ in the management actions of the PCJ Basins.

Relevance: Technological advancement implied an increase in data on water resources, requiring more time and effort to be manipulated and analyzed. Thus, investments in databases and systems that transform data into useful information are necessary, so that they can be easily accessed by users in their water resources management and planning processes. Thus, the experiences of the application of the SSD PCJ in the management of the PCJ Basins were discussed, which can be replicated in other hydrographic regions.

Results: The discussions indicate that the SSD PCJ has characteristics that enhance its application in the management and planning of water resources, with public disclosure of both historical and real time data, allowing users to compare different periods and monitoring points, as well as integrated quality and quantity analyses.

Contributions: The application of the SSD PCJ has been shown to be effective in monitoring in real time the occurrence of rain and the water bodies situation, enabling the identification of risk situations and the issuance of alerts to minimize adverse impacts, and to assess compliance with regulatory standards, to feed simulation models and to support analyses of water availability and quality.

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Author Biographies

Mayara Sakamoto Lopes, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH)

Mestre em Engenharia Civil e Ambiental pela Unesp de Bauru (2015 - 2017; CAPES). Especialista em Gestão de Recursos Hídricos e Gerenciamento de Áreas Contaminadas pela Unesp de Rio Claro (2018 - 2019). Engenheira Ambiental pela Unesp de Rio Claro (2010 - 2016; CNPq). Atua na área de Gestão de Recursos Hídricos, com ênfase em monitoramento hidrológico (2018 - Atual). Atuou na área de Engenharia Sanitária e Ambiental, com ênfase no tratamento de água e efluentes por processos físico-químicos (2014 - 2017). Estagiária em docência no curso de Engenharia Ambiental da Unesp de Rio Claro, na disciplina de Sistemas Hidráulicos e Sanitários (2016). Cursou graduação Sanduíche na Universidade de Lisboa, Portugal, em Mestrado Integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente (2012 - 2013; CNPq). Realizou pesquisa na área de biocombustíveis no Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG), em Lisboa (2013; CNPq). 

João Rafael Bergamaschi Tercini, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH)

Mestre em Engenharia de Recursos Hídricos
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica – FCTH.

Aline Doria de Santi, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH)

Mestra em Ciências da Engenharia Ambiental
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica – FCTH.

Diogo Bernardo Pedrozo, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH)

MBA em Gestão de Projetos
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica – FCTH.

Joaquin Ignacio Bonnecarrere Garcia, Universidade de São Paulo

Doutor em Engenharia Hidráulica
Universidade de São Paulo – USP.

Victor Alberto Romero Gonzalez, Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH)

Graduação em Engenharia de Sistemas e em Engenharia Eletrônica
Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica – FCTH.

Eduardo Cuoco Léo, Fundação Agência das Bacias PCJ

Mestre em Ecologia Aplicada
Fundação Agência das Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí – Agência das Bacias PCJ.

References

Almeida, A. S., Sorribas, M. V., Lopes, M. S.; Gonçalves, J. E., Da Paz, S. R., Toshioinouye, R., Jusevicius, M. A., Areco, E. R.; D’Ávila, V. C., Leite, E. A., Beneti, C. A. A., Vilella, A. L., Mercanti, J. A., & Léo, E. C. (2019, novembro). Sistema de Previsão Hidrometeorológico para subsidiar a operação do Sistema Cantareira na gestão das Bacias PCJ. Anais do Sim-pósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 23. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=5490

Agência Nacional de Águas. (n.d.) Monitoramento da qualidade da água de rios e reservató-rios. Caderno Redes de Monitoramento [Apostila do Curso Monitoramento da qualidade da água de rios e reservatórios]. Brasília: ANA. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://capacitacao.ana.gov.br/conhecerh/handle/ana/2227

Agência Nacional de Águas. (2016). Sistemas de Informação na gestão de águas: conhecer para decidir [Apostila do Curso Sistemas de Informação na gestão de águas: conhecer para decidir]. Brasília: ANA.

Bagstad, K., Semmens, D., Waage, S., & Winthrop, R. (2013). A comparative assessment of decision-support tools for ecosystem services quantification and valuation. Ecosystem Ser-vices, 5, 27–39. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2013.07.004

Basco-Carrera, L., Warren, A., Beek, E., Jonoski, A., & Giardino, A. (2017). Collaborative modelling or participatory modelling? A framework for water resources management. Envi-ronmental Modelling & Software, 91, 95-110. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2017.01.014

Bolognesi, Thomas, & Kluser, Stéphane. (2018). Water security as a normative goal or as a structural principle for water governance. A Critical Approach to International Water Man-agement Trends: Policy and Practice; Palgrave Studies in Water Governance: Policy and Practice; Palgrave MacMillan. Londres, UK. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1057/978-1-137-60086-8_9

Braga, B., Barbosa, P. S. F., & Nakayama, P. T. (1998). Sistemas de suporte à decisão em recursos hídricos. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 3(3), 73-95. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://doi.org/10.21168/rbrh.v3n3.p73-95

Braga, B., & Kelman J. (2016). Facing the challenge of extreme climate: the case of Metro-politan São Paulo. Water Policy, 18(S2), 52-69. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.2166/wp.2016.113

Carvalho, M. A., Méllo Júnior, A. V., Schardong, A., & Porto, R. L. L. (2009). Sistema de su-porte à decisão para alocação de água em projetos de irrigação. Engenharia de Irrigação e Drenagem, 13(1), 10-17. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://doi.org/10.1590/S1415-43662009000100002

Collischonn, W. (2013). Hidrologia para engenharia e ciências ambientais (2a ed.). Porto Ale-gre: Associação Brasileira de Recursos Hídricos.

Companhia Brasileira de Projetos e Empreendimentos – Cobrape. (2010). Plano das Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí 2010 – 2020, com Propostas de Atuali-zação do Enquadramento dos Corpos d’Água e de Programa para Efetivação do Enquadra-mento dos Corpos d’Água até o Ano de 2035 (Relatório Final), s.l. Recuperado em 15 outu-bro, 2021, de https://www.comitespcj.org.br/images/Download/PB/PCJ_PB-2010-2020_RelatorioFinal.pdf

Consórcio Profill-Rhama. (2020): Plano de Recursos Hídricos das Bacias Hidrográficas dos Rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí, 2020 a 2035 (Relatório Síntese), Piracicaba, SP. Recu-perado em 15 outubro, 2021, de https://drive.google.com/file/d/1RUE-Xg7rjXDKlGJS3bs8sS7wKEB6Oxqx/view

Costanza, R., Rudolf, D., Braat, L., Kubiszewski, I., Fioramonti, L., Sutton, P., Farber, S., & Grasso, M. (2017). Twenty years of ecosystem services: How far have we come and how far do we still need to go? Ecosystem Services, 28, 1-16. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2017.09.008

Dadson, S., Hall, J., Garrick, D., Sadoff, C., Grey, D., & Whittington, D. (2017). Water securi-ty, risk, and economic growth: Insights from a dynamical systems model. Water Resources Research, 53, 6425–6438. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1002/2017WR020640

Denzer, R. (2005). Generic integration of environmental decision support systems – state-of-the-art. Environmental Modelling & Software, 20(10), 1217-1223. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2004.09.004

Fundação Agência das Bacias PCJ. (2020). Gestão das Bacias PCJ 2020 – Ano base 2019, Piracicaba, SP. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://agencia.baciaspcj.org.br/wp-content/uploads/Revista_Bacias_PCJ_nova_versao_menu_navegavel.pdf

Gain, A.K., Giupponi, C., & Wada, Y. (2016). Measuring global water security towards sus-tainable development goals. Environmental Research Letters, 11(12), 124015. Retrieved Oc-tober 15, 2021, from http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/11/12/124015

Ghasemi, A., Saghafian, B., & Golian, S. (2017). System dynamics approach for simulating water resources of an urban water system with emphasis on sustainability of groundwater. Environmental Earth Sciences, 76, 637. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1007/s12665-017-6887-z

Ghashghaie, M., Marofi, S., & Marofi, H. (2014). Using System Dynamics Method to Deter-mine the Effect of Water Demand Priorities on Downstream Flow. Water Resources Man-agement, 28, 5055–5072. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1007/s11269-014-0791-z

Goodall J. L., Horsburgh J. S., Whiteaker T. L., & Maidment D. R., & Zaslavsky I. (2008). A first approach to web services for the National Water Information System. Environmental Modelling & Software, 23(4), 404-11. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2007.01.005

Gössling, S. (2015). New performance indicators for water management in tourism. Tourism Management, 46, 233-244. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.tourman.2014.06.018

International Network Of Basin Organizations & United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization – INBO E UNESCO. (2018). The handbook on water information sys-tems: administration, processing and exploitation of water-related data. WMO. Retrieved Oc-tober 15, 2021, from https://www.riob.org/sites/default/files/_HB-2018-SIE-BAT_web.pdf

INTERNATIONAL OFFICE FOR WATER – IOWater. (2013). Regional project on Creating Shared National Water Information Systems towards a Mediterranean Water Knowledge Plat-form. IOWater.

Karamouz, M., Kerachian, R., & Zahraie, B. (2004). Monthly water resources and irrigation planning: Case study of conjuctive use of surface and groundwater resources. Journal of Irri-gation and Drainage Engineering, 130(5), 391–401. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2004)130:5(391)

Laboratório de Sistemas de Suporte a Decisões em Engenharia Ambiental e de Recursos Hídricos. (2013). AcquaNet [Manual]. São Paulo, SP.

Lei n° 9.433, de 08 de janeiro de 1997 (1997). Institui a Política Nacional de Recursos Hídri-cos, cria o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos, regulamenta o inciso XIX do art. 21 da Constituição Federal, e altera o art. 1º da Lei nº 8.001, de 13 de março de 1990, que modificou a Lei nº 7.990, de 28 de dezembro de 1989. Diário Oficial da União. Brasília, DF.

Lima, G. (2007). Riverhelp!: sistema de suporte a decisões para planejamento e gerencia-mento integrado de recursos hídricos. Tese de doutorado, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil. Disponível: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-23042009-142552/pt-br.php

Longo Júnior, M. S. (2011). Monitoramento da qualidade da água na Microbacia Furninha – Município de Ourinhos/SP. Trabalho de Conclusão de Curso, Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Ourinhos, SP, Brasil. Disponível: https://repositorio.unesp.br/handle/11449/155024

Lopes, M. S., Léo, E. C., Garcia, J. I. B., Santi, A. D., Pedrozo, D. B., Tercini, J. R. B., & Gonzalez, V. A. R. (2019, novembro). Monitoramento telemétrico como ferramenta de ges-tão de recursos hídricos. Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 23. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=4926

Loucks, D. P. (2006, julho). Generic simulation models for facilitating stakeholder involvement in water resources planning and management: a comparison, evaluation and identification of future needs. International Congress on Environmental Modelling and Software. 451. Burling-ton, Vermont, Estados Unidos, 3. Retrieved October 15, 2021, from https://scholarsarchive.byu.edu/iemssconference/2006/all/224.

Moran, T., Saracino, A., Sugg, Z., Thompson, B., & Martinez, J. (2020). Evaluating the Use of Data Platforms for Water Management Decisions. Water in the West. California: Stanford Digital Repository.

Ono, S. (2008). Sistema de Suporte à Decisão para gestão de água urbana - URBSSD. Dis-sertação de mestrado, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brasil. Disponível: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-15082008-094908/publico/Dissertacao_Sidnei_Ono.pdf

Pallotino, S., Sechi, G., & Zuddas, P. (2005). A DSS for water resources management under uncertainty by scenario analysis. Environmental Modelling and Software, 20(8), 1031–1042. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2004.09.012

Pedrozo, D.B., Santi, A.D., Lopes, M.S., Léo, E.C., Tercini, J.R.B., Gonzalez, V.A.R., & Gar-cia, J.I.B. (2019, novembro). Os Sistemas de Informações sobre Recursos Hídricos – Análise da abordagem no contexto das Bacias PCJ. Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hí-dricos, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 23. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=5054

Porto, M. F. A., & Porto, R. L. L. (2008). Gestão de bacias hidrográficas. Estudos avançados, 22(63), 43-60. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://doi.org/10.1590/S0103-40142008000200004

Resolução Conjunta ANA/DAEE nº 925, de 29 de maio de 2017 (2017). Dispõe sobre as condições de operação para o Sistema Cantareira. Diário Oficial da União. Brasília, DF.

Russel, C. S., Vaughan, W. J., Clark, C. D., Rodriguez, D. J., & Darling, A. H. (2001). Invest-ing in water quality: measuring benefits, costs and risks. Washington: Inter-American Devel-opment Bank.

Santi, A. D., Lopes, M. S., Pedrozo, D. B., Léo, E. C., Barufaldi, P. G. A. (2020, novembro). Análise da integração dos Planos de Bacias e Sistemas de Informações na gestão e plane-jamento dos recursos hídricos: a experiência das Bacias PCJ. Anais da Jornada de Gestão e Análise Ambiental, São Carlos, SP, Brasil, 6.

Sordo-Ward, Á., Granados, I., Martín-Carrasco, F., & Garrote, L. (2016). Impact of Hydrolog-ical Uncertainty on Water Management Decisions. Water Resources Management, 30(14), 5535–5551. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1007/s11269-016-1505-5

Tercini, J.R.B., Gonzalez, V.A.R., Silva, C.V.F., Garcia, J.I.B., Mello Júnior, A.V., Oliveira, C.P.M., Luongo F.A.P., Lopes, M. S., Pedrozo, D.B., & Santi, A.D., & Léo, E.C. (2019, no-vembro). Modelo multidimensional de banco de dados hidrológicos em PostgreSQL: estudo de caso SSDPCJ. Anais do Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Foz do Iguaçu, PR, Brasil, 23. Recuperado em 15 outubro, 2021, de https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=4934

Quesada-Montano, B., Westerberg, I.K., Fuentes-Andino, D., Hidalgo, H.G., & Halldin, S. (2018). Can climate variability information constrain a hydrological model for an ungauged Costa Rican catchment? Hydrological Processes, 32, 830–846. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1002/hyp.11460

Walker, R., Beck, M., Hall, J., Dawson, R., & Heidrich, O. (2014). The Energy-Water-Food Nexus: Strategic Analysis of Technologies for Transforming the Urban Metabolism. Journal of Environmental Management, 141(1), 104–115. Retrieved October 15, 2021, from https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.01.054

Published

2021-10-18

How to Cite

Lopes, M. S., Tercini, J. R. B., Santi, A. D. de, Pedrozo, D. B., Garcia, J. I. B., Gonzalez, V. A. R., & Léo, E. C. (2021). Decision support system applied to water resources management: PCJ basin case study. Revista De Gestão Ambiental E Sustentabilidade, 10(1), e19876. https://doi.org/10.5585/geas.v10i1.19876