Inovação para a Agricultura

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OMeGA – OtiMização da Gestão de Albufeiras

Entidade líder do projeto: IST - Instituto Superior Técnico
Responsável pelo projeto: Ramiro Neves
Site do projeto: http://omega-go.pt/
Área do plano de ação: Cerealicultura (excepto arroz)
Parceiros:

AQUALOGUS - ENGENHARIA E AMBIENTE LDA.; ASSOCIACAO DE REGANTES E BENEFICIARIOS DO VALE DO SORRAIA; FENAREG - FEDERAÇÃO NACIONAL DE REGANTES DE PORTUGAL; SOCIEDADE AGRICOLA BICO DA VELA II


Prioridade do FEADER: P5B) melhoria da eficiência na utilização da energia no setor agrícola e na indústria alimentar;
Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

As necessidades de água para a agricultura continuam a crescer à escala mundial, como consequência da industrialização do sector impulsionada pela globalização e pelo crescimento populacional, correspondendo, em Portugal, a cerca de 80% dos consumos de água. O aumento do uso da água de rega mantendo as estratégias de gestão atuais cria dois problemas: (1) situações de escassez face à procura e (2) risco de poluição dos recursos hídricos. A situação de escassez cria a necessidades de conciliar o uso na agricultura com as necessidades das populações, dos ecossistemas e de outras atividades económicas. Acresce ainda que, num cenário de alterações climáticas, existe muita incerteza quanto às reais disponibilidades futuras deste recurso. A experiência de mais de 6 décadas que as associações de regantes detêm precisa de ser complementada com ferramentas de apoio ao uso da água em situação de carência, a qual requer o conhecimento detalhado das disponibilidades hídricas, ferramentas de apoio à sua gestão, de forma a maximizar os benefícios da rega, minimizando o impacte sobre a qualidade da água. A estratégia de gestão deve ser feita à escala da bacia hidrográfica pois é a esse nível que mais se faz sentir o efeito evolutivo das pressões, como consequência das alterações da estrutura social e das práticas agrícolas. Esta gestão tem de ser feita também tendo em consideração a procura, o armazenamento efetivo e potencial nas albufeiras, a capacidade dos aquíferos, a qualidade da água e os processos físicos que influenciam diretamente a dinâmica da água à escala da bacia, fazendo o "upscaling" das atividades levadas a cabo à escala da parcela. Este projeto propõe-se desenvolver uma ferramenta de apoio à gestão de água armazenada nas albufeiras para fins de regadio, através da previsão das afluências e dos consumos, aumentando o conhecimento e a capacidade de previsão dos gestores de água e, simultaneamente, a otimização da relação custo/benefício relacionada com a monitorização dos recursos hídricos.


Objetivos visados:

Com esta iniciativa, pretende-se desenvolver uma ferramenta operacional inovadora capaz de auxiliar a gestão dos aproveitamentos hidroagrícolas em função dos múltiplos usos da água. Pretende-se uma ferramenta que otimize turbinagem/tempos de descarga das barragens de modo a reduzir os volumes descarregados através das descargas de emergência e a garantir volumes que assegurem os diferentes usos, em particular a rega, considerando simultaneamente as necessidades ecológicas a jusante. Sendo esta uma ferramenta facilmente replicável, espera-se melhorar a capacidade dos gestores de aproveitamentos hidroagrícolas em prever, de forma rigorosa, operacional e em tempo real, os volumes armazenados nas albufeiras e as diferentes necessidades de água na bacia e, assim, assegurar uma gestão sustentável deste recurso. Simultaneamente, a ferramenta vai permitir também avaliar a qualidade de água nas albufeiras, assim como conseguir alertar o gestor das áreas afetadas por eventuais cheias provocadas pelas descargas das barragens.


Sumário do plano de ação:

Este GO pretende desenvolver uma ferramenta operacional inovadora capaz de auxiliar a gestão dos aproveitamentos hidroagrícolas em função dos múltiplos usos da água.

Os objectivos específicos são:

- Desenvolver uma ferramenta operacional de gestão dos aproveitamentos hidroagrícolas em função dos múltiplos usos da água, através da otimização dos tempos de descarga das barragens e dos volumes perdidos;

- Melhorar a capacidade dos gestores de aproveitamentos hidroagrícolas em prever, de forma rigorosa, operacional e em tempo real, os volumes armazenados nas albufeiras e as necessidades de água na bacia e, assim, manter uma gestão sustentável deste recurso;

- Avaliar a qualidade de água nas albufeiras, assim como alertar o gestor das áreas afetadas por eventuais cheias provocadas pelas descargas.

O GO é constituído por uma instituição de investigação (IST), 1 empresa tecnológica (Aqualogus), 2 associações de agricultores (FENAREG, ARBVS) e uma empresa agrícola (Bico da Vela).


Pontos de situação / Resultados:

A plataforma OMEGA está alojada em http://omega.maretec.org/ e é composta por 9 módulos:

  • Módulo com informação dos volumes armazenados nas albufeiras hidroagrícolas geridas pelos associados da FENAREG, bem como nas albufeiras do Alvito, Aguieira e Alqueva, por estas integrarem sistemas dos quais dependem algumas das albufeiras hidroagrícolas anteriores. Essa informação é descarregada semanalmente da página da Direção-Geral de Agricultura e do Desenvolvimento Rural (DGADR, http://sir.dgadr.gov.pt/reservas) e apresentada na interface gráfica da plataforma. Em cada albufeira hidroagrícola, para além dos respectivos volumes armazenados (úteis e totais), pode também ser consultada a evolução desses volumes ao longo do ano corrente e feita a comparação com as semanas homólogas dos últimos 2 anos e média dos últimos 5 anos. É também apresentada a capacidade de resposta de cada albufeira face às necessidades médias de uma campanha de rega.
  • Módulo de ligação às estações meteorológicas localizadas na bacia hidrográfica do Rio Sorraia. Para cada estação, são apresentados os dados diários das temperaturas máxima, mínima e média do ar, precipitação, humidade relativa, radiação solar e velocidade do vento. Os dados são apresentados para os últimos 30 dias em relação à presente data. A informação é extraída das redes de estações meteorológicas que servem a Associação de Regantes e Beneficiários do Vale do Sorraia (ARBVS), do Sistema Nacional de Informação dos Recursos Hídricos (SNIRH) e do Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA). A plataforma está atualmente ligada a 15 estações meteorológicas.
  • Módulo de previsão meteorológica para os 7 dias seguintes à data presente segundo as projeções do modelo WRF. As previsões da temperatura média do ar, precipitação, humidade relativa, radiação solar e velocidade do vento são descarregadas daquele modelo com uma resolução de 12 km e apresentadas para múltiplas localizações da bacia do Rio Sorraia, sob a forma de estações virtuais.
  • Módulo de previsão dos caudais e cargas afluentes às albufeiras de Montargil e do Maranhão. São apresentados os resultados da simulação dos caudais afluentes e das cargas de sedimentos e nutrientes (nitrato e fósforo) às referidas albufeiras com o modelo MOHID-Land. As simulações são feitas para a presente data e semana seguinte, com base nas previsões do modelo meteorológico.
  • Módulo de qualidade de água nas albufeiras de Montargil e do Maranhão. São apresentadas as simulações do modelo MOHID-Water para a nível e temperatura da água nas albufeiras de Montargil e do Maranhão. Estão também disponíveis resultados para o oxigénio dissolvido, turbidez e dinâmicas do azoto e fósforo, embora não validados. O modelo MOHID-Water corre em modo operacional, com as simulações a serem realizadas diariamente, com base nas informações hidrológica e meteorológica disponíveis.
  • Módulo de previsão de cheias nas áreas a jusante das albufeiras de Montargil e Maranhão. Este módulo tem por base a combinação de um modelo de alta resolução (50 m), implementado nas zonas do rio Sorraia mais suscetíveis ao risco de cheia, para simulação das áreas inundadas. O modelo é alimentado por um outro de baixa resolução (1 km), implementado em toda a bacia hidrográfica, bem como pelo gestor das albufeiras, que pode introduzir diretamente os volumes a descarregar das duas barragens e avaliar o impacto da sua decisão nas áreas a jusante.
  • Módulo de deteção remota que permite estimar as cotas de armazenamento e os volumes totais armazenados nas albufeiras de Montargil e do Maranhão a partir de imagens do satélite Sentinel 2 (resolução de 10 m) e do índice NDWI (Normalized Difference Water Index).
  • Módulo informativo da área inundada em cada uma das albufeiras caso de estudo, em função da cota do nível da água. Para cada uma das albufeiras, o utilizador pode alterar, deslocando a barra colocada no canto superior direito, a cota de armazenamento e assim visualizar a respetiva área inundada. O nível da água é apresentado, para cada metro de variação de cota, desde o nível de pleno armazenamento ao nível mínimo de exploração.
  • Módulo de apoio à decisão na rega. Este módulo acede ao sistema IrrigaSys, que integra diferentes ferramentas “online” de apoio à gestão da rega. Este sistema tem sido desenvolvido ao longo dos últimos 5 anos, prestando regularmente apoio à gestão da rega a cerca de 103 parcelas, de 30 agricultores, do perímetro de rega do Vale do Sorraia, Ribatejo, Portugal.

Artigos científicos

• Almeida, C., Branco, P., Segurado, P., Ramos, T.B., Ferreira, T., Neves, R., Oliveira, R.P., 2020. Evaluation of the trophic status in a Mediterranean reservoir under climate change: An integrated modelling approach. Journal of Water and Climate Change; https://doi.org/10.2166/wcc.2020.247.

• Ramos, T. B., Simionesei, L., Oliveira, A.R., Santos, F., López, M., Palma, J., Almeida, C., Sousa, G., Arranja, C., Cordeiro, C., Núncio, J., Neves, R., 2020. Otimização da gestão de albufeiras hidroagrícolas. A plataforma OMEGA. Actas do VIII Congresso de Rega e Drenagem, 25 a 27 de Novembro, Centro Operativo e de Tecnologia do Regadio, Beja.(http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2021/01/2020_CNRD_OMEGA-artigo.pdf)

• Godinho, F.N., Segurado, P., Franco, A., Pinheiro, P., Pádua, J., Rivaes, R., Ramos, P., 2019. Factors related to fish kill events in Mediterranean reservoirs. Water Research. Volume 158, 280-290; https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.04.027.

• Almeida, C., Ramos, T.B., Sobrinho, J. Neves, R., Oliveira, R.P., 2019. An integrated modelling approach to study future water demand vulnerability in the Montargil reservoir basin. Sustainability 11, 2016; https://doi.org/10.3390/su11010206.

• Almeida, C., Ramos, T.B., Segurado, P., Branco, P., Neves, R., Oliveira, R.P., 2018. Water quantity and quality under future climate and societal scenarios: A basin-wide approach applied to the Sorraia River, Portugal. Water 10, 1186; https://doi.org/10.3390/w10091186.

Notas informativas

https://tecnico.ulisboa.pt/pt/noticias/omega-desenvolve-solucao-que-ajudara-a-gerir-um-recurso-cada-vez-mais-escasso/

http://www.fenareg.pt/omega-desenvolve-solucao-que-ajudara-a-gerir-um-recurso-cada-vez-mais-escasso/

http://www.aqualogus.pt/project_detail.php?cat=14&id=129&lang=pt#p

Apresentações em congressos e workshops:

• 15º Congresso da Água, “Otimização da gestão de albufeiras hidroagrícolas. A plataforma OMEGA”, 22 a 26 de Março, Evento Online. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2021/04/Congresso-Agua_OMEGA.pdf)

• VIII Congresso de Rega e Drenagem, 25 a 27 de Novembro, Centro Operativo e de Tecnologia do Regadio, Beja. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2021/01/CRD_2020_OMEGA.pdf)

• EIP Water Conference, “From alternative water sources to robotics: create the nexus for Agriculture 4.0 sustainable water management”, 11 de Dezembro de 2019, Saragoça, Espanha. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2019/12/Omega_Sarago%C3%A7a.pdf)

• Workshop “Agro Inovação 2019”, organizado pela Rede Rural Nacional, 23 de Outubro de 2019, Ferreira do Alentejo. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2019/12/OMEGA-GO-Regadio.pdf)

• Encontro anual da European Union of Water Management Associations (EUWMA), 9 e 10 de Setembro de 2019, Reino Unido. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2019/12/Omega_euwma_FENAREG1.pdf)

• Workshop “Agro Inovação 2018”, organizado pela Rede Rural Nacional e INIAV, Oeiras, 2018. (https://agro-inovacao.iniav.pt/images/Posters/cereais/GO_Gestao_Albufeiras.pdf)

• II Jornadas Ferramentas de Apoio à Decisão, organizadas por EDIA e COTR, Beja, 2018. (http://www.edia.pt/folder/galeria/ficheiro/230_FENAREG_swxp2gii6q.pdf)

• EIP-AGRI workshop “Connecting innovative projects: Water & Agriculture”, Almeria, Espanha, 2018. (http://omega-go.pt/wp-content/uploads/2019/02/ws_water_2018_poster_template.pdf)

Relatórios

PRODUTO 1 – Caracterização da situação atual;

PRODUTO 2 – Modelação hidrológica;

PRODUTO 3 – Modelo meteorológico;

PRODUTO 4 – Interface gráfica;

• PRODUTO 5 – Avaliação dos caudais e proposta de regime de caudais de manutenção ecológica para as barragens de Maranhão e Montargil, composto por:

Tomo 1 – Análise de caudais;

Tomo 2 – Campanhas de amostragem e levantamentos topográficos;

Tomo 3 – Avaliação dos caudais ecológicos e proposta de regime de caudais de manutenção ecológica para a barragem de Maranhão;

Tomo 4 – Avaliação dos caudais ecológicos e proposta de regime de caudais de manutenção ecológica para a barragem de Montargil.