OMeGA – OtiMização da Gestão de Albufeiras

Entidade líder do projeto: IST - Instituto Superior Técnico

Responsável pelo projeto: Ramiro Neves

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.