Steven Deverel, Ph.DHydroFocus

Davis, Califórnia, EUAsdeverel@hydrofocus.com

Objetivo e Esboço Objetivo: oferecer lições da experiência com irrigação na

CalifórniaEsboço Contexto:

geográfico e hidrológico histórico

Sistema de entrega e armazenamento de água Agricultura e irrigação

Conflitos e efeitos ambientais Exemplos

Sumário

Geografia e topografia

Área estadual = 404,000 km2

Vale central = 58,000 km2

Precipitação Media Anual (cm), Califórnia1961 – 1990

Precipitação mensal 1982 – 2009

Porc

enta

gem

do

anua

l

Aquedutos e canaisRios

Lagos e represas

delta

época hidráulicaépoca de conflitodesenvolvimento local

Contexto históricolinha de tempo

Ação jurídicaRio San Joaquin

Lei – “..deixar populaçõesde peixes em rio com barragemem boas condições”

Numero de peixesdiminuindo no delta

Falha da barragemno Rio Teton

Projeto Vale Central

Leis ambientais

Começo de agricultura no delta Toxidez de

águade drenagem

Inicio da irrigação, desenvolvimento local

século dezenove á 1902 1860 – 1870:

imigração europeia , expansão para o oeste, construção de ferrovia

Legislação autorizando entrega de terras Aquisição e fraude

1876; John Wesley Powell (US Geological Survey (USGS) publicou relatório sobre terras irrigadas

Com um braço só já fiz o que você não faria. Acho que era covardia eu ter dois braços também.

Inicio do século dezenove á 1902, desenvolvimento local -> época

hidráulica 1876 - 1900:

Powel enfrenta congresso com profecia, derrubando mitos.

Congresso a favor da expansão e individualismo, rejeitou os argumentos

A maioria dos projetos privados de irrigação falharam Alguns projetos ribeirinhos sucedidos na California

1902: Legislação autorizando Serviço de Recuperação (US Bureau of Reclamation, USBR)

1902 – 1932, Inicio da época hidráulica: projetos iniciais,

problemas e reformas Desconexão entre engenharia e economia agrícola,

pedologia, agronomia, mete0rologia e pratica Problemas de drenagem, salinidade, econômicos 60% das fazendas estavam em falta nos pagamentos 1929 crise econômica

Na Califórnia Perfuração de milhares de poços para irrigação Abaixou nível do lençol freático até mais de cem

metros Seca no meio oeste migração para Califórnia Grandes sucessoseconômicos

Anos 1930 a 1960expansão

Construir projeto de água empregou muitas pessoas: em 1933 USBR empregava 3,000, em 1944 empregava

20,000 Cautela diminuiu Construção devárias represas em muitas bacias hídricas. Califórnia; projeto vale central, represa Shasta completada em 1936

Anos cinquentamudanças

Inicio da época de conflito e fim da época hidráulica Inicio do movimento de proteção ao meio ambiente

nos anos cinquenta. Mais de 28 leis federais aprovadas de 1955 - 1987

Proteção de áreas e rios selvagens, meio ambiente, espécies ameaçados

Proteção de qualidade de água e atmosfera Criação da Agencia Proteção do Ambiente (EPA, 1970)

Porcentagem da renda agrícola no PDB diminuiu 1940: 14% do PNB 2000: 2% do PNB

numero de fazendas

Forca politica agrícola começou a diminuir ->Regulamento e oposição por pessoas desconectadas da vida rural

Movimento do meio ambiente contra projetos de irrigação aumentou

USBR tomou posição defensiva Poucos lugares restaram para projetos de irrigação Projetos propostos em lugares de mais risco geológico e com

menos justificação econômica Represa do Rio Teton serve como exemplo extremo da

mentalidade defensiva e ciência combativa Grande influencia politica para conseguir de verba para projeto Justificação econômica fraca Geologia precária Oposição local

Barragem do Rio Teton, Estado de Idaho, 1976

US Geological Survey (USGS) depois de avaliar a geologia: “vamos colocar filmadoras porque a barragem falhará.”’

USBR: “como podemos descreditar o USGS?”’ Forças politicas poderosas a favor do projeto.

Ação jurídica perdeu por forças politicas.

3 de junho 1976

3 cidades inundadas US$ 2 bilhões em

danos 14 pessoas morreram

75 % da precipitação

70 % da demanda

Sistema atual armazenamento e

transporte na Califórnia

Volume de represa (milhões de m3)Estadual

Estadual e federalFederalLocal

Delta

79% Rio Sacramento

5.1% Tributários no leste

-e precipitação no delta

15.9% Rio San Joaquin r

6.2% -Uso no Delta

75.8% para Oceano pacifico

9% SWP

9% CVP

1.7 billion m3

6.4 billion m3

26 billion m3

26 billion m3

2.1 billion m3

3.1 billion m3

Source Water

for Delta

Water Deliveries

Delta Boundary

Origem e transporte de água

Mais de 1400 represas e milhares de km de aquedutos e canais…

Harvey O. BanksPumping Plant

California Aqueduct

Warne Power Plant

Califórnia produz metade dos frutos, hortaliças e nozes dos EUA.

Agricultura na Califórnia, 2009 2.9 milhões de hectares de terra irrigada U$34.8 bilhões renda bruta agrícola Primeiro nos EUA em renda agrícola, 12.3% do total

do EUA

USDA, NASS, California Field Office. California Agricultural Statistics, 2009

United States Department of Agriculture, California Field Office, California Agricultural Statistics, 2009

Preço da água p/agricultura

Pasto irrigado

Arroz Milho

Alfafa

AlgodãoCereais e grãos

Frutíferos

Hortaliças

Época de Conflito - fatores principais: Limites de infraestrutura

Inabilidade de entregar água contratada para agricultura

Limites financeiros Mudanças climáticas Problemas ambientais – decréscimo da fauna e flora e

qualidade de água Falta de coordenação entre 14 entidades publicas que

regulam recursos hídricas

Papel da ciência Época hidráulica de expansão: grande crescimento de

ciência e tecnologia Época de conflito estimulou mais crescimento para o

regulamento ambiental. Centenas de cientistas trabalham em mais de 40 entidades

publicas e no setor privado Ultimamente diminuiu o numero de cientistas nas

entidades publicas e aumentou no setor privado Há falta de conhecimentos históricos e profundos liderança

cientifica. Abre a porta para ciência combativa (governo, recebedores

de água e entidades ambientais).

DELTA

simbólico dosconflitos

O delta é um ecossistema rico e diverso com mais de 750 espécies de plantas e animais…

E algumas espécies ameaçadas

Green Sturgeon

Delta smelt(Endangered)

winter run Chinook salmon

SalmõesFederalEstadual

Vol

ume

anua

l tra

nsfe

rido

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m3 )

s

Índi

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ncia

de

peix

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ano

s se

tent

a =

100

Causas de declinação (exemplo de ciência combativa) Mudança da corrente de água

Afeta reprodução e movimento Mortalidade nas bombas Diminuição de tempo de residência Fertilizantes Amônia em água de esgoto tratada Pesticidas Espécies invasoras A causa principal pode depender do ponto de vista politico

Agricultura no delta em solos orgânicos

agricultura no delta

Oxidation of organicdeposits, loss of CO2

SubsidênciaIncreasing

Lençol freático

Solos orgânicos formado durante sete mil anos

Taboa e outras espécies

Acumulo natural de sedimento

Elevação medida e modelada

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060

Ele

va

ção

(c

m)

modelo

6.6 cm/ano

3 cm/ano

efeitos de subsidência e mudanças climáticas

Oxidation of organicdeposits, loss of CO2

drenagem

contaminantesinfiltração

Increasing

Forças hidráulicas

oxidação

CO2

Falha de diqueCondições normais

Exportação

Sumario - deltaExportação e deterioração de infraestrutura ameaça sustentabilidadeExportação de 18% do volume total de água (e outro fatores) ameaça a viabilidade populações de peixes Subsidência criou situação de alto risco ameaçando o sistema de entrega de água e economiaFalta de coordenação e ciência combativa impede desenvolvimento de soluções.

Rio San Joaquin, exemplo de politica desbalanceadaContexto histórico1933 – lei: “populações de peixes em boas condições”

Lei foi largamente ignorada durante a época hidráulica

Antes de 1940: ecossistema ric0 e grande população de salmões

Anos quarenta e cinquenta:•Construção de barragem•100 km de leito seco ou comvazão diminuído

• 1988 ação judicial contra o USBR por organizações de proteção ao ambiente e pesca

• 2004 decisão a favor baseada na lei de 1933

• 2006 acordo para restauração• Custo estimado = US$ 240

– 800 milhões

Vaz

ão

1932

Media antes da barragem

1979

Vazão antes e depois da barragem

Ciência no processo judicial Peritos contratados dos dois lados na ação judicial

oferecerem depoimentos com opiniões e conclusões frequentemente diferentes. Hidrologia superficial e subterrânea Economia Irrigação Operações Qualidade de água Biologia Energia Ecologia de restauração Geomorfologia

Relacionamento de água subterrânea e superficial

área de recargario

extração

Efeitos na temperatura da água superficial

Temperatura no iro

descarga perda

Custo alto da ciência combativaFalha em integrar ciência com decisões e falta de liderança do governo

Abre a porta para ataques e tentativas de aumentar conclusões para vantagem politica:

Grande presença de mitos Exclusão de fatos Modelagem sem fundação em bons dados e uso de métodos

apropriados Ausência de dialogo e de revisão por colegas

Resulta em perda de transparência e confiança Resulta em decisões feitas pelo processo judicial que não tem habilidade para avaliar argumentos técnicos.

Como restaurar o ecossistema? Benefícios e valores de ecossistema saudávelPesca comercialRecarga a água subterrânea (ex. Rio San Joaquin) Abaixa o risco de inundação em áreas urbanas e agrícolasMelhoramento de qualidade de água EducacionalEcoturismo Recreativo

Restaurar ao que era antes não é realístico• Sistema altamentealterada

• Rio confinado• Área agrícolaperto do rio

• Alternativa = Reconciliação:• Restaurar umaporcentagem que

era antes

Rio San Joaquin

Rio Klamathprincipais afluentes tambem sofrem comproblemas de temperatura, sedimentacao, fertilizantes e baixa de oxigenio

Temperatura e sedimentação

Pontos de foco de qualidade de água

Mercurio e outros metais

Fósforo Patógenos e fertilizantesSedimentação e fertilizantesPesticidas e fertilizantesSaisFertilizantesMetais e saisNitrato

Nutrientes, metais e patógenos Pesticidas

Boro, DDT, mercúrio, selênio e toxafeno

Rio Santa Ana Salinidade, metais e patógenos são os principais fatores estressantes

Região do Rio ColoradoSalinidade

Rio RussoPrincipais afluentes também são afetados com problemas de baixa de oxigênio, patógenos, nitrogênio, fosforo, sedimentação, temperatura e mercúrio

Intrusão salina

Fatores estressantes:Nitrato, fertilizantes, cloreto, patógenos

Rio Salinas

Rio Los Angeles Amônia, cadmio, cobre, chumbo, nutrientes, pH, selênio e zinco

Qualidade de água

nitratoContaminante subterrâneo prevalente em toda Califórnia

Con

cent

raçã

o m

edia

em

mili

gram

as p

or li

tro

com

o N

Poços municipais Poços domésticos Poços de monitoramento

Solos ricos em matéria orgânica

Drenos e trincheiras

Nitrato alto

Nitrato alto

Nitrato baixo

Nitrato baixo

NO3 = 10 – 200 mg/L

Movimento de nitrato da fazenda para o rio: conceitos chaves Concentrações na zona não saturada variavam de 10 a 200

mg/L. Exceto em feno onde concentrações foram menos de 10 mg/L

devido a varias aplicações de fertilizante

Isótopos demonstraram desnitrificação na água subterrânea.

Determinação do ano de recarga demonstrou que o movimento de água leva décadas para chegar da fazenda ao rio.

1. Efeitos de mudanças hoje levará décadas para manifestar

Sumario: como poderia ter sido diferente? Fatos e conceitos conhecidos durante a época

hidráulica de expansão Subsidência no delta

Lei obrigando deixar populações de peixes em rio com barragem em boa condições em 1933 (e os salmões desapareceram!)

Movimento e comportamento de nitrato no subsolo Aumento de uso de fertilizantes Geotécnica de construção de barragens

Sumario: como poderia ter sido diferente? Divulgação e reconhecimento desses fatos e integração

com planejamento e construção poderia ter evitado: Subsidência e criação de alto risco de falha de diques e a

transporte de água no delta Efeitos drásticos biológicos Irrigação e drenagem de terras que criaram problema de

salinidade e micro elementos Efeitos negativos de qualidade de água e toxidez Custos altíssimo de ações jurídicas e tentativas á restauração Perda da área agrícola

ConclusõesObjetivo principal: balançar o uso de água entre meio ambiente, agricultura e outros usuários. Crescimento econômico resulta em mais uso de águaControlar processos afetando qualidade de água na fonteIntegrar ações e promover cooperação entre entidades publicasRegular água subterrâneaDesenvolver forte liderança científica governamental Integrar disciplinas cientificas e promover dialogo técnicoOperar e planejar com dados e analise de alta qualidadeProceder com cautela deixando espaço e vazão para adaptação, ecossistema e imprevistos Paga agora ou no futuro, e o preço futuro será mais alto. Reconhecer e quantificar a incerteza

Futuro: passar para época de reconciliação e cooperação? Mudanças físicas

Mais reconciliação ambiental Área irrigada agrícola diminuído Transferências de água Grande mudanças no delta Regulamento maior da qualidade da descarga agrícola

Mudanças de consciência Abandonar a necessidade de estar certo Cultivar curiosidade Dialogo

Não podemos resolver nossos problemas de hoje com a mesma mentalidade que criou os problemas.

Obrigado