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Gerenciamento de Risco em Recursos Hídricos

Gerenciamento de Risco em Recursos Hídricos

Francisco de Assis de Souza Filho

CLIMA

ÁGUA

XGerenciamento

Tópicos

• Visão Geral

• Gerenciamento do Risco Climático

– Análise de Risco

– Projetar Sistema Sócio-Natural Resiliente

– Gerenciamento de Crises

Visão Geral

“Tormenta no mar da Galileia”Rembrandt

Capa do Livro: “Against the Gods: The Remarkable Story of Risk” de Peter L. Bernstein

15.128,50Km2

10,2%

Áreas degradadas susceptíveis aos processos de desertificação no Estado do Ceará

Região do Médio Jaguaribe - 2002 -

23,54%

11,34%17,59%

Departamento de Recursos Ambientais

Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos

Limites municipais.shp0.551 - 0.5890.589 - 0.6190.619 - 0.6460.646 - 0.6840.684 - 0.786

Açudes_pol.shpLeitosperenizadospol.shp

INDICE DE DESENVOLVIMENTO HUMANO

Variabilidade Climática

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Vaz

ão (

m3/

s)

Afluências Iguatu

Média Movel (10 anos)

Polinômio

Chu

va

e T

SM

Precipitação Fortaleza 1849-2006Vulnerabilidade do Sistema Sócio-Natural

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Pre

cipi

tatio

n (m

m)

Fortaleza

10 years moving average

Seca 1877

Falta de Planejamento

Pânico

Chuva

Apatia

Seca

O

Ciclo

Hidro - ilógico

Alerta

Ansiedade

(adaptado de National Drought Mitigation Center, USA)

Resiliência• Resiliencia é a capacidade de uma configuracão particular do sistema de

manter sua estrutura/função em face a um disturbio e a abilidade do sistema se reorganizar seguindo a direção da mudança definida pelo distúrbio

Após Holling (1972)

Ciclo Evolutivo do Planejamento

P

DC

A

Planejamento

Implementação(AÇÃO)

Avaliar

Aperfeiçoar

Planejamento Prospectivo

Gerenciamento do Risco Climático

Risco vs. Incerteza “... Uncertainty must be taken in a sense radically distinct from the

familiar notion of Risk, from which it has never been properly separated. The term "risk“, as loosely used in everyday speech and in economic discussion, really covers two things which, functionally at least, in their causal relations to the phenomena of economicorganization, are categorically different. ... The essential fact is that "risk" means in some cases a quantity susceptible of measurement, while at other times it is something distinctly not of this character; and there are far-reaching and crucial differences in the bearings of the phenomenon depending on which of the two is really present and operating. ... It will appear that a measurable uncertainty, or "risk" proper, as we shall use the term, is so far different from an unmeasurable one that it is not in effect an uncertainty at all. We ... accordingly restrict the term "uncertainty" to cases of the non-quantitive type.” Frank Knight (1921)

Risco �� Mensurável, QuantificávelIncerteza �� Não quantificável

Definição de Risco

Risco Probabilidade= Danox

Abraham de Moivre1711

Fundamento da Gestão do Risco Climático

Engenharia de Risco x Gerenciamento dos Riscos

PERDAS

OPORTUNIDADES

CATÁSTROFE

Adaptado de Baethgen (2007)

Estratégias da Engenharia de Risco

• Primeira Linha: evitar ou eleminar a falha potencial

• Segunda Linha: Detectar e controlar a falha

• Terceira Linha: reduzir o impacto e consequênica da Falha

Wang & Roush (2000:77)

Gerenciamento Risco Financeiro

• Reter

• Neutralizar

• Transferir

RISCO

NATURAL

SOCIEDADE

Eliminar

Reduzir

Comunicar

Prevenir

Proteger

Isolar

Estratégia de Gerenciamento de Risco


Análisedo

Risco

Projetar SistemaSócio-NaturalResiliente

Gestão de

Crises

Gerenciamento do Risco Climático(Análise de Risco)

Análisedo

Risco


Gestão de

Crises

“French Conection”teoria das probabilidades e da análise

combinatória (1654)

Blaise Pascal Pierre de Fermat V.P.P.B. Vieira

“Vento Nortedeste”


Estudos Climáticos

IdentificaçãoDos Riscos

Avaliaçãoda

Sensibilidadedo Sistema

Avaliaçãodo

Risco


Gestão de

Crises

QuantificarRisco

Estático

QuantificarRisco

Dinâmico

HierarquizarPriorizar

Risco

Estudos Climáticos(Identificar Padrões de Variação do Sistema)

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 200080

100

120

140

160

180

200

ANO

Pre

cipi

taçã

o JA

S (

mm

)

Sen declividade = 0.64Mann-Kendall Tau Test

σ=23 mmσ2 = 516 mm2

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Ano

Pre

cipi

taçã

o (m

m/a

no)

Tendênciaσ=13.20mm

34% Variância

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000-25

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

25

ANO

Pre

cipi

tacã

o (m

m)

σ=11.21 mm

BaixaFreqüência24% Variância

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

ANO

Pre

cipi

tacã

o (m

m)

σ=14.71

AltaFreqüência42% Variância

Precipitação SAHEL

Estudos Climáticos(Identificar os Sistemas Climáticos produtores da Variabilidade Hidrológica)

A variabilidade hidrológica esta associada a fenômenos climáticos em escala planetária.

Animação feita pelo IRI

Correlação das Vazões Afluentes ao Oros e

a Temperatura da Superfície do Mar

Identificação do Risco Climático

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Pre

cipi

tatio

n (m

m)

Fortaleza

10 years moving average

Seca 1877

Precipitação em Fortaleza 1849-2006

Sensibilidade do Sistema

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

An

nu

al In

flow

(cm

s)

Afluência ao Reservatório Orós

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

500

1000

1500

Ano

Aflu

enci

a (m

3/s)

Risco Estático

00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Vazão (hm3/mes)

Pro

ba

bili

da

de

Risco Dinâmico

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 10 20 30 40 50

1935-1954

1962-1981

Risco Dinâmico

1910 1920 1930 1940 1950 1960 197038

40

42

44

46

48

50

52

54

56

Gar

antia

90%

ano inicial - 30 anos

Reservatório Orós - Regularização com 90% de Garantia Calculada em um Janela de 30 anos


Estudos Climáticos

IdentificaçãoDos Riscos

Avaliaçãoda

Sensibilidadedo Sistema

Avaliaçãodo

Risco


Gestão de

Crises

QuantificarRisco

Estático

QuantificarRisco

Dinâmico

HierarquizarPriorizar

Risco

Gerenciamento do Risco Climático(Sistemas Resilientes)

Informaçãopara Reduzir

Incerteza

Reduzir Evitar

Isolar

Avaliaçãodo

Risco


Gestão de

Crises

Prevenir

C. S. Holling

Auto-Proteção

AdaptaçãoProteger

Transferir

Mitigar Reter

INFORMAÇÃOPrevisão Climática

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

Per90%

Per75%

Per50%

Per25%

Per10%

Obs

Marginal 90%

Marginal 75%

Marginal 50%

Marginal 25%

Marginal 10%

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Sto

rag

e (h

m3)

Month

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

3500.00

4000.00

4500.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Jag

uar

ibe

Sys

tem

Sto

rag

e (h

m3)

Month

Climatologia

Previsão

REDUZIR/EVITARInfra-Estrutura: Reservatório

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

10

20

30

40

50

60

Ano

Ret

irada

(hm

3/m

es)

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Ano

Vol

ume

(hm

3)

VolR

R

Retirada

Vmax

00.1

0.20.3

0.40.5

0.60.7

0.80.9

1

0 20 40 60 80 100

Vazão (hm3/mes)

Pro

bab

ilid

ade

Naturais

Q90

ISOLARSalvaguradas (Hedging)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 20000

100

200

300

400

500

600

vol July (hm3)

Yie

ld J

ul-D

ec (

hm3)

Zero Flow

Perfect Knowled

Climate 0.5

KNN 0.5

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Vazão Zero(Pior Estado da

Natureza observado)

Com Salvaguradas

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 19900

10

20

30

40

50

60

Ano

Dem

anda

Sup

rida

(hm

3/ye

ar)0

0.1

0.20.3

0.40.5

0.60.7

0.80.9

1

0 20 40 60 80 100

Vazão (hm3/mes)

Pro

bab

ilid

ade

Naturais

Q90

Retirada Zero-Flow

PREVINIRCobrança / Opções / Realocação

Agriculture

Urban

Glow

Gavg

Ghigh

Pricelow

Priceavg

Pricehigh

Vlow

Vavg

Vhigh

Allocate Volume= Vhigh+ Vavg +Vlow

Prioritylow

Priorityavg

Priorityhigh

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 19900

100

200

300

400

500

600

700

year

Dem

and

sup

pled

(h

m3/

year

)

Total

AgricultureUrban

1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 19900

10

20

30

40

50

60

Ano

Dem

anda

Sup

rida

(hm

3/ye

ar)

PREVINIRCobrança / Opções / Realocação

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

5

10

15

20

25

Benefício Anual (Milhoes Reais)

Pro

babi

lidad

e

Agricultura

Urbano

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

5

10

15

20

25

Ano

Ben

efíc

io A

nual

(M

ilhoe

s R

eais

)

Agricultura

Urbano

Ben

efíc

io A

nual

(M

ilhõe

s de

Rea

is)

0 5 10 15 20 25 300

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Ano

Ben

efíc

io A

nual

(M

ilhoe

s R

eais

)

Prioridade-Preço

Rateio Linear

Pro

babi

lidad

e

Benefício Anual (Milhoes de Reais)

PROTEGER/TRANSFERIR Seguro

Insurance

Liability

VolumeL U

Agriculture

Urban

Price

Premium

Funding:Insurance &Compensation

$0.00

$1.00

$2.00

$3.00

$4.00

$5.00$6.00

$7.00

$8.00

$9.00

$10.00

1900 1920 1940 1960 1980 2000

Premium

Benéficios

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 20000

5

10

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25

Ano

Ben

efíc

io A

nual

(M

ilhoe

s R

eais

)

Agricultura

Urbano

AUTO PROTEÇÃOTeoria Moderna do Portfólio

Harry Markowitz 1952 by the Journal of Finance

O Prof. de Finanças Harry Markowitz iniciou um revolução ao sugerir que o calor da segurança para um investidor pode ser melhor avaliado pela média e desvio padrão e sua correlação com outros seguros no portifólio.

AUTO PROTEÇÃOTeoria Moderna do Portfólio

Matematicamente• Retorno Esperado:

Onde R é o retorno.

• Variância do Portifólio:

• Volatilidade do Portifólio

(Diversificação)

• Fornecimento de Informação

• Tratar com Conflitos

• Induzir o cumprimento das regras

• Prover Infra-estrutura

• Estar Preparado para Mudanças

• Gerenciar o Risco

ADAPTAÇÃOGovernança Adaptativa em Sistemas Complexos

Elinor Ostrom


Análisedo

Risco


Gestão de

Crises

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