RESUMO As modificações no uso-ocupação do solo e as demandas hídricas no Brasil têm sido acompanhadas com bastante atenção em virtude das consequências para o sistema água-energia-alimento, afetando especificamente a disponibilidade hídrica para esse sistema. O objetivo deste estudo foi buscar evidências de interdependências bilaterais entre demandas hídricas, usos e ocupações do solo e disponibilidade hídrica na bacia hidrográfica do Rio Grande. Por meio do modelo hidrológico soil and water assesment tool (SWAT), o uso e ocupação do solo e o uso da água foram espacializados sobre 102 sub-bacias na área de estudo, para estimar seus impactos nas séries históricas de postos fluviométricos disponíveis. As correlações entre os usos e disponibilidade da água e uso do solo, denominados sistema água-energia-alimento, foram obtidas por meio do coeficiente de correlação de Pearson e do seu limiar de significância. Observou-se que as mudanças no uso e ocupação do solo, ao longo das últimas décadas, provocaram redução de 40% do escoamento superficial simulado, enquanto o uso da água aumentou cerca de 30 m3/s. O antagonismo entre pastagens e cana-de-açúcar e os usos da água relativos a essas atividades, associado à diminuição da oferta hídrica, evidencia que a substituição das culturas teve papel significante na variação do escoamento superficial na bacia do Rio Grande. Potenciais conflitos pelo uso da água podem advir, tanto de maneira localizada como de forma geral na bacia hidrográfica, podendo afetar até mesmo bacias hidrográficas a jusante.

ABSTRACT Changes in land use-occupation and water demands in Brazil have been closely monitored due to the consequences for the water-energy-food system, specifically affecting the water availability for this system. The objective of this study was to seek evidence of bilateral interdependencies between water demands, land uses and occupations, and water availability in the Rio Grande watershed. Using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) hydrological model, land use and occupation and water use were spatialized over 102 sub-basins in the study area, in order to estimate their impacts within the historical series of available fluviometric stations. The correlations between uses and availability of water and land use, called the water-energy-food system, were obtained through Pearson's correlation coefficient and its significance threshold. It was observed, over the last few decades, that changes in land use and occupation led to a 40% reduction in the simulated surface runoff, while water use increased by around 30 m³/s. The antagonism between pastures and sugarcane and the uses of water related to these activities, associated with the decrease in water supply, shows that crop substitution played a significant role in the variation of surface runoff in the Rio Grande basin. Potential conflicts over water use may arise, both locally and generally in the watershed, and may even affect downstream watersheds.

RESUMO A ausência de planejamento e da integração entre as entidades responsáveis pelo gerenciamento da infraestrutura urbana associada à ocupação inadequada do espaço da cidade ocasiona sobrecargas em determinados trechos da rede pluvial. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o desempenho hidráulico do sistema de drenagem de águas pluviais urbanas do Campus Universitário “Professor Zeferino Vaz”, de tal forma que sejam identificados quais trechos apresentam sobrecarga e eventualmente inundações locais. Normalmente, em áreas urbanas, os dados hidrológicos disponíveis restringem-se aos dados pluviométricos. Dessa forma, são necessários métodos de transformação de chuva-vazão para o cálculo das vazões afluentes à rede de drenagem. Após a determinação das vazões afluentes, foram avaliadas as condições hidráulicas de operação em regime permanente variado. Por meio de índices de desempenho hidráulico reportados na literatura, foram avaliados graus de sobrecarga em cada trecho da rede de drenagem urbana. Além disso, a elaboração da matriz da contribuição hidráulica da rede de drenagem possibilitou identificar as causas das sobrecargas em cada trecho. As avaliações das redes do campus realizadas com período de retorno de 5 anos mostraram que o campus possui pelo menos 12 pontos de alagamento. Nesse sentido, o índice de desempenho hidráulico e a matriz de contribuições poderão constituir um importante instrumento também para uma eventual reabilitação dessas redes.

ABSTRACT The lack of effective planning and integration between the urban infrastructure administrations associated with the widespread soil development provokes surcharge over the storm sewer pipe network. This work aimed to assess the hydraulic performance of an urban stormwater sewer pipe network located at the main campus of the State University of Campinas, São Paulo, Brazil, in such a manner that it is possible to identify those surcharged reaches and eventually local floods. Since flow rates are not available in urban watersheds, the overland flow was estimated by rainfall-runoff transformation methods. Next, the steady state hydraulic analysis was used to estimate the hydraulic heads in the pipe network. Hydraulic performance index, the ratio of overcharge in each pipe network segment and the hydraulic contribution matrix showed what segments cause each manhole surge. The results for the five-years return period rainfall show that there are at least 12 manhole surge locations in the area, which are vulnerable to local floods. In this sense, the hydraulic performance index and the contribution matrix may be important instruments also for an eventual rehabilitation work to the stormwater sewer pipe network in this area.

RESUMO Os eventos de escassez hídrica observados nos últimos anos e o aumento populacional no Estado de São Paulo têm conduzido à maior explotação de água subterrânea do Sistema Aquífero Guarani (SAG) para abastecimento público. Somente no município de Bauru/SP, está previsto um aumento da vazão de água extraída deste Aquífero de 3699 m3/h (2014) para 4465 m3/h (2034). Entretanto, a superexplotação em longo prazo do Aquífero pode comprometer a quantidade de água disponível. O Método dos Elementos Analíticos foi utilizado para a modelagem do escoamento em regime permanente, considerando o escoamento regional, a extração de água por poços em Bauru/SP e os principais condicionantes geológicos locais. Observou-se que o gradiente hidráulico do SAG na cidade de Bauru era de aproximadamente 0,82 m/km. O rebaixamento potenciométrico no SAG em Bauru foi estimado em 50 m desde o início da explotação de água por poços. O rebaixamento estimado para as cidades vizinhas sob o cenário de extração de água do SAG em 2014, com relação ao cenário inicial (sem poços), é superior a 15 m em Piratininga e Agudos e inferior a 10 m nas cidades mais afastadas. Espera-se que o rebaixamento adicional devido ao cenário de 2034 com relação ao cenário de 2014 seja de até 15 m ao norte da cidade de Bauru, onde os novos poços estão sendo perfurados.

ABSTRACT The recent drought events and the population growth in São Paulo State (Brazil) have caused many municipalities to increase the groundwater exploitation of the Guarani Aquifer System (GAS) for the public water supply. In Bauru City/SP, the extraction of water from this Aquifer is expected to increase from 3699 m3/h (2014) to 4465 m3/h (2034). However, its long-term overexploitation may compromise the amount of available groundwater. The Analytic Element Method was used for groundwater flow modeling at steady-state, which includes the regional flow, the water withdrawal from wells and the main local geological conditions. The hydraulic gradient 0.82 m/km was estimated in the GAS in Bauru City. The potentiometric drawdown in the GAS in Bauru was estimated as 50 m since the beginning of the groundwater exploitation. The drawdown for the groundwater pumping scenario in 2014 is higher than 15 m in Piratininga and Agudos and lower than 10 m in further cities. The expected drawdown for the scenario of 2034 can reach 15 m in comparison with the scenario of 2014, in the North of Bauru City, where the future wells will be located.