Modelos de programação linear são ferramentas eficazes de suporte ao planejamento inicial ou periódico de empreendimentos agrícolas, requerendo, todavia, coeficientes técnicos que podem ser obtidos por modelos computacionais de simulação. Este trabalho, dividido em duas partes, aborda o desenvolvimento, a aplicação e os testes de metodologia e da modelagem computacional de uma ferramenta de auxílio ao planejamento da exploração agrícola irrigada. Teve-se o objetivo de desenvolver e aplicar, com análise de sensibilidade, um modelo de programação linear plurianual para otimização do retorno financeiro e uso da água, em nível de propriedade rural no perímetro de irrigação do Jaíba - MG, utilizando dados de requerimento de irrigação e produtividade de culturas, obtidos com o modelo de simulação MCID. O modelo de programação linear indicou um padrão de cultivo para o qual se obteve o máximo valor presente líquido total, de R$ 372.723,00 para o período de quatro anos. Restrições quanto à disponibilidade mensal de água, mão-de-obra, terra e produção foram críticas na solução ótima. Em relação à otimização de uso da água, verificou-se que expressivas reduções no requerimento de irrigação podem ser obtidas com pequenas reduções no valor presente líquido total máximo.

Linear programming models are effective tools to support initial or periodic planning of agricultural enterprises, requiring, however, technical coefficients that can be determined using computer simulation models. This paper, presented in two parts, deals with the development, application and tests of a methodology and of a computational modeling tool to support planning of irrigated agriculture activities. Part I aimed at the development and application, including sensitivity analysis, of a multiyear linear programming model to optimize the financial return and water use, at farm level for Jaíba irrigation scheme, Minas Gerais State, Brazil, using data on crop irrigation requirement and yield, obtained from previous simulation with MCID model. The linear programming model outputted a crop pattern to which a maximum total net present value of R$ 372,723.00 for the four years period, was obtained. Constraints on monthly water availability, labor, land and production were critical in the optimal solution. In relation to the water use optimization, it was verified that an expressive reductions on the irrigation requirements may be achieved by small reductions on the maximum total net present value.

Técnicas de avaliação de riscos procedentes de incertezas inerentes à atividade agrícola devem acompanhar os estudos de planejamento. A análise de risco pode ser desempenhada por meio de simulação, utilizando técnicas como o método de Monte Carlo. Neste trabalho, teve-se o objetivo de desenvolver um programa computacional, denominado P-RISCO, para utilização de simulações de risco em modelos de programação linear, aplicar a um estudo de caso e testar os resultados comparativamente ao programa @RISK. Na análise de risco, observou-se que a média da variável de saída, valor presente líquido total (U), foi consideravelmente inferior ao valor máximo de U obtido no modelo de programação linear. Constatou-se, também, que o empreendimento estará frente a expressivo risco de escassez de água no mês de abril, o que não ocorre para o padrão de cultivo obtido com a minimização do requerimento de irrigação nos meses de abril dos quatro anos. A análise de cenário indicou que o preço de venda para a cultura do maracujá exerce expressiva influência sobre o desempenho financeiro do empreendimento. Na avaliação comparativa, verificou-se equivalência dos programas P-RISCO e @RISK na condução da simulação de risco para o cenário considerado.

Techniques of evaluation of risks coming from inherent uncertainties to the agricultural activity should accompany planning studies. The risk analysis should be carried out by risk simulation using techniques as the Monte Carlo method. This study was carried out to develop a computer program so-called P-RISCO for the application of risky simulations on linear programming models, to apply to a case study, as well to test the results comparatively to the @RISK program. In the risk analysis it was observed that the average of the output variable total net present value, U, was considerably lower than the maximum U value obtained from the linear programming model. It was also verified that the enterprise will be front to expressive risk of shortage of water in the month of April, what doesn't happen for the cropping pattern obtained by the minimization of the irrigation requirement in the months of April in the four years. The scenario analysis indicated that the sale price of the passion fruit crop exercises expressive influence on the financial performance of the enterprise. In the comparative analysis it was verified the equivalence of P-RISCO and @RISK programs in the execution of the risk simulation for the considered scenario.

Este trabalho se refere ao desenvolvimento de um modelo computacional para suporte à tomada de decisão, quanto ao planejamento e manejo de projetos de irrigação e/ou drenagem. O modelo computacional, denominado MCID, é aplicável em nível de unidade de produção, gerando informações sobre como diferentes práticas de manejo da irrigação e configurações do sistema de drenagem afetam a produtividade e o retorno financeiro. Essas informações podem ser empregadas em estudos de otimização de padrão de cultivo em nível de propriedade agrícola, em relação ao retorno financeiro e ao uso da água, associados à análise de risco com base em simulações. O balanço hídrico e de sais na zona radicular e as estimativas da profundidade do lençol freático e vazão nos drenos, são conduzidos em base diária. A análise de sensibilidade indicou que os parâmetros de entrada que mais influenciaram o requerimento de irrigação totalizado para o ciclo, foram espaçamento entre drenos, porosidade drenável, número da curva, condutividade hidráulica horizontal do solo saturado, profundidade da camada impermeável e os parâmetros n e alfa do modelo de van Genuchten-Mualem.

This paper refers to the development of a decision support model for planning and managing irrigation and/or drainage schemes. The computer model, called MCID, is applicable to a production unit level, generating information on how different irrigation management practices and drainage designs affect crop yield and financial return. This information may be applied in studies of crop patterns at farm level, taking into consideration financial return and water use, associated to risk analysis based on simulations. The water and salt balance in the root zone, as well as the water table depth and drain discharge predictions, are carried out on a daily basis. The sensitivity analysis pointed out that the most influential parameters on the seasonal irrigation requirement were: drain spacings, drainable porosity, curve number, horizontal soil saturated hydraulic conductivity, impermeable layer depth and the van Genuchten-Mualem parameters n and alpha.

Apresentou-se, na Parte I desta pesquisa, o desenvolvimento de um modelo computacional denominado MCID, para suporte à tomada de decisão quanto ao planejamento e manejo de projetos de irrigação e/ou drenagem. Objetivou-se, na Parte II, testar e aplicar o MCID. No teste comparativo com o programa DRAINMOD, espaçamentos entre drenos, obtidos com o MCID, foram ligeiramente maiores ou idênticos. Os espaçamentos advindos com o MCID e o DRAINMOD foram consideravelmente maiores que os obtidos por meio de metodologias tradicionais de dimensionamento de sistemas de drenagem. A produtividade relativa total, YRT, obtida com o MCID foi, em geral, inferior à conseguida com o DRAINMOD, devido a diferenças de metodologia ao se estimar a produtividade da cultura em resposta ao déficit hídrico. Na comparação com o programa CROPWAT, obtiveram-se resultados muito próximos para (YRT) e evapotranspiração real. O modelo desenvolvido foi aplicado para as condições do Projeto Jaíba, MG, para culturas perenes e anuais cultivadas em diferentes épocas. Os resultados dos testes e aplicações indicaram a potencialidade do MCID como ferramenta de apoio à decisão em projetos de irrigação e/ou drenagem.

Part I of this research presented the development of a decision support model, called MCID, for planning and managing irrigation and/or drainage projects. Part II is aimed at testing and applying MCID. In a comparative test with the DRAINMOD model, drain spacings obtained with MCID were slightly larger or identical. The spacings obtained with MCID and DRAINMOD were considerably larger than those obtained through traditional methodologies of design of drainage systems. The relative crop yield (YRT) obtained with MCID was, in general, lower than the one obtained with DRAINMOD due to differences in the estimate of crop response to water deficit. In comparison with CROPWAT, very close results for YRT and for actual evapotranspiration were obtained. The developed model was applied to perennial and annual crops during different cropping periods grown at the Jaiba Irrigation Project, Brazil. The results of tests and applications show the potential of MCID as a decision support tool for irrigation and/or drainage projects.