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Title: Adaptation to climate change in irrigated agriculture: an evolutive water footprint approach.
Other Titles: Adaptation to climate change in irrigated agriculture: an evolutive water footprint approach.
???metadata.dc.creator???: VIEIRA, José Benito de Andrade.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GALVÃO, Carlos de Oliveira.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: MACHADO, Érica Cristine Medeiros.
???metadata.dc.contributor.referee1???: CUNHA, John Elton de Brito Leite.
???metadata.dc.contributor.referee2???: FARIAS, Camilo Allyson Simões de.
Keywords: Otimização Sequencial;Sequential Optimization;Optimización Secuencial;Equidade;Equidad;Equity;Gestão Adaptativa;Adaptive Management;Manejo Adaptativo
Issue Date: 19-Feb-2020
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: VIEIRA, J. B. de A. Adaptation to climate change in irrigated agriculture: an evolutive water footprint approach. 2020. 167 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2020.
???metadata.dc.description.resumo???: Em um cenário global em constante alteração devido às mudanças climáticas, surge a necessidade de se melhorar a maneira como usamos os nossos cada vez mais escassos recursos naturais. Como a agricultura é o setor produtivo que consome mais água no mundo, esta torna-se um foco prioritário destes esforços. Muitos trabalhos já apontaram quais seriam as melhores medidas de adaptação aos impactos das mudanças climáticas na agricultura, porém pouco se sabe sobre quais são as melhores maneiras de implementar essas medidas, especialmente quando se inclui nesta problemática variáveis como: limitações financeiras, disparidades de poder entre grandes e pequenos agricultores, e perdas de produtividade devido à diminuição da disponibilidade de água. Este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia para determinar estratégias ótimas de adaptação para o uso da água na agricultura irrigada, utilizando a pegada hídrica como indicador de eficiência/sustentabilidade para guiar o processo. O SPEA2, um algoritmo evolutivo de segunda geração, foi usado para encontrar soluções ótimas, enquanto o software Aquacrop OS foi usado para estimar a pegada hídrica de cada agricultor. Com isso, é possível determinar um conjunto de soluções ótimas de Pareto, a partir dos dois principais objetivos deste processo de adaptação: aumentar a eficiência/sustentabilidade do uso da água e minimizar o custo para fazer isso. A estratégia de adaptação, segundo a metodologia proposta, é gerada em várias etapas, de maneira que a mesma importância é dada aos estágios intermediários e ao resultado final do processo. Com o objetivo de testar a metodologia desenvolvida, um caso de estudo prático foi realizado, utilizando como exemplo a Bacia do Rio Mamuaba (uma sub bacia da bacia do Rio Gramame), localizada no estado da Paraíba, nordeste do Brasil. Para o caso de estudo, observando-se todas as fronteiras de Pareto obtidas no processo, algumas recomendações gerais puderam ser extraídas para os agricultores. Nas primeiras décadas, até um certo custo, a redução na pegada hídrica por unidade de dinheiro investida é mais proveitosa do que além desse ponto, enquanto no final do período de adaptação é melhor escolher medidas mais baratas. Também foi sugerido fazer mais alterações que aprimoram a eficiência do sistema do que alterações que substituem diferentes tipos de culturas. Pequenos agricultores foram priorizados no processo de adaptação, tornando a abordagem mais holística. Também foram sugeridos valores de referência de Pegada Hídrica com o objetivo de servir como metas de redução para orientar e ajudar a monitorar o processo de implementação da estratégia de adaptação no campo.
Abstract: In a rapidly changing global scenario due to climate change, there is a need to improve the way we treat our increasingly scarce natural resources. As agriculture is the most waterconsuming productive sector in the world, it becomes a priority focus on these efforts. A lot of works had pointed out what are the best adaptation measures to climate change impacts on agriculture, however little is known about what are the best ways to implement these measures, especially when are included in the problem variables such: financial limitations, power gaps between large and smallholder farmers, and losses in productivity due to decreases in water availability. This work aims to develop a methodology to determine optimal adaptation strategies for water use in irrigated agriculture using the water footprint as an efficiency/sustainability indicator to guide the process. SPEA2, a second-generation evolutionary algorithm, was used to find optimal solutions, and Aquacrop OS was used to estimate the farmer’s water footprint. Through this, it is possible to determine a set of Pareto solutions with the two main objectives of the adaptation process: increase water use efficiency/sustainability and minimize the cost to do so. The adaptation strategy is generated in several steps, in a way that the same importance is given to the mid rages and the final result of the process. To test the develop methodology, a practical study case was simulated using River Mamuaba basin (a sub basin from River Gramame basin), located in the Paraiba state in northeast Brazil. For the study case, observing the Pareto frontiers for all decades, some general recommendations could be extracted to the farmers. For the firsts decades, until a certain cost, the reduction in water footprint per unit of money invested is more gainfull than beyond that point, while at the end of the adaptation period, it is better to choose cheaper measures. It was also suggested to make more changes that enhance the system’s efficiency than changes that replace different kinds of crops. Very small and small farmers were prioritized in the adaptation process, making the approach more holistic. Water Footprint benchmarks are also suggested to serve as reduction targets to guide and helps to monitor the adaptation strategy implementation process on the ground.
Keywords: Otimização Sequencial
Sequential Optimization
Optimización Secuencial
Equidade
Equidad
Equity
Gestão Adaptativa
Adaptive Management
Manejo Adaptativo
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Civil
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/12677
Appears in Collections:Doutorado em Ciências Sociais.

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JOSÉ BENITO DE ANDRADE VIEIRA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2020.pdf6.77 MBAdobe PDFView/Open


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