Water allocation in Brazil : main strategies, learning and challenges

Brazil is characterized by highly diverse biomes, hydrologic regimes and water uses. The relevance of irrigated agriculture in the county's economy, combined with the significant contribution of hydropower to the electricity matrix and the presence of large metropolitan areas translate to a strong water-food-energy nexus. Water management under this context requires control and allocation in an extensive network of long rivers, operated with seasonal and multi-year carryover capacity. The future development and overall water security in Brazil will bring increasingly competing demands and growing challenges to water allocation, demanding more robust regulations and institutions. This chapter reviews the nature of Brazilian water rights and the current legal and policy framework determining water allocation, followed by the presentation of several innovative initiatives to control water access, based on locally defined allocation rules and local needs, challenges and opportunities. From this rich experience, we draw recommendations on how to move forward in improving water allocation strategy at the national level and adapting water management practices to cope with the challenges ahead

Coordenação entre decisões de investimento em saneamento e gestão de recursos hídricos

Water pollution affects water security, reducing water supply to economic water uses and threatening environmental preservation and human health. Controlling water pollution depends on efforts on two main sectors. One is water management, which provides regulatory instruments, including water quality standards, water abstraction and water discharge permits, as well as economic instruments, like water and wastewater charges. Another is sanitation, which is responsible for expansion of water and wastewater infrastructure and faces challenges in financing extensive infrastructure. While water management defines broader (watershed scale) strategies to address water quality, other decisions regarding infrastructure investment are made by the sanitation sector at the municipality scale, with limited perception of broader watershed context on water availability and pollution. When water management and sanitation decisions are not coordinated there are missed opportunities to (a) meet water quality standards at given river reaches due to lacking investment upstream and (b) find least cost investment solutions across municipalities, at the watershed scale. In this paper, we present methods and solutions to coordinate wastewater infrastructure expansion planning with water management instruments in the long-term planning to maximize economic returns and improve water quality. Our methods identify the regions where investments could be prioritized, coordinated with the distribution of water permits and definition of water quality targets. Results show that restricting water permits on some watershed regions results in a small water availability trade-off for economic uses but a significant reduction in costs to sanitation investments, while also meeting the water quality targets. We conclude that while there are several ways to reach predefined water quality targets, each way requires well-coordinated decisions from the water management perspective (where and when to allocate water permits) and the sanitation sector (where and when to concentrate investments in wastewater treatment). Thus, as important as the decisions to improve water management instruments and to increase investments in sanitation is their coordination towards a common watershed goalA poluição afeta a segurança hídrica ao reduzir a disponibilidade de água para usos econômicos, bem como ameaçar a preservação ambiental e a saúde humana. O controle da poluição hídrica depende de esforços em dois setores principais. Um deles é a gestão da água, que fornece instrumentos regulatórios, incluindo o enquadramento e a outorga, bem como instrumentos econômicos, como a cobrança pelo uso da água e lançamento de carga poluente. Outro é o saneamento, que é responsável pela expansão da infraestrutura de água e esgoto e enfrenta desafios diversos quanto ao seu financiamento. Enquanto a gestão da água define estratégias mais amplas (escala de bacia hidrográfica) para lidar com a qualidade da água, outras decisões relativas a investimentos em infraestrutura são tomadas pelo setor de saneamento na escala municipal, com percepção limitada do contexto mais amplo da bacia hidrográfica sobre a disponibilidade de água e poluição. Quando as decisões de gestão da água e saneamento não são coordenadas, perdem-se oportunidades de (a) atender aos padrões de qualidade da água em determinados trechos da bacia devido à falta de investimento à montante e (b) encontrar soluções de investimento de menor custo entre os municípios, na escala da bacia hidrográfica. Neste artigo, apresentamos métodos e soluções para coordenar o planejamento da expansão da infraestrutura de saneamento com instrumentos de gestão da água no planejamento de longo prazo, a fim de maximizar o retorno econômico e melhorar a qualidade da água. Nossos métodos identificam as regiões onde os investimentos podem ser priorizados de forma coordenada com a distribuição de outorgas e definição de metas de enquadramento. Os resultados mostram que a restrição das outorgas de água em algumas regiões da bacia hidrográfica resulta em um pequeno trade-off na disponibilidade de água para alguns usos econômicos, mas uma redução significativa nos custos de investimentos em saneamento, além de cumprir as metas de qualidade da água. Concluímos que, embora existam várias maneiras de atingir metas pré definidas de enquadramento, cada forma requer decisões bem coordenadas na perspectiva da gestão da água (onde e quando conceder uma outorga) e do setor de saneamento (onde e quando concentrar os investimentos em saneamento). Assim, tão importante quanto as decisões para melhorar os instrumentos de gestão da água e aumentar os investimentos em saneamento é sua coordenação em direção a um objetivo comum na bacia hidrográfica

Water management services

Passados 24 anos da sua promulgação, a Política Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) e o Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SINGREH) comemoram diversos avanços ao marcar a transição para uma abordagem integrada, participativa e descentralizada para a gestão de recursos hídricos. Ao mesmo tempo, os desafios e as demandas crescentes tornaram mais complexo o ambiente de gestão, combinando efeitos do clima, alterações no uso da terra, eventos críticos e sistemas de infraestrutura interligados. O presente artigo traz um olhar novo sobre a operacionalização da gestão de recursos hídricos e um conceito inovador ao contexto brasileiro, visando dar unidade e coerência ao que tradicionalmente entendemos como ações ou atividades de gestão. Este conceito explora a gestão de recursos hídricos como um serviço prestado à sociedade, podendo, portanto, ser considerada como serviços de gestão. É um conceito relevante no atual momento brasileiro, no qual arranjos para lacunas diversas de financiamento estão sendo construídos, seja para operação e manutenção de infraestrutura hídrica, seja para o financiamento de ações de gestão em planos de recursos hídricos. O artigo apresenta e detalha o conceito e a lógica dos “serviços de gestão” e sua relação com instrumentos diversos e os já conhecidos serviços ecossistêmicos e de saneamento. O objetivo é contribuir para que a gestão de recursos hídricos seja entendida a partir de uma estrutura integrada com o intuito de alcançar resultados finalísticos, e não apenas como um conjunto de ações empreendidas por organismos diferentes.In 24 years since its promulgation, the Brazilian National Water Resources Policy has advanced significantly in transitioning to a decentralized, participative and integrated water management. In the same period, water challenges have also grown and became more complex, given competitive demands, climate change, and hydrologic variability combined in increasingly interconnected water systems. This paper brings a new view and an innovative concept to the implementation of water management, to build a more coherent reference to what we traditionally understand as water management actions. The paper explores water management as a service delivered to society, hence proposing the concept of water management services. The concept is timely and very relevant in Brazil, as solutions to water management finance gaps are currently under construction, ranging from infrastructure O&M to other actions and administrative services necessary to execute water resources plans. The paper explains the logic behind the water management services and its relationship with other instruments of the National Water Resources Policy. The main objective is to contribute to a broader understanding of water management as an integrated framework operated to deliver final results to society, rather than a collective of individual actions under responsibility of separated institutions.

Sobre quatro princípios fundamentais para guiar o uso de modelos hidrológicos no mapeamento de áreas prioritárias em programas de revitalização de bacias hidrográficas

Nesta Nota Técnica justificamos e exemplificamos quatro princípios que acreditamos serem fundamentais para guiar o uso de modelos hidrológicos no mapeamento de áreas prioritárias em programas de revitalização de bacias hidrográficas. Os princípios são: (1) a adicionalidade de serviços ecossistêmicos; (2) a influência da topografia; (3) a escala espacial no nível dos lotes rurais, e; (4) a incerteza epistêmica da modelagem. Com a aplicação do modelo PLANS na bacia do Arroio Castelhano (RS), exploramos o conceito de anomalia hidrológica, a importância da área de contribuição variável, a relevância de diferenciar lotes rurais e que os modelos hidrológicos não são “bolas de cristal”, apresentando bandas de incerteza no tempo e no espaço. A informação da incerteza, no entanto, pode ser muito útil na definição de um índice de prioridade dos lotes rurais

Reassessing water allocation strategies and conjunctive use to reduce water scarcity and scarcity costs for irrigated agriculture in Southern Brazil

The lack of adequate management programs alongside water resources overexploitation have led to undesirable efects such as water shortages and economic losses in several regions. Optimized water allocation strategies using groundwater and surface water resources could reduce water scarcity and scarcity costs by exploring the advantages and peculiarities of each source, thus reducing the efect of variability and uncertainties on water availability. The aim of this study is to assess economic water allocation and the potential of conjunctive use of surface water and groundwater operations using a hydro-economic model to evaluate scarcity and scarcity cost at an irrigated agricultural region in Southern Brazil. Results indicated the possibility to reduce but not entirely eliminate, water scarcity and scarcity cost based solely on the reallocation of water among users and crops, without generating water deficit to users downstream. Results also pointed to the elevated potential of groundwater use as a component to reduce scarcity and its costs, mainly through economic optimized strategies integrated with surface water