Analysis of water availability and demand in an area with high demand for center-pivot irrigation in Brazil

Authors

  • Marinaldo Loures Ferreira Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri https://orcid.org/0000-0002-8106-2793
  • André Medeiros de Andrade Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
  • Wesley Esdras Santiago Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri
  • Rodrigo Praes de Almeida Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Keywords:

Flow regionalization, Geoprocessing, Center-pivot, Google Earth Engine

Abstract

The knowledge of water availability has been essential to assist in the rational use of water resources and promote the expansion of irrigated agriculture. This study conducts a hydroclimatic analysis of water resources, aiming to analyze the availability and water demand for irrigation. Remote sensing products were used in the model, including temporal series of evapotranspiration, precipitation, and field data, which also encompass temporal series of river flow. Considering 70% of the Q95vazão de acordo com o cenário adotado, 40% da área irrigada teve sua demanda hídrica atendida. Devido à diminuição das chuvas e dos recursos hídricos, os limites de alocação de recursos hídricos na região de estudo podem ser alcançados com muito mais frequência do que o planejado. A combinação do aumento da demanda de água para irrigação com a manutenção de vazões baixas pode trazer consequências críticas para a gestão hídrica da região nos próximos anos. Os métodos utilizados mostraram-se eficazes, fornecendo informações valiosas para a tomada de decisões e sendo fundamentais para o planejamento e gestão dos recursos hídricos.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Marinaldo Loures Ferreira, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Doctorando en Producción Vegetal por la Universidad Federal de los Valles de Jequitinhonha y Mucuri (UFVJM). Máster en Producción Vegetal, Ingeniero Civil, Ingeniero de Seguridad Laboral y Especialista en Geoprocesamiento y Georreferenciación.

André Medeiros de Andrade, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Profesor de la Universidad Federal de los Valles de Jequitinhonha y Mucuri (UFVJM) en el Instituto de Ciencias Agrícolas. Doctor en Teledetección por la Universidad Federal de Río Grande do Sul y geógrafo por la Universidad Federal de Viçosa.

Wesley Esdras Santiago, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Licenciado en Agronomía, Magíster y Doctor por la Universidad Estadual de Campinas (UNICAMP).

Rodrigo Praes de Almeida, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri

Estudiante de doctorado en Producción Vegetal en la UFVJM. Máster en Producción Vegetal. Graduado en Ingeniería Ambiental.

References

AHANSAL, Y.; BOUZIANI, M.; YAAGOUBI, R.; SEBARI, I.; SEBARI, K. & KENNY, L. Towards Smart Irrigation: A Literature Review on the Use of Geospatial Technologies and Machine Learning in the Management of Water Resources in Arboriculture. Agronomy, 2022; Vol.12, Nº2, 297. doi.org/10.3390/agronomy12020297

AMANI, M.; GHORBANIAN, A.; AHMADI, S. A.; KAKOOEI, M.; MOGHIMI, A.; MIRMAZLOUMI, S. M.; MOGHADDAM, S. H. A.; MAHDAVI, S.; GHAHREMANLOO, S. & PARSIAN, S. Google Earth Engine Cloud Computing Platform for Remote Sensing Big Data Applications: A Comprehensive Review. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2020, Vol.13, p. 5326–5350. doi:10.1109/JSTARS.2020.3021052

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (BRASIL). Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil 2021: informe anual. Brasília: ANA, 2022.

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (BRASIL). Atlas irrigação: uso da água na agricultura irrigada. In: agência nacional de águas e saneamento básico (Brasil). Brasília: ANA, 2021. Disponible en Internet: https://metadados.snirh.gov.br/geonetwork/srv/api/records/1b19cbb4-10fa-4be4-96dbb3dcd8975db0

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (BRASIL). Resolução no 707, de 21 de dezembro de 2004. Disponible en Internet: https://arquivos.ana.gov.br/resolucoes/2004/707-2004.pdf.

AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS E SANEAMENTO BÁSICO (BRASIL). Outorga dos direitos de uso de recursos hídricos. Brasília: ANA, 2019.

BAZZO, K. R. GUEDES, H. A. S. CASTRO, A. S. SIQUEIRA, T. M. & TEIXEIRA-GANDRA, C. F. A. Regionalização da vazão Q95: comparação de métodos para a bacia hidrográfica do Rio Taquari-Antas, RS. Ambiente e Água - An Interdisciplinary Journal of Applied Science, 2017, Vol. 12, Nº. 5, p. 855. doi.org/10.4136/ambi-agua.2032

CAO, M.; WANG, W.; XING, W.; WEI, J.; CHEN, X.; LI, J. & SHAO, Q. Multiple sources of uncertainties in satellite retrieval of terrestrial actual evapotranspiration. Journal of Hydrology, 2021, Vol.601, p. 126642. doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126642

COSTA, E. S.; SALLA, M. R.; PEREIRA, C. E. & LIMA, G. Otimização do aproveitamento hídrico superficial no alto curso do rio Uberaba, Triângulo Mineiro. Sociedade & Natureza, 2019, Vol.31, p. e41033. doi.org/10.14393/SN-v31-2019-41033

CUNHA, B. A.; NEGREIROS, M. M.; ALVES, K. A. & TORRES, J. P. Influência da época de semeadura na severidade de doenças foliares e na produtividade do milho safrinha. Summa Phytopathologica, 2019, Vol.45, Nº4, p. 424-427. doi.org/10.1590/0100-5405/188038

EMBRAPA. Milho: o produtor pergunta, a Embrapa responde. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2011.

FAO. The State of the World’s Land and Water Resources for Food and Agriculture – Systems at breaking point. Rome: FAO, 2021. doi.org/10.4060/cb7654en

FUNK, C.; PETERSON, P.; LANDSFELD, M.; PEDREROS, D.; VERDIN, J.; SHUKLA, S.; HUSAK, G.; ROWLAND, J.; HARRISON, L.; HOELL, A. & JOEL MICHAELSEN. The climate hazards infrared precipitation with stations a new environmental record for monitoring extremes. Scientific Data, 2015, Vol.2, Nº1, p.150066. doi.org/10.1038/sdata.2015.66

IBGE. IBGE cidades / Unaí. Disponible en Internet: https://cidades.ibge. gov.br/brasil/mg/unai/panorama.

IGAM. Manual técnico e administrativo de outorga de direito de uso de recursos hídricos no estado de Minas Gerais. Belo Horizonte: IGAM, 2010. Disponible en Internet: http://repositorioigam.meioambiente.mg.gov.br/handle/123456789/864

IGAM. PORTARIA IGAM Nº48, de 04 de outubro de 2019. Disponible en Internet: http://www.siam.mg.gov.br/sla/download.pdf?idNorma=49719.

LIMA, E. P.; ANDRADE, R. G.; SEDIYAMA, G. C. & BOF, L. H. N. Temporal-spatial Control of the difference between Precipitation and Evapotranspiration in Paracatu Sub-basins. International Journal of Advanced Engineering Research and Science, 2019, Vol.6, Nº.6, p. 617-622.

MPANDELI, S.; NHAMO, L.; MOELETSI, M.; MASUPHA, T.; MAGIDI, J.; TSHIKOLOMO, K.; LIPHADZI, S.; NAIDOO, D. & MABHAUDHI, T. Assessing climate change and adaptive capacity at local scale using observed and remotely sensed data. Weather and Climate Extremes, 2019, Vol.26, p. 100240. doi.org/10.1016/j.wace.2019.100240

MUHAMMAD, M. K. I.; NASHWAN, M. S.; SHAHID, S.; ISMAIL, T. B.; SONG, Y. H. & CHUNG, E. S. Evaluation of Empirical Reference Evapotranspiration Models Using Compromise Programming: A Case Study of Peninsular Malaysia. Sustainability, 2019; Vol.11, Nº16, 4267. doi.org/10.3390/su11164267

NORTON, C. L.; DANNENBERG, M. P.; YAN, D.; WALLACE, C. S. A.; RODRIGUEZ, J. R.; MUNSON, S. M.; VAN LEEUWEN, W. J. D. & SMITH, W. K. Climate and socioeconomic factors drive irrigated agriculture dynamics in the lower Colorado river basin. Remote Sensing, 2021, Vol. 13, Nº.9, p.1659. doi.org/10.3390/rs13091659

OLIVEIRA, L. F. C.; & SILVA, M. A. S. Regionalização da lâmina suplementar de irrigação e época de semeadura do milho no estado de Goiás e Distrito Federal. Bioscience Journal, 2009, Vol. 25, Nº4, p. 43–52.

PAIVA, J. B. D.; & PAIVA, E. M. C. D. DE. Hidrologia aplicada à gestão de pequenas bacias hidrográficas. Porto Alegre: ABRH, 2016.

PASCOLINI-CAMPBELL, M., REAGER, J. T., CHANDANPURKAR, H. A. & MATTHEW RODELL. Retracted article: A 10 per cent increase in global land evapotranspiration from 2003 to 2019. Nature, 2021, Vol.593, p.543–547. doi.org/10.1038/s41586-021-03503-5

POUSA, R.; COSTA, M. H.; PIMENTA, F. M.; FONTES, V. C.; BRITO, V. F. A. D. & CASTRO, M. Climate Change and Intense Irrigation Growth in Western Bahia, Brazil: The Urgent Need for Hydroclimatic Monitoring. Water, 2019; Vol.11, Nº5, 933. doi.org/10.3390/w11050933

MAPBIOMAS. Coleção 7.1 da Série Anual de Mapas de Cobertura e Uso da Terra do Brasil. 2023. Disponible en Internet: https://mapbiomas.org/download

RAMACHANDRAN, V.; RAMALAKSHMI, R.; KAVIN, B. P.; HUSSAIN, I.; ALMALIKI, A. H.; ALMALIKI, A. A.; ELNAGGAR, A. Y. & HUSSEIN, E. E. Exploiting IoT and Its Enabled Technologies for Irrigation Needs in Agriculture. Water, 2022; Vol.14, Nº5, 719. doi.org/10.3390/w14050719

SILVA, D. V.; CUNHA, F. F.; VICENTE, M. R.; ALENCAR, C. A. B.; SOUZA, I. P. Análise de precipitação, balanço hídrico climatológico e classificação climática no município de Unaí-MG. Brazilian Geographical Journal: Geosciences and Humanities research medium, 2017; vol. 8, nº1, 68-82

Published

2024-07-24

How to Cite

Loures Ferreira, M., Medeiros de Andrade, A., Esdras Santiago, W., & Praes de Almeida, R. (2024). Analysis of water availability and demand in an area with high demand for center-pivot irrigation in Brazil. Revista De Geografía Norte Grande, (88). Retrieved from https://ojs.uc.cl/index.php/RGNG/article/view/65413

Issue

Section

Artículos