A general methodology for adaptative planning of urban water systems under deep uncertainty

• Published in: Revista brasileira de recursos hídricos Vol. 28
• Main Authors: Araújo, Bruna Mattos, Pacheco, Gabriela Cristina Ribeiro, Fernandes, Camila Yarla, Lima, Diego da Silva, Alves, Conceição de Maria Albuquerque
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Associação Brasileira de Recursos Hídricos 01.01.2023
• Subjects: Adaptive planning; Deep uncertainties; ENGINEERING, ENVIRONMENTAL; ENGINEERING, GEOLOGICAL; ENGINEERING, MARINE; ENGINEERING, OCEAN; Urban water systems; Incertezas profundas; Sistemas hídricos urbanos; Planejamento adaptativo; Deep uncertainties; Urban water systems; Adaptive planning
• ISSN: 1414-381X; 2318-0331; 2318-0331
• DOI: 10.1590/2318-0331.282320220117

ABSTRACT Urban Water Systems (UWS) operate under a broad list of uncertainties. They usually depend on large amount of investments requiring long-term planning for a future full of changes with high degree of uncertainties (climate, social and economic). Many of these uncertainties do not have analytical representation neither they count on agreement among experts or decision makers concerning their influence in the performance of the UWS. The literature has named these changes as deep uncertainties (DU). This work presents a general approach to incorporate the influence of DU on planning and management processes of three types of UWS: 1) Water Supply Systems; 2) Drainage Systems and 3) Rainwater Harvesting Systems. The proposed framework defines steps toward the selection of the best policies and their evaluation in a broad set of scenarios. The particularities of each urban system led to adjustments in some steps of the general methodology. The approach proposed in this work was applied to a practical case, the Rainwater Harvesting Systems in the city of Ipameri, located in the State of Goiás, Brazil. The results highlight the impacts of DU factors on the system performance and reinforce this type of approach as a contribution towards adaptive planning for UWS. RESUMO A operação de Sistemas Hídricos Urbanos (SHU) é permeada por incertezas, e frequentemente depende de grandes montantes de investimento, além de exigir o planejamento a longo prazo em contextos futuros com mudanças constantes e alto grau de imprevisibilidade (mudanças climáticas, fatores sociais e econômicos). Vários desses fatores de incerteza carecem de representações analíticas, tampouco contam com amplo consenso entre especialistas acerca da influência que exercem na performance de SHU. A literatura internacional se refere a esse tipo de incerteza como incertezas profundas (DU). Este trabalho propõe uma abordagem generalista para incorporar a influência de incertezas profundas na gestão e planejamento de três categorias de SHU: 1) Sistemas de Abastecimento de Água; 2) Sistemas de Drenagem; 3) Sistemas de Aproveitamento de Água de Chuva. A abordagem proposta define etapas para seleção das políticas mais adequadas para cada sistema e para avaliação dessas estratégias em uma ampla gama de cenários. As particularidades de cada sistema levam a ajustes na estrutura geral da abordagem proposta. A abordagem foi aplicada para um Sistema de Aproveitamento de Água de Chuva na cidade de Ipameri no estado de Goiás, Brasil. Os resultados destacam a influência dos fatores de DU no desempenho dos sistemas e atestam a contribuição da metodologia para o planejamento adaptativo de SHU.