Optimization of water use in Formoso Irrigation District using the technique of linear programming

A otimização do uso da água é um desafio para os gerenciadores, pois o planejamento da irrigação requer cuidados especiais, a fim de compatibilizar o balanço hídrico com a demanda, tanto no que se refere à quantidade como a sua repartição espacial e temporal. Técnicas de otimização têm sido empregadas nas recentes décadas para tratar problemas de planejamento e manejo de sistemas de recursos hídricos. O objetivo do presente trabalho consistiu em propor planos ótimos de cultivos, utilizando modelos de programação linear que proporcionem a maximização do retorno líquido do Perímetro de Irrigação Formoso, especificamente quanto a área de lotes familiares. Os modelos utilizados neste estudo foram baseados nos dados que compõem os Relatórios de Monitoria Ano Agrícola de 2008 e 2009 da 2ª Superintendência Regional da CODEVASF, Relatório do Distrito de Irrigação do Projeto Formoso e em informações adicionais fornecidas pela referida empresa pública. O modelo estudado é uma formulação-padrão de programação linear, cuja função-objetivo consistiu em maximizar a receita líquida do projeto, utilizando-se as culturas mais cultivadas nessa área, sob regime de irrigação. Com base nas culturas consideradas e suas respectivas funções de resposta à água, nas restrições de área cultivada, nos preços e nos custos de produção, os resultados permitem as seguintes conclusões: A maximização da receita líquida no Perímetro Irrigado Formoso foi obtida com o modelo de lâminas alternativas, com um retorno financeiro de R$ 68.384.956,53, utilizando o seguinte padrão de cultivo: 30 ha de abóbora, 30 ha de feijão Phaseolus, 977 ha de melancia, 1868 ha de banana, 1200 ha de mamão e 300 ha de limão Tahiti, para o volume anual de 79.649.300 m3. Em qualquer nível de volume de água disponível os valores das lâminas de água foram maiores no modelo lâminas fixas do que no modelo lâminas alternativas.The optimization of water use is a challenge for managers, because the planning of irrigation requires special care to reconcile the water balance with demand, both in terms of quantity as spatial and temporal distribution. Optimization technique have been employed in recent decades to address problems of planning and management of water resources systems. The aim of this study was to propose optimal crop plans, using linear programming models, providing the maximization of net return on Formoso Irrigation District, regarding the area of farming family. The models used in this study were based on data of the Reports Agricultural year 2008 and 2009 of the 2th Regional Superintendent of CODEVASF and additional information submitted by that government department. The studied model is a traditional linear programming formulation, in which the objective function consisted into maximizing the net income of the project using the most cultivated crops in the area, under irrigation conditions. Based on the crops considered and their response functions to water restrictions on acreage, prices and production costs, the results allow the following conclusions: the maximization of net revenue in Formoso Irrigation District was obtained with the model of alternative irrigation depths, with a payback of R $ 68,384,956.53, using the following crop pattern: 30 ha of squash, 30 ha of Phaseolus beans. 977 ha of watermelon, 1868 ha of banana, 1200 ha of papaya and 300 ha of Tahiti lime, for the annual volume of 79,649,300 m3. At any level of available water the irrigation depths in the model fixed was higher than the irrigation depths in the model alternatives