Water quality management, governance and socio-hydrology : strategies for an urban basin

Abstract

Resumo: A adequada gestão da qualidade da água em bacias urbanas é um desafio persistente, especialmente no contexto brasileiro. Neste cenário, o instrumento de Enquadramento de Corpos Hídricos apesar de apresentar grande potencial, enfrenta limitações significativas em sua implementação. A socio-hidrologia, ao tratar os seres humanos como variáveis endógenas no sistema água-sociedade, oferece uma perspectiva promissora para aprimorar a governança participativa e alcançar melhores resultados na qualidade da água. Nesse contexto, o estudo investiga como essa abordagem pode ser aplicada para superar os desafios da gestão hídrica qualitativa. O estudo utiliza diferentes métodos para análise de dados socioeconômicos, hidrológicos e de governança para avaliar a efetividade do Enquadramento em uma bacia urbana brasileira de alta relevância econômica e com problemas relacionados a qualidade da água – utilizando como estudo de caso a Bacia do Alto Iguaçu. A análise baseia-se em dados históricos, incluindo informações da governança participativa da água, apoiada por ferramentas metodológicas como estatísticas e curvas de duração de cargas poluidoras. Os resultados revelam que, embora o marco de governança da bacia esteja bem estabelecido e tenha evoluído ao longo do tempo, melhorias na qualidade da água não foram alcançadas. Essa situação foi identificada, dentre outros, como reflexo da falta de investimentos adequados em sistemas de remoção de cargas poluidoras e na dificuldade de transformar processos deliberativos em ações concretas. Esses aspectos refletem desafios mais amplos enfrentados pela governança da água no Brasil, apesar de existir uma base legal e institucional clara. Para abordar essas lacunas, o estudo introduz uma perspectiva socio-hidrológica que conecta a estimativa de cargas poluidoras a indicadores socioeconômicos, como o PIB. Essa abordagem tem o potencial de simplificar processos técnicos complexos e integrar a variável econômica no processo de tomada de decisão, promovendo um planejamento mais inclusivo e participativo. O uso de curvas de permanência permite uma representação abrangente e acessível das cargas poluidoras e seus impactos, fornecendo aos stakeholders uma visão diferenciada da temática para priorizar intervenções. O estudo também enfatiza a importância de alinhar as estruturas de governança à natureza dinâmica do sistema água-sociedade, sugerindo que o sucesso da governança participativa depende não apenas de marcos legais e institucionais, mas também de responsabilidades estruturadas e claras, comunicação transparente e mecanismos financeiros. Em conclusão, esta pesquisa demonstra que a integração da socio-hidrologia na gestão da qualidade da água oferece um caminho promissor para aumentar a efetividade de um instrumento de gestão e enfrentar os desafios persistentes da governança da água em áreas urbanas. Os avanços metodológicos propostos fornecem ferramentas para conectar melhor análises técnicas a processos de decisão participativa. O estudo destaca a necessidade de pesquisas contínuas para explorar as dinâmicas socio-hidrológicas dos sistemas hídricos e desenvolver estratégias que conectem governança, realidades socioeconômicas e metas de qualidade da água

Abstract: This thesis investigates the integration of socio-hydrological insights into water quality management to address persistent challenges in urban basins, with a focus on Brazil's Water Body Classification (WBC) instrument. By considering humans as endogenous variable within the human-water system, socio-hydrology offers a novel perspective to improve participatory governance and enhance water quality outcomes. The study employs a mixed-methods approach, combining socio-economic, hydrological, and governance analyses to evaluate the effectiveness of the WBC instrument in a Brazilian urban basin with high economic relevance and poor water quality conditions – considering as study area the Upper Iguassu River Basin. The analysis is grounded in historical data including participatory water governance practices, supported by methodological tools such as statistics and pollutant load duration curves. The results reveal that while the basin’s governance framework is well-established and has evolved over time, significant improvements in water quality have not been achieved. Key barriers include the lack of adequate investments in pollutant load removal systems and governance structures that struggle to translate deliberative processes into actionable outcomes. These findings reflect broader challenges faced by water governance in Brazil, where the WBC instrument has seen limited implementation despite its clear legal and institutional foundation. To address these gaps, the study introduces a socio-hydrological perspective that links pollutant load estimation with socio-economic indicators, such as GDP. This approach has the potential to simplify complex technical processes and integrate economic feasibility into decision-making, which may promote a more inclusive and participatory planning process. The use of duration curves allows for a comprehensive, yet accessible representation of pollutant loads and their impact, providing stakeholders with actionable insights to prioritize interventions. The thesis also emphasizes the importance of aligning governance structures with the dynamic nature of the human-water system. It suggests that the success of participatory governance depends on not only legal and institutional frameworks but also on structured and clear responsibility, transparent communication, and financial mechanisms. In conclusion, this research demonstrates that integrating socio-hydrology into water quality management offers a promising pathway to enhance the effectiveness of a water quality management instrument and addresses the persistent challenges of urban water governance. The proposed methodological advancements provide tools to better link technical analyses with participatory decision-making. The study highlights the need for continued research to further explore the socio-hydrological dynamics of water systems and to develop strategies that bridge the gap between governance, socio-economic realities, and water quality goals