Linear programming model to optimize the water resource use in irrigation projects: an application to the Senator Nilo Coelho Project Modelo de programação linear para otimizar o uso da água em projetos de irrigação: uma aplicação ao projeto Senador Nilo Coelho

The main objective of this paper was to develop a separable linear programming model, considering a set of technical factors which may influence the profit of an irrigation project The model presents an objective function that maximizes the net income and specifies the range of water availability. It is assumed that yield functions in response to water application are available for differents crops and describe very well the water-yield relationships. The linear programming model was developed genetically, so that, the rational use of the available water resource could be included in an irrigation project Specific equations were developed and applied in the irrigation project "Senator Nilo Coelho" (SNCP), located in Petrolina - Brazil Based on the water-yield functions considered, cultivated land constraints, production costs and products prices, it was concluded that: (a) the model was suitable for the management of the SNCP, resulting in optimal cropping patterns and showing the water requirements; (b) for 7,424 ha of land and 66, 644,500 m³ of water available on a year basis, the shadow price of these resources were respectively, US$ 1,115.20/ha e USS 281.60/1000 m³; (c) for the total monthly water availability of 9,861,040 m³, the total annual water availability of 66,644,500 m³ became an effective restriction to the increase of the net income of the production system in the SNCP; (d) maintaining the total monthly water availability of 9,861,040 m³, annual volumes lower than 88,338,983 m³ were used fully to reach the optimal solution, and that higher volumes than this limit, did not increase the net return; (e) the optimization model presented, estimated a net return of 5234 % higher than the traditional cropping pattern used hi the SNCP, considering the agricultural year of 1992.<br>O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de programação linear separável, que considera um conjunto de fatores técnicos que influencia a rentabilidade de um projeto de irrigação. O modelo tem como função objetivo a máxima receita liquida. Assume-se que as funções de resposta das culturas à irrigação estão disponíveis e representam adequadamentre as relações água-produção. O modelo de programação linear separável foi equacionado genericamente, de forma a indicar o uso racional do recurso hídrico num projeto de irrigação e foram desenvolvidas equações específicas e aplicadas a um caso, envolvendo o Projeto de Irrigação Senador Nilo Coelho (PSNQ, localizado em Petrolina - PE. Com base nas culturas consideradas e suas respectivas funções de resposta à água, nas restrições de água e área cultivada, nos preços e nos custos de produção, os resultados permitiram as seguintes conclusões: (a) o modelo de programação linear possibilitou a obtenção de planos; ótimos de cultivo e a correspondente alocação de água, podendo ser facilmente adaptado a diferentes situações do meio físico; (b) para 7.424 ha de terra disponíveis e 66.644.500 m³ anual de água, o preço sombra destes recursos foi, respectivamente, US$1.115,20/ha e US$ 281,60/1000 m³, com validade entre 5.619,8 ha e 8337,6 ha e 48.S79.700 m³ e 82.819.700 m³; (c) para uma disponibilidade mensal de água de 9.861.040 m³, a disponibilidade anual de 66.644.500 m³ constitui a restrição efetiva ao aumento da receita líquida no sistema de produção do PSNC; (d) mantendo-se o volume mensal disponível em 9.861.040 m³, volumes anuais inferiores a 88338.983 m³ foram utilizados plenamente pelas atividades na solução ótima e, volumes superiores a este apresentam folga, não contribuindo para o aumento da receita liquida (e) o modelo de otimização desenvolvido projetou uma receita líquida 52,34% maior que a obtida com o plano de cultivo tradicional do PSNC, considerado, como exemplo, o ano agrícola de 1992.