Hidrologic – Sistema de Gestão de Recursos Hídricos para suporte à decisão

INTRODUÇÃO – OBJETIVO DA PLATAFORMA

O presente artigo visa apresentar a plataforma HIDROLogic, desenvolvida com o intuito de abrigar em uma única plataforma informações hidrológicas relevantes para desenvolvimento de estudos visando a tomada de decisão de gestores de bacias hidrográficas ou mesmo de grandes usuários. A plataforma permite ao usuário encontrar para qualquer bacia hidrográfica no Estado de Minas Gerais de maneira rápida e automatizada variáveis como área de drenagem, oferta hídrica, demanda hídrica, escassez hídrica, vulnerabilidade climática, qualidade da água e uso e ocupação do solo. Na Figura 1 é ilustrada a lógica de cálculo do balanço hídrico, enquanto na Figura 2 são apresentadas as principais fontes de dados e variáveis calculadas pela plataforma.

Figura 1 – Ilustração da lógica de cálculo da disponibilidade hídrica.

Figura 2 – Ilustração das variáveis de entrada e saída.

ARQUITETURA DE SOFTWARE

O HIDROLogic é disponibilizado na forma de uma aplicação para navegadores web, todos os processos são executados via API (Interface de Programação de Aplicações) cabendo ao navegador apenas exibir os resultados dos cálculos realizados pelo backend.

Os dados apresentados pelo HIDROLogic vêm de diferentes fontes e alimentam um conjunto de indicadores, que são processados e geram resultados de oferta hídrica, demanda hídrica, escassez hídrica, vulnerabilidade climática, qualidade da água e uso e ocupação do solo.

Todos os resultados são gerados de forma automática pelo sistema, com configurações pré-estabelecidas, e o usuário tem a opção de adicionar novos dados de entrada para melhorar a qualidade do processamento dos indicadores e pode configurar todos os passos de cálculo para gerar os resultados das análises.

No HIDROLogic é possível visualizar as projeções climáticas para auxiliar na tomada de decisão, monitorar o ISH (Índice de Segurança Hídrica) e com isto a ferramenta permite a gestão constante dos recursos hídricos sendo possível monitorar e gerar planos de ação para os pontos de interesse.

 

DEFININDO A ÁREA DE ESTUDO

O primeiro passo para o utilizar a ferramenta é definir a seção fluviométrica de interesse. Para este ponto a área de drenagem pode ser definida automaticamente ou o usuário pode inserir o arquivo georreferenciado com o limite da bacia hidrográfica a ser monitorada.

A Figura 3 demonstra como é o layout para criar um estudo, adicionar o ponto de interesse e definir a área de drenagem para o ponto, respectivamente.

Figura 3 – Novo estudo, ponto de estudo e área de drenagem

Com isto o sistema irá calcular todos os indicadores disponíveis para a área em estudo. Os indicadores possíveis de serem calculados pelo sistema são apresentados a seguir.

 

OFERTA HÍDRICA

A oferta hídrica é determinada por uma regionalização por proporção de área de drenagem que permite calcular a Q7,10, vazão de referência para o Estado de Minas Gerais, para a seção em estudo. Salienta-se que a vazão de referência pode ser fornecida pelo usuário, atualizando a base de dados do estudo.

A regionalização pode ser configurada pelo usuário para que, caso necessário, seja possível melhorar os resultados obtidos. Por fim, o sistema seleciona automaticamente uma série de estações com base em critérios como uso e ocupação do solo, área de drenagem, proximidade com o ponto de estudo e volume de massas d’água na bacia hidrográfica da estação. A Figura 4 apresenta como o usuário pode visualizar os dados de uma estação específica para considerar utilizá-la ou não.

Salienta-se que a oferta hídrica é calculada com base no percentual definido para a vazão de referência, com base no valor que é indicado para cada região.

Figura 4 – Dados da estação 41880000

 

DEMANDA HÍDRICA

O cálculo da demanda hídrica é realizado somando-se as outorgas disponibilizadas na área de drenagem do ponto de estudo, podendo também ser informada manualmente. Para isto o sistema realiza conexões automáticas com bancos de dados e faz o processamento das informações, mantendo a base de dados atualizada.

 

DISPONIBILIDADE HÍDRICA

A disponibilidade hídrica é calculada pela diferença entre vazão ofertada e vazão demandada na bacia de interesse. Neste passo é possível observar e definir alertas caso a vazão esteja abaixo de um valor recomendado.

Figura 5 – Disponibilidade Hídrica

 

ESCASSEZ HÍDRICA

Os dados de escassez hídrica são coletados a partir do Monitor de Secas da ANA. Com este indicador, que é obtido de forma automática na base de dados da ANA, é possível analisar e definir estágios para declaração de escassez hídrica. A Figura 5 apresenta um exemplo de como este dado pode ser visualizado na aplicação.

Figura 6 – Escassez Hídrica

 

VULNERABILIDADE CLIMÁTICA

A vulnerabilidade climática é um dado que auxilia na geração de histogramas e projeções pluviométricas, e para isso o sistema se conecta a serviços fornecidos pela NASA e atualiza a base de dados do HIDROLogic, esta base de dados por sua vez pode ser utilizada para definir projeções climáticas que serão interpretadas pelo sistema e melhorar ainda mais a qualidade dos dados.

Figura 7 – Vulnerabilidade Climática

 

QUALIDADE DA ÁGUA

Na captação é possível também monitorar os dados de qualidade da água, sendo eles dados próprios os dados públicos. O sistema monitora continuamente se os dados de qualidade atendem as normas vigentes no local da captação, e com isso é possível definir novamente alertas caso a qualidade não fique dentro dos parâmetros desejados.

Figura 8 – Qualidade da Água

 

USO E OCUPAÇÃO DO SOLO

Outro indicador que pode ser monitorado é o de uso e ocupação do solo, a aplicação atualiza os dados anuais com base no que é disponibilizado pelo MapBiomas, com isto é possível construir gráficos e verificar a evolução do uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica do ponto de estudo.

Este indicador por se tratar de um dado com resolução espacial pode também ser fornecido pelo usuário, caso ele precise de uma resolução maior nos dados de uso e ocupação do solo.

Figura 9 – Uso e Ocupação do Solo

 

FONTES DE DADOS

As fontes de dados utilizadas na plataforma são: ANA, IGAM, IDE-SISEMA, Monitor de Secas, MapBiomas, NASA e os dados proprietários, além de outras fontes de dados que podem ser adicionadas pelo sistema para melhorar a qualidade dos dados. As informações coletadas são mantidas atualizadas, consistidas e armazenadas na base de dados do sistema, melhorando a qualidade dos dados fornecidos pelos órgãos.

Com isso é possível acessar essa base de maneira rápida e eficiente, agilizando o desenvolvimento de estudos hidrológicos e acompanhamento de indicadores.

 

USOS POTENCIAIS

O sistema HIDROLogic foi concebido e desenvolvido para permitir aos seus usuários a compreensão rápida e facilitada dos cenários e fatores que envolvem a gestão dos recursos hídricos na área de seu interesse. Com suas funcionalidades nativas de atualização automática dos dados utilizados a partir da comunicação com as respectivas fontes e de realização dos cálculos necessários para a tradução desses dados em informações úteis, a aplicação da ferramenta pode ser dividida conforme algumas classificações, tais como:

• Finalidade da utilização;
• Perfil do usuário; e
• Frequência de consulta.

Essas classificações permitem estratificar e elencar de forma mais adequadas os usos potenciais da solução, como explicitado nos itens a seguir.

 

FINALIDADE DA UTILIZAÇÃO

A ferramenta pode ser empregada para diferentes tipos de usuários que tenham os seguintes objetivos:

a) Monitorar a situação da disponibilidade hídrica em sua área de atuação: usuários que necessitam do recurso hídrico para o desenvolvimento de suas atividades (tais como empresas de saneamento, indústrias, produtores agropecuaristas, mineradoras, operadores de sistemas hidrelétricos, comitês de bacia, entre outros);

b) Acompanhar variações climáticas: usuários cujas atividades sofrem interferência de eventos climáticos, como secas, inundações, oscilações relevantes de temperatura e precipitação pluviométrica;

c) Avaliar riscos associados ao recurso hídrico utilizado: usuários que necessitam de mais informações sobre a qualidade da água e o uso e ocupação do solo no contexto no qual está inserido, e que possam afetar atividades operacionais ou planejamentos futuros;

d) Desenvolver conceitos e gerenciar a segurança hídrica: usuários que gostariam de monitorar de forma mais ampla e estratégica indicadores relacionados à segurança hídrica, incluindo o desenvolvimento de iniciativas que possam melhorar as projeções de cenários futuros estimados a partir dos dados atuais, garantindo a sustentabilidade do uso hídrico;

e) Reportar informações sobre os recursos hídricos: usuários que desejem uma forma padronizada e fácil de reportar informações sobre os recursos hídricos de seu interesse, para relatórios internos e externos que utilizem esses dados em sua composição.

 

PERFIL DO USUÁRIO

O sistema pode ser utilizado por usuários de todos os níveis da organização, a depender da responsabilidade. Para o público mais estratégico, a ferramenta pode oferecer a visão das projeções sobre a perenidade dos recursos hídricos e subsidiar a tomada de decisão sobre iniciativas que garantam a continuidade das atividades que dependam desses recursos a longo prazo. Para atuações mais operacionais, o HIDROLogic permite analisar dados históricos para comparativos e projeções de curto prazo ou até mesmo orientar, de forma estruturada e com base em dados, os limites de vazão a ser captada para a manutenção do equilíbrio ou bom funcionamento de uma bacia, por exemplo.

 

FREQUENCIA DE CONSULTA

A solução pode ser aproveitada por todos os usuários que necessitam de informações precisas e frequentemente atualizadas, como os dados de origem operacional e que também podem ser oriundos de fontes proprietárias para o monitoramento de pontos específicos de qualidade do recurso hídrico, por exemplo – como no caso de avaliação de riscos ambientais de contaminação por uma atividade a montante do ponto de captação da água de uma determinada empresa. Por outro lado, demandas que envolvem o acompanhamento de um indicador anual (como o caso do Índice de Segurança Hídrica, que envolve dezenas de informações de diferentes dimensões para ser calculado) também podem ser acompanhadas pela plataforma.

 

CONCLUSÕES

Acreditamos que esta ferramenta possa ser utilizada para acelerar e aprimorar os estudos hidrológicos desenvolvidos no Brasil, pois por meio de uma aplicação web se obtém informações atualizadas, consistidas e de rápido acesso para desenvolvimento de estudos hidrológicos e acompanhamento de indicadores necessários para a gestão do recurso hídrico.