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Sistema de Informações de Recursos Hídricos
O Sistema de Informações de Recursos Hídricos, no contexto dos Planos de Ações de Apoio que compõem o Plano Integrado de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar, visa a elaboração de um programa de ações voltadas para o aprimoramento do grau de informações e conhecimento da área em estudo, de forma a manter disponível informações quantitativas e qualitativas atualizadas acerca dos recursos hídricos da bacia com a finalidade de embasar análises, avaliações e decisões de interesse à gestão do uso das águas. A tomada de decisões a respeito de sistemas de recursos hídricos deve considerar obrigatoriamente aspectos hidrológicos, ambientais, econômicos, políticos e sociais, mutáveis no tempo e associados a incertezas de difícil quantificação.Dessa forma, o problema decisório em planejamento e gerenciamento de recursos hídricos consiste em tomar decisões acertadas a respeito de um campo que se caracteriza por: complexidade; incertezas de diversas naturezas; existência de conflitos; investimentos de porte elevado; necessidade de planejamento a longo prazo; dinamismo ao longo da vida útil; repercussões econômicas, sociais e ambientais significativas; e participação de grupos heterogêneos no processo decisório (Porto e Azevedo, 1997). Dentro desse contexto, existe a necessidade da elaboração de um sistema de informações de recursos hídricos acoplado a um sistema de apoio a gestão, capaz de reunir, organizar, analisar e facilitar a difusão das informações geradas no desenvolvimento das atividades, permitindo o acompanhamento dinâmico dos recursos hídricos da bacia hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar. O sistema empregado deverá auxiliar à tomada de decisões baseado-se na intensa utilização de bases de dados e modelos matemáticos e também facilitará o diálogo entre usuário e computador.Vale ressaltar que os problemas relacionados ao gerenciamento de recursos hídricos são não-estruturados (ou parcialmente estruturado), ou seja, são aqueles para os quais não existem soluções através de algoritmos bem definidos.Como conseqüência, a solução destes problemas exige uma estreita interação entre homem e máquina.Logo, deve ficar bem claro que o sistema não irá tomar decisões, mas sim auxiliar o homem em sua missão de decidir. O sistema deverá servir como ferramenta para o cumprimento das atividades relativas à construção dos vários cenários, permitindo a negociação entre os órgãos encarregados do gerenciamento e os usuários d’água de forma interativa (ação mútua entre as partes envolvidas) e iterativa (repetida várias vezes). Sendo capaz de realizar previsões confiáveis, propiciar respostas rápidas e ser de manuseio fácil e interativo. Para tanto, deverá ser utilizado um sistema de informações geográficas (SIG) que permite agregar, em um único pacote, a capacidade de mapear características, associá-las a bancos de dados internos e proceder às análises espaciais.Devido a essas possibilidades, o SIG tem-se difundido e tornado, sob o aspecto prático, em estratégia indispensável para análise e interpretação dos dados em termos de sua organização espacial. Dessa forma, para a criação e desenvolvimento do Sistema de Informação de Recursos Hídricos, são sugeridas as seguintes ações: i.Ação 1: Concepção do Sistema de Informações de Recursos Hídricos (SIRH); ii.Ação 2: Aperfeiçoamento do Cadastro Primário de Usuários; iii.Ação 3: Aperfeiçoamento do sistema de informações hidrológicas e climáticas; iv.Ação 4: Implementação do Sistema de Informações Geográficas; v.Ação 5: Implementação de um Sistema de Apoio a Decisão; vi.Ação 6: Desenvolvimento do portal (Internet) do Sistema de Informações de Recursos Hídricos.
3.2.2.1 Ação 1: Concepção do Sistema de Informações de Recursos Hídricos (SIRH)Esta ação visa a concepção de um Sistema de Informações de Recursos Hídricos (SIRH) para o Estado de Santa Catarina, englobando, assim a bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar. Segundo Brasil (1999), o sistema de informações de recursos hídricos deverá ser concebido de forma a induzir e estimular o usuário a consultá-lo freqüentemente, espontaneamente e de forma amigável. O sistema deverá permitir o processamento e pesquisa utilizando a base de dados geográficos e não geográficos. Deverá ser possível a realização de consulta de referência cruzada, como por exemplo: para a rede de monitoramento hidrológico, ou usos outorgados, o sistema deverá permitir a consulta por município, estado, bacia, sub-bacia, tipo de estação, tipo de usuário, faixa de vazão para usos outorgados ou cadastro de usuários, período de observação e entidade responsável. O Sistema deverá permitir também a pesquisa textual à base de informações. A concepção do Sistema deverá ainda considerar: §a atualização de dados; §a existência de níveis de acesso definidos em função das restrições impostas pela transmissão de dados pela rede e obedecendo a uma hierarquia de usuários; §a disponibilização das informações para toda sociedade via Internet com as mesmas facilidades propostas para o Sistema como um todo, levando-se em consideração as restrições impostas no item anterior; §a disponibilização das informações para a sociedade via CD-Rom com as mesmas facilidades propostas para o Sistema como um todo, levando-se em consideração as restrições impostas no segundo item; §o aproveitamento dos dados existentes na SDM ou na ANEEL e outras entidades; §a previsão da possibilidade de integração de aplicativos específicos; §a necessidade de intercâmbio de informações com outros sistemas estaduais e federais.
O Sistema de Informações de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar deverá ficar sob responsabilidade da Secretaria de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente (SDM), que poderá usar sistemas similares nas demais bacias hidrográficas do Estado de Santa Catarina. A concepção do Sistema de Informações de Recursos Hídricos (SIRH) deve ser desenvolvida buscando levar em conta o conjunto de atividades da SDM e suas interfaces com a sociedade e outros organismos do estado. O sistema será concebido em módulos, denominados módulos de gerenciamento de atividades, onde são agregados os conceitos, físicos e abstratos, necessários à execução de um conjunto de atividades afins. Desta forma, ao decidir sobre a implementação de cada módulo (ou seja, o desenvolvimento de determinadas atividades), a SDM poderá avaliar os requisitos necessários para tal nas suas vertentes organizacionais, tecnológicas e de recursos humanos. A concepção modular possibilita estabelecer uma ordem de prioridades no desenvolvimento de seus módulos e reduz o impacto das mudanças que venham a ocorrer ao longo da implementação dos mesmos. Da mesma forma, as implementações já desenvolvidas e em desenvolvimento poderão ser agregados ao SIRH de forma natural. A figura 3.2.1 apresenta, como exemplo, o modelo conceitual de um SIRH apresentado por Asfora et al. (2001). Deve-se observar que existem dois tipos de módulos no SIRH: Módulos Operativos, que atuam no contexto de sua atividade específica (atuação vertical), e Módulos de suporte, que atuam no contexto global do sistema (atuação horizontal) dando suporte aos outros módulos. Nesta figura, os gestores são todos os usuários envolvidos com a administração dos recursos hídricos no estado.
Figura 3.2.1 - Concepção do Sistema de Informações de Recursos Hídricos (modificado de Asfora et al., 2001)
Os Módulos operativos são (Asfora et al., 2001): §Módulo Gerenciador do Geoprocessamento (MG-Geo): Contempla a geração, edição e catalogação de toda a base cartográfica digital do SIRH, ou seja, dos dados e informações espaciais. Envolve os conceitos e atividades inerentes ao geoprocessamento e suas tecnologias;
§Módulo Gerenciador do Monitoramento (MG-Monitora): Contempla a aquisição, análise e tratamento dos dados hidrometeorológicos, de qualidade de água e outras variáveis temporais associadas ao ciclo hidrológico. Gera a base de dados consistida que será utilizada pelos outros módulos. Envolve a criação de uma rede de monitoramento, o desenvolvimento de atividades de campo permanentes, manutenção e operação de equipamentos de monitoramento (manuais e automáticos) e conceitos e técnicas inerentes à análise dos dados monitorados; §Modulo Gerenciador de Cadastros (MG-Cadastro): Contempla a criação dinâmica de cadastros de dados e informações tabulares, geração de consultas, formulários e relatórios. Envolve conceitos de modelagem e tecnologias de banco de dados relacional. Na atual concepção, este módulo é o responsável pela criação dos cadastros referentes a todas as informações tabulares usadas pelos outros módulos do SIRH; §Módulo Gerenciador da Outorga (MG-Outorga): Contempla os processos referentes ao controle das demandas hídricas em face às disponibilidades através da análise dos pleitos de uso dos recursos hídricos nos seus aspectos administrativos, jurídicos e técnicos; §Módulo Gerenciador do Macro Planejamento (MG-MacroPlan): Contempla os processos de avaliação das demandas hídricas para cenários atuais e futuros, sintetizando as mesmas no domínio das unidades de planejamento. Agrega as informações contidas no plano integrado de recursos hídricos da bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar. Envolve conceitos e técnicas intrínsecas da atividade de planejamento. §Módulo Gerenciador da Análise de Sistemas de Recursos Hídricos (MG-Análise): Abriga os modelos para análise de problemas estruturados (de simulação de processos do ciclo hidrológico, de qualidade de água, de operação de reservatórios, de processos hidrogeológicos etc) e não estruturados (sistemas de suporte a decisão, sistemas especialistas, programação dinâmica etc); §Módulo Gerenciador da Integração (MG-Integra): Contempla o cadastramento e armazenamento dos dados e informações documentais. Possibilitará o ordenamento e a agregação dos estudos e projetos, realizados e planejados, relacionados aos recursos hídricos nos diferentes organismos do estado a partir do cadastramento e armazenamento dos mesmos; §Módulo Gerenciador da Participação (MG-Participa): Contempla os processos ativos e passivos de interação com a sociedade e democratização das informações. Deverá disponibilizar dados e informações de ordem genérica, divulgando e interagindo com a sociedade no processo de gestão dos recursos hídricos, bem como dados e informações técnicas que subsidiem estudos e projetos na área. Os Módulos de Suporte são (Asfora et al., 2001): §Módulo Gerenciador da Base de Dados e Informações (MG-BDI): Contempla a administração da base de dados e informações, controle dos acessos, identificação dos usuários e interfaces com outras bases de dados para aquisição de dados extrínsecos. Envolve conceitos de administração de banco de dados e tecnologias de sistemas de gerenciamento de bancos de dados; §Módulo Gerenciador da Interface de SIG (MG-SIG): Contempla a interface gráfica entre os usuários e os módulos operativos do SIRH, baseada em SIG (Sistema de Informações Geográficas), e estabelece o domínio territorial de atuação dos módulos operativos (estado, bacia, sub-bacia etc). Envolve os conceitos e tecnologias de SIG.
Para o Estado de Santa Catarina, se propõe seguir uma metodologia similar a apresentada por Asfora et al. (2001), levando em conta as peculiaridades do estado, mencionadas a seguir: ·Adotar o Cadastro Primário de Usuários como banco de dados do Sistema de Informações de Recursos Hídricos (SIRH), pois este já se encontra consolidado na Secretaria de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente (SDM).Devido a sua importância paro o SIRH de SC, o aperfeiçoamento do Cadastro Primário de Usuários consistirá da segunda ação deste plano de apoio, descrita a seguir; ·No módulo gerenciador do monitoramento, tomar como base os projetos desenvolvidos pela EPAGRI (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A.), descritos na terceira ação desse plano de apoio, que visam o monitoramento dos recursos hídricos, agrometeorologia e meteorologia para o Estado de Santa Catarina, através do CLIMERH (Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina); ·No módulo gerenciador do geoprocessamento, adotar para a base cartográfica digital a escala 1:50.000, a mesma adotada na bacia do Rio Tubarão e Complexo Lagunar; ·Adotar um Sistema de Apoio a Decisão (SAD) que integre os módulos: gerenciador da análise de sistemas de recursos hídricos, gerenciador do macro planejamento e gerenciador da outorga.A ação 5 trata da implementação de um SAD para o Estado.
As demais adaptações ficarão a cargo da equipe técnica responsável pela concepção do SIRH.O custo de efetivação dessa ação consiste na contratação de uma equipe de consultores multidisciplinar para a elaboração do SIRH / SC atendendo as necessidades e anseios da região.A estimativa deste custo é de 30.000 reais. Essa ação deverá ser complementada pelas demais ações apresentadas a seguir.
3.2.2.2 Ação 2: Aperfeiçoamento do Cadastro Primário de UsuáriosO Cadastro Primário de Usuários está consolidado num sistema de banco de dados já existente na Secretaria de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente (SDM), e utilizado no Diagnóstico dos Recursos Hídricos e Organização dos Agentes da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar (SDM, 1998) e no Plano Integrado de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar (item 3.6 do Tomo III, vol. 1). Este sistema foi concebido no ambiente do banco de dados Access v. 97 da Microsoft Inc. e está dividido em dois módulos distintos, de acordo com o que mostra a figura 3.2.2.
Figura 3.2.2 - Concepção geral dos módulos do sistema de informações sobre Recursos Hídricos (modificado de SDM, 1997) O sistema apresenta também as seguintes informações: 1. Cadastro das bacias do estado de Santa Catarina; 2. Cadastro das regiões hidrográficas do estado; 3. Cadastro de Sub-bacias do estado; 4. Cadastro de todos os rios pertencentes a bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar; 5. Cadastro de todos os municípios da bacia; 6. Cadastro de finalidades de uso dos recursos hídricos; 7. Cadastro de ramo de atividade e atividade principal do usuário; 8. Cadastro de usuários das águas superficiais; 9. Cadastro dos usuários das águas subterrâneas; 10. Cadastro de obras hidráulicas; 11. Cadastro de lançamento de efluentes; 12. Cadastro de pontos de monitoramento da qualidade da água.
A saída de resultados do banco de dados permite a impressão de relatórios de: 1.USUÁRIOS DE ÁGUAS SUPERFICIAIS 1.1. todos 1.2. individual (pesquisa de um determinado usuário) 1.3. finalidade de uso 1.4. condição de uso 1.5. forma de captação 2.USUÁRIOS DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 2.1. todos 2.2. individual (pesquisa de um determinado usuário) 2.3. finalidade de uso 2.4. condição de uso 2.5. forma de captação 3.USUÁRIOS COM OBRA HIDRÁULICA 3.1. todos 3.2. individual (pesquisa de um determinado usuário) 3.3. finalidade de uso 3.4. condição de uso 4.USUÁRIOS COM LANÇAMENTO DE EFLUENTES 4.1. todos 4.2. individual (pesquisa de um determinado usuário) 4.3. condição de uso Os relatórios podem ser impressos a partir do próprio ambiente do banco de dados ou exportados para a planilha eletrônica Excel v.05 ou superior da Microsoft. Inc., ou ainda trabalhados em algum processador de texto, sob o formato *.rtf. A principal vantagem na utilização do referido banco de dados é que o ambiente eletrônico é “amigável”, contendo instruções detalhadas na tela do computador. A outra justificativa para a utilização deste cadastro é que o banco de dados já está montado (necessitando simplesmente a entrada de novos registros) e a SDM já possui outras bases de dados neste sistema. O banco de dados, bem como um manual detalhado de sua utilização, está a disposição na página de internet da Secretaria de Estado do Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente: www.sc.gov.br/webmeioambiente. No banco de dados existente na SDM já estavam computados 462 registros cadastrais e, durante a realização do Plano Integrado de Recursos Hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar, foram acrescentados ao cadastro novos usuários de água, ultrapassando 1.000 registros, a partir das informações fornecidas pelos 21 municípios, instituições públicas, cooperativas e levantamentos de campo. Contudo, o banco de dados ainda não está completo, além do mais existe a necessidade de sua contínua atualização dos usuários e de suas respectivas demandas de água, para que se possa ter um inventário preciso e atual da demande hídrica da bacia, que será de suma importância para a implantação da outorga na região e no estado de Santa Catarina. Dessa forma, há a necessidade da realização de campanhas para o cadastramento dos pequenos usuários, atualmente não cadastrados, e da atualização dos dados dos usuários já cadastrados. O quadro 3.2.1 apresenta a estatística dos cadastros das demandas consuntivas dos usuários de água da bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar, onde se verifica que mais de 10% dos usuários de água da bacia não foram cadastrados, sendo que o setor agropecuário é o mais carente de informações cadastradas.Para o completo cadastramento dos usuários, seria necessário um investimento, estimado em R$ 50.000,00. Considera-se a contração de uma equipe de cadastro de campo, formada por técnicos de nível médio, para a aquisição de dados in loco dos pequenos produtores do setor agropecuários e demais pequenos usuários que ainda não foram cadastrados. Esta mesma equipe deverá ser demandada para a implementação das informações obtidas, no banco de dados do Cadastro Primário de Usuários.
Quadro 3.2.1 - Estatística dos cadastrados da demanda consuntiva na bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar (2001)
1. Estimativa via dados censitários: IBGE, Censo Demográfico 2000 (sinopse preliminar); FIESC (2001), Cadastro geral de Indústrias; EPAGRI (2000), SC AGRO (2000), Dados da Agricultura Catarinense. 2. Outros usos, tais como pequenas indústrias, que utilizam os sistemas de abastecimento público (CASAN e SAMAE’s) 3. Considerado o consumo consuntivo da Usina Termelétrica Jorge Lacerda.
3.2.2.3 Ação 3: Aperfeiçoamento do sistema de informações hidrológicas e climáticasAlém das informações referentes às demanda hídricas na bacia (cadastro primário de usuários), também se faz necessário a existência de um sistema de informações hidrológicas e climáticas que permitam conhecer a disponibilidade hídrica nas diferentes partes da bacia hidrográfica, bem como sua variação sazonal. Esse sistema deverá reunir, organizar e analisar os dados obtidos da rede hidrométrica e das estações climáticas existentes na bacia.Também deverá ser capaz de facilitar a difusão das informações geradas, permitindo um diagnostico dinâmico e atual das disponibilidades hídricas na região. No Estado de Santa Catarina, o sistema de informações hidrológicas e climáticas está vinculado à Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A. (EPAGRI) que através do Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina (CLIMERH). O CLIMERH tem o apoio técnico de 14 gerências regionais da EPAGRI, 10 estações experimentais e 12 centros de treinamentos estrategicamente distribuídos no Estado. O CLIMERH conta ainda com a participação técnica e financeira efetiva do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT), por intermédio do Programa de Monitoramento de Tempo, Clima e Recursos Hídricos (PMTCRH), e do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), através do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC). A este sistema deverá ser incorporado, também, um sistema de alerta contra inundações, visando, inicialmente, o município de Tubarão, e capaz de fazer a previsão de eventos extremos com antecedência necessária para a minimização dos prejuízos e salvaguardar as vidas humanas.O sistema deverá ser complementado por um plano de alerta, que estipulará as ações e seus respectivos responsáveis durante um alerta de inundação, para diferentes níveis de emergência.Esse sistema de alerta deverá ser monitorado em conjunto com a Defesa Civil, para que esta possa tomar as ações necessárias em casa de ocorrência de situações de emergência. Todos os dados da rede hidrométrica e da rede telemétrica necessitam ser administrados e geridos através de um sistema de informação. Atualmente, a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) dispõe de um banco de dados hidrológicos constituído pelos dados coletados das estações da rede hidrométrica nacional. Este banco de dados vem sendo organizado em um novo software de gerenciamento de dados, o HIDRO, desenvolvido pela Superintendência de Estudos e Informações Hidrológicas da ANEEL. Este programa encontra-se na sua primeira versão. Este sistema tem como funções o cadastro do inventário de estações hidrométricas, a inserção e gerenciamento de dados hidrológicos da rede, a manipulação dos dados e estatística das séries históricas das estações, visualização tabular e gráfica dos dados da série histórica, etc. Dentro do sistema HIDRO ainda está prevista a inserção de módulos que permitirão realizar a homogeneização dos dados, dentre outros. Hoje, as principais informações hidrológicas disponíveis na ANEEL estão divulgadas na Internet através do site HIDROWEB - http://hidroweb.aneel.gov.br. Neste site, além das informações de série histórica das estações convencionais é possível visualizar os dados hidrológicos em tempo real obtidos através da rede telemétrica em operação, bem como documentos elaborados pela Agência e seus parceiros na área de hidrologia. O banco de dados da ANEEL também está disponível na página eletrônica da Agência Nacional de Águas - ANA (http://www.ana.gov.br).
Assumindo a posição de fornecer à sociedade todas as informações referentes à rede hidrométrica nacional, a ANEEL vem mantendo sua política de não apenas disponibilizar toda a informação disponível, como também de garantir a qualidade desta, através da análise e consistência dos dados. Dessa forma, a EPAGRI em convênio com a ANA e com a ANEEL, deverá disponibilizar os dados hidrológicos da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar, via Internet (página da Hidroweb ou na página do CLIMERH) e através de CD’s e inventários impressos hidroclimatológicos, emitidos periodicamente (mensalmente) de forma a tornar público e de acesso universal a informação hidrológica e climática da região. Os custos de implementação dessa ação se referem a elaboração do Sistema de Alerta contra inundação para a bacia do rio Tubarão, estimados em R$ 50.000,00.O Sistema de Alerta inclui a modelagem matemática da propagação da onda de cheia nos canais dos afluentes e do rio Tubarão, ajuste de um modelo hidrológico de transformação chuva / vazão para a bacia do rio Tubarão, usando dados de precipitação fornecidos pela previsão do tempo (CLIMERH), criação de um modelo de previsão hidrológica para a bacia do rio Tubarão capaz de prever com uma antecedência de algumas horas (12 h ou 6 horas, quanto maior o tempo menor a precisão da previsão) o nível da água no município de Tubarão e a área inundada nesse nível. O detalhamento da aquisição dos postos fluviométricos telemétricos necessários para o perfeito funcionamento do sistema de alerta está contido na ação 1 do plano de apoio Sistema de Monitoramento de Recursos Hídricos (ver Cap 3.3 deste Volume).
3.2.2.4 Ação 4: Implementação do Sistema de Informações GeográficasA finalidade desta ação é elaborar ou adaptar um programa de SIG (Sistema de Informações Geográficas) capaz de capturar, armazenar, manipular, analisar e apresentar os dados geográficos coletados na bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar.Este programa deverá ser também de fácil atualização. Essa ferramenta poderá ser aliada a um sistema de sensoriamento remoto, através da aquisição de imagens da região via satélite em convênio com o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), de forma a obter, de forma ágil, a situação atual de uso e ocupação do solo, tornando a gestão da bacia mais dinâmica e precisa. Também se faz necessário à aquisição do modelo numérico do terreno (MNT) da bacia, que servirá de subsídio para muitos projetos hídricos, como barragens para irrigação ou geração de energia, mapas de risco de cheias, modelagem hidrossedimentológica da bacia, projetos de drenagem, entre outros. O SIG também será composto de vários mapas temáticos como vegetação, tipos de solo, hidrografia, municípios, hipsometria, altimetria, entre outros.Alguns desses mapas serão permanentes como altimetria e tipos de solo, outros deverão ser atualizados periodicamente através do sensoriamento remoto e visitas a campo, como o mapa de uso do solo.Esses mapas deverão ser apresentados em programa de uso público e de fácil aquisição, de forma a tornar universal o acesso as informações. De forma geral, as atividades de gerenciamento e planejamento ambiental associadas aos recursos hídricos podem ser agrupadas em três categorias principais: engenharia hidráulica; gerenciamento dos recursos hídricos e proteção dos recursos hídricos. As diversas atividades que fazem parte dessas três categorias tem manifestações (em termos de escala) espacial e temporal diferentes. A escala poderá ser local, média ou grande, significando variabilidade de ordem de metros quadrados até quilômetros quadrados, enquanto, a variação temporal tem resoluções que vão do minuto até horas, caracterizando escalas de curto, médio a longo período. Em função dessas características, Kaden (1993) apud Campana (1997), apresenta (Quadro 3.2.2) qual seria o potencial ou benefício de se usar um sistema de informações, especificamente um sistema de informações geográficas - SIG, nas diversas atividades que compõem o gerenciamento e planejamento dos recursos hídricos. Percebe-se que os recursos do SIG são de suma importância em atividades que envolvem ocorrências espaciais heterogêneas e em diversas escalas, contudo, o potencial do SIG se mostra parcialmente satisfatório em função da escala temporal, sendo mais eficiente para escalas maiores. Para exemplificar, na figura 3.2.3 se relacionam as principais atividades do gerenciamento e planejamento dos recursos hídricos e os recursos do SIG que seriam utilizados para seu equacionamento. Esta ação sugere a adoção da escala 1:50.000 na elaboração do base cartográfica digital das demais bacias hidrográficas do Estado de Santa Catarina, pois esta foi a escala adotada na bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar.
Quadro 3.2.2 - Atividades em gerenciamento de recursos hídricos
Fonte: Kaden (1993) apud Campana (1997)
Figura 3.2.3. SIG em gerenciamento dos recursos hídricos (Fonte: Campana, 1997) Segundo Kaden (1993) apud Campana (1997), para garantir o sucesso da implantação de um sistema de informações, o roteiro básico a ser seguido deveria contar das seguintes etapas:
Os custos estimados para a implementação dessa ação se baseiam no Plano Plurianual 2000/2003 do Governo do Estado de Santa Catarina que prevê um orçamento de 408.000 reais para o arquivo cartográfico catarinense que forneceria a base cartográfica do SIG / SC. Para a completa implementação do SIG serão necessários investimentos para implementação dos mapas temáticos (uso do solo, hidrografia, tipos de solo, entre outros) e sua divulgação através da distribuição de CD’s e disponibilidade dos mapas numa página de internet. Esses investimentos são estimados em 280.000 reais, perfazendo um custo total de 688.000 reais para a implementação da ação. 3.2.2.5 Ação 5: Implementação de um Sistema de Apoio a DecisãoO problema decisório em planejamento e gerenciamento de recursos hídricos se caracteriza por sua complexidade, incerteza de diversas naturezas, existências de conflitos, investimentos de porte elevado, necessidade de planejamento de longo prazo, dinamismo ao longo da vida útil do empreendimento, repercussões econômicas, sociais e ambientais significativas e participação de grupos heterogêneos no processo decissório. Dessa forma, nas últimas décadas, se desenvolveu uma metodologia de auxílio à tomada de decisões baseada na intensa utilização de bases de dados, modelos matemáticos e na facilidade com que se propicia o diálogo entre o usuário e o computador. Esta metodologia, genericamente conhecida como Sistemas de Apoio a Decisões (SAD), vem sendo aplicada, com sucesso, a diversos campos da atividade humana em que o problema de decisão é muito complexo, como no caso do gerenciamento e do planejamento de sistemas de recursos hídricos. O Sistema de Apoio ao Gerenciamento de Bacia Hidrográfica - SAGBAH, o HEC3, o HEC5, o DESERT e o AQUATOOLS são alguns exemplos de modelos generalizados de simulação para sistemas de recursos hídricos mais complexos. Os modelos HEC3 e HEC5 são modelos gerais desenvolvidos pelo Hydrologic Engineering Center que diferem apenas pelo modelo HEC5 permitir, além da simulação de sistemas de reservatórios para abastecimento, a simulação para controle de enchentes. Dentre os modelos citados, esta ação propõe o uso do SAGBAH, descrito a seguir, por este se constituir um modelo nacional em pleno desenvolvimento e aperfeiçoamento, podendo ser aplicado facilmente para a realidade catarinense. O SAGBAH constitui-se por um Sistema de Apoio à Decisão orientado para as atividades de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos, desenvolvido no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e tendo como seu principal mentor e autor o Prof. Antônio Eduardo Leão Lanna com a participação e co-autoria, ao longo do tempo, de seus orientados no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental. Dessa forma, o SAGBAH é um sistema em permanente aprimoramento de modo a poder, não só ter suas ferramentas, já existentes, constantemente atualizadas, como também, ter incorporadas outras, totalmente novas, que venham ampliar sua abrangência e utilidade como instrumento de apoio à tomada de decisão no campo do Planejamento e da Gestão de Recursos Hídricos. Originalmente composto por um conjunto de programas desenvolvidos para a plataforma DOS, em linguagem FORTRAN, incorporando modelos matemáticos com diversas finalidades, dentro dos objetivos precípuos do sistema e já plenamente consagrados pelo seu uso tanto no ambiente acadêmico como no exercício da prática profissional, atualmente, o SAGBAH encontra-se em processo de adaptação para o aproveitamento das vantagens oferecidas pelo crescente desenvolvimento dos computadores pessoais, pela Modelagem Orientada a Objetos e pelo ambiente operacional Windows® (Viegas Filho, 1999). Este último, tendo em vista suas características gráficas, tem facilitado sobremaneira a criação de interfaces amigáveis, possibilitando um diálogo muito mais direto e interativo com o usuário, o que, por si só, já se constitui na observância de um dos pilares conceituais que embasam o moderno desenvolvimento de Sistemas de Apoio à Decisão. Além disso, a possibilidade de intercâmbio entre sistemas específicos, como é o caso do SAGBAH, com as diferentes ferramentas de uso geral, tais como processadores de texto, planilhas eletrônicas e sistemas gerenciadores de bancos de dados, dá ao usuário a facilidade de, pelo uso das primeiras, conseguir analisar os problemas técnicos que tem de abordar, e, pela utilização das últimas, tratar os resultados obtidos segundo sua maneira pessoal, dando-lhes o formato final que desejar. Assim, norteado por esse espírito, o SAGBAH, dentro da sua nova programação de desenvolvimento, apresenta a estrutura indicada na figura 3.2.4 e descrita no quadro 3.2.3. As novas interfaces e os novos aplicativos estão sendo desenvolvidos, segundo o paradigma da Modelagem Orientada a Objetos, utilizando-se a linguagem Borland Object Pascal e o ambiente de desenvolvimento Delphi® 4.0, através de um trabalho conjunto realizado entre o Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e a Faculdade de Engenharia Agrícola e o Núcleo de Informática Aplicada (NIA) do Instituto de Física e Matemática da Universidade Federal de Pelotas. O trabalho está sendo realizado sob a Coordenação Geral do Prof. Antonio Eduardo Lanna e Coordenação de Desenvolvimento do Prof. João Soares Viegas Filho, orientado do primeiro, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do IPH-UFRGS. Os aplicativos que, até o presente momento, encontram-se desenvolvidos e incorporados à versão Beta 1.0 do SAGBAH 2000, são o CHUVAZ 2000, o MODHAC 2000, o PROPAGAR 2000 e CASCATA 2000. A utilização de Sistemas de Apoio à Decisão, tais como o SAGBAH 2000, constitui-se em um grande passo no conceito de desenvolvimento e gerenciamento de projetos ou na operação de sistemas de recursos hídricos assistidos por computador. A possibilidade dos dados e modelos serem acessados e trabalhados de uma forma mais integrada e - pelo uso de interfaces amigáveis - dos resultados serem mais facilmente analisados - através de ferramentas gráficas e analíticas - conduzem a uma melhor compreensão das informações resultantes e constituem-se em fatores de aumento de desempenho, tanto em termos de tempo como, também, em termos precisão. Entretanto, é fundamental que não se perca de vista que os Sistemas de Apoio à Decisão, e como tal o SAGBAH 2000, não substituem o Engenheiro na sua atividade precípua de projetar ou de gerir os sistemas sob a sua responsabilidade.
Figura 3.2.4. Estrutura do SAGBAH (Fonte: Viegas Filho, 1997)
Quadro 3.2.3 - Módulos integrantes do SAGBAH.
Fonte: Viegas Filho (1999)
Dessa forma, é importante, que a operação de quaisquer dos aplicativos que compõe o SAGBAH 2000 seja feita dentro de uma concepção prévia de projeto na qual o ENGENHEIRO estabeleça suas premissas iniciais e defina sua estratégia de trabalho com bastante clareza, reunindo e organizando os dados necessários e os modelos a serem utilizados segundo um adequado planejamento. Posteriormente, é fundamental que os resultados sejam bem analisados para a verificação de sua consistência relativamente às premissas adotadas, dados utilizados e objetivos perseguidos. Para realizar a análise de alternativas de suprimento dos usuários de água cadastrados na bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar (item 3.8.10) foram feitas simulações matemáticas do sistema hídrico da bacia, visando inferir sobre a capacidade de garantia que a disponibilidade hídrica da bacia é capaz de fornecer aos diversos usuários, utilizando o aplicativo PROPAGAR 2000. A simulação matemática foi obtida através da abordagem sistêmica (Lanna, 1997) da bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar, de maneira que o complexo sistema hídrico da bacia foi simplificado, e mantidas apenas as informações mais relevantes para a solução da questão de prioridade de atendimento. A Figura 3.2.5 apresenta a representação esquemática do sistema hídrico da bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar. A complexidade desta bacia, e de qualquer outra, é muito maior do que a que pode ser representada por simples figuras. Porém, a Figura 3.2.5 apresenta o sistema da bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar no que mas interessa à simulação hidrológica quantitativa. Para isto, ela foi dividida em suas cinco sub-bacias (SB I a SB V, na figura), e em trechos fluviais (setas indicando a direção do fluxo), limitadas por seções denominadas de pontos de controle ou característico (PC). Dessa forma, foi possível estudar cenários com diferentes prioridades de uso, estudar o nível de atendimento de cada usuário para cada cenário, identificar conflitos de uso de água, analisar alternativas de outorga, entre outras inúmeras possibilidades de aplicação da simulação hidrológica na gestão dos recursos hídricos. Surge então a necessidade de desenvolver o sistema de apoio à decisão, incorporando mais informações aos aplicativos (dados hidrológicos, de demanda, acrescentar pontos de controle, etc.), de maneira a se obter uma representação mais fiel da realidade do complexo sistema hídrico da bacia. Existe a necessidade também do treinamento da equipe técnica da SDM e do Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar sobre a utilização do sistema de apoio a decisão, para a sua perfeita utilização.
Figura 3.2.3. SIG em gerenciamento dos recursos hídricos (Fonte: Campana, 1997)
Segundo Kaden (1993) apud Campana (1997), para garantir o sucesso da implantação de um sistema de informações, o roteiro básico a ser seguido deveria contar das seguintes etapas:
Os custos estimados para a implementação dessa ação se baseiam no Plano Plurianual 2000/2003 do Governo do Estado de Santa Catarina que prevê um orçamento de 408.000 reais para o arquivo cartográfico catarinense que forneceria a base cartográfica do SIG / SC. Para a completa implementação do SIG serão necessários investimentos para implementação dos mapas temáticos (uso do solo, hidrografia, tipos de solo, entre outros) e sua divulgação através da distribuição de CD’s e disponibilidade dos mapas numa página de internet. Esses investimentos são estimados em 280.000 reais, perfazendo um custo total de 688.000 reais para a implementação da ação.
O problema decisório em planejamento e gerenciamento de recursos hídricos se caracteriza por sua complexidade, incerteza de diversas naturezas, existências de conflitos, investimentos de porte elevado, necessidade de planejamento de longo prazo, dinamismo ao longo da vida útil do empreendimento, repercussões econômicas, sociais e ambientais significativas e participação de grupos heterogêneos no processo decissório. Dessa forma, nas últimas décadas, se desenvolveu uma metodologia de auxílio à tomada de decisões baseada na intensa utilização de bases de dados, modelos matemáticos e na facilidade com que se propicia o diálogo entre o usuário e o computador. Esta metodologia, genericamente conhecida como Sistemas de Apoio a Decisões (SAD), vem sendo aplicada, com sucesso, a diversos campos da atividade humana em que o problema de decisão é muito complexo, como no caso do gerenciamento e do planejamento de sistemas de recursos hídricos. O Sistema de Apoio ao Gerenciamento de Bacia Hidrográfica - SAGBAH, o HEC3, o HEC5, o DESERT e o AQUATOOLS são alguns exemplos de modelos generalizados de simulação para sistemas de recursos hídricos mais complexos. Os modelos HEC3 e HEC5 são modelos gerais desenvolvidos pelo Hydrologic Engineering Center que diferem apenas pelo modelo HEC5 permitir, além da simulação de sistemas de reservatórios para abastecimento, a simulação para controle de enchentes. Dentre os modelos citados, esta ação propõe o uso do SAGBAH, descrito a seguir, por este se constituir um modelo nacional em pleno desenvolvimento e aperfeiçoamento, podendo ser aplicado facilmente para a realidade catarinense. O SAGBAH constitui-se por um Sistema de Apoio à Decisão orientado para as atividades de Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos, desenvolvido no Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e tendo como seu principal mentor e autor o Prof. Antônio Eduardo Leão Lanna com a participação e co-autoria, ao longo do tempo, de seus orientados no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental. Dessa forma, o SAGBAH é um sistema em permanente aprimoramento de modo a poder, não só ter suas ferramentas, já existentes, constantemente atualizadas, como também, ter incorporadas outras, totalmente novas, que venham ampliar sua abrangência e utilidade como instrumento de apoio à tomada de decisão no campo do Planejamento e da Gestão de Recursos Hídricos. Originalmente composto por um conjunto de programas desenvolvidos para a plataforma DOS, em linguagem FORTRAN, incorporando modelos matemáticos com diversas finalidades, dentro dos objetivos precípuos do sistema e já plenamente consagrados pelo seu uso tanto no ambiente acadêmico como no exercício da prática profissional, atualmente, o SAGBAH encontra-se em processo de adaptação para o aproveitamento das vantagens oferecidas pelo crescente desenvolvimento dos computadores pessoais, pela Modelagem Orientada a Objetos e pelo ambiente operacional Windows® (Viegas Filho, 1999). Este último, tendo em vista suas características gráficas, tem facilitado sobremaneira a criação de interfaces amigáveis, possibilitando um diálogo muito mais direto e interativo com o usuário, o que, por si só, já se constitui na observância de um dos pilares conceituais que embasam o moderno desenvolvimento de Sistemas de Apoio à Decisão. Além disso, a possibilidade de intercâmbio entre sistemas específicos, como é o caso do SAGBAH, com as diferentes ferramentas de uso geral, tais como processadores de texto, planilhas eletrônicas e sistemas gerenciadores de bancos de dados, dá ao usuário a facilidade de, pelo uso das primeiras, conseguir analisar os problemas técnicos que tem de abordar, e, pela utilização das últimas, tratar os resultados obtidos segundo sua maneira pessoal, dando-lhes o formato final que desejar. Assim, norteado por esse espírito, o SAGBAH, dentro da sua nova programação de desenvolvimento, apresenta a estrutura indicada na figura 3.2.4 e descrita no quadro 3.2.3. As novas interfaces e os novos aplicativos estão sendo desenvolvidos, segundo o paradigma da Modelagem Orientada a Objetos, utilizando-se a linguagem Borland Object Pascal e o ambiente de desenvolvimento Delphi® 4.0, através de um trabalho conjunto realizado entre o Instituto de Pesquisas Hidráulicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul e a Faculdade de Engenharia Agrícola e o Núcleo de Informática Aplicada (NIA) do Instituto de Física e Matemática da Universidade Federal de Pelotas. O trabalho está sendo realizado sob a Coordenação Geral do Prof. Antonio Eduardo Lanna e Coordenação de Desenvolvimento do Prof. João Soares Viegas Filho, orientado do primeiro, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental do IPH-UFRGS. Os aplicativos que, até o presente momento, encontram-se desenvolvidos e incorporados à versão Beta 1.0 do SAGBAH 2000, são o CHUVAZ 2000, o MODHAC 2000, o PROPAGAR 2000 e CASCATA 2000. A utilização de Sistemas de Apoio à Decisão, tais como o SAGBAH 2000, constitui-se em um grande passo no conceito de desenvolvimento e gerenciamento de projetos ou na operação de sistemas de recursos hídricos assistidos por computador. A possibilidade dos dados e modelos serem acessados e trabalhados de uma forma mais integrada e - pelo uso de interfaces amigáveis - dos resultados serem mais facilmente analisados - através de ferramentas gráficas e analíticas - conduzem a uma melhor compreensão das informações resultantes e constituem-se em fatores de aumento de desempenho, tanto em termos de tempo como, também, em termos precisão. Entretanto, é fundamental que não se perca de vista que os Sistemas de Apoio à Decisão, e como tal o SAGBAH 2000, não substituem o Engenheiro na sua atividade precípua de projetar ou de gerir os sistemas sob a sua responsabilidade.
Figura 3.2.4. Estrutura do SAGBAH (Fonte: Viegas Filho, 1997)
Quadro 3.2.3 - Módulos integrantes do SAGBAH.
Fonte: Viegas Filho (1999)
Dessa forma, é importante, que a operação de quaisquer dos aplicativos que compõe o SAGBAH 2000 seja feita dentro de uma concepção prévia de projeto na qual o ENGENHEIRO estabeleça suas premissas iniciais e defina sua estratégia de trabalho com bastante clareza, reunindo e organizando os dados necessários e os modelos a serem utilizados segundo um adequado planejamento. Posteriormente, é fundamental que os resultados sejam bem analisados para a verificação de sua consistência relativamente às premissas adotadas, dados utilizados e objetivos perseguidos. Para realizar a análise de alternativas de suprimento dos usuários de água cadastrados na bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar (item 3.8.10) foram feitas simulações matemáticas do sistema hídrico da bacia, visando inferir sobre a capacidade de garantia que a disponibilidade hídrica da bacia é capaz de fornecer aos diversos usuários, utilizando o aplicativo PROPAGAR 2000. A simulação matemática foi obtida através da abordagem sistêmica (Lanna, 1997) da bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar, de maneira que o complexo sistema hídrico da bacia foi simplificado, e mantidas apenas as informações mais relevantes para a solução da questão de prioridade de atendimento. A Figura 3.2.5 apresenta a representação esquemática do sistema hídrico da bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar. A complexidade desta bacia, e de qualquer outra, é muito maior do que a que pode ser representada por simples figuras. Porém, a Figura 3.2.5 apresenta o sistema da bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar no que mas interessa à simulação hidrológica quantitativa. Para isto, ela foi dividida em suas cinco sub-bacias (SB I a SB V, na figura), e em trechos fluviais (setas indicando a direção do fluxo), limitadas por seções denominadas de pontos de controle ou característico (PC). Dessa forma, foi possível estudar cenários com diferentes prioridades de uso, estudar o nível de atendimento de cada usuário para cada cenário, identificar conflitos de uso de água, analisar alternativas de outorga, entre outras inúmeras possibilidades de aplicação da simulação hidrológica na gestão dos recursos hídricos. Surge então a necessidade de desenvolver o sistema de apoio à decisão, incorporando mais informações aos aplicativos (dados hidrológicos, de demanda, acrescentar pontos de controle, etc.), de maneira a se obter uma representação mais fiel da realidade do complexo sistema hídrico da bacia. Existe a necessidade também do treinamento da equipe técnica da SDM e do Comitê da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar sobre a utilização do sistema de apoio a decisão, para a sua perfeita utilização.
Figura 3.2.5 - Representação esquemática do sistema da bacia do rio Tubarão e Complexo Lagunar
Os custos com treinamento da equipe técnica e capacitação material da SDM estão previstos no plano de ações de implementação (capítulo 4), sendo necessário um investimento estimado em R$ 50.000,00 por ano com pessoal (hidrólogo e técnico de nível médio) e manutenção de equipamento (computadores e periféricos) para a operação do SAGBAH aplicado a bacia hidrográfica do rio Tubarão e Complexo Lagunar.
3.2.2.6 Ação 6: Desenvolvimento do portal (Internet) do Sistema de Informações de Recursos HídricosEssa ação visa a maior divulgação das informações sobre recursos hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio Tubarão e Complexo Lagunar, através da criação e desenvolvimento de um portal na Internet onde serão disponibilizadas informações hidroclimatológicas da região de forma ágil e dinâmica, permitindo o acesso universal das informações. No portal também terá outras informações úteis sobre a Bacia, como inventário de usuários de água com suas demandas atuais, boletins de previsão climáticas e hidrológicas, dados em tempo atual das estações telemétricas, bem como alerta de inundação quando houver previsão do extravasamento das calhas dos cursos d’água principais da região. O portal da internet, depois de implantado, necessitará de uma manutenção permanente, além de um aperfeiçoamento constante, com a inclusão de novas informações e melhoria na interface gráfica, além de implementação de sugestões dos próprios usuários.
Quadro 3.2.4 – Custos de implantação e manutenção do portal do sistema de informação de recursos hídricos na internet
3.2.3 Executores e Gestores Este plano de ações de apoio deverá ter sua implementação executada pela Secretaria de Estado de Desenvolvimento Urbano e Meio Ambiente (SDM) e pela Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A. (EPAGRI) através do Centro Integrado de Meteorologia e Recursos Hídricos de Santa Catarina (CLIMERH).
3.2.4 Resumo das estimativas de Custos O quadro 3.2.5 apresenta a estimativa dos custos da implantação das ações propostas, bem como o valor total do investimento necessário para Sistema de Informações de Recursos Hídricos. Quadro 3.2.5 – Custos para as ações e investimentos associados para o Sistema de Informações de Recursos Hídricos
* Custo num horizonte de 10 anos
3.2.5 Prioridade das ações propostas As ações do plano de apoio: Sistema de Informações de Recursos Hídricos foram classificadas em três níveis de prioridade, segundo sua importância e urgência.O quadro 3.2.6 mostra a ordem de prioridade das ações desse plano.
Quadro 3.2.6 – Prioridade das ações do Sistema de Informações de Recursos Hídricos
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