REDE DE MONITORAMENTO HIDROMETEOROLÓGICO PARA A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TUBARÃO SC

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1 REDE DE MONITORAMENTO HIDROMETEOROLÓGICO PARA A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO TUBARÃO SC FLORIANÓPOLIS OUTUBRO

2 O presente documento é o resultado da viagem solicitada pelo chefe do Ciram Edson Silva e compreende um estudo preliminar de proposta de uma rede de monitoramento para a Bacia do Rio Tubarão - SC. No dia 19 de Setembro de 2011 os técnicos Everton Blainski e Argeu Vanz foram recebidos pelo chefe da Defesa Civil de Tubarão José Luiz Tancredo que designou um funcionário da instituição (motorista) para acompanhar os técnicos na visita dos locais sugeridos para a futura instalação dos equipamentos e sensores. Esse documento traz as primeiras informações sobre a bacia e identificação dos locais com potencial para a instalação dos equipamentos e sensores. Não se trata de um documento final e os autores sugerem a realização de mais estudos e discussões com outras instituições locais para eliminar dúvidas e escolhas das melhores alternativas para otimizar a rede, bem como a aquisição dos equipamentos. Ademais, a escolha dos locais deveria ser feita com base na opinião de técnicos da área de estudo em associação com outros representantes da bacia hidrográfica, o que não aconteceu nesse encontro. Att, Everton Blainski Argeu Vanz 2

3 1. INTRODUÇÃO O sistema de monitoramento hidrometeorológico é um dos principais instrumentos de gerenciamento de dados, composto por ações de coleta, tratamento, armazenamento, recuperação e disponibilização de informações históricas acerca das condições atmosféricas e vazão de rios. O monitoramento hidrometeorológico é realizado por uma rede de estações hidrométricas, divididas em estações pluviométricas e estações fluviométricas, além de estações meteorológicas. Esse sistema constitui uma das etapas fundamentais para a elaboração de planos de recursos hídricos, enquadramento dos corpos d água, outorga dos direitos de uso da água, cobrança pelos usos, dentre outros instrumentos de gerenciamento de informações. As principais variáveis monitoradas pelas estações hidrométricas são: nível milimétrico d água em determinado local de um rio; duração, quantidade e intensidade de chuva; temperaturas do ar (instantânea, máxima e mínima), umidade relativa do ar, direção e velocidade dos ventos, radiação solar global e pressão atmosférica. Outras variáveis podem ser adicionadas, de acordo com a necessidade e especificidade de cada local. 2. OBJETIVO O objetivo da criação de uma rede de monitoramento hidrometeorológico é coletar informações, em tempo real, a cerca das condições atmosféricas e da situação dos níveis dos rios para integrar um banco de dados acessível às entidades e tomadores de decisão. Ademais, o armazenamento dessas informações possibilita o acompanhamento do tempo e do clima ao longo dos anos, constituindo séries históricas fundamentais para realização de estudos e/ou projetos como construção de barragens, obras hidráulicas, etc. 3. SISTEMA DE MONITORAMENTO HIDROLÓGICO Para a definição dos pontos de monitoramento hidrométrico foi realizada uma análise detalhada de mapas de relevo, hidrografia e imagens de satélite. Posteriormente, foi realizada uma visita em que foram definidos e georreferenciados 6 pontos para a instalação das estações hidrométricas (Figura 1). 3

4 Figura 1 Localização dos pontos selecionados para a instalação das estações hidrometeorológicas. Fonte: Google. As coordenadas das estações e o tipo de sensores previstos são mostrados na tabela 1. As informações coletadas poderão ser transmitidas diretamente para o banco de dados hidrometeorológico (BDH) da Epagri/Ciram, onde passarão por um controle de qualidade e, posteriormente, serão disponibilizados para a consulta via internet. Tabela 1 Tipo, localização, e descrição das estações de monitoramento de chuva e nível de rio, previstas para a bacia hidrográfica do rio Tubarão Estação Tipo Longitude Localização Latitude Tipo de sensores Resolução / Range 1 Marégrafo 48 51'11,2" 28 32'05,3" Pluviômetro, sensor de nível (radar) 0,2 mm 2 Chuva/Nível 49 02'23,3" 28 28'53,0" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 3 Chuva/Nível 49 17'57,4" 28 21'13,4" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 4 Chuva/Nível 49 10'25,3" 28 16'40,6" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 5 Chuva/Nível 49 00'54,0" 28 15'34,3" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 6 Chuva/Nível 48 44'28, '41,5" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m O BDH da Epagri/Ciram tem por objetivo armazenar informações cadastrais das estações agrometeorológicas e seus respectivos dados registrados através de seus diversos instrumentos ao longo do tempo. 4

5 Atualmente estão cadastradas 770 estações agrometeorolócias, considerando as estações em operação e as já encerradas. Nessas 770 estações já foram registrados mais de 125 milhões de dados e diariamente chegam mais de 45 mil dados. em hora: As estações meteorológicas podem transmitir dados das seguintes variáveis de hora Velocidade média do vento na última hora (m/s); Direção média do vento da última hora (graus); Desvio padrão da direção do vento na última hora; Velocidade máxima do vento na última hora (m/s); Horário da velocidade máxima do vento na última hora (hh:mm); Direção da velocidade máxima do vento na última hora (graus); Velocidade mínima do vento na última hora (m/s); Horário da velocidade mínima do vento na última hora (hh:mm); Direção da velocidade mínima do vento na última hora (graus); Velocidade média do vento nos últimos 10 minutos antes da hora e zero minutos (m/s); Direção média do vento nos últimos 10 minutos antes da hora e zero minutos (graus); Desvio padrão da direção do vento nos últimos 10 minutos; Média da temperatura do ar na última hora ( C); Temperatura do ar máxima na última hora ( C); Horário em que foi registrada a temperatura máxima na última hora (hh:mm); Temperatura do ar mínima da última hora ( C); Horário em que foi registrada a temperatura mínima na última hora (hh:mm); Temperatura instantânea na hora e zero minutos ( C); Média umidade relativa da última hora (%); Umidade relativa máxima da última hora (%); Umidade Relativa mínima da última hora (%); Umidade relativa instantânea na hora e zero minutos (%); Pressão média da última hora (hpa); Pressão máxima da última hora (hpa); Pressão mínima da última hora (hpa); Pressão instantânea na hora e zero minutos (hpa); Radiação total acumulado na última hora (W/m2); Radiação máxima da última hora (W/m2); Radiação mínima da última hora (W/m2); Percentual de tempo molhado na última hora (%); Precipitação total acumulada na última hora (mm); Precipitação total acumulada entre 1 e 10 minutos da última hora (mm); Precipitação total acumulada entre 10:01 e 20 minutos da última hora (mm); Precipitação total acumulada entre 20:01 e 30 minutos da última hora (mm); Precipitação total acumulada entre 30:01 e 40 minutos da última hora (mm); Precipitação total acumulada entre 40:01 e 50 minutos da última hora (mm); Precipitação total acumulado entre os minutos 50:01 e 60 da última hora (mm); Todos esses dados são transmitidos para um determinado endereço de internet através de um TC65. Uma vez os dados disponíveis neste endereço, o sistema faz a validação, inserção e divulgação desses dados de forma automática. Em função do grande volume de informações armazenadas, para integrar o BDH da Epagri/Ciram as estações higrométricas devem ser instaladas em concordância com as exigências da Organização Mundial de Meteorologia - OMM (altura dos sensores, distância 5

6 de obstáculos, tipo de vegetação, etc), a fim de manter o padrão e a confiabilidade dos dados armazenados. As estações de monitoramento de chuva e as estações de monitoramento chuva e nível de rios devem estar dispostas em área livres de obstáculos verticais e protegidas por cercados com perímetro de 9 metros (Figura 2), dimensões de 2,0 X 2,5 m (5 m 2 ) e altura de 1,4 m (acima do nível do solo). A base dos moirões dos cercados deve ser enterrada a uma profundidade de 0,6 m, garantindo a estabilidade da estrutura. O portão deve estar localizado na face leste do cercado e abrir para fora. A face leste que receberá o portão será a de 2,5 metros, sendo que o portão deve ser localizado na intersecção entre as faces leste e sul do cercado (Figura 2). A estrutura do cercado deve conter três ripas (uma superior, uma ao centro e uma inferior) de madeira 50 x 25 milímetros. Essas ripas serão utilizadas para a fixação correta da cerca. A estrutura metálica do suporte deve estar a um metro da cerca a norte e no centro da orientação leste/oeste. Os sensores de nível de rio determinam o nível de água através da medida da pressão da água sobre o sensor submerso. Dessa forma, o sensor deve ser acoplado ao datalogger da estação hidrométrica e conduzido até a margem do curso d água onde ficará instalado a uma profundidade suficiente para que este permaneça constantemente submerso, mesmo em condições de baixo volume de água. O cabo que liga o sensor ao datalogger deve ficar enterrado a uma profundidade mínima de 0,5 m e protegido por uma tubulação com diâmetro de 75 mm, ou que possibilite a remoção dos sensores para manutenção ou reinstalação. A cada 20 metros de distância horizontal deve ser instalada uma caixa de passagem de concreto ou PVC para facilitar a inspeção e/ou manutenção dos sensores. Figura 2 Detalhe do posicionamento e das dimensões do cercado de proteção das estações. A estação climatológica será composta pelos seguintes sensores: Sensor de temperatura e umidade relativa do ar, instalados a uma altura de 1,5 6

7 metros (a partir da superfície do solo); Sensor de direção e velocidade do vento, instalado em torre treliçada a uma altura de 10 metros da superfície do solo; Sensor de radiação solar global, instalado a uma altura de 1,5 metros da superfície do solo; Sensor de pressão atmosférica, instalado a uma altura de 1,5 metros da superfície do solo; Sensor de pluviosidade, instalado a uma altura de 1,5 metros da superfície do solo. A disposição desses sensores segue o modelo adotado pela Epagri/Ciram, conforme figura 3. A planta baixa da estação climatológica é apresentada no anexo 1. 7

8 Figura 3 Modelo de estação meteorológica adotado pelo setor de agrometeorologia da Epagri/Ciram. 4. DESCRIÇÃO BÁSICA DOS LOCAIS ONDE DEVE SER INSTALADO O MARÉGRAFO E OS SENSORES DE CHUVA E NÍVEL Marégrafo A escolha do ponto onde será instalado o marégrafo foi baseada em critérios técnicos e busca atender as necessidades dos órgãos responsáveis pela prevenção de cheias na bacia do Rio Tubarão. O local escolhido fica o mais próximo possível da desembocadura do Rio Tubarão (Figura 4) que pode ser acessado por veículos, inclusive de pequeno porte. O solo é firme com predominância de areia na sua composição (figura 4). Figura 4 Vista parcial do ponto escolhido para instalação de Marégrafo - jusante do Rio Tubarão e detalhe de acesso e composição do solo. A montante do Rio Tubarão, a margem escolhida para a instalação possui uma cobertura arbórea pronunciada, o que sugere um solo mais estável (figura 5). O Rio Tubarão deságua na Lagoa do Imaruí (figura 5). Assim o Marégrafo não registrará valores de Maré e sim um somatório das influencias das águas de Rio Tubarão, da Lagoa do Imaruí e do Mar. Os valores de maré para a área são os mesmo do porto de Imbituba devido a proximidades dos locais. 8

9 Figura 5 Vista parcial do ponto escolhido para a instalação do Marégrafo montante e jusante do Rio Tubarão. A figura 6 mostra um esboço da estrutura que precisa para a instalação do radar. Há necessidade de fincar um poste de concreto semelhante àqueles utilizado para rede de distribuição de eletricidade. Esse deve estar a uma distância segura da margem do Rio (aproximadamente de 1,5 a 2,0m). Nele, fixa-se um cano de inox onde na sua extremidade oposta será instalado o radar que fará a leitura do nível do rio. O comprimento desse cano depende da altura do poste e da distancia da margem que o poste foi colocado conforme esboços apresentados (figuras 6 e 7). Pode-se fazer um pequeno desvio no Rio (poço) e assim fincar o poste em local mais firme e ainda diminuir o tamanho do cano de inox (figura 7). Cabe salientar que as medidas apresentadas no esboço podem variar dependendo da marca e modelo do equipamento que será adquirido. Recomenda-se antes da construção da estrutura definir o equipamento e adequar a mesma ao modelo escolhido. Desse modo um contato com os representantes desses equipamentos são imprescindíveis na orientação para a escolha do modelo, custos, assistência técnica, instalação. Para acomodar os sensores que armazenam e transmitem os dados é necessário fixar uma caixa de proteção para os equipamentos (IP-30) com as dimensões aproximadas: 50 X 40 X 20 cm comprimento, largura e altura respectivamente. Há necessidade de instalar uma placa solar para fornecimento de energia ao sistema conforme pode ser visto no esboço. Há necessidade de ter um ponto georreferenciado aos marcos do IBGE para correção da leitura do nível do rio em relação ao Nível do Mar. 9

10 Figura 6 Estrutura para instalação do radar (marégrafo). 10

11 Figura 7 Instalação do radar (marégrafo) - detalhe do poço. 11

12 4.2 - Estação da Cidade de Tubarão O local sugerido para a instalação de sensores de chuva e nível coincide com o ponto de captação de água da cidade. O ponto apresenta vários obstáculos próximos o que segundo recomendações dos órgãos competentes (Organização Mundial da Meteorologia - OMM) limita os números de sensores que a estação pode abrigar (figura 8). Figura 8 - Vista parcial do ponto da cidade de Tubarão 4.3 Estação da Cidade de Orleans O local fica na periferia da cidade em um ponto calmo do rio. A margem apresenta vegetação rasteira composta principalmente de pastagem (figura 9). O acesso é fácil em ambas às margens do rio. 12

13 Figura 9 Vista parcial do ponto da Cidade de Orleans. Fotos: direita: montante, esquerda: jusante. 4.4 Estação de Braço do Norte O local escolhido para instalar os sensores de nível e chuva na cidade de Braço do Norte foi a ponte sobre o rio Braço do Norte. Na localidade escolhida o rio apresenta correnteza calma e abrange uma significativa contribuição de outro curso de água ao rio principal (figura 10 esquerda). Figura 10 Vista parcial do ponto da Cidade de Braço do Norte. (Observar o curso de água a esquerda da foto esquerda - montante). Foto lado direito - jusante 4.5 Estação de Armazém No município de Armazém o ponto escolhido foi a ponte devido às características como rio calmo e fácil acesso. Além disso, a montante foi observado que há confluência de dois cursos da água com volumes similares o que representa para o ponto escolhido, a soma de duas sub-bacias (figura 11). 13

14 Figura 11 Vista parcial do ponto escolhido da cidade de Armazém (Na foto da esquerda pode-se observar os dois cursos d água: montante). Foto direita: jusante 4.6 Estação do Imaruí O local escolhido foi a ponte do Rio Dunas e o objetivo desse ponto e conhecer a contribuição da Bacia desse rio para a Lagoa do Imaruí que ajuda a represar a água do Rio Tubarão (figura 12). Figura 12 Vista parcial do ponto de Imaruí. Foto esquerda: jusante e direita: montante 5. PREVISÃO DO TEMPO E REPASSE DE INFORMAÇÕES O acompanhamento, monitoramento e elaboração da previsão de tempo serão realizados através do setor de meteorologia da Epagri/Ciram. Esse serviço poderá ser realizado de segunda a sexta-feira, das 6 horas às 19 horas e nos finais de semana e feriados das 7 horas às 13 horas. As informações meteorológicas serão produzidas e enviadas 365 dias do ano. 14

15 Durante esse período serão elaborados boletins meteorológicos, os quais serão disponibilizados via , SMS e atualizações através da web Page da Epagri/Ciram (http://ciram.epagri.sc.gov.br). As informações meteorológicas contêm: Previsão meteorológica de curto prazo de 3 a 6 horas; Previsão de tempo de 24 horas às 12 horas; Previsão de tempo para 15 dias; Previsão climatologia para três meses; Avisos meteorológicos via ; Envio dos avisos meteorológicos através do SMS. Serviço fundamental para a previsão de curto prazo com ocorrência de fenômenos extremos e envio de dados emergenciais; Disponibilização de um profissional via contato telefônico ou , para esclarecimentos nos dias e horários citados anteriormente. Os dados históricos serão armazenados no BDH da Epagri/Ciram e poderão ser disponibilizados e/ou consultados através de endereço específico na Web Page. 6. RECEPÇÃO, ARMAZENAMENTO E DISPONIBILIZAÇÃO DE DADOS As informações meteorológicas registradas pelas estações serão enviadas ao BDH da Epagri/Ciram através de protocolo http. O envio dessas informações será de responsabilidade da empresa responsável pela transmissão. A partir do envio dos dados, será feito o armazenamento, processamento e qualificação dessas informações. Ao término desses procedimentos os dados qualificados serão disponibilizados via Web Page. 15

16 7. ORÇAMENTO O orçamento apresentado refere-se exclusivamente ao custos fixos, custos variáveis como aquisição/substituição de sensores e/ou equipamentos não fazem parte desse item. Serviço Quantidade Custo Unitário Custo Total Responsabilidade Aquisição, montagem e instalação das estações de monitoramento de chuva e nível. Aquisição, montagem e instalação da estação de monitoramente de chuva. Aquisição, montagem e instalação da estação maregráfica. Aquisição, montagem e instalação da estação climatológica. Vistoria, manutenção preventiva e edição de relatório de campo das estações automáticas (trimestrais). Serviço de previsão do tempo, emissão de boletins meteorológicos e disponibilização de informações. Recepção, armazenamento, qualificação de dados e divulgação via Web Page exclusiva. 04 Empresa terceirizada 01 Empresa terceirizada 01 Empresa terceirizada 01 Empresa terceirizada 04/ano Empresa terceirizada Diário* 1.000,00/mês ,00/ano Epagri/Ciram 6 estações 105,00/mês 1.260,00/ano Epagri/Ciram Envio de avisos meteorológicos via SMS acerca da ocorrência de fenômenos 50/dia 225,00/mês 2.700,00/ano Epagri/Ciram atmosféricos intensos. * O serviço de previsão do tempo será realizado de segunda a sexta-feira das 6:00 as 19:00, sábados, domingos e feriados das 7:00 as 13:00. ** O serviço de envio de SMS será realizado diariamente e intensificado sempre que houver a previsão ou ocorrência de eventos atmosféricos extremos. *** A consulta de dados será feita mediante a utilização de senha exclusiva, sem limite de consultas e downloads. 16

17 ANEXO 17

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