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

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1 REDE DE MONITORAMENTO HIDROMETEOROLÓGICO PARA A BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CAMBORIU SC FLORIANÓPOLIS SETEMBRO

2 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. LOCALIZAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E DESCRIÇÃO DO SISTEMA DE MONITORAMENTO DA BACIA DO RIO CAMBORIU 3.1 Caracterização física da bacia hidrográfica A partir da caracterização física da bacia hidrográfica torna-se possível definir estratégias para o controle de erosão, aproveitamento de recursos hídricos, preservação ambiental, bem como a camparação da Bacia com as demais regiões do estado. 2

3 De acordo com o Inventário de Terras da Bacia Hidrográfica do Rio Camboriú, realizado pela Epagri, com equipe multidisciplinar, coordenado pelo Ciram, a Bacia abrange uma extensão de 199,8 km 2. Está região é constituída por um complexo hidrológico com os seguintes contribuintes principais: Rio Gavião/Rio do Braço, Rio Canoas e Rio pequeno, dando origem a três sub-bacias. Estes afluentes se juntam proxímo à cidade de Camboriú dando origem ao Rio Camboriú, que por sua vez deságua no mar. As principais características físicas da Bacia são apresentadas na Tabela 1. Tabela 1 Características físicas da bacia hidrográfica do rio Camboriú PARÂMETRO ATRIBUTO Área de drenagem 199,8 km 2 Perímetro da bacia hidrográfica 94,9 km Coeficiente de compacidade 1,797 Comprimento axial da bacia hidrográfica 26,4 km Fator de forma 0,30 Ordem da bacia hidrográfica 5ª Comprimento do rio principal 33,8 km Comprimento de todos os cursos d água 643,9 km Densidade de drenagem 3,22 km/km² Extensão média do escoamento superficial 0,077 km Menor distância entre nascente e foz 25,7 km Índice de sinuosidade do curso d água 26,03% Declividade média 25,45% Altitude máxima 735 m Altitude média 163 m Altitude mínima 0 Tempo de concentração 10 horas Fonte: Inventário das terras da bacia hidrográfica do rio Camboriú (Epagri/Ciram, 1999). A partir da classificação de ordem e da densidade de drenagem foi possível concluir que o sistema de drenagem da bacia hidrográfica é bastante desenvolvido. O índice de sinuosidade dos cursos d água principais os classificam como retos, o que sinaliza para uma homogenidade do embasamento rochoso e baixo grau de resistência das rochas. Os valores de fator de forma baixo e o índice de compacidade distante da unidade indicam áreas com risco reduzido à enchentes persistentes, entretanto, os valores de declividade média e o tempo de concentração sinalizam para uma reduzida capacidade de escoamento superficial que associada à chuvas de grande intensidade e à proximidade do mar, podem comprometer o escoamento dos rios e favorecer a ocorência de enchentes. Dependendo da intensidade e da duração das chuvas podem ocorrer maior concentração nos leitos fluviais e cheias nas áreas de relevo plano a suave ondulado. 3

4 A curva hipsométrica da bacia do rio Camboriu (Epagri/Ciram, 1999) indica que cerca de 20% da área da Bacia apresenta declividade média de 3% e abrange as localidades com altitude inferior a 20 metros. Essas áreas apresentam aptidão para o uso agrícola devido à facilidade de mecanização, entretanto, são áreas com grande concentração de cursos d água e devido a baixa capacidade de escoamento superficial, podem apresentar deficiência de drenagem e acúmulo de água. Entre as cotas de 20 e 40 metros encontram-se cerca de 14% da área da Bacia. A declividade média dessas áreas é de 10%, são áreas com potencial de utilização agrícola, etntretanto, necessitam de medidas de controle e prevenção de erosão. O restante das áreas da Bacia, cerca de 66%, apresentam valores médios de declividade entre 30 e 40%. Esta condição indica forte suscebilidade ao escorrimento superficial, requerendo medidas intensas de controle de erosão, de maneira a intensificar a infiltração de água no solo, a fim de evitar um excesso de escoamento superficial e acúmulo de água nas áreas de menor declividade e menor capacidade de drenagem. Todas as características físicas da Bacia, descritas anteriormente, demonstram uma alta susceptibilidade à problemas de drenagem. O relevo fortemente ondulado nas áreas de encostas (montante) e as áreas planas (jusante) favorecem o acúmulo de água e a ocorrência de enchentes. Diante disso, o acompanhamento das condições climáticas e hidrológicas podem favorecer a adoção de medidas mitigatórias, bem como o planejamento de obras de recuperação/prevenção. 3.2 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). Todos os locais escolhidos possibilitam a transmissão de dados via rádio, aproveitando a estrutura de antenas existentes na bacia hidrográfica. 4

5 Figura 1 Croqui de localização das estações de monitoramento de chuva e nível de rio, previstas para a bacia hidrográfica do rio Camboriú. As coordenadas das estações e o tipo de sensores previstos são mostrados na tabela 2. 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. 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. Atualmente estão cadastradas 770 estações agrometeorolócias, considerando as estações em operação e as já encerradas. Nestas 770 estações já foram registrados mais de 125 milhões de dados e diariamente chegam mais de 45 mil dados. As estações meteorológicas podem transmitir dados das seguintes variáveis de hora em hora: 5

6 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 de obstáculos, tipo de vegetação, etc), a fim de manter o padrão e a confiabilidade dos dados armazenados. 6

7 Tabela 1 Tipo, localização, e descrição das estações de monitoramento de chuva e nível de rio, previstas para a bacia hidrográfica do rio Camboriú Estação Tipo Longitude Localização Latitude Tipo de sensores Resolução / Range 1 Chuva 48 45'35,2" 27 07'08,4" Pluviômetro 0,2 mm 2 Chuva/Nível 48 44'15,3" 27 04'24,2" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 3 Chuva/Nível 48 41'34,7" 27 04'57,0" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 4 Chuva/Nível 48 38'29,2" 27 01'57,2" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 5 Chuva/Nível 48 36'11,8" 27 00'20,2" Pluviômetro e sensor de nível < 10,0 m 6 Climatológica 48 39'45,7" 27 01'15,6" Pluviômetro, termômetros, sensor de umidade relativa do ar, molhamento foliar, velocidade e direção do vento e sensor de nível. 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. 7

8 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 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. 8

9 Figura 3 Modelo de estação meteorológica adotado pelo setor de agrometeorologia da Epagri/Ciram. 4. 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. 9

10 Durante esse período serão elaborados boletins meteorológicos, os quais serão disponibilizados via , SMS e atualizações através da web Page da Epagri/Ciram ( 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. 5. 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. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Epagri. Centro de Informações de Recursos Ambientais e Hidrometeorologia de Santa Catarina. Inventário das terras da bacia hidrográfica do rio Camboriú. Relatório Técnico. 103p

11 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 climatológica. Estação Repetidora VHF Digital Estação Supervisório Central 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*** ,00* ,00 Empresa terceirizada ,00* ,00 Empresa terceirizada ,00* ,00 Empresa terceirizada ,00* ,00* ,00 Empresa terceirizada 04/ano 4.000,00* 4.000,00/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****. * Os custos referentes aos serviços realizados por empresas terceirizadas são somente uma previsão orçamentária, necessitando de atualização no momento da contratação. ** 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. *** A consulta de dados será feita mediante a utilização de senha exclusiva, sem limite de consultas e downloads. **** O serviço de envio de SMS será realizado diariamente e intensificado sempre que houver a previsão ou ocorrência de eventos atmosféricos extremos. 11

12 ANEXO 12