ciram, 2011

REDE DE MONITORAMENTO HIDROMETEOROLÓGICO PARA A
BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO CAMBORIU – SC
FLORIANÓPOLIS
SETEMBRO – 2011
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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.
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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 km2. 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
Área de drenagem
Perímetro da bacia hidrográfica
Coeficiente de compacidade
Comprimento axial da bacia hidrográfica
Fator de forma
Ordem da bacia hidrográfica
Comprimento do rio principal
Comprimento de todos os cursos d’água
Densidade de drenagem
Extensão média do escoamento superficial
Menor distância entre nascente e foz
Índice de sinuosidade do curso d’água
Declividade média
Altitude máxima
Altitude média
Altitude mínima
Tempo de concentração
ATRIBUTO
199,8 km2
94,9 km
1,797
26,4 km
0,30
5ª
33,8 km
643,9 km
3,22 km/km²
0,077 km
25,7 km
26,03%
25,45%
735 m
163 m
0
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.
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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.
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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:
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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.
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Tabela 1 – Tipo, localização, e descrição das estações de monitoramento de chuva e nível
de rio, previstas para a bacia hidrográfica do rio Camboriú
Localização
Resolução
Tipo
Tipo de sensores
Estação
/ Range
Longitude
Latitude
1
Chuva
48°45'35,2"
27°07'08,4"
Pluviômetro
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
27°01'15,6"
Pluviômetro,
termômetros,
sensor de umidade relativa do
ar,
molhamento
foliar,
velocidade e direção do vento
e sensor de nível.
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Climatológica
48°39'45,7"
0,2 mm
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 m2) 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.
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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.
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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.
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Durante esse período serão elaborados boletins meteorológicos, os quais serão
disponibilizados via e-mail, 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 e-mail;
−
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 email, 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. 1999.
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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.
04
38.250,00*
153.000,00
Empresa terceirizada
Aquisição, montagem e instalação
estação de monitoramente de chuva.
da
01
35.032,00*
35.032,00
Empresa terceirizada
Aquisição, montagem
estação climatológica.
da
01
45.000,00*
45.000,00
Empresa terceirizada
01
33.032,00*
84.431,00*
117.463,00
Empresa terceirizada
Vistoria, manutenção preventiva e edição de
relatório
de
campo
das
estações
automáticas (trimestrais).
04/ano
4.000,00*
4.000,00/ano
Empresa terceirizada
Serviço de previsão do tempo, emissão de
boletins meteorológicos e disponibilização
de informações.
Diário**
1.000,00/mês
12.000,00/ano
Epagri/Ciram
Recepção, armazenamento, qualificação de
dados e divulgação via Web Page
exclusiva***.
6 estações
105,00/mês
1.260,00/ano
Epagri/Ciram
Envio de avisos meteorológicos via SMS
acerca da ocorrência de fenômenos
atmosféricos intensos****.
50/dia
225,00/mês
2.700,00/ano
Epagri/Ciram
e
instalação
Estação Repetidora VHF Digital
Estação Supervisório Central
* 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.
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ANEXO
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