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Aplicativos Computacionais para Suporte à Gestão dos Recursos Hídricos

Dentre os diversos aplicativos e rotinas computacionais desenvolvidos pela RHA Engenharia e Consultoria no âmbito dos seus projetos, merecem destaque:
 
 
DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE PARA A PREVISÃO DE ENCHENTES NA BAIXADA FLUMINENSE:
 
Estudo contratado pela INFOPER Informática e Comunicação Ltda., para o desenvolvimento de um Sistema de Alerta contra Enchentes na Baixada Fluminense. O sistema está baseado na aplicação do modelo de transformação chuva-vazão do tipo hidrológico, composto por um algoritmo chuva-vazão calibrado com base nas estações hidrometeorológicas em operação nas bacias e complementado por equações de translação de volumes para as seções de interesse.  O modelo foi ajustado às bacias consideradas segundo as diferentes características geomorfológicas e fisiográficas. A partir da previsão de chuvas fornecida pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE o modelo estima níveis de inundação por ocasião de ocorrência de eventos extremos. Este estudo está inserido no contrato SERLA – INFOPER, que explicita a necessidade de implantação de um sistema de previsão hidrológica a ser anexado ao projeto maior Alerta Baixada.  A RHA executou todas as atividades do projeto, as quais podem ser resumidas em:
 
  Sistematização dos dados básicos: Localização das estações (coordenadas x, y, z); Planialtimetria das bacias hidrográficas em escala apropriada; Topobatimetria (RN cota absoluta) dos cursos d’água de interesse; Dados hidrológicos, geológicos e fisográficos;
 Desenvolvimento do modelo: Avaliação dos algoritmos disponíveis (chuva x vazão, infiltração, evaporação, propagação do escoamento); Adequação dos algoritmos ao projeto considerando o horizonte de previsão; Programação.
 Modelagem da bacia piloto (Bacia do rio Pavuna): Geração dos arquivos da bacia piloto; Calibração do modelo; Testes de previsão; Ajustes no programa; Recalibração do modelo para a bacia piloto; Implantação do modelo no Sistema Alerta Baixada.
 Complementação do sistema de previsão: Implementação das solicitações da INFOPER; Ajustes finais do modelo; Calibração do modelo para as demais bacias do projeto (São João de Meriti, Iguaçu, Sarapuí e Saracuruna); Implantação do modelo completo no Sistema Alerta Baixada.
 
 
APLICATIVO GEORREFERENCIADO DOS USOS DA AGUA - AGUA:
 
O Estudo de “Estimativa de Demandas e Usos Consuntivos da Água para o País”, executado pela empresa RHA Engenharia e Consultoria para Agência Nacional de Aguas - ANA contemplou a definição de métodos, a construção de base de dados e a produção, atualização, armazenamento e disponibilização de resultados das estimativas de demandas e usos consuntivos da água, ao longo do tempo, para todos os municípios do território nacional, tendo como produtos séries de vazões dos diversos usos consuntivos de 1931 a 2014. Também foram estudados diferentes cenários de crescimento para as atividades econômicas relacionadas com os usos consuntivos da água, até o horizonte definido no projeto (2030). Os produtos gerados neste estudo devem contribuir com as ações de planejamento de recursos hídricos em âmbito nacional, bem como no processo de outorga, pelo órgão gestor, para o uso da água. No que tange a planejamento buscou-se, além das estimativas das demandas setoriais, apresentar uma proposta de ações futuras a ser empreendida pela ANA, em articulação com demais entidades, para divulgação, melhoria e atualização periódica das estimativas de demandas hídricas. As categorias de usos da água consideradas no Estudo são o consumo humano (urbano e rural), o consumo animal, o consumo industrial, com destaque à mineração e às usinas termoelétricas, o consumo para irrigação e as perdas de água em reservatórios artificiais, função da evaporação líquida sobre a área alagada. No desenvolvimento do projeto foram analisados os métodos e as bases de dados utilizadas em estudos anteriores, incorporando os procedimentos considerados relevantes e propondo novos avanços consequentes do uso da base georreferenciada de dados, com a qual pode-se alocar com maior precisão as regiões de consumo dos recursos hídricos com a representação de bacias em “ottobacias”. Novas fontes e tipos de dados também foram pesquisadas e adotados, quando julgado pertinentes, sempre na busca constante de aprimoramento do resultado final, que retrata as ações antrópicas intervenientes na disponibilidade hídrica no país.
Como ponto inovador considerou-se também como uso consuntivo da água, derivado de diferentes categorias de consumo, a evaporação líquida de reservatórios artificiais. Reservatórios podem ser construídos para atender as demandas de consumo humano e animal, processos industriais de diversas atividades produtivas e atender demandas agrícolas, entre outras finalidades e os mesmos são responsáveis por significativa parcela da água retirada dos corpos hídricos e consumida em todas as categorias de demandas.
 
Complementarmente, em função de melhorias e aperfeiçoamentos desenvolvidos nos métodos de cálculo das demandas previu-se a necessidade de uma gama maior de informações, tais como a infinidade de espelhos de água artificiais existentes no Brasil com área superior a 20 há (considerados 6.947 espelhos totalizando 40.246 km² de superfície de evaporação), séries de dados consistidas de 524 estações meteorológicas do INMET (convencionais e automáticas), séries históricas consistidas de 10.083 estações pluviométricas do Banco HIDRO, e diversos dados e informações censitários que traduzem a característica dinâmica dos hábitos e costumes relacionados ao uso da água. A base de informações do projeto foi organizada em um Banco de Dados que contabilizou cerca de 700 milhões de registros. Em uma parceria entre contratante e contratado, conseguiram-se avanços metodológicos significativos, sob uma base de dados georreferenciada, consolidados em uma ferramenta computacional denominada AGUA – Aplicativo Georreferenciado dos Usos da Água.
 
O AGUA foi construído sobre uma plataforma de banco de dados referenciais e programado para uso amigável, tendo como objetivo o cálculo das demandas hídricas setoriais, consumos e retornos, por finalidade e tipologia de uso consuntivo na escala municipal e, adicionalmente, contemplando seções pré-selecionadas de curso de água qualquer. O banco de dados e o aplicativo AGUA foram desenvolvidos, com base em um Sistema Gerenciador de Banco de Dados de arquitetura aberta, em uma linguagem de programação igualmente livre, possibilitando o acesso aos códigos fonte, permitindo a manutenção e a evolução do projeto de forma independente.
 
O aplicativo foi desenvolvido na linguagem de programação Python. Adicionalmente ao núcleo da linguagem Python foram utilizadas extensões encapsuladas como o PyQt/PySide para a construção da interface de usuário; Psycopg2 para acesso ao banco PostgreSQL/ PostGIS; ArcPy para integração a partir do software ESRI ArcGIS, entre outras.
 
O sistema foi desenvolvido prevendo a edição de dados de entrada, permitindo atualizações futuras, com eventual participação dos Estados e Municípios, revisão da base de informações, atualmente disponível, e geração de relatórios de saída, magnéticos ou impressos, atendendo as solicitações do contratante.
 
 
PROGRAMA DE REGIONALIZAÇÃO DE VAZÕES EM PEQUENAS BACIAS HIDROGRÁFICAS NO ESTADO DO PARANÁ:
 
A RHA Engenharia e Consultoria realizou a a elaboração de rotinas computacionais para cálculos hidrológicos necessários à atualização do Programa de Regionalização de Vazões em Pequenas Bacias HIdrográficas no Estado do Paraná objeto do contrato entre o Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento (LACTEC) e a Companhia de Saneamento do Paraná.
 
 
CONVERSÃO DE ARQUIVOS DO FORMATO BINÁRIO PARA O FORMATO ASCII:
 
Serviço contratado pelo Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento – LACTEC, onde coube à RHA o desenvolvimento de procedimentos computacionais para a conversão de arquivos do formato binário do computador IBM COPEL, para o formato ASCII especificado pelo contratante. Foram trabalhados arquivos de cota e precipitação (1 leitura), precipitação (2 leituras), cota e vazão (2 leituras), vazão (2 leituras), resumo de medições de vazão, medições detalhadas de vazão, dados meteorológicos e curvas de descarga.
 
 
COMERCIALIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA:
 
Serviço contratado pelo Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento – LACTEC para o desenvolvimento de programas computacionais, no ambiente de MATLAB, relativos às regras de comercialização de energia elétrica da Câmara de Comercialização de Energia Elétrica – CCEE.
 
 
OUTROS
 
Aplicativos diversos desenvolvidos pela RHA Engenharia e Consultoria para Consistência de Dados Hidrometeorológicos, Análises Estatísticas, Preenchimento e Extensão de Séries (Excel VBA - Visual Basic for Applications).




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