WARM-GIS Tools

(Water Resources Management GIS Integrated Tools)

Introdução

O pacote de ferramentas WARM-GIS Tools consiste num conjunto de operações que visam facilitar a gestão de bacias hidrográficas em um ambiente de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Possibilita, a partir de uma base hidrográfica pré-definida, a inserção de dados de disponibilidade hídrica e de usos de água (retiradas, lançamentos de efluentes e reservatórios), permitindo a simulação quali-quantitativa e verificando os impactos dos usos sobre a disponibilidade e a qualidade da água. Corresponde também a uma uma atualização do sistema SAD-IPH.

O modelo é operado em regime permanente, ou seja, sem variação no tempo, permitindo um retrato da bacia hidrográfica em um determinado momento. Este momento, geralmente é definido como um cenário de pouca disponibilidade hídrica, podendo ser caracterizado estatisticamente como a vazão com 90% ou 95% de permanência (quantidade de água que é igualada ou superada em 90% ou 95% do tempo), extraída a partir de séries observadas ou calculadas de vazões. Assim, é possível ter uma base dos impactos das retiradas de água em momentos de escassez, ou ainda do impacto dos lançamentos de efluentes em períodos de reduzida disponibilidade de água para diluição.

O esquema de obtenção da base hidrográfica que representa o sistema de rios a serem avaliados é representado na figura abaixo. Em (a), temos representado um Modelo Digital de Elevação – MDE (arquivo do tipo raster onde cada célula apresenta a cota do terreno para uma certa resolução espacial), em (b) temos o resultado do processamento deste arquivo com a obtenção de unidades irregulares de sub-bacias e trechos de drenagem, e por fim em (c) é apresentada uma aplicação do WARM-GIS Tools com a inserção de retiradas de água e a verificação do impacto sobre a disponibilidade hídrica. MDEs do SRTM com resolução espacial 90 m para o mundo inteiro são disponibilizados pelo CGIAR (Consultative Group on International Agricultural Research) neste link.

Esquema de obtenção da base hidrográfica utilizada no modelo WARM-GIS Tools.

O pacote de ferramentas WARM-GIS é divido em dois módulos distintos, a saber:

Módulo de Simulação de Balanço Hídrico: realiza o balanço hídrico entre disponibilidades e demandas, permitindo a simulação de até 12 cenários simultaneamente;
Módulo de Simulação Integrada de Qualidade da Água e Balanço Hídrico: realiza a simulação da qualidade da água, considerando os lançamentos de efluentes e captações de água, permitindo a simulação de apenas um cenário por vez.

Exemplos de aplicação

O pacote de ferramentas WARM-GIS Tools já foi aplicado em diversas bacias do Brasil, tanto no contexto acadêmico, como também no desenvolvimento de projetos como Planos de Bacias Hidrográficas. As figuras abaixo ilustram exemplos de aplicação da ferramenta, utilizando o módulo de balanço hídrico e o módulo de qualidade da água, respectivamente.

Exemplo de aplicação do módulo de balanço hídrico na bacia do rio das Almas (GO), com os resultados sendo expressos no mapa através do Índice de Estresse Hídrico no mês de menor disponibilidade hídrica, e também a partir da geração de gráficos exibindo a situação anual para um determinado trecho da bacia.

Exemplo de aplicação do módulo de qualidade da água na bacia do rio Guandu (RJ), indicando as saídas do modelo através de mapas (expressos através das classes de enquadramento do CONAMA) e da geração de perfis longitudinais de concentração.

Downloads disponíveis

Plugin WARM-GIS Tools

Manual Teórico-Prático

Arquivos de entrada (exemplo bacia rio das Almas)

Observação: Esta versão do modelo disponível para download pode conter alguns bugs ou erros no código que não foram identificados nos testes realizados com o sistema. Tentaremos sempre manter o modelo atualizado quando problemas forem relatados, mas seja paciente caso algum erro acontecer.

Trabalhos acadêmicos desenvolvidos

KAYSER, R. H. B.; Tschiedel, A. F.; Cybis, F. A.; COLLISCHONN, W. Comparativo entre o modelo QUAL 2K e uma metodologia simplificada de modelagem da qualidade da água integrada a um ambiente de Sistema de Informações Geográficas: Estudo de Caso na Bacia do Rio Macaé. In: XXII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2017, Florianópolis. Anais do XXII SBRH. ABRH, 2017 (submetido)

SILVA, M. M. ; FARIA, S. D. ; MOURA, P. M. Modelagem da qualidade da água na bacia hidrográfica do Rio Piracicaba (MG). Eng. Sanit. Ambient. vol.22, n.1, pp.133-143, 2017.

COSTA, C. A. M. Aplicabilidade de Modelos Matemáticos Para Elaboração de Cenários de Enquadramentos de Corpos Hídricos: O Caso da Bacia do Ribeirão Taquaruçu, Palmas – TO. Dissertação (Mestrado Profissional). – Curso de Pós-Graduação Profissional em Engenharia Ambiental Universidade Federal do Tocantins. 150 p. 2016.

KAYSER, R. H. B.; COLLISCHONN, W. Integrando Sistema de Suporte à Decisão para Gerenciamento de Recursos Hídricos a um SIG de Código Aberto. In: XX SIMPÓSIO BRASILEIRO DE RECURSOS HÍDRICOS, 2013, Bento Gonçalves. Anais do XX SBRH. Porto Alegre: ABRH, 2013.

PEREIRA, M.; KAYSER, R. H. B.; COLLISCHONN, W. Integração do Modelo Hidrológico para Grandes Bacias MGB‑IPH e Sistemas de Informação Geográfica para suporte à decisão de outorga de direito de uso da água. Revista de Gestão de Água da América Latina, v. 9, no. 2, p. 21-33, 2012