Projeto Orientado de Hidrologia e Drenagem

ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 1 1 Introdução O presente material foi desenvolvido com o objetivo de orientar os alunos quanto à delimitação de uma bacia hidrográfica com a utilização do software QGIS Dessa forma ao final do estudo deste documento o aluno será capaz de delimitar automaticamente uma bacia hidrográfica e definir algumas características fisiográficas Leiam atentamente este documento uma vez que há uma série de etapas intermediárias que se não forem feitas corretamente o resultado no será o esperado Como um cuidado geral recomendase que o usuário do QGIS seja organizado quanto às nomenclaturas dos arquivos serão vários os arquivos gerados não devendose conter espaços caracteres especiais ou acentos nos nomes dos arquivos os quais deverão ser relativamente pequenos buscandose evitar erros de referências 2 Dados de entrada Para a delimitação de uma bacia hidrográfica no software QGIS é necessário utilizar um modelo digital de elevação para representar a altimetria do terreno da área de estudo Modelos digitais de elevação são matrizes gráficas arquivos do tipo rasters que têm como objetivo representar a altimetria ou seja a elevação de uma região Eles podem ser classificados em duas categorias modelos digitais de terreno MDT e modelos digitais de superfície MDS O modelo digital de terreno MDT representa a altimetria da região tendo como base o solo Já o modelo digital de superfície MDS representa a altimetria de uma determinada região levando em consideração a presença de vegetação prédios e outros elementos que estão acima do solo A escolha de um MDE deve levar em conta algumas características importantes desses arquivos do tipo rasters como resolução espacial também conhecida como o tamanho do pixel da matriz precisão altimétrica relação direta com a qualidade da altimetria dos dados disponíveis e área de cobertura região para a qual o MDE está disponível Sendo assim atualmente existem MDEs disponíveis gratuitamente e com cobertura global como é o caso do MDS SRTM Shuttle Radar Topography Mission que apresenta versões disponíveis com resolução espacial de 30m e 90m Existem outros modelos disponíveis como o ALOS PALSAR NASADEM Copernicus MERIT DEM FABDEM entre outros O download desses produtos pode ser realizado diretamente no site das Agências responsáveis como o portal da Earth Explorer da USGS United States Geological Survey httpsearthexplorerusgsgov O download do MDS MERIT DEM pode ser feito através do seu site httphydroiisutokyoacjpyamadaiMERITDEM Nele é preciso preencher um formulário do ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 2 google receber um usuário e senha de acesso para enfim ao final da página escolher o quadrilátero correspondente a sua área de estudo para download no formato GeoTiff O portal Open Topography oferece a opção de download de vários MDEs nesse manual usaremos o SRTM com 30 metros de resolução espacial O seu download pode ser realizado através do link a seguir httpsportalopentopographyorgrasteropentopoIDOTSRTM08201543261 No link selecione a sua área de interesse no mapa desenhando um retângulo Figura 1 e no final da página preencha os campos com os dados necessários Você será direcionado para uma página de download aguarde enquanto o documento é carregado e em seguida faça download do arquivo zipado em Download Data Ao realizar o download extraia realize a descompactação do arquivo zipado para ter acesso do MDE Em alguns downloads o arquivo pode vir compactado duas vezes realize a descompactação as duas vezes para ter acesso a um arquivo do tipo tif Figura 1 Selecionando a região para download ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 3 3 Delimitando uma bacia hidrográfica O QGIS é um software de geoprocessamento gratuito de códigofonte aberto permitindo ao usuário a visualização edição e análise de dados georreferenciados O seu download pode ser realizado através do link httpsqgisorgptBRsiteforusersdownloadhtml Na página identifique o tipo de sistema do seu computador como Windows ou Linux e clique no botão de download Após o download com dois cliques no executável baixado inicie o processo de download Após o download do software configure seu computador para que o ponto esteja configurado como separador decimal Para isso acesse Painel de controle Relógio e Região Região escolha Português Brasil no campo Formato e em Configurações adicionais digite para Símbolo decimal Para a geração da bacia hidrográfica será utilizada uma geoferramenta chamada IPH Hydro Tools IPHHT A ferramenta foi criada inicialmente com o objetivo de realizar o préprocessamento dos dados de entrada do Modelo de Grandes Bacia MGB Para realizar o download do IPH Hydro Tools assim como obter mais informações sobre o MGB acesse o link a seguir httpswwwufrgsbrhgemgbdownloadsmgb462 Clique em Download IPH Hydro Tools e clique em Fazer download na página redirecionada ao site MEGA O manual do IPH Hydro Tools pode ser acessado na página httpswwwufrgsbrhgemodeloseoutrosprodutosiphhydrotools Após o download da pasta zipada contendo a geoferramenta abra o software QGIS QGIS Desktop e siga o caminho Complementos Gerenciar e Instalar Complementos Figura 2 Na janela dos complementos selecione Instalar a partir do ZIP busque em Arquivo ZIP a pasta zipada contendo o IPHHT e clique em Instalar Complemento Figura 3 Pronto a geoferramenta será instalada e seu ícone estará disponível na parte superior da barra de ferramentas do QGIS em vermelho na Figura 4 Figura 2 Visualizando o caminho para acessar a aba de complementos do QGIS ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 4 Figura 3 Instalando o ZIP do IPHHT Figura 4 Visualizando o ícone do IPHHT Iremos gerar a bacia hidrográfica de contribuição para a estação fluviométrica 60642000 localizada no município de Goiânia Identifique no HidroWeb as coordenadas de latitude e longitude da estação fluviométrica Adicione em um arquivo Excel do tipo CSV separado por vírgulas as coordenadas de latitude e longitude para definirmos a localização da estação Figura 5 Salve o arquivo excel e todos os próximos arquivos gerados em uma pasta única que iremos chamar de pasta do projeto apresentada nesse manual com o nome Bacia60642000 Figura 5 Criando um arquivo Excel com as coordenadas da estação Para adicionar a tabela Excel como uma camada do tipo shapefile siga o caminho apresentado na Figura 6 Abrindo a opção para adicionar uma camada de texto delimitado selecione a planilha Excel no campo Nome do arquivo Observe se em Definição de geometria o Campo X está com a seleção de Longitude e o Campo Y com a seleção de latitude Observe também se em Formato do Arquivo Delimitador de expressão regular está Figura 7 Pronto clicando em adicionar teremos uma camada do tipo shapefile com a localização da estação ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 5 Figura 6 Caminho para adicionar uma camada de texto delimitado Figura 7 Janela da camada de texto delimitado Pode ser interessante para ter uma referência visual do que está sendo feito inserir uma imagem de satélite atrás do exutório da bacia Para isso você pode procurar na janela Navegador dentro do ícone XYZ Tiles o OpenStreetMap Arraste esse ícone para a janela Camada ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 6 conforme Figura 8 Cuidado para o Shapefile correspondente ao exutório estar acima do OpenStreetMap na janela Camadas Figura 9 A ordem de visualização das informações corresponde à ordem hierarquização dos arquivos nessa janela Figura 8 Arrastando o OpenStreetMap para a janela Camadas Figura 9 Organização das informações na janela Camadas ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 7 Faça download do MDE SRTM 30 metros buscando avaliar a área de contribuição da bacia hidrográfica da estação busque sempre realizar o download de uma área maior visando ter a certeza de incluir toda a área da bacia Adicione o MDE no QGIS arrastando o arquivo da pasta em que ele está para dentro da área de Camadas localizada na região inferior esquerda da tela Figura 10 Figura 10 Adicionando o MDE no QGIS Para a utilização da ferramenta IPHHT é preciso converter o MDE para um arquivo do tipo asc conhecido do plugin Para isso converta o arquivo do MDE tif para asc acessando Raster Converter Converter converter o formato Figura 11 Será aberta a janela da ferramenta Figura 12 Em Camada de entrada selecione o arquivo do MDE baixado e no campo Convertido salve o arquivo na sua pasta de projeto escolhendo no campo Tipo o formato ASC arquivos asc salvando o arquivo com o nome mdeascasc Lembrando que asc não faz parte do nome do arquivo representa o seu tipo de formato ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 8 Figura 11 Caminho para converter formato de um raster Figura 12 Configurando a conversão de um arquivo raster Clicando no ícone do IPHHT apresentado na Figura 4 você terá acesso a uma lista de ferramentas disponíveis como mostra a Figura 13 Acessando Management Tools Conversion QGIS ASCII IPHHT ASCI o arquivo do MDE no formato asc será convertido para o formato ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 9 IPHHTasc Em Input file selecione o arquivo MDE asc e em Output file escolha sua pasta de projeto e salve o arquivo com o nome mdeiphhtasc Figura 13 Figura 13 Transformando o MDE em IPHHTasc Para diminuir o tempo de processamento das próximas operações que serão realizadas com o MDE é preciso delimitálo para a área de interesse Delimite a área de interesse imaginando a região que será ocupada pela bacia hidrográfica a partir do seu exutório Caso você não tenha certeza a respeito da área que a bacia irá ocupar escolha uma região bem maior que você tenha certeza de que será suficiente para a bacia hidrográfica Isso pode ser feito criando uma camada do tipo shapefile em Camada Criar nova camada Nova camada shapefile Figura 14 Em Nome do arquivo salve o arquivo que será gerado na sua pasta de projeto com o nome mascarashp em Tipo de geometria escolha Polígono para que seja possível desenhar um polígono para a área de interesse Figura 15 Clicando em Ok é preciso clicar no lápis que estará na barra de ferramentas do QGIS Figura 16 clicar no ícone de polígono que estará após a opção de salvamento desenhar um polígono na tela e após terminar o desenho clicar com o botão direito digitar no campo id que irá aparecer o número 0 Para finalizar a edição clique novamente no ícone do lápis e selecione a opção de salvar o arquivo feito Figura 17 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 10 Figura 14 Caminho para criar uma camada do tipo shapefile Figura 15 Janela para criar uma camada shapefile ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 11 Figura 16 Ferramentas de desenho de uma camada shapefile Figura 17 Visualizando a camada de máscara Para recortar o MDE para a área de interesse da máscara será utilizada a ferramenta Extract Raster by Polygon do IPHHT Figura 18 apenas extract by Polygon no IPHHT No campo Input selecione o arquivo raster do mde no formato asc do iphht mdeiphhtasc e no campo polygon mask file selecione o arquivo contendo a máscara mascarashp Em Output selecione sua pasta de projeto para salvar o arquivo recortado com o nome mdeextasc Para visualizar o arquivo gerado arraste ele para dentro da região de Camadas do QGIS Ao lado do arquivo irá aparecer o símbolo Figura 19 que representa que o arquivo não possui um sistema de coordenadas geográfico Então clique em cima do símbolo e defina a projeção do tipo WGS84 Figura 20 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 12 Figura 18 Ferramenta extract raster by polygon Figura 19 Visualizando um arquivo raster sem sistema de coordenadas geográfica Figura 20 Adicionando coordenadas geográficas ao raster ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 13 O próximo passo será a remoção das depressões do MDE e a criação do arquivo de direção de fluxo de cada célula do MDE com a ferramenta Sink and Destroy Figura 21 Em Raw DEM file selecione o arquivo do MDE extraído para a área da máscara mdeextasc em Corrected DEM Output Filename salve o arquivo na sua pasta de projeto com o nome mdecorrasc arquivo com o MDE corrigido e em Flow Direction Output Filename selecione sua pasta de projeto e salve o arquivo com o nome de fdrasc arquivo de direção de fluxo Assim arraste para o QGIS o arquivo resultante como mostra a Figura 22 Figura 21 Ferramenta Sink and Destroy Figura 22 Visualizando o resultado do Sink and Destroy ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 14 Após gerar o arquivo com as correções de depressões do MDE deverá será criado o arquivo de áreas acumuladas calculando o número de células que contribuem com fluxo para cada célula do MDE Para isso será utilizada a ferramenta Flow accumulation Figura 23 Em D8 Flow Direction File selecione o arquivo de direções de fluxo fdrasc e no campo Flow Accumulation File selecione sua pasta de projeto para salvar o arquivo resultante com o nome de facasc arquivo de áreas acumuladas Arreste o arquivo para o QGIS A visualização do arquivo final está na Figura 24 Figura 23Ferramenta flow accumulation Figura 24 Visualizando o arquivo de áreas acumuladas ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 15 O último passo antes de gerar a bacia hidrográfica é criar a rede de drenagem Será utilizada a ferramenta Stream Definition Figura 25 com o objetivo de definir um limiar de drenagem interessante para a região Em Flow Accumulation File selecione o arquivo de áreas acumuladas facasc e em Stream Definition File escolha sua pasta de projeto e salve o arquivo com o nome streamdef20asc Em Area Threshold defina um limiar de área de drenagem desejado nesse caso utilizaremos 20 Km² A Figura 26 apresenta o arquivo resultante Figura 25 Ferramenta Stream Definition Figura 26 Visualizando o arquivo de stream definition ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 16 Para gerar a bacia hidrográfica é preciso marcar um ponto de exutório Nesse caso o exutório será a localização da estação fluviométrica Buscando escolher um ponto de exutório sobre o limiar de rede de drenagem criado abra o arquivo de stream definition streamdef20asc e crie uma camada shapefile do tipo ponto identificando como exutório a célula mais próxima da localização real da estação posicionada exatamente sobre o curso hídrico Vá em Camada Criar Nova Camada Nova Camada Shapefile e configure conforme Figura 27 Após clique no lápis e 3 itens à direita nos pontos para definir a posição do novo exutório Esse procedimento é praticamente o mesmo utilizado para a definição da máscara Figura 14 à Figura 17 Não esqueça de após criar o ponto apertar novamente no lápis e parar com a edição de arquivo A Figura 28 apresenta o novo exutório onde mais à direita está a localização real da estação e sobre o limiar de rede de drenagem o ponto escolhido como exutório oficial Figura 27 Criando um exutório exatamente sobre o curso hídrico ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 17 Figura 28 Escolhendo um exutório Para gerar a bacia hidrográfica utilize a ferramenta Watershed Delineation No campo D8 Flow Direction File adicione o arquivo de direções de fluxo fdrasc em Stream Definition File adicione o arquivo de rede de drenagem streamdef20asc e em Outlets Shapefile adicione o arquivo que contém o ponto do exutório exutórioshp Clique em Snap outlet to nearest stream para criar um ponto definitivo para o exutório escolhendo uma pasta e dando o nome de exutório2shp Por fim em Watershed Deliniation File Figura 29 selecione uma pasta para salvar o arquivo com o nome baciaasc A Figura 30 apresenta a bacia hidrográfica gerada arraste o arquivo para o QGIS ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 18 Figura 29 Ferramenta Watershed Deliniation Figura 30 Bacia hidrográfica gerada É muito importante ter conhecimento da área da bacia hidrográfica gerada Para realizar o cálculo da área utilize a ferramenta Raster Area Calculation no IPHHT selecionando em Raster File o arquivo da bacia hidrográfica gerado anteriormente baciaasc Selecione em Raster Projection a opção LatLong e clique em Process para gerar a área da bacia hidrográfica em Km² ao lado superior direito da ferramenta Figura 31 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 19 Figura 31 Ferramenta Raster Area Outro passo muito importante é gerar a rede de drenagem da bacia hidrográfica Para isso primeiramente recorte o arquivo de direções de fluxo fdrasc e o arquivo de densidade de rede de drenagem streamdef20asc utilizando como máscara o arquivo gerado da bacia hidrográfica Para isso no IPHHT utilize a ferramenta Extract Raster by Raster Em Input Raster File selecione o arquivo que você quer recortar em Mask Raster File selecione o arquivo contendo a região para qual você quer delimitar o seu resultado a bacia hidrográfica gerada baciaasc e em Output Raster File selecione sua pasta de projeto e salve os arquivos com os nomes fdrbaciaasc e streamdef20baciaasc A Figura 32 apresenta a janela da ferramenta para o recorte do arquivo de direções de fluxo cujo nome é fdrbacia e a Figura 33 para o arquivo de densidade de drenagem cujo nome é streamdef20bacia A Figura 34 apresenta o recorte para do arquivo de direções de fluxo e a Figura 35 apresenta o recorte do arquivo de densidade de drenagem Figura 32 Ferramenta Extract Raster By Raster para o arquivo de direções de fluxo ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 20 Figura 33 Ferramenta Extract Raster By Raster para o arquivo de densidade de drenagem Figura 34 Direções de fluxo recortado para a bacia hidrográfica ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 21 Figura 35 Densidade de drenagem recortado para a bacia hidrográfica Com os arquivos recortados utilize a ferramentas ArcHydro Segmentation no IPHHT ir em Segmentation Tools e após em ArcHydro Segmentation selecionando em D8 Flow Direction File o arquivo contendo as direções de fluxo limitado para a área da bacia hidrográfica fdrbaciaasc em Stream Definition File selecione o arquivo que contém a drenagem para a bacia hidrográfica streamef20baciaasc e em Stream Link File sua pasta de projeto para salvar o arquivo resultante com o nome streamfileasc Figura 36 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 22 Figura 36 Ferramenta ArcHydro Segmentation Após isso utilize a ferramenta Drainage Line no IPHHT para gerar as linhas de drenagem com o nome drenagemshp selecionando em selecionando em D8 Flow Direction File o arquivo contendo as direções de fluxo limitado para a área da bacia hidrográfica fdrbaciaasc e em ArcHydro Segmentation File o arquivo gerado anteriormente streamfileasc A Figura 37 apresenta a janela da ferramenta e a Figura 38 apresenta a drenagem final Figura 37 Ferramenta Drainage Line ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 23 Figura 38 Drenagem da bacia hidrográfica Esse último procedimento irá gerar 04 arquivos O arquivo que deve ser arrastado é o SHP No entanto quem tem o AutoCAD instalado no computador pode ter o formato do arquivo modificado Assim o arquivo que deve ser arrastado para o QGIS é o cinza Figura 39 Figura 39 Arquivos gerados com a ferramenta Drainage Line Agora que temos a rede de drenagem da bacia hidrográfica clique com o botão direito sobre o arquivo e acesse Abrir tabela de atributos Clique no ícone do lápis localizado no canto superior esquerdo e crie um novo campo como mostra a Figura 40 Dê o nome de compri para o campo ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 24 comprimento excede o número de caracteres permitidas em Tipo selecione Número decimal real e clique em Ok Já com o campo criado clique no ícone da Calculadora de Campo Figura 40 Editando a tabela de atributos Já na janela da calculadora selecione no canto superior direito Atualiza um campo existente e selecione o campo criado anteriormente Na região de buscar vá em Geometria e selecione length para calcular o comprimento dos trechos de rio da drenagem em metros Figura 41 Clicando em Ok o campo compri Será atualizado com os comprimentos de trechos de rio ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 25 Figura 41 Calculadora de campo Clique no lápis novamente para encerrar a edição e agora temos o comprimento de todos os trechos de rio da bacia hidrográfica Observe que o campo ID está preenchido com a identificação de cada trecho de rio Copie a tabela de atributos para um arquivo Excel e calcule a soma dos trechos de rios referentes ao rio principal com o objetivo de obter o comprimento do rio principal Outra informação importante é o desnível do rio principal que pode ser obtido analisando o MDE baixado Para isso mantenha o MDE selecionado na aba de Camadas e utilize a ferramenta de identificador de feições para extrair informações do MDE Figura 42 Figura 43 Figura 42 Ferramenta Identificar feições ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Delimitação de uma bacia hidrográfica com o software QGIS 26 Figura 43 Identificando altimetria no MDE 4 Comentários Finais O passo a passo apresentado neste documento se mostra muito útil na prática profissional contudo a qualidade do seu resultado depende da qualidade dos dados de entrada Dessa forma a delimitação automática de bacias relativamente pequenas pode se tornar um problema uma vez que o MDE pode não ter a precisão adequada para a definição das linhas de fluxo Além disso em regiões muito planas a precisão vertical do MDE também pode dificultar ou até mesmo impossibilitar a delimitação das bacias Esse material foi desenvolvido por Rafaela Oliveira e Lucas Tassinari Sugestões e comentários são muito bemvindos Desejamos a todos um bom trabalho ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 1 112 1 Introdução O presente material foi desenvolvido com o objetivo de orientar os alunos quanto à aquisição de dados de precipitação e vazão no banco de dados da Agência Nacional de Águas ANA e manipulá los de forma a facilitar o desenvolvimento de cálculos em planilha eletrônica 2 Aquisição de dados de precipitação Para realizar o download dos dados do portal HidroWeb e posteriormente utilizálos no software Super Manejo o primeiro passo é configurar seu computador para que o ponto esteja configurado como separador decimal Para isso acesse Painel de controle Relógio e Região Figura 1 Região escolha Português Brasil1 no campo Formato e em Configurações adicionais digite para Símbolo decimal Figura 2 Figura 1 Encontrando região no painel de controle 1 É importante manter o formato em portuguêsBrasil para que as datas sejam reconhecidas ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 2 212 Figura 2 Selecionando ponto como separador decimal O portal HidroWeb faz parte do Sistema Nacional de Informações sobre Recursos Hídricos SNIRH e fornece os dados da Rede Hidrometeorológica Nacional RHN sendo eles dados de chuva vazão níveis de rios sedimentos climatologia e qualidade da água Os dados meteorológicos disponíveis são coletados de maneira convencional a partir de registros diários de observadores e medições feitas por técnicos e engenheiros hidrólogos Para a obtenção de dados de precipitação o primeiro passo consiste em acessar o portal HidroWeb httpswwwsnirhgovbrhidrowebapresentacao Na parte esquerda da página estão disponíveis algumas opções de consulta de dados A opção Mapa permite a visualização do mapa do Brasil contendo todas as estações disponíveis com dados A Figura 3 apresenta a visualização dos postos de monitoramento disponíveis no Rio Grande do Sul ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 3 312 Figura 3 Estações disponíveis no Rio Grande do Sul Aproximando à área de estudo desejada nesse caso a região do bairro Centro Histórico do município de Porto Alegre serão exibidos ícones contendo imagens de nuvens representando estações2 pluviométricas que medem quantidade de chuva ou de ondas representando estações fluviométricas que medem a vazão do corpo hídrico Clicando em cima dos ícones serão disponibilizadas informações como nome da estação bacia hidrográfica em que está inserido órgão responsável por operar o posto código da estação informação muito importante para identificação do posto e informações referentes aos dados disponibilizados pelo posto como medição do nível dágua medição de qualidade da água entre outras Figura 2 Na lista contendo as informações sobre a estação estará disponível a opção Baixar dados em diferentes formatos 2 Nesse documento estações e postos são tratados como sinônimos ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 4 412 Figura 4 Visualização dos dados de uma estação pluviométrica Com o código da estação em mãos o próximo passo é acessar a opção Séries Históricas localizada na parte superior esquerda da página Figura 5 Preencha o campo Tipo de Estação com Pluviométrica e o campo Código da Estação com os números anotados anteriormente e clique em Consultar Aparecerá logo embaixo o nome da estação com suas informações para download Marque a opção Selecionar em Tipo de Arquivo selecione Arquivo TXT txt clique em Baixar Arquivo e assim será feito o download dos dados em um arquivo txt Figura 6 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 5 512 Figura 5 Página de séries históricas de estações Figura 6 Página para download dos dados Os dados serão baixados em uma pasta zipada que deve ser descompactada Os dados de precipitação estarão disponíveis na pasta chuva seguido do número do posto pluviométrico Abrindo o arquivo txt estarão disponíveis os dados de uma maneira a qual os dados devem ser organizados para a sua utilização A Figura 7 apresenta como são apresentados os dados ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 6 612 Figura 7 Dados de chuva baixados As opções de busca por estações apresentadas pela Figura 5 podem ser muito úteis quando existe o objetivo de buscar estações disponíveis em algum município ou bacia hidrográfica de interesse Nesses casos devese preencher os campos Município Bacia ou mais generalistas como Rio ou Estado para a área de estudo específica Outra forma de realizar o download de dados hidrológicos é utilizar a geoferramenta ANA Data Acquisition disponível no software QGIS Mais informações estão disponíveis em httpswwwufrgsbrhgeanadataacquisition Além do manual está disponível um vídeo explicativo httpswwwyoutubecomwatchvThsUyBYaTg0abchannelHidrologiaGrandeEscala 3 Obtenção de estatísticas hidrológicas com o software Super Manejo Após o download dos dados da estação pluviométrica escolhida é preciso realizar o download do software Super Manejo Esse software tem como objetivo trabalhar com os dados oriundos do HidroWeb e realiza o manejo e visualização de dados hidrológicos da estação escolhida O download do software pode ser feito através do link httpswwwufrgsbrhgemodeloseoutrosprodutossoftwaresdemanejoevisualizacaode ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 7 712 dadoshidrologicossupermanejodedados202018 Nesse link também estarão disponíveis o manual do software e mais detalhes sobre a sua utilização3 O primeiro passo para a utilização do software é realizar a descompactação da pasta zipada na qual o software vem ao realizar o download Após isso estarão disponíveis os manuais e o programa executável Clique em Super Manejo de Dados 21 para ter acesso ao programa Figura 8 Figura 8 Download do software Super Manejo Já com o programa aberto selecione a opção Chuva em Dados de entrada Clique em Carregar Dados para escolher o arquivo txt com os dados de precipitação do download realizado anteriormente Aparecerá a mensagem apresentada na Figura 9 clique em Ok e escolha um diretório para salvar o arquivo com os dados de chuva organizados com o objetivo de facilitar o seu uso Figura 10 Observe que os dados estão organizados em colunas na sequência a seguir dia mês ano precipitação mm 3 Ao utilizar o programa não esqueça de fazer a gentileza de citar o manual como referência ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 8 812 Figura 9 Primeiro passo no software Super Manejo Figura 10 Dados após a organização do Super Manejo ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 9 912 No campo Disponibilidade Temporal é possível escolher o período de tempo de interesse para realizar a análise Figura 11 Clicando em Gerar gráfico de disponibilidade temporal estará disponível a Figura 12 apresentando a disponibilidade de dados ao longo dos anos Figura 11 Escolhendo o período para analisar Figura 12 Análise de dados disponíveis ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 10 1012 Clicando em Comparar Hidrogramas estará disponível o pluviograma da estação Observe que logo acima está o campo com a escolha de plotar ou não as falhas da estação Figura 13 Figura 13 Pluviograma Clicando em Calcular estatísticas estará disponível a janela da Figura 14 Nela é possível escolher alguns parâmetros para a geração dos resultados como utilizar o conceito de ano hidrológico ou ano do calendário escolher o número de falhas toleráveis para a geração dos resultados e etc Clicando em Gerar estatísticas no canto inferior direito escolha um local para salvar o arquivo txt que irá conter todos os resultados gerados ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 11 1112 Figura 14 Calculando estatísticas O arquivo de estatísticas irá conter as seguintes informações chuva diária máxima anual chuva diária máxima anual para dois dias chuva total anual chuva total mensal chuva total mensal média anos utilizados na média mensal chuva máxima diária anual por tempo de retorno número de falhas por ano e número de falhas por mês A Figura 15 apresenta de forma exemplificativa a chuva máxima diária anual para a estação ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação R01 ATIVIDADE ACADÊMICA 60941 Projeto Orientado Hidrologia e Drenagem Obtenção e tratamento de dados de precipitação 12 1212 Figura 15 Resultados de chuva diária máxima anual 4 Comentários Finais Por mais que o software Super Manejo de Dados forneça estatísticas tanto para os dados de precipitação quanto para os dados de vazão a qualidade desses resultados depende da qualidade dos dados de entrada Portanto você é responsável tanto pela avaliação prévia dos dados de entrada quanto pelos resultados do Software Dessa forma um produto de grande valia gerado pelo Super Manejo é o arquivo com os dados organizados em colunas Figura 10 Esses dados podem ser facilmente utilizados para fazer verificações quanto aos resultados obtidos e desenvolver novas análises com o auxílio de uma planilha eletrônica Esse material foi desenvolvido por Rafaela Oliveira e Lucas Tassinari Sugestões e comentários são muito bemvindos Desejamos a todos um bom trabalho