Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos · Este sistema é constituído por uma rede...
15
99 INAG/DSRH Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos O QUE É? O Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos - SVARH, permite conhecer em tempo-útil o estado hidrológico dos rios e albufeiras do país (níveis de água, caudais e volumes armazenados) e informação meteorológica relevante, possibilitando ainda a antevisão da sua possível evolução. Este sistema é constituído por uma rede de estações automáticas com teletransmissão, pertencentes às redes meteorológica, hidrométrica e de qualidade da água, e por uma estrutura informática para armazenamento e disseminação da informação. As estações que constituem o SVARH estão situadas em pontos críticos na vigilância de cheias, secas e acidentes de poluição. O SVARH tem como principais utilizadores entidades que necessitam de informação hidrológica actualizada para o acompanhamento de situações de risco: • INAG • DRAOTs • Serviço Nacional de Protecção Civil • Serviço Nacional de Bombeiros • CPPE ( Grupo EDP) • outros. O O SVARH está funcionalmente dividido em três módulos: AQUISIÇÃO ARMAZENAMENTO e SIMULAÇÃO DISPONIBILIZAÇÃO SITUAÇÃO ACTUAL PREVISÃO
Transcript of Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos · Este sistema é constituído por uma rede...
99INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
O QUE É?
O Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos - SVARH, permite conhecer em tempo-útil
o estado hidrológico dos rios e albufeiras do país (níveis de água, caudais e volumes
armazenados) e informação meteorológica relevante, possibilitando ainda a antevisão da sua
possível evolução. Este sistema é constituído por uma rede de estações automáticas com
teletransmissão, pertencentes às redes meteorológica, hidrométrica e de qualidade da água, e por
uma estrutura informática para armazenamento e disseminação da informação. As estações que
constituem o SVARH estão situadas em pontos críticos na vigilância de cheias, secas e acidentes
de poluição.
O SVARH tem como principais utilizadores entidades que necessitam de informação hidrológica
actualizada para o acompanhamento de situações de risco:
• INAG
• DRAOTs
• Serviço Nacional de Protecção Civil
• Serviço Nacional de Bombeiros
• CPPE ( Grupo EDP)
• outros.
O O SVARH está funcionalmente dividido em três módulos:
AQUISIÇÃOARMAZENAMENTO
eSIMULAÇÃO
DISPONIBILIZAÇÃO
SITUAÇÃO ACTUAL
PREVISÃO
100INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
III - Disponibilização de dados A informação armazenada no servidor do INAG é
acedida através da aplicação RIOS, que de uma
forma intuitiva apresenta a informação actual e as
previsões obtidas dos modelos de simulação.
II - Armazenamento e processamento dos dados
Sistema informático que interroga as estações a intervalos
regulares e coloca os dados numa base de dados central,
dotada de ferramentas de gestão e análise dos dados. A base
de dados é utilizada pelos modelos de previsão.
I - Aquisição de dadosÉ feita principalmente por estações automáticas com
telemetria. Cada estação é composta por um sistema de
armazenamento de dados - registador de dados, sensores,
sistema de alimentação e de teletransmissão. Funcionam
de forma autónoma, necessitando apenas de manutenção
mensal ou trimestral para limpeza e calibração (se
necessário).
ESTAÇÕES
SERVIDOR
101INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
I - Aquisição de DadosNo início do ano hidrológico de 1995/96 foram automatizadas três estações hidrométricas na bacia do Rio
Tejo: Tramagal, Almourol e Ómnias. Foram instalados equipamentos que mediam e registavam o nível de
água no rio. Os dados eram transmitidos por linha telefónica e modem. Desde então têm sido instaladas
diversas estações hidrométricas, meteorológicas e de qualidade da água nas principais bacias hidrográficas
do país, em pontos críticos para desencadeamento de alarmes e de acções de controlo subsequentes.
Componentes de uma estação
SensoresSistema de alimentação e teletransmissão
Registador de dados
O registador de dados é o cerne de uma estação
automática. pois é responsável pela leitura dos
sensores e armazenamento dos dados. Antes da
restruturação das redes de monitorização houve
oportunidade de testar diversos modelos de
registadores, onde foram identificadas como
características essenciais: a capacidade da
memória, a forma de backup da memória, o
consumo, a gestão de alarmes, a parametrização e a
teletransmissão.
102INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Pontos Críticos detectados na implementação do SVARH
A ocorrência de trovoadas pode provocar avarias nos sensores, registador de dados e
modem. Sobretensões e correntes de pico podem entrar pelos cabos da linha telefónica,
dos sensores ou da alimentação. Deste modo, é fundamental que a estação possua as
protecções adequadas.
As primeiras estações automáticas possuiam elevado consumo: o
modem estava sempre ligado, obrigando a utilizar uma bateria e um
painel solar de grande capacidade.
SobretensõesSobretensões
ConsumoConsumo
As componentes expostas — cabos, painel solar, sensores —
estão sujeitas a actos de vandalismo.
VandalismoVandalismo
Sensores Sensores
O sensor de nível era inicialmente contituido por partes móveis e
com limitações relativamente à gama de medida. Esta limitação
obrigava a desmultiplicações que adicionavam mais fragilidade ao
sensor, pois os anéis podiam quebrar ou bloquear as rodas do
sensor.
103INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Bateria:Bateria: o consumo
de todo o sistema é
baixo, permitindo a
utilização de bate-
rias de baixa capa-
cidade, logo, com
menor peso e
dimensão.
Registador de Dados:Registador de Dados: Baixo
consumo,memória não volátil
configuração versátil.
Modem GSM:Modem GSM: a
mudança das comuni-
cações fixas para as
móveis permitiu eli-
minar a entrada de
sobretensões e ruído no
sistema de
teletransmissão.
Entradas dos sensores, do painel solar Entradas dos sensores, do painel solar
e da antena GSMe da antena GSM: os cabos não estão
expostos, diminuindo o risco de
vandalismo. Não há excedentes de
cabo no interior do armário por forma a
não criar correntes induzidas.
Correcção das vulnerabilidades: desenho da estação actual
Ligações à terraLigações à terra: todas os cabos de
entrada são blindados e possuem
ligação à terra.
Interface multifunções:Interface multifunções: unidade responsável
pela gestão da carga da bateria, protecções
e descodificação dos sensores.
104INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Outras fontes de informação do SVARH
Além das estações automáticas, o SVARH recebe dados de
outras fontes:
dados de introdução manual. Este método é utilizado para
inserção de dados proveniente de estações não
automatizadas. Um exemplo típico são as albufeiras geridas
por associações de regantes, cujos dados chegam ao INAG
por Fax ou por telefone.
transferência directa. O INAG pode estabelecer
protocolos de transferência de dados com outras entidades, e
recebê-los por via informática. Os dados das albufeiras geridas
pela CPPE (Grupo EDP) são recebidos desta forma.
No início do SVARH, os dados das albufeiras da CPPE
eram pedidos por telefone por um operador de serviço, que
os introduzia à mão na base de dados. Em períodos de
cheia, isto era feito a cada hora.
105INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Rede proposta do SVARH
Integrada na Restruturação das Redes de
Monitorização de Recursos Hidricos, a rede do
SVARH foi conceptualizada de forma a
potenciar para a gestão de crise os objectivos
de vigilância e alerta. A implementação das
redes restruturadas teve início no sul do país,
prevendo-se a sua conclusão durante o ano de
2002.
O mapa mostra o total de estações com
teletransmissão previsto para todo o país.
A teletransmissão permite não só a obtenção de
dados continuamente, mas também detectar
avarias mais rapidamente. Qualquer estação da
rede restruturada pode receber o módulo de
teletransmissão (modem GSM) se isso se
revelar necessário.
106INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
A transferência dos dados das estações para o INAG é feita automaticamente por computadores
equipados com modems GSM e software de comunicações adequado, chamados concentradores.
Estas aplicações permitem escolher o período de interrogação, e podem aumentar a frequência das
chamadas se um ou mais valores medidos atingirem valores de alarme.
Os dados são armazenados numa base de dados com uma interface de gestão muito versátil, que
permite ao operador do sistema visualizar o estado de todas as estações (normal/em alarme/avariada),
construir gráficos e tabelas com os dados, detectar possíveis erros nos dados, e muitas outras funções.
II - Armazenamento e processamento dos dados
Rede do INAG
Rede Telefónica Móvel
ESTAÇÕESConcentrador 1
Servidor SVARH
Concentrador n
Consola gestão
Sala de Comando
Concentrador 2
Terminal GSM
InternetRouter
Rios
Rios
107INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Os dados assim armazenados ficam de imediato disponíveis para serem acedidos pelos modelos de
simulação, e pelos utilizadores da aplicação "Rios" (ver próxima secção). Assim, o utilizador final
pode dispor dos dados com um tempo de atraso muito curto. Passados alguns dias, os dados são
analisados por algoritmos inteligentes de controlo de qualidade e, após uma filtragem manual, são
exportados para a base de dados do SNIRH, onde passam a estar disponíveis para o público em
geral através do sítio do snirh em snirh.inag.pt.
É possível programar o sistema para enviar mensagens de alerta em SMS
ou e-mail para o operador ou para o gestor do sistema.
Os alertas não têm só relação com os os dados medidos mas também com os valores das
previsões.
Um mesmo valor de precipitação poderá ter implicações distintas no escoamento provocado
consoante o grau de humidade dos solos. Naqueles estados de humidade do solo mais próximos da
saturação a resposta em termos de cheia é rápida e mais intensa. Daí que os sistemas de alerta não
possam estar reduzidos a níveis estáticos de precipitação ou num rio.
Outro aspecto da previsão entra em conta com o tempo de deslocação de uma perturbação
(meteorológica ou hidráulica) até a um ponto crítico: no primeiro caso está-se no âmbito da previsão
meteorológica (o nowcasting), e na segunda está-se perante a propagação hidráulica de cheias.
108INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
0
1000
2000
3000
4000
5000
4.5 5 5.5 6 6.5 7
Cedilho
Fratel
A lmourol
Ómnias
Propagação dos caudais no Tejo na cheia de 6/11/97Q (m 3/s)
te m po (dia s)
Para os casos de previsão de cheias a
partir da precipitação e com
incorporação do conhecimento do
estado de humidade dos solos, o
SVARH possui o módulo de
Simulação Hidrológica.
Para os casos de previsão de cheias a
partir da propagação hidráulica de
uma onda de cheia (gerada pela
precipitação ou pela operação das
comportas de uma barragem), o
SVARH possui o módulo de
Simulação Hidráulica. tempo (horas)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0.00 24.00 48.00 72.00
Q (m3/s) Moinho da Gamitinha (rio Sado)
31 Jan 98 1 Fev 98 2 Fev 98
0
5
10
15
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78
Neves Corvo Beja
109INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
No Módulo de Simulação Hidrológica incluem-se ainda os modelos de balanço hídrico, que
servem também para a previsão de situações extremas, mas de outro tipo, relacionadas com a
escassez de água e secas. O seu fim é apoiar a Comissão de Gestão de Albufeiras no controlo
das campanhas de rega em albufeiras de fins múltiplos, onde se inclui o abastecimento, ou
quando haja perigo de stress para as comunidades ictiológicas.
0
20
40
60
80
100O
ut_8
4
Out
_85
Out
_86
Out
_87
Out
_88
Out
_89
Out
_90
Out
_91
Out
_92
Out
_93
Out
_94
Out
_95
Out
_96
Out
_97
Out
_98
Out
_99
Out
_00
V (hm3) Campanha de rega
110INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos HídricosModelaçãoTodos os modelos do SVARH são apoiados em Sistemas
de Informação Geográfica, que fornecem informação
adicional de base (declives, tempos de concentração, etc.).
Figueira e Figueira e BarrosBarrosMo. NovoMo. NovoPaviaPavia
111INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
III - Disponibilização da informação
A aplicação RIOS foi desenvolvida especificamente para disponibilizar a informação do SVARH. O
RIOS é utilizado pelos técnicos do Ministério do Ambiente d do Ordenamento do Território e pelos
organismos que necessitam de informação atempada para acompanhamento de situações graves,
como a Protecção Civil, e outras.
Através de uma ligação à internet, o RIOS acede à base de dados do SVARH e mostra a informação
de uma forma intuitiva e organizada por bacias hidrográficas ou distritos.
Cada estação é identificada por um
símbolo, e tem associada uma grelha
onde se mostram os últimos valores
medidos nessa estação, e a hora da
medição. O conteúdo da grelha é
actualizado sempre que houver dados
mais recentes na base de dados.
112INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
A aplicação RIOS permite a visualização de alarmes.
É possível definir dois níveis de alarme para cada
estação:
- nível 1 - amarelo
- nível 2 - vermelho
A bacia que contem as estações em alarme, ficará da
côr do alarme mais grave. O mesmo se verifica nos
ditritos.
Perfis estilizados dos rios e das barragens
permitem avaliar de forma intuitiva a maior ou
menor gravidade da situação.
113INAG/DSRH
Sistema de Vigilância e Alerta de Recursos Hídricos
Foram efectuados levantamentos topográficos dos principais diques do Vale do Tejo, com objectivo de aperfeiçoar o modelo digital do terreno.
Visualização de áreas inundadas em SIGOs valores dos níveis de água ao longo do rio permitem construir
num sistema de informação geográfica (SIG) uma simulação das
áreas inundadas, com base num modelo digital do terreno. As
imagens podem construir-se a partir de dados observados ou de
resultado dos modelos de previsão.
Simulação da propagação e atenuação
de uma onda de cheia e do respectivo
avanço da área inundada no vale do Tejo
com base na componente hidráulica do
modelo de previsão apoiada no software
SIG.
Eu sou uma onda de massae não de oscilação:não dá para mergulhar por baixo.
À entrada da planície a onda de cheia é mais pontiaguda. Com o espraiamento a onda fica achatada.
