3. Material e Métodos
3.8. Desenvolvimento e funcionalidades do sistema
O sistema foi desenvolvido utilizando tecnologias open source, ou seja, sem custo para o uso, possibilitando uma economia e liberdade na sua expansão. O acesso ao sistema é realizado através de um navegador web, a partir de qualquer local com acesso à internet.
A escolha das tecnologias utilizadas no sistema foi realizada a partir da análise das documentações de diversas soluções livres. Buscou-se, ainda, verificar as tecnologias que são efetivamente utilizadas em aplicações baseadas nos sistemas de informações geográficas na internet.
Para o desenvolvimento do sistema foram utilizadas diversas tecnologias, entre elas: as linguagens de programação Java, Java Server Faces e Java script; as linguagens de marcação XML, XHTML; linguagem de estilo CSS; os servidores de dados Apache Tomcat e Geoserver; e o sistema gerenciador de banco de dados Postgre SQL, com a extensão PostGIS. Como ferramenta de auxílio ao desenvolvimento, utilizou-se a IDE (Integrated Development Environment) Eclipse.
Para o armazenamento dos dados, utilizou-se o sistema gerenciador de banco de dados (SGBD) Postgre SQL. O Postgre SQLé um banco de dados objeto-relacional que implementa sofisticadas funcionalidades e possui alta confiabilidade e estabilidade. O Postgre SQL, no entanto, não tem a capacidade de armazenar dados georreferenciados, de modo que para solucionar esse problema empregou-se a extensão PostGIS, que torna possível armazenar esse tipo de dados no Postgre SQL.
O sistema foi estruturado utilizando um estilo arquitetural em três camadas (Figura 5), sendo definidas: a camada de dados que deve possuir suporte ao armazenamento de dados geográficos; a camada de negócios que é composta tanto por um servidor de aplicação quanto por um servidor de mapas; e a camada de apresentação, em que o sistema pode ser acessado preferencialmente por um navegador de internet.
De forma a possibilitar a implantação do sistema, foi criada uma infraestrutura composta por uma máquina virtual, executando o sistema operacional Ubuntu Server. Apesar de utilizar uma distribuição Linux, todas as tecnologias necessárias para que o sistema seja disponibilizado podem ser implantadas em servidores executando o Windows Server.
Figura 5 – Arquitetura utilizada no desenvolvimento do sistema de análise das outorgas.
As funcionalidades implementadas no sistema para análise das outorgas de captação de água e diluição de efluentes estão apresentadas na Figura 6, sendo elas: a determinação das vazões mínimas de referência para qualquer seção de interesse; as vazões de diluição e indisponível pelos lançamentos; a disponibilidade hídrica ainda passível de outorga; e os índices de conflito pelo uso da água na gestão de recursos hídricos.
Figura 6 – Funcionalidades implementadas no sistema para análise das outorgas de captação de água e diluição de efluentes.
Para determinação da vazão mínima de referência (Q7,10) ao longo da hidrografia,
é necessária, inicialmente, a identificação da localização da seção de interesse, que pode ser feita digitando as coordenadas geográficas ou pela localização desta sobre o mapa da bacia. Posteriormente, o sistema identifica a área de drenagem e, por meio da equação de regionalização, realiza o cálculo da vazão mínima de referência.
A vazão de diluição e indisponível pelos lançamentos de efluentes é obtida através da identificação do lançamento de interesse, já cadastrado no banco de dados e, assim, o sistema utilizando as equações derivadas do balanço de massa e de decaimento dos poluentes procede à determinação das vazões. Para isso, são necessárias informações como a vazão lançada e a concentração de DBO no efluente e a classe de enquadramento observada no local do lançamento. De forma a respeitar a concentração máxima permitida de DBO no corpo receptor, o lançamento do efluente irá indisponibilizar uma vazão correspondente à soma da vazão de diluição e à do lançamento, uma vez que a vazão lançada deve passar a fazer parte do corpo d’água para diluir o próprio lançamento.
A disponibilidade hídrica ainda passível de outorga em uma seção de interesse é determinada por meio da escolha da seção de interesse. Posteriormente, o sistema calcula a disponibilidade hídrica máxima outorgável (50% Q7,10), por meio da área de
drenagem e da equação de regionalização. Em seguida, faz-se a análise de montante, subtraindo da disponibilidade hídrica máxima outorgável as outorgas existentes a montante da seção de interesse. Porém, no caso das captações de água, é necessário comparar esse valor com a disponibilidade hídrica nos pontos de outorga a jusante destes e, assim, o sistema retorna ao menor valor encontrado, sendo essa a vazão ainda passível de outorga na seção de interesse.
O índice de conflito pelo uso da água na gestão de recursos hídricos (icg) foi
implementado com o objetivo de facilitar as análises das outorgas e ter um indicativo dos trechos dos cursos d’água com disponibilidade hídrica crítica, de forma a permitir melhor gerenciamento dos recursos hídricos nesses trechos. Para determinação do icg
pelo sistema, é necessária a escolha do mês e ano para o qual se tenha interesse. Como resultados, são apresentados dois mapas, um considerando as captações de água e o outro, as diluições de efluentes, através dos quais é possível visualizar a situação dos trechos quanto à disponibilidade hídrica.
A fim de permitir o agrupamento das informações relativas à seção de interesse, desenvolveu-se um ícone na tela de apresentação dos resultados, o qual torna possível imprimir e salvar o relatório com as informações.
Para verificação das funcionalidades implementadas no sistema, fez-se um estudo de caso, de forma a analisar a disponibilidade hídrica ainda passível de outorga na bacia, considerando cinco seções ao longo do rio Piracicaba, com as seguintes áreas de
drenagem: seção 1 (5.465,0 km2), seção 2 (4.238,0 km2), seção 3 (3.031,0 km2), seção 4
(959,0 km2) e seção 5 (50,0 km2) e apresentadas na Figura 7.