Hidro-on: Desenvolvimento de uma ferramenta online para consulta e análise pluviométrica.
Rodrigo Ramos Nogueira1, Denise do Rocio Maciel¹
1 Departamento de Informática, Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, Paraná, Brasil, wrkrodrigo@gmail.com, dnise_maciel@hotmail.com
RESUMO
A crise na água no estado de São Paulo foi um alerta para toda a sociedade, uma vez que a chuva em sua ausência causa seca, danos na agricultura e e crise abastecimento de água, quando em excesso pode causar desastres e enchentes. Nesse cenário é de grande importância o estudo da pluviometria, permitindo analisar séries históricas, consolidando dados e gerando informações pertinentes a tomada de decisão. Sabendo que os dados disponíveis sobre a pluviometria no Brasil são disponíveis de maneira não estruturada, este artigo aborda o desenvolvimento de uma ferramenta que consolida dados sobre séries temporais da chuva, permitindo a consulta e análise pluviométrica.
PALAVRAS-CHAVE: Chuva, Sistema web, Pluviosidade.
ABSTRACT
The crisis in water supply in the state of São Paulo was a warning to society, since the rain in his absence causes drought damage in agriculture and and water supply crisis, when too much can cause disasters and floods. In this scenario it is very important the study of rainfall, allowing the analysis of historical data, consolidating data and generating information relevant to decision making. Knowing that the available data on rainfall in Brazil are available in an unstructured way, this paper discusses the development of a tool that consolidates data on time series of rainfall, allowing consultation and rainfall analysis.
KEYWORDS: Rain, Web system, rainfall. INTRODUÇÃO
Desde o ano de 2014 o estado de São Paulo vive uma crise no setor de abastecimento urbano de água, impactando diretamente em diversos outros setores como geração de energia e aumento de encargos na água e energia.
Segundo Mendes(2013) nos últimos meses observa-se uma redução da incidência de chuva na região Sudeste e mais especificamente no estado de São Paulo. A partir disso, o estado de São Paulo não conseguiu antever os problemas advindos da estiagem, começou a trabalhar na utilização das reservas técnicas dos sistemas de abastecimento de água e implantou o racionamento de água em várias cidades. Onde se buscam diversas soluções para tentar minimizar os problemas de falta de água, inclusive uma transposição no rio Paraíba do Sul.
De acordo com o último levantamento feito pelo Instituto de Economia Agrícola (ANGELO, et al., 2015), a produção do estado de São Paulo tem sofrido quedas na safra 2014/2015. A tabela divulgada no estudo mostra que a maior queda é do algodão. A área de produção caiu de 11,65 mil hectares para 7,31 mil, ou seja, 37% a menos. Já a produção saiu de 38,64 mil toneladas para 20,80 mil, uma mudança de 46,2%. A produção do café, uma das mais importantes do estado paulista, caiu de 275,65 mil toneladas para 243,75 mil, uma baixa de 11,6%. O documento do IEA revela também que na safra 2013/14 a produção da cana-de-açúcar retraiu de 5.118 milhões de toneladas para 4.374 milhões, uma baixa de 14,5% - já a cana para a indústria teve uma queda de 9,7%.
Em contrapartida à falta de abastecimento de água ocasionada pela escassez de chuva, há uma grande série de ocorrências de desastres naturais, onde os piores estragos são gerados pelas enchentes em grandes centros urbanos. Segundo Penna (2014) nas ultimas décadas se tem presenciado o aumento em número e intensidade de desastres naturais: inundações, escorregamentos de terra, tempestades, seca, temperaturas extremas, incêndios florestais e terremotos. Destes, os mais recorrentes são as inundações, devido a eventos extremos de precipitação, onde cada ponto de alagamento é responsável por uma perda econômica média de R$ 1 milhão para o Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro, o que denota em uma perda de aproximadamente R$ 700 milhões anualmente no país.
Neste cenário onde a chuva é um fator determinante para o desenvolvimento de diversos setores da sociedade obter conhecimento sobre a pluviosidade pode ser um fator decisivo. Para Medeiros (2013) a pluviosidade representa o atributo fundamental na análise dos climas, refletindo a atuação das principais correntes da circulação atmosférica.
A pluviometria é a maneira de se obter a quantidade de chuva em uma determinada região, esta é medida em milímetros (mm) e refere-se a quantos litros de chuva se obtêm por
metro quadrado. Na produção agrícola, as partições pluviométricas têm sua devida relevância, contribuindo na retenção e abastecimento de água no solo, diminuição de escoamento superficial e redução de gastos relacionados à irrigação para o suprimento das necessidades hídricas da planta (SAMPAIO et al.,2000).
O Inventário Estações Pluviométricas (2009) relata que no Brasil há cerca de 981 estações pluviométricas distribuídas nas 12 Regiões Hidrográficas, cujo os dados são disponibilizados por diversos órgãos, dentre eles a o INPE1, SigRH 2, ANA3 e Funceme4, estes dados são relacionados a períodos, localidades e quantidade de chuva. Porém a estes dados são disponibilizados de maneira não estruturada, dificultando sua visualização e análise.
Nesse contexto, o objetivo deste artigo é apresentar o desenvolvimento de uma ferramenta que possibilite consolidar os dados sobre a pluviometria , bem como disponibilizar um ambiente online para consulta e análise pluviométrica, podendo auxiliar gestores dos segmentos dependentes da chuva na tomada de decisões.
MATERIAL E MÉTODOS Revisão Bibliográfica
Em um primeiro momento foi realizada uma uma revisão da literatura, no qual realizou-se uma consulta a livros, periódicos, revistas e sites relativos à pluviometria e seu impacto nos setores da sociedade.
Definição da fonte de dados
No estudo inicial constatou que diversos órgãos disponibilizavam informações como NPE, SigRH, ANA, Funceme, entre outros. No entanto, ao comparar as fontes de dados pode haver redundância, uma vez que dois órgãos podem fornecer informação sobre uma mesma estação, por isto se decidiu utilizar a fonte de dados da ANA.
A base de dados da ANA é robusta, contando com dados de todas as cidades do brasil, os dados oriundos da fonte de dados da ANA, utilizado neste projeto estão descritos á seguir:
Estação: refere-se à estação que efetuo a medição;
Nível Consistência: nível da consistência que pode ser bruto ou consistido; 1 INPE:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
2 SIGRH: Sistema de Informação de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo 3 ANA: Agência Nacional de Águas
Data: data da medição;
Tipo de Medição de Chuvas: refere-se à maneira com que a medição foi realizado podendo ser via pluviômetro, pluviógrafo ou data logger;
Máxima: valor do maior volume de chuva do mês em milímetros cúbicos; Total: total de chuva no mês em milímetros cúbicos;
Dia Máxima: dia em que mais choveu no mês ;
Num Dias De Chuva: número de dias de chuva no mês;
Máxima Status: status do dia de máxima que pode ser branco, real, estimado, duvidoso ou acumulado;
Total Status: status do total que pode ser branco, real, estimado, duvidoso ou acumulado;
Num Dias De Chuva Status: status do numero de dias chuvosos que pode ser branco, real, estimado, duvidoso ou acumulado;;
Total Anual: volume total de chuvas em milímetros cúbicos;
Total Anual Status: status do volume anual que pode ser branco, real, estimado, duvidoso ou acumulado;
Recursos Computacionais
Para o desenvolvimento do projeto Hidro-on foi utilizado a linguagem de programação PHP(PHP: Hypertext Preprocessor)5 para desenvolvimento da aplicação web e o sistema gerenciador de banco de dados MYSQL6
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O primeiro resultado no desenvolvimento do projeto Hidro-on foi realizar a ferramenta de integração entre o Hidro-on e os arquivos com as fontes de dados da ANA que são fornecidos em formato CSV7 e armazena em um banco de dados MySQL. Uma vez a integração concluída já será possível acessar o sistema, cuja tela inicial é demonstrada pela Figura 1.
Figura 1- Tela Inicial Hidro-on
5Disponível em <http://www.php.net/>. Acessado em ago.2015. 6Disponível em <http://www.mysql.com/>. Acessado em ago.2015.
7CSV:Os Comma-separated values, também conhecido como CSV, é um tipo de formato
A tela direcionada a sua aplicação principal, consulta e análise de pluviometria, a tela de consulta demonstrada pela Figura 2.
Figura 2 – Tela de Consulta
A tela de consulta permite parametrizar consultas, listar as informações de acordo com os parâmetros aplicados e principalmente gerar as informações analíticas de acordo com o que o usuário deseja saber sobre aquela base. As informações geradas são baseadas nos seguintes parâmetros selecionados:
Estado: campo para escolher o estado que se deseja saber sobre a pluviometria, caso não seja selecionado trará informações sobre todo o Brasil;
Cidade: campo para escolher a cidade que se deseja saber sobre a pluviometria, caso não seja selecionado trará informações sobre todo o estado selecionado;
Período: período que se deseja saber sobre a pluviometria;
Média no Intervalo: média do volume de chuva no período selecionado;
Mês com Maior volume: mês com maior volume de chuva no período selecionado; Mês com menor volume: mês com menor volume de chuva no período selecionado; Dia com maior volume: dia com maior volume de chuva no período selecionado; Dia com menor volume:dia com menor volume de chuva no período selecionado; Gerar Gráfico: caso selecionado, exibe um gráfico com o comportamento do volume
de chuva ao decorrer dos dias.
Exportar: caso selecionado, gera um arquivo CSV com as informações geradas.
CONCLUSÕES
Durante este estudo ficou notório o impacto da chuva em diversos segmentos da sociedade, seja por sua ausência nos sistemas de abastecimento causando a seca e abalando a produção agrícola, ou por sua presença em grandes cidades causando enchentes. O fato é que ter conhecimento sobre o comportamento da chuva é essencial para diversos setores da sociedade.
A base de dados pluviométrica já existe e é disponibilizada pelos órgãos públicos, no entanto em forma de dados brutos, com uma interface de difícil consulta e análise. A partir do desenvolvimento do Hidro-on estes dados se transformam em informações que pode são acessíveis através de uma interface amigável.
A consolidação dos dados pluviométricos pelo Hidro-on pode auxiliar cientistas da computação que desejem utilizar a base de dados pluviométrica para experimentos nas áreas de aprendizado de máquina e mineração de dados, uma vez que não será preciso efetuar
download de arquivos separados no sistema da ANA.
Este trabalho tem como proposta de continuidade a adição de novas funcionalidade como análise fluviométrica e qualidade do ar, avaliando nestes trabalhos futuros o uso de outras tecnologias que possam otimizar o desempenho da aplicação.
AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio financeiro no desenvolvimento deste trabalho.
REFERÊNCIAS
MENDES, L. Considerações acerca da geração hidroelétrica fluminense a partir da crise hí-drica do estado de São Paulo.Boletim do Observatório Ambiental Alberto Ribeiro Lamego, Campos dos Goytacazes/RJ, v.8 n.1, p. 35-49, jan./jun. 2014
PENNA, A. et al. Extremos de Chuva na Cidade de São Paulo: Padrões Atmosféricos. Institu-to Nacional de Pesquisas Espaciais.2014.49p.
ANGELO, et al. Previsões e Estimativas das Safras Agrícolas do Estado de São Paulo, Ano agrícola 2014/15. Instituto de Economia Agrícola. Disponível em <http://www.iea.sp.gov.br/out/verTexto.php?codTexto=13707>. Acessado em jun.2015. MEDEIROS, et al. Variabilidade Pluviométrica Entre Regimes Diferenciados de Precipitação no Estado do Piauí. Revista Brasileira de Geografia Física v.06, n.05 (2013).
AGÊNCIA NACIONA DE ÁGUAS.Inventário das estações pluviométricas. 2.ed. - Brasília: ANA; SGH, 2009.
