MODELO ESPAÇO-TEMPORAL EM SIG PARA ANÁLISE DE QUALIDADE DA ÁGUA EM UMA BACIA HIDROGRÁFICA

Abstract

O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um modelo de dados
espaço-temporal em SIG para análise da qualidade da água em uma bacia
hidrográfica. Para o desenvolvimento do trabalho foi usada a metodologia de
projeto de banco de dados da análise de sistemas e as técnicas do Modelo Entidade-
Relacionamento. Para representar a evolução da qualidade da água no espaço e no
tempo propôs-se uma adaptação do modelo Dados Espaço-temporais baseado em
Eventos ESTDM, proposto por PEUQUET e DUAN (1995). Este modelo é
baseado em eventos, e utiliza o tempo como base para organizar os dados espaciais,
permitindo registrar o momento e o local das mudanças ocorridas. Sua versão
original utiliza um modelo de representação de dados espaciais baseado em campo e
trata o tempo de maneira ordenada. O modelo proposto por este trabalho, utiliza o
modelo de representação dados espaciais baseado em objeto e permite a
representação de eventos passados, presentes e futuros. Com o objetivo de testar sua
eficiência, o modelo espaço-temporal proposto foi implementado no SIG ArcView
3.2 para a Bacia do Rio Barigüi, localizada na região Metropolitana de Curitiba. Foi
utilizado um modelo matemático de qualidade da água, QUAL2E para simular a
influência das fontes poluidoras na qualidade da água na bacia hidrográfica. Através
do modelo de dados proposto é possível armazenar o resultado de várias simulações
para uma bacia hidrográfica, ligando cada simulação a um evento específico e
identificando qual o cenário válido naquele momento. Dessa forma é possível
identificar as alterações ocorridas na qualidade da água ao longo do tempo e
relacioná-las aos eventos que as causaram e as fontes geradoras da poluição. O
modelo suporta a existência de realidades alternativas, permitindo a simulação de
cenários passados e futuros e a comparação entre eles. A partir do modelo implementado para a bacia do Barigüi foi possível identificar quais os elementos
críticos relacionados com o parâmetro simulado, que foi a DBO5. Com este
trabalho pode-se constatar que o uso de um Sistema de Informações Geográficas
para o conhecimento e avaliação dos impactos causados pelas atividades humanas
na qualidade da água em uma bacia hidrográfica ao longo do tempo, é uma
ferramenta útil para o gerenciamento dos recursos hídricos.

SIG spatial temporal model for the analysis of water quality of a hidrographic
basin

Abstract

The aim of this work was the development of a spatial-temporal data
model for GIS to analyse the quality of water in a watershed. It was applied the
metodology of database project and system analisys, and the tecniques of Entity-
Relashionship Model. To represent the evolution of the quality of the water in space
and time it was proposed an adaptation of the Event-based Spatio-Temporal Data
Model ESTDM proposed by PEUQUET e DUAN (1995). The ESTDM is an event
based model and utilizes time to organize spatial data, alowing to register when and
where changes happened. In its original version it applies a field-based
representaion data model and consider time as ordened. The proposed model
utilizes an objetc-based representation data model and considers time as branched,
supporting the existence of past, actual and future events. In order to show its
eficiency the proposed model was implemented in ArcView 3.2 by ESRI, for the
Barigüi River Watershed, located at the metropolitan region of Curitiba City. To
simulate the influence of the polution sources at Barigüi river watershed it was used
the mathematic model of water quality, QUAL2E. With the spatial-temporal model
proposed it is possible to record the results of several simulations for the watershed,
linking each simulation to a especific event and identifying wich was the situation
of the wateshed at that time. That way, it is possible to identify the changes in the
quality of the water through space and time and relate it to the events and polution
sources that have caused it. The model supports the existence of alternative realities,
alowing the simulation of past, actual and future scenes and the comparison
between them. By the analisys made for the Barigüi river watershed it was possible
to identify wich are the critical elements at that basin, for the simulated parameter,
that was the DBO5. This work has shown that the use of a Geographic Information
System to know and analise the impact of human activities in the quality of the
water in a basin through space and time its is a helpful tool for the management of
the water.