Delimitação de bacia hidrográfica – a bacia de qualquer ponto com um clique

Para dimensionar um bueiro, uma vala, uma bacia de detenção ou uma pequena ponte, ou para resolver um trabalho de hidrologia, primeiro é preciso delimitar a bacia hidrográfica: toda a área cuja chuva escoa até o seu ponto. Um SIG faz isso, mas é preciso encontrar um modelo digital de elevação, preencher as depressões, calcular a direção e o acúmulo de fluxo e ajustar o exutório, o que toma uma tarde na primeira vez. Esta ferramenta faz as mesmas etapas no seu navegador. Clique no curso d'água onde a vazão deve ser medida, e as altitudes ao redor do ponto são lidas do Terrain Tiles, um conjunto de dados de elevação mundial e gratuito que reúne modelos lidar nacionais, EU-DEM, SRTM e outras fontes. As depressões dos dados são preenchidas para que a água sempre possa seguir em frente, cada célula recebe a direção da vizinha de maior declive (o método D8 usado no ArcGIS, no QGIS e no GRASS), e as células a montante do ponto formam a bacia. O contorno aparece no mapa com o talvegue principal e a rede de drenagem, e o painel traz os números que os métodos de projeto e os trabalhos pedem. Baixe a bacia em GeoJSON, KML ou shapefile para o QGIS, o ArcGIS ou o CAD, ou copie um link que reabre o mesmo resultado.

Como usar

1. Pesquise uma cidade ou um CEP, ou mova o mapa, e aproxime até ver o rio ou o cruzamento da estrada que você precisa.
2. Clique exatamente no rio, na ponte, no bueiro ou na saída do lago; o ponto é levado para a célula de drenagem mais próxima em até 60 m.
3. Aguarde alguns segundos enquanto os dados de altitude são lidos; a janela cresce de 4 × 4 km até no máximo 20 × 20 km, até a bacia inteira caber nela.
4. Leia no painel a área da bacia, o perímetro, o comprimento do talvegue, as altitudes, a declividade média e os índices de forma.
5. Escolha a densidade da rede de drenagem e baixe GeoJSON, KML ou o shapefile, ou copie o link de compartilhamento.

Qual é a precisão?

De onde vêm as altitudes

O Terrain Tiles usa o melhor modelo de elevação aberto de cada lugar: o lidar de 2 m da Environment Agency na Inglaterra, o USGS 3DEP com cerca de 10 m nos Estados Unidos, modelos nacionais de 10 m na Áustria e na Noruega, o EU-DEM com 25 m em Portugal e na maior parte da Europa, e o SRTM com cerca de 30 m no Brasil e em grande parte do mundo. A ferramenta os lê numa grade quadrada no fuso UTM do exutório com no máximo 500 células por lado: células de 8 m na primeira janela de 4 × 4 km, 40 m na maior, de 20 × 20 km, nunca mais finas do que um pixel dos mosaicos. Uma bacia só é tão boa quanto os divisores entre os vales nesses dados; em morros e serras os divisores são nítidos e o contorno costuma seguir o divisor de águas real a uma ou duas células.

Como a água é encaminhada

Primeiro, cada depressão da grade é preenchida com o algoritmo Priority-Flood de Barnes, Lehman e Mulla (2014), da borda da janela para dentro, e as áreas planas recebem uma inclinação mínima para drenar; depois cada célula drena para a vizinha, entre as oito, de maior queda (D8), e as células cujo caminho passa pelo exutório formam a bacia. É o método padrão do ArcGIS (Fill, Flow Direction, Watershed), do QGIS e do GRASS r.watershed. O D8 manda toda a água numa só direção, então em encostas convexas e suaves o divisor pode oscilar uma célula. Área e perímetro são medidos de forma geodésica no elipsoide WGS84 a partir do contorno, cuja escada de bordas de células é suavizada no máximo três quartos de célula para não superestimar o perímetro.

Terreno plano, cidades e drenagem artificial

Onde o terreno é plano, como na Dinamarca, nos Países Baixos, em várzeas, banhados e planícies fluviais, diferenças de poucos decímetros decidem para onde a água corre, e um modelo de 10–30 m não as enxerga. Valas, drenos, galerias pluviais, bueiros sob estradas e estações de bombeamento também levam a água através de divisores que o relevo não mostra. Nesses lugares o contorno pode sair muito errado: use um modelo lidar de 1–2 m (o MDT lidar da DGT em Portugal, o DHM da Dinamarca no Dataforsyningen, o RGE ALTI da França, o DGM1 dos estados alemães, o MDT do CNIG na Espanha) ou as bacias oficiais do órgão gestor de recursos hídricos, como as ottobacias da ANA no Brasil, e, para qualquer outorga, licença ou cálculo de projeto, a bacia do próprio órgão.

Bacias grandes

A janela cresce de 4 × 4 km para 8, 14 e por fim 20 × 20 km, deslocando-se na direção da bacia encontrada até então. Se a bacia ainda toca a borda da maior janela, a ferramenta avisa e mostra só a parte encontrada: a área, o talvegue e os índices ficam então pequenos demais. Para um rio grande, use as bacias oficiais do seu país ou um conjunto de dados global como o HydroSHEDS.

Bom saber

Clicar ao lado do rio

Um clique na encosta ao lado do rio dá a pequena bacia dessa encosta. A ferramenta leva o ponto para a célula mais próxima, em até 60 m, que drena uma área grande e informa quanto o deslocou; se o resultado for minúsculo, clique sobre o próprio rio ou um pouco mais a jusante.

Lagos e represas

As superfícies de água são planas nos dados. A ferramenta faz um lago drenar pelo ponto mais baixo da margem, que costuma ser o seu sangradouro real, mas uma barragem ou um vertedouro que não está no modelo de elevação pode mandar a água por outro caminho. Clique abaixo da saída do lago para incluir tudo o que drena para ele.

A rede de drenagem é um modelo

As linhas azuis são células que recebem mais do que a área escolhida a montante, não rios mapeados. Onde elas se afastam dos rios do mapa de fundo, os dados de altitude são grosseiros demais ali, o que também é um alerta sobre o contorno.