A utilizao e disseminao de tcnicas de delimitao de bacias hidrogrficas e extrao de redes de drenagem atravs das ferramentas do geoprocessamento ainda tem uma utilizao de certa forma restrita aos rgos bem estruturados tecnologicamente, o que dificulta, muitas vezes, a adoo desta unidade territorial como unidade de planejamento das atividades que ali se inserem. Alm disso, a no utilizao destas tcnicas dificulta e at impossibilita o uso de uma srie de informaes que podem ser extradas, informaes estas que sero decisivas para a tomada de medidas durante a fase de planejamento e gesto das atividades inseridas na bacia hidrogrfica. A metodologia aqui utilizada para a realizao da delimitao da bacia hidrogrfica e a extrao das redes de drenagem engloba a utilizao do software Arcgis e imagens de radar do programa idealizado pela NASA (National Aeronautics and Space Administration), denominada Shuttle Radar Topography Mission (SRTM). Ao software Arcgis esto agregados uma famlia de outros softwares que desempenham funes bem variadas, que vo desde a visualizao e edio de mapas, dados grficos e alfanumricos, bem como edio de dados, anlises espaciais mais complexas e gerao de layouts. Os dados SRTM resultam de uma misso espacial realizada pela NASA, NIMA (National Imagery and Mapping Agency), DLR (Agncia Espacial Alem) e ASI (Agncia Espacial Italiana), cujo objetivo foi o de gerar um Modelo Digital de Elevao (MDE) da Terra usando uma tcnica denominada interferometria, a qual se utiliza das respostas espectrais na faixa de microondas do espectro eletromagntico, permitindo a obteno de informaes sobre a estrutura tri-dimensional dos alvos na imagem, no caso da SRTM o relevo.

Figura 1 - (a) Direes de fluxo possveis para um determinado pixel e (b) direo de fluxo escolhida em funo da maior declividade entre o pixel central e os vizinhos.Fonte: PAZ e COLLISCHONN (2008, p. 86) Na imagem raster gerada atravs das imagens SRTM, para cada pixel, alm da posio geogrfica x e y, tambm atribudo um valor altimtrico y, o qual servir de valor base para a extrao das redes de drenagem e a delimitao da bacia hidrogrfica atravs, principalmente, de duas ferramentas do software Arcgis: Flow direction (Direo de Fluxo) e Flow acumulation (Fluxo de acumulao). Segundo Paz e Collischonn (2008, p. 86), as direes de fluxo constituem o plano de informaes bsico derivado de um MNT em formato raster para suporte a estudos hidrolgicos. O procedimento mais comum consiste em considerar uma nica direo de fluxo para cada pixel do MNT, sendo essa direo atribuda para um de seus 8 vizinhos (tomando uma janela 3x3). A determinao de qual direo de fluxo atribuir feita escolhendo a direo que proporcione a maior declividade, calculada como sendo a diferena de elevao entre o pixel vizinho e o pixel central dividida pela distncia entre eles (Figura 1). Esse procedimento conhecido como D8 ou deterministic eight neighbours (Jenson e Domingue, 1988), e o mais comumente empregado. Aplicando a regra da maior declividade para cada pixel do MNT, obtm-se a correspondente direo de fluxo e, ao final do processo, gera-se uma imagem raster onde a cada pixel atribudo um valor ou cdigo que denota para qual dos vizinhos ele drena. A primeira etapa a ser realizada para a delimitao da bacia hidrogrfica e extrao de sua rede de drenagem foi a aquisio das imagens SRTM atravs do site da Embrapa Monitoramento por Satlite (http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm), onde se encontram disponveis as imagens SRTM, articuladas em folhas topogrficas do IBGE. Para a rea de estudo foram necessrias duas folhas: SE-23-V-C e SE-23-Y-A.

Figura 2 - Site da Embrapa Brasil em Relevo. Fonte: http://www.relevobr.cnpm.embrapa.br/download/index.htm De posse destas imagens, foram iniciados os procedimentos metodolgicos para a delimitao da bacia hidrogrfica e a extrao das redes de drenagem. Inicialmente as imagens SRTM, em formato raster, foram transformadas para o formato GRID, atravs do comando Data > Export Data.

Figura 3 Transformao da Imagem SRTM em formato raster para formato GRID. Fonte: Software ArcGis.

Na janela que se abrir, em Location escolha o local de destino do novo arquivo, em Format selecione GRID e em Name d um nome ao arquivo. Criado o arquivo formato GRID, abra o ArcToolbox e siga o caminho Spatial Analyst Tools > Hydrology > Fill, onde aparecer a janela Fill. Insira o arquivo GRID gerado em Input surface raster e em Output surface raster d um destino ao novo arquivo Fill gerado.

Figura 4 Transformando o arquivo GRID para arquivo Fill. Fonte: Software ArcGis. O prximo passo gerar uma imagem com a direo do fluxo, seguindo o caminho Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Direction. Na janela Flow Direction insira o arquivo Fill gerado na etapa anterior em Input surface raster e em Output surface raster d um destino ao novo arquivo que ser gerado.

Figura 5 Gerando direo de fluxo. Fonte: Software ArcGis. A etapa de gerao do arquivo de direo de fluxo uma das etapas mais importantes para a extrao da rede de drenagem e delimitao da bacia hidrogrfica, uma vez que onde so realizados os clculos ds reas de maior declividade, por onde o fluxo de drenagem direcionado no meio ambiente, naturalmente. sabido, na hidrologia, que a gua flui naturalmente pelo caminho de menor esforo, sendo assim quanto maior a declividade existente, menor ser o esforo exercido pela gua e desta forma sero estes valores de clula na imagem gerada que sero selecionados como caminhos das redes drenagem. A prxima etapa ser gerar o fluxo acumulado e para executar esta etapa siga o caminho Spatial Analyst Tools > Hydrology > Flow Accumulation. Na janela Flow Accumulation, insira o arquivo de direo de fluxo gerado anteriormente e d um destino para o novo arquivo que ser gerado.

Figura 6 Gerando fluxo acumulado. Fonte: Software ArcGis. O prximo passo para atingirmos o objetivo proposto ser gerar uma imagem raster com as drenagens extradas, para tal de ser realizado os seguintes passos no ArcToolBox: siga o caminho Spatial Analyst Tools > Conditional e v at a janela Con.

Figura 7 Gerao de imagem com as drenagens extradas. Fonte: Software ArcGis. Na janela Con insira o arquivo de fluxo acumulado gerado na etapa anterior e em Input true raster no Constant value digite 1. Em Output raster de um destino para o arquivo que ser gerado e em Expression digite a frmula value > 100, valor este que quanto menor for, maior ser a quantidade de feies de drenagem a serem geradas de forma automtica. A prxima etapa ser a de gerar a rede de drenagens em formato vetorial (shapefile), para tal no ArcToolBox siga o caminho Spatial Analyst Tools > Hydrology > Stream to Feature, insira o arquivo Con gerado na etapa anterior em Input stream raster, o arquivo de direo de fluxo em Input flow direction e d um destino ao novo arquivo shape que ser gerado em formato vetorial com a rede de drenagem extrada.

Figura 8 Gerao de drenagem em formato vetorial. Fonte: Software ArcGis. Para a delimitao da bacia hidrogrfica, inicialmente foi criado um shape de pontos para localizarmos na rede de drenagem o exutrio da referida rea de drenagem, sendo assim, foi criado o shape de ponto determinando o exutrio da referida bacia.

Figura 9 Determinao do exutrio. Fonte: Software ArcGis. Aps a determinao do exutrio local, abra o ArcToolBox e siga o caminho Spatial Analyst Tools > Hydrology > Watershed, em Input flow direction raster insira o arquivo flow direction gerado anteriormente e em Input raster or feature pour point data insira o shape do exutrio.

Figura 10 Delimitao da bacia hidrogrfica. Fonte: Software ArcGis. O arquivo gerado com a delimitao da bacia hidrogrfica est em formato imagem raster, sendo assim aps a obteno da delimitao, ainda em formato de imagem, deve-se transformar o arquivo para formato shape, como polgono, para que se possam extrair algumas informaes teis, como rea da bacia, permetro, dentre outros dados de grande relevncia.

Figura 11 bacia hidrogrfica delimitada. Fonte: Software ArcGis. Com a delimitao da bacia hidrogrfica e a extrao da rede de drenagem da referida bacia uma srie de informaes podem ser geradas auxiliando os estudos base de planejamento e gesto das diversas atividades realizadas na rea espacial da bacia e os usos mltiplos da gua direcionados s diversas atividades. A metodologia que foi aqui descrita e aplicada para a extrao da rede de drenagem e a delimitao da bacia hidrogrfica, utilizou-se de ferramentas do software Arcgis e dentre elas foram duas as principais ferramentas utilizadas, a direo de fluxo (Flow direction) e o fluxo acumulado (Flow acumulation). A ferramenta flow direction realiza, como ilustrado na figura 1, uma relao entre a clula central e as clulas adjacentes determinando as reas de maior declive atravs dos dados de altimetria, proporcionando o traado da direo do fluxo do canal hdrico uma vez que a gua segue o caminho de menor esforo, neste caso o de maior declividade. J a ferramenta flow acumulation determina por onde o fluxo hdrico ir se acumular, permitindo a extrao da rede de drenagem e a delimitao automtica da bacia hidrogrfica. Este processo compara cada clula raster com seus vizinhos e determina atravs dos dados do flow direction quantas clulas fluem para a primeira, realizando este clculo para todas as clulas e determinando os canais hdricos por onde a gua escoa e concentra e delimitando a bacia hidrogrfica a partir das clulas que no recebem fluxo de gua, as quais na realidade seriam as cristas e os topos de morro, divisores de bacias hidrogrficas. A gesto dos recursos hdricos em cenrio nacional delineada pela Poltica Nacional de Recursos Hdricos, a qual foi instituda pela Lei n 9433, de janeiro de 1997, popularmente conhecida como Lei das guas e que traz como fundamentos da gesto dos recursos hdricos dois pontos importantes para a utilizao da metodologia aqui empregada, sendo o primeiro a adoo da bacia hidrogrfica como unidade territorial de implementao da Poltica Nacional de Recursos Hdricos e o segundo fundamento que a gesto dos recursos hdricos deve ser descentralizada, ou seja, a adoo de bacias hidrogrficas menos abrangentes, ou seja, com menor unidade territorial defendida, de forma que a participao do poder pblico e dos diversos usurios nas decises locais sejam mais fortes e constantes. A utilizao desta metodologia alm de permitir a delimitao da bacia hidrogrfica, ainda permite extrair a rede de drenagem desta unidade territorial, facilitando o planejamento e a gesto dos usos mltiplos da gua, o que tambm defendido como fundamento na Poltica Nacional de Recursos Hdricos. Alm disso a elaborao da cartografia base para a bacia hidrogrfica ir permitir a utilizao destes dados para a obteno de dados de diversas naturezas e a construo de um banco de dados de informaes com vrias finalidades quantitativas e qualitativas que permitir maior agilidade na tomada de decises e facilitar o processo de planejamento e gesto de recursos hdricos. Alfredo A. Guimares alfredo.arantes@gmail.com