Integração do SWMM e ferramentas SIG para modelagem hidrológico-hidráulica de bacia complexa / SWMM and GIS tools integration for hydrological-hydraulic modeling of a complex basin

RESUMO O presente trabalho aplicou o Storm Water Management Model (SWMM) para simular e avaliar a resposta hidrológica do sistema de macrodrenagem de um rio costeiro, cuja bacia situa-se em área de transição urbano-rural e apresenta influência marítima em seu exutório. Assim, como condição de contorno de jusante, reconstruiu-se a curva de maré existente no exutório da bacia por meio do método harmônico. Ademais, realizou-se a delimitação dos trechos de escoamento e a discretização das sub-bacias automaticamente e desenvolveu-se um mapa de uso e ocupação do solo para obtenção dos parâmetros físicos e espaciais dos elementos da drenagem, etapas estas auxiliadas por ferramentas de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Procedeu-se à simulação das vazões no sistema para o período de um mês sob condição de precipitação moderada. A validação do modelo resultou em um coeficiente de Nash-Sutcliffe de 0,57. Os resultados mostraram que o SWMM simulou as vazões nos trechos de drenagem das sub-bacias rurais com desvio médio de 8,6% das vazões medidas em campo. Para os trechos sob influência marinha, o SWMM conseguiu reproduzir o efeito da maré nos trechos, apresentando uma oscilação completa. Ademais, obteve-se a descarga fluvial média da bacia ao estuário de 2,35 m3.s-1 e a vazão média mensal afluente ao maior reservatório da bacia de 0,33 m3.s-1, resultados estes em consonância com trabalhos anteriores realizados na bacia em estudo. Em síntese, os resultados obtidos e o modelo proposto têm potencial para auxiliar na gestão integrada de águas rurais, urbanas e costeiras.

ABSTRACT The present work applied the Storm Water Management Model (SWMM) to simulate and evaluate the hydrological response of a coastal river macrodrainage system whose basin is located in an urban-rural transition area and has a tidal influence in its outflow. Thus, as a downstream contour condition, the existing tidal curve in the basin's outlet was reconstructed using the harmonic method. In addition, drainage stretches and sub-basins were automatically delimited, and a land use and occupation maps were developed to obtain the physical and spatial parameters of the drainage elements, these steps being aided by Geographic Information Systems (GIS) tools. The flow was simulated in the system for a period of one month under a moderate precipitation condition. The validation of the model resulted in a Nash-Sutcliffe coefficient of 0.57. The results showed that the SWMM simulated the flows in the drainage stretches of the rural sub-basins with an average deviation of 8.6% of the flows measured in the field. For stretches under tidal influence, SWMM was able to reproduce the effect of the tide in the stretches with a complete oscillation. In addition, the river discharge from the basin to the estuary was 2.35 m3.s-1, on average, and the average monthly flow affluent to the largest reservoir in the basin was 0.33 m3.s-1, consistently with previous work carried out in the study basin. In summary, the results obtained and the proposed model have the potential to assist in the integrated management of rural, urban, and coastal waters.

Uso de técnicas de geoprocessamento na otimização do traçado de sistemas adutores de abastecimento de água com a utilização de uma base de dados de alta definição / Use of geoprocessing techniques in the optimization of the pipeline alignment of water supply systems with the use of a high definition database

RESUMO Neste trabalho discute-se um modelo de otimização multicritério baseado em Sistemas de Informações Geográficas (SIGs), que tem por finalidade a determinação dos locais com maior potencial para locação do traçado de adutoras por meio da utilização de variáveis de custo, bem como do melhor caminho para esse traçado. Em decorrência disso, foi possível simular rotas de custo mínimo para o traçado da adutora, considerando critérios relacionados com: as declividades e as altitudes da área, as distâncias de rios e áreas alagadas e a proximidade de rodovias. A análise leva em consideração a importância (peso) de cada critério no modelo. Para minimizar a subjetividade na escolha dos valores desses pesos, buscou-se a opinião de especialistas com relação aos critérios analisados. O método Análise Hierárquica de Pesos (AHP) foi utilizado para a ponderação dos critérios. Para aplicação da metodologia, utilizou-se como área de estudo um trecho da Adutora do Pajeú no Estado de Pernambuco e uma base de dados de alta definição do Programa Pernambuco Tridimensional (Programa PE3D), além da base de dados Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)/TOPODATA. Os resultados obtidos por meio de SIG permitiram identificar as áreas consideradas de maior aptidão para a locação do traçado da adutora e determinar uma rota otimizada para esse traçado. Na prática, significou na determinação de uma rota para implantação da tubulação da adutora, o que sugere que a utilização de SIG e técnicas de otimização pode auxiliar a tomada de decisão no que se refere aos projetos de sistemas adutores de abastecimento de água.

ABSTRACT This paper discusses a multi-criteria GIS-based optimization model, which aims to determine the locations with the highest potential for the location of the water mains through the use of cost variables, as well as the best path for this tracing. As a result, it was possible to simulate minimum cost routes for the pipeline layout, considering criteria related to: the slope and altitude of the area, the distances of rivers and flooded areas and the proximity of highways. The analysis takes into account the importance (weight) of each criterion in the model. To minimize subjectivity in choosing the values of these weights, expert opinion was sought regarding the criteria analyzed. The HWA (Hierarchical Weight Analysis) method was used to weigh the criteria. To apply the methodology, the study area used an excerpt from the Pajeú pipeline in the state of Pernambuco and a high definition database from the Pernambuco Three-dimensional Program, as well as the SRTM/TOPODATA database. The results obtained through GIS allowed us to identify the areas considered to be the most suitable for the location of the pipeline and to determine an optimized route for this route. In practice, it meant determining a route for the pipeline installation, which suggests that the use of GIS and optimization techniques can help decision making regarding the design of water supply systems.

Geospatial distribution and risk factors for bovine cysticercosis in the state of Rondônia, Brazil / Distribuição espacial e fatores de risco para a cisticercose bovina no Estado de Rondônia, Brasil

This study focused on assessing the prevalence, geospatial distribution and risk factors for bovine cysticercosis in cattle from the state of Rondônia, Brazil, through the years 2012 to 2015. The prevalence established was 0.014% (95% C.I. 0.013-0.014), with a higher detection of unviable cysticerci (84.80%). The municipalities of Itapuã do Oeste, Candeias do Jamari, Nova Brasilândia D'Oeste, Pimenteiras do Oeste, Porto Velho, Nova Mamoré, Urupá and Guajará-Mirim had higher risk (OR>1; p<0.05) for cysticercosis occurrence compared with the municipality of Castanheiras (OR=1). The Administrative Regions of Porto Velho, Guajará-Mirim, Colorado D'Oeste, Cacoal, Ji-Paraná had higher risk (OR>1; p<0.05) for cysticercosis occurrence in the slaughtered animals than those reared in Ariquemes Administrative Region (OR=1). Some variables such as human population density (OR=2.15; 2.15-2.16), percentage of urban houses with inappropriate sewage system (OR=1.91, 1.91-.1.92) and percentage of inappropriate rural sewage system (OR=1.14, 1.14-1.14) were significantly associated (p<0.05) with the occurrence of bovine cysticercosis. In conclusion, the prevalence of bovine cysticercosis in the state of Rondônia was 0.014% (95% C.I. 0.013-0.014) and higher-risk areas were identified, providing useful information to Official Sanitary Inspection System in order to improve cysticercosis detection. Also, human population density and the lack of appropriate sewage system in urban and rural areas are closely related to bovine cysticercosis occurrence in this state.(AU)

Este estudo objetivou avaliar a prevalência, distribuição espacial e fatores de risco para a ocorrência de cisticercose bovina em animais abatidos oriundos do Estado de Rondônia, Brasil, entre os anos de 2012 a 2015. A prevalência observada foi de 0,014% (I.C. 95% 0,013-0,014), com maior detecção de cisticercos inviáveis (84,80%). Os municípios de Itapuã do Oeste, Candeias do Jamari, Nova Brasilândia D'Oeste, Pimenteiras do Oeste, Porto Velho, Nova Mamoré, Urupá e Guajará-Mirim apresentaram maior risco (OR>1; p<0.05) para a ocorrência da enfermidade quando comparadas ao município de Castanheiras (OR=1). As Regiões Administrativas de Porto Velho, Guajará-Mirim, Colorado D'Oeste, Cacoal, Ji-Paraná, respectivamente, apresentaram maior risco (OR>1; p<0.05) para a ocorrência de cisticercose nos bovinos abatidos comparadas à Região Administrativa de Ariquemes (OR=1). Algumas variáveis como a densidade populacional humana (OR=2,15; 2,15-2,16), percentual de domicílios urbanos com saneamento inadequado (OR=1,91, 1,91-1,92) e percentual de saneamento rural inadequado (OR=1,14, 1,14-1,14) apresentaram-se como fatores de risco significativos (p<0.05) para a ocorrência de cisticercose bovina. Conclui-se que a prevalência de cisticercose bovina no Estado de Rondônia foi 0,014% (I.C. 95% 0,013-0,014) e que áreas de maior ocorrência puderam ser identificadas, fornecendo informações a serem utilizadas pelo Serviço de Inspeção Federal para melhorar a detecção dos casos. Ainda, a densidade da população humana e a deficiência de sistemas de tratamento de esgotos urbanos e rurais estão intimamente relacionadas com a ocorrência da cisticercose bovina neste estado.(AU)

Spatial Approach of Perinatal Mortality in São Paulo State, 2003-2012 / Análise espacial da mortalidade perinatal no estado de São Paulo, de 2003 a 2012

Abstract Objectives To identifying spatial patterns in the distribution of perinatal mortality in the state of São Paulo from 2003 to 2012. Methods An ecological and exploratory study with data on perinatal mortality rates of every thousand live births, which were registered on the digital database containing 645 municipalities in the state of São Paulo within the periods of 2003 to 2007 and 2008 to 2012. The spatial analysis provided Moran’s index (MI) and thematic maps of rates, and the Moran maps of both periods were drawn. The average rates were compared by Student’s t test. The TerraView 4.2.2 software (INPE, S. José dos Campos, Brazil) was also used. Results There were 49,485 perinatal deaths during the first period, at a rate of 17.90 deaths/1,000 live births (standard deviation [SD] = 7.0; MI = 0.14; p = 0.01), and 44,582 perinatal deaths during the second period, at a rate of 16.40 deaths/1,000 live births (SD = 11.14; MI = 0.04; p = 0.03). These rates are statistically different (p < 0.01). There was a decrease in these rates in 413 municipalities when comparing the two periods. The Moran map has identified 35 municipalities that require special attention, which are located in the Eastern, Southwestern, Western and Northwestern regions of São Paulo state. Conclusion The study provides municipal managers with subsidies so they can minimize these rates by implementing public policies and taking better care of pregnant women and newborns.

Resumo Objetivo Identificar padrões espaciais na distribuição de mortalidade perinatal no Estado de São Paulo no período de 2003 a 2012. Métodos Estudo ecológico e exploratório, com dados sobre as taxas de mortalidade perinatal por mil nascidos vivos e inseridos em malha digital dos 645 municípios do estado de São Paulo entre 2003 e 2007 e 2008 e 2012. A análise espacial forneceu o índice de Moran (IM), e foram construídos mapas temáticos das taxas e o mapa de Moran de ambos os períodos. As taxas médias foram comparadas utilizando o teste t de Student. Utilizou-se o programa Terra View 4.2.2. Resultados Foram 49.485 óbitos perinatais no primeiro período, taxa de 17,90 óbitos/1.000 nascidos vivos (desvio-padrão [DP] = 7,0; IM = 0,14; p = 0,01), e 44.582 óbitos perinatais no segundo período, taxa de 16,40 óbitos/1.000 nascidos vivos (DP = 11,14; IM = 0,04; p = 0,03). Estas taxas são diferentes (p < 0,01). Houve diminuição destas taxas em 413 municípios quando comparados os dois períodos. O mapa de Moran identificou 35 municípios localizados nas regiões Leste, Sudoeste, Oeste e Noroeste, que merecem uma atenção especial. Conclusão O estudo fornece subsídios para que os gestores municipais possam minimizar estas taxas, implantando políticas públicas e melhor atendimento às gestantes e recém-nascidos.

Análise estatística espacial da mortalidade por câncer de mama feminina no estado do Rio de Janeiro, 2001 a 2006 / Spatial statistical analysis of mortality from breast cancer women in the state of Rio de Janeiro, 2001-2006

Objetivos: Avaliar a existência de dependência espacial na taxa de mortalidade por câncer de mama feminino no Estado do Rio de Janeiro, no perí­odo de 2001 a 2006 e possíveis variáveis explicativas. Material e métodos: Análise da correlação espacial da taxa de mortalidade por câncer de mama nos triênios 2001 a 2003 e 2004 a 2006, através do calculo do I global de Moran, tendo como variáveis explicativas: a idade, a raça, o estado civil, o ní­vel educacional, a renda médio do trabalho principal das pessoas adultas de cada municí­pio, o Í­ndice de mamógrafos por municí­pio, o Índice de Desenvolvimento Humano Municipal, Índice Firjan de Desenvolvimento Municipal, a cobertura da população por saúde complementar, a média de consultas nas especialidades básicas e a despesa municipal de saúde por habitante. Foi utilizado o método proposto por Andrade e Szwarcwald para estabelecer a distribuição espacial da taxa de mortalidade por câncer demama feminino e identificar os principais fatores responsáveis pela variação espacial. Resultados: A dependência espacial foi constatada pelos resultados da análise estatística para taxa de mortalidade do triênio 2001 a 2003 (...). As variáveis que melhor explicaram os aglomerados espaciais foram o Valor do rendimento médio do trabalho principal das pessoas adultas e o Índice de mamógrafos por município. Conclusão: Ocorreu dependência espacial na taxa de mortalidade por câncer de mama feminina no perí­odo de 2001 a 2003, sendo que esta pode ser explicada, em parte, pelo rendimento médio dos habitantes e pelo Í­ndice de mamógrafos de cada municí­pio...

Objectives: To analyze the existence of spatial dependence in the mortality rate for female breast cancer in the State of Rio de Janeiro in the period 2001-2006 and possible explanatory variables. Methodology: Analysis of the spatial correlation of mortality rate from breast cancer in two triennium 2001 to 2003 and 2004 to 2006. To evaluate thespatial dependence was calculated the Global Moran's Index and being used as explanatory variables: age, race, marital status, educational level, the average income for adult peoplefrom the main job (per municipality), the rate of mammography unit by municipality, the Municipal Human Development Index, the Firjan´s Index Municipal Development, the percentage of population covered by private health insurance system, the average numberof basic care medical visits and total spending per person, per year, on health by the municipal government. It was used the method propose by Andrade and Szwarcwald aiming to establish the spatial mortality rate caused by female breast cancer and recognize the main aspects of this spatial variation. Results: The spatial dependence was found intriennium 2001-2003 (Moran I statistic standard deviate = 1,7379, p=0,0410), but the same result were not found during 2004-2006 (Moran I statistic standard deviate =0,4450, p=0,3281). The best variable that explains spatial clusters was “the average income for adult people from the main job” and “the rate of mammography unit by municipality”. Conclusion: It was detected during 2001-2003 a spatial dependence in death rate by femalebreast cancer . This result may be partly explained by average income per inhabitant and the rate of mammography unit by municipality.