Contribuições para a previsão de cheias e fechamento da Trilha do rio do Boi – Cânion do Itaimbezinho, RS.

Abstract

A crescente inserção do ser humano em ambientes próximos a corpos hídricos, principalmente relacionado ao desenvolvimento urbano em áreas ribeirinhas e à realização de diversas outras atividades ao longo dos leitos dos rios resulta em uma grande e constante exposição dessas pessoas a episódios de cheias e de inundações decorrentes de variações hidrológicas rápidas e/ou extremas, e as suas respectivas consequências. Dentre as diversas medidas de prevenção existentes, os sistemas de previsão e alerta de cheias estão dentre as mais aplicadas no cenário nacional e internacional, devido à sua grande capacidade de atuação na mitigação de possíveis impactos decorrentes desses eventos, sejam eles materiais, sociais ou humanos. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou desenvolver uma série de contribuições iniciais que possibilitem o futuro desenvolvimento de um sistema de previsão e alerta para a Trilha do rio do Boi, localizada no Parque Nacional de Aparados da Serra, na região sul do Brasil. A Trilha, que recebe uma grande quantidade de turistas durante o ano, apresenta alguns registros históricos de episódios de emergências relacionados a isolamento, resgate e inclusive mortes de turistas e guias decorrente de episódios de cheias. Inicialmente, equipamentos telemétricos de monitoramento hidro meteorológico foram instalados em locais de interesse no Parque, uma vez que os únicos dados disponíveis eram dados de níveis fluviométricos do arroio Perdizes e de precipitação com resolução temporal apenas diária. A partir das séries disponíveis desses registros, modelos matemáticos de correlação precipitação-nível foram desenvolvidos, para tentar se entender a resposta hidrológica local à eventos de precipitação. Para a avaliação dos resultados gerados pelos modelos desenvolvidos, foi escolhida a métrica de discriminação dos dados de saída, através da metodologia do diagrama ROC (Relative Operative Characteristics), afim de se verificar se os modelos apresentavam correlações suficientemente boas para discernir os eventos de ultrapassagem do limiar de nível existente para o fechamento da Trilha. Ainda, dados de previsão meteorológica (Quantitative Precipitation Forecasts – QPF) foram utilizados como dados de entrada para uma segunda avaliação dos modelos, para se verificar a possível utilização de previsões de precipitação na previsão de nível do arroio. Ao final, também foi aberta uma discussão entre as representatividades dos dados diários de nível e de precipitação em relação aos eventos hidrológicos e as respostas do arroio a eles versus a representatividade dos dados subdiários obtidos com os equipamentos instalados. A análise comparativa dos dados diários e subdiários comprovou a teoria esperada de que a utilização de dados com intervalo de tempo diário não é suficiente (ou adequada) para a aplicação de modelos de previsão no local. Dessa forma, avalia-se que os resultados obtidos com os modelos de precipitação-nível e com utilização de dados de previsão de precipitação atingiram as expectativas esperadas, uma vez que os modelos foram construídos a partir de dados diários. Ainda, acredita-se fortemente que uma nova calibração dos modelos, a partir de séries de registros subdiários obtidas com os equipamentos instalados, resultará em significativas melhorias na representatividade dos modelos gerados.

The increasing insertion of human beings in environments close to water bodies, mainly related to the urban development in riverside areas and the completion of several other activities along riverbeds results in a great and constant exposure of these people to episodes of floods and floods resulting from rapid and/or extreme hydrological variations, as well as their consequences. Among the several existing prevention measures, flood forecasting and warning systems are among the most applied in the national and international scenario, due to their great ability to mitigate the possible impacts resulting from these events, be it material, social or human. In this context, the present work aimed to develop a series of initial contributions that enable the future development of an early warning system for the Boi River Trail, located in the Aparados da Serra National Park, in southern Brazil. The Trail, which receives a large amount of tourists during the year, has some historical records of emergencies related to isolation, rescue and even deaths of tourists and guides due to flood episodes. Initially, telemetric hydro meteorological monitoring equipment was installed in places of interest in the Park, since the only data available was fluviometric levels of the Perdizes creek and precipitation, both only with daily temporal resolution. From the available series of these records, mathematical models of precipitation-level correlation were developed, in the trial of predicting the local hydrological response to precipitation events. For the evaluation of the results generated by the developed models, the metric of discrimination of the output data was chosen through the ROC diagram (Relative Operative Characteristics) methodology, in order to verify if the models presented correlations good enough to discriminate the events of exceedance of the existing level threshold for closing the Track. In addition, quantitative precipitation forecasts (QPF) were used as input data for a second evaluation of the models, to verify the possibility of using precipitation forecasts in the stream-level forecast. At the end, a discussion about the representability of the daily level and precipitation data in relation to the hydrological events and the stream responses to them versus the representability of the subdaily data obtained with the installed equipment was also raised. The comparative analysis of daily and subdaily data confirmed the expected theory that the use of data with daily time interval is not sufficient (or adequate) for application in the on-site forecast models. Thus, it is estimated that the results obtained with the precipitation-level models and the use of precipitation forecast data reached the expectations, since the models were developed from daily data. It is also strongly believed that a new calibration of the models, from series of subdial records obtained with the equipment installed, will result in significant improvements in the representativeness of the models generated.