Previsão hidrológica como ferramenta para auxiliar no critério de fechamento da trilha do Rio do Boi (SC)

Abstract

A Trilha do Rio do Boi está inserida na área do Parque Nacional de Aparados da Serra, sendo um passeio muito procurado pelos visitantes. O trecho percorrido durante essa caminhada acompanha na maior parte do trajeto o leito do rio, chegando muitas vezes a cruzá-lo. Entretanto, dependendo das características do escoamento desse curso de água, situações de perigo podem ocorrer, já que a força do fluxo pode vir a carregar pessoas. Para tentar evitar que este tipo de situação ocorra, foi estabelecido pelo parque que a trilha só pode ser realizada quando o nível do Rio Boi e do Rio Perdizes, que é um de seus principais afluentes, estiverem abaixo de determinado limiar. Contudo, esse critério de fechamento utilizado não leva em consideração a precipitação, que é a principal variável que pode influenciar na variação do nível e da profundidade dos cursos de água. Nesse sentido, o presente trabalho buscou avaliar se o desenvolvimento de um sistema de previsão, baseado em um modelo hidrológico-hidrodinâmico acoplado a dados de previsão por conjunto, pode ser utilizado como base para aprimorar o critério de fechamento da trilha. Para o caso em estudo, optou-se por utilizar o software HEC-RTS para o desenvolvimento deste sistema. Para a aplicação deste programa, foram utilizados dois outros softwares em conjunto, sendo eles o HEC-HMS e o HEC-RAS, a fim de calibrar e validar um modelo hidrológico-hidrodinâmico para a bacia do Rio Boi. As estimativas de precipitação prevista utilizadas nesse estudo são referentes aos membros do Global Ensemble Forecast System (GEFS) para horizontes variando entre 0 e 240 horas de antecedência. Além das estimativas do GEFS, também foi avaliado um cenário relativo à precipitação perfeita e outro considerando que não ocorreu precipitação em todo o horizonte analisado (chuva zero). Como dados de saída do sistema desenvolvido, puderam ser obtidas informações relativas à velocidade e a profundidade do fluxo nas seções transversais do rio onde ocorre a travessia dos turistas para cada um dos cenários avaliados considerando horizontes de até 10 dias de antecedência. As informações de velocidade e profundidade são necessárias ao cálculo do índice de perigo, que, nesse caso, foi utilizado como limiar para determinar o fechamento da trilha pelo sistema. Por fim, a qualidade do sistema proposto foi avaliada através da comparação dos dias em que as previsões consideraram a trilha como fechada, com os registros históricos de fechamento obtidos a partir do Twitter do PNAS por meio das métricas estatísticas do Diagrama ROC, Brier Score e o Forecast Convergence Score. Os resultados obtidos mostraram que no caso da bacia do Rio do Boi a qualidade das previsões está intimamente ligada às estimativas de precipitação prevista, já que essa é uma bacia que responde de forma rápida aos eventos de precipitação. Apesar disso, as estimativas do GEFS conseguiram representar de forma eficiente a variação de nível e velocidade ocorrida nos cursos de água dessa bacia hidrográfica, principalmente para horizontes de até 3 dias de antecedência. Considerando maiores horizontes, há um aumento significativo na taxa de falsos alarmes pelo sistema proposto. Pode-se constatar que o sistema de previsão baseado no HEC-RTS se apresenta como uma ferramenta com potencial de ser utilizada para a tomada de decisão sobre a abertura e o fechamento da Trilha do Rio do Boi. Além disso, o sistema desenvolvido nesse estudo apresenta a vantagem de ter uma probabilidade associada à abertura e ao fechamento da trilha para horizontes de previsão de até 10 dias. Essas probabilidades podem ser divulgadas nas plataformas de comunicação dos parques de modo a auxiliar na programação dos turistas e na gestão da visitação na trilha.

Velocity and depth information are necessary to calculate the hazard index, which, in this case, was used as a threshold to determine the closure of the trail by the system. Finally, the quality of the proposed system was evaluated by comparing the days when the forecasts considered the trail to be closed, with the historical closing records obtained from PNAS Twitter using the statistical metrics of the ROC Diagram, Brier Score, and the Forecast Convergence Score. The results obtained showed that in the case of the Boi River basin, the quality of the forecasts is closely linked to the predicted precipitation estimates, since this is a basin that responds quickly to precipitation events. Despite this, the GEFS estimates were able to efficiently represent the variation in level and velocity that occurred in the watercourses of this hydrographic basin, especially for horizons up to 3 days in advance. Considering longer horizons, there is a significant increase in the rate of false alarms by the proposed system. It can be seen that the forecasting system based on the HEC-RTS presents itself as a tool with the potential to be used for decision-making for the opening and closing of the Boi River Trail. In addition, the system developed in this study has the advantage of having a probability associated with opening and closing the trail for forecast horizons of up to 10 days. These probabilities can be disclosed on the park's communication platforms to assist in tourist scheduling and in managing visitation on the trail.