Pesquisa do Cemaden contribui para aumentar antecedência de emissão de alerta de cheias na Bacia do Rio Doce

Com o intuito de testar ferramentas que complementem o sistema de monitoramento e alerta já existente na Bacia do Rio Doce, o trabalho científico liderado por pesquisadores do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden) – em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) –  testou o uso de modernas técnicas de previsão hidrológica, as quais permitem aumentar a antecipação  do alerta de cheias, considerada fundamental no caso de eventos localizados nas bacias  de cabeceiras do rio Doce. Chuvas nas cabeceiras provocam a rápida subida do nível das águas, e, geralmente, estão associadas a maior risco de perdas de vida humana.

O sistema avaliado utiliza previsões de chuva de modelos meteorológicos para alimentar o modelo hidrológico de previsão de cheias. O objetivo do estudo foi avaliar se o uso de previsão meteorológica por conjunto permite fazer previsões na Bacia do Rio Doce com o tempo de antecedência de um a 5 dias.

“Tão importante quanto o resultado da pesquisa, é a implantação no Cemaden do sistema operacional de previsão de cheias.”, informa o pesquisador e hidrólogo, Javier Tomasella, coordenador da pesquisa. Nesse contexto, a pesquisa indica que o sucesso desse sistema depende de previsões de modelos atmosféricos regionais com alta resolução e número maior de membros, ou seja, de um maior número de previsões de chuva para o mesmo evento. Além disso, a análise indicou que o desempenho depende da inicialização do modelo hidrológico, o que torna essencial a operação em conjunto com um sistema de monitoramento em tempo real.

Impactos das chuvas e das cheias nas bacias da Região Sudeste

A Bacia do Rio Doce, uma das mais importantes bacias da Região Sudeste, possui um longo histórico de desastres por chuvas intensas, desde 1979. Nesse ano, ocorreu a grande enchente, deixando quase 50 mil pessoas desabrigadas, cerca de 4.400 residências atingidas, além de 74 vítimas fatais. No verão de 1997, outra grande enchente deixou mais de 57 mil pessoas desabrigadas, 7 mil residências atingidas e duas vítimas fatais. Recentemente, no verão de 2013-2014, cheias históricas na Bacia do Rio Doce afetaram mais de 54 mil pessoas.

A recorrência de eventos com grande impacto socioeconômico na Bacia do Rio Doce motivou a instalação de um Sistema de Alerta contra Cheias, em 1997. Esse sistema é operado, conjuntamente, pelo Serviço Geológico do Brasil (CPRM), pela Agência Nacional da Águas (ANA) e pelo Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM). O sistema opera com base nos dados de estações pluviométricas e fluviométricas, distribuídas na bacia, incluindo dados das usinas hidrelétricas da região.

O sistema operacional na Bacia do Rio Doce permite previsões de cheias, em sete cidades no entorno dessa bacia. Essa previsão pode ser realizada com seis horas de antecedência, como ocorre em Colatina, no estado do Espírito Santo,   e de até 24 horas, no caso do município de Governador Valadares, em Minas Gerais.

Nos estudos, a Bacia do Rio Doce foi subdividida em 19 sub-bacias, com o objetivo de avaliar o desempenho da técnica por conjunto em sub-bacias de diferentes áreas, uma vez que a bacia engloba mais de 200 municípios, periodicamente afetados por cheias. Para tal fim, foram utilizadas previsões operacionais por conjunto do Centro Europeu de Previsão do Tempo a Médio Prazo – ECMWF e do Modelo regional Eta do Inpe, por serem os modelos atmosféricos que apresentam melhor desempenho na previsão de chuvas na bacia. As previsões dos modelos atmosféricos foram usadas para alimentar o Modelo Hidrológico Distribuído (MHD), desenvolvido no Inpe.

Previsão por conjunto : técnica mundial que complementa a previsão de inundações

“Uma vez que a previsão meteorológica está sujeita a várias incertezas, devido à estrutura dinâmica e caótica da atmosfera, a estimativa de chuva não é tarefa fácil de ser realizada.”, explica o pesquisador e hidrólogo do Cemaden, Javier Tomasella.  “A precipitação ainda é uma das variáveis mais difíceis de ser prevista com precisão, principalmente quando se trata de eventos de escala local ou eventos extremos em intensidade”, complementa o coordenador da pesquisa.

O pesquisador do Cemaden afirma que, mundialmente, os sistemas  operacionais e de pesquisa sobre previsão de inundações estão cada vez mais utilizando uma técnica conhecida como “previsão por conjunto”. Consiste em executar um modelo atmosférico de previsão de tempo por um certo número de vezes, com pequenas modificações no estado inicial da atmosfera (definido pela temperatura, pressão, vento, entre outros). Dessa maneira, gera-se um feixe de previsões de chuva, cada uma das quais é denominada “membro”. Cada membro do modelo atmosférico é utilizado como dado de entrada do modelo hidrológico, gerando previsões de vazão ligeiramente diferentes entre si. Esta técnica é conhecida como previsão probabilística de vazões.

A metodologia apresentou resultados promissores na previsão de cheias que variaram entre um dia (no caso de bacias de cabeceiras) e 5 dias (bacias localizadas no curso médio e inferior do Rio Doce). “Isso demonstra que sistemas de previsão por conjunto podem complementar o sistema de alerta já operacional na bacia, pois permitem a previsão de cheias com maior antecedência, mesmo que afetadas pelas incertezas inerentes à previsão meteorológica.”, afirma o pesquisador Tomasella.

O estudo evidenciou que a resolução (detalhamento) do modelo atmosférico é muito importante para os casos de bacias de menor escala, enquanto o número de membros  é essencial em sub-bacias de meio porte.

Os resultados preliminares desta pesquisa foram apresentadas na Fapesp-Week Montevidéu e objeto da matéria “ Modelo hidrológico pode auxiliar a prever enchentes” e o resultado final no artigo intitulado “ Probabilistic flood forecasting in the Doce Basin in Brazil: Effects of the basin scale and orientation and the spatial distribution of rainfall ” publicado no Journal of Flood Risk Management . A pesquisa foi financiada pelo CNPq (Processo 402240/2012-0).

(Fonte: Ascom-Cemaden)

Pesquisador do Cemaden, Javier Tomasella, durante a apresentação na Fapesp Week Montevideo (Foto: Heitor Shimizu/Agência Fapesp)